4 Kugeln Spannung
Das wichtigste Dichtungsmaterial für SitzeKugelhähnePolytetraoxyethylen (PTFE) ist ein gängiges Dichtungsmaterial, das gegenüber nahezu allen chemischen Substanzen empfindlich ist und sich durch einen niedrigen Reibungskoeffizienten, stabile Leistung, geringe Alterung, einen breiten Temperaturbereich und hervorragende Dichtungseigenschaften auszeichnet. Aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften, wie dem hohen Ausdehnungskoeffizienten, der Empfindlichkeit gegenüber Kälteströmung und der geringen Wärmeleitfähigkeit, müssen diese Merkmale jedoch bei der Konstruktion von Ventilsitzdichtungen berücksichtigt werden. Als Dichtungsmaterialien für Ventilsitzdichtungen kommen auch gefülltes PTFE, Nylon und viele andere Materialien zum Einsatz. Verhärtet das Dichtungsmaterial jedoch, leidet die Dichtwirkung, insbesondere bei geringen Druckdifferenzen. Synthetischer Kautschuk wie Butylkautschuk kann zwar ebenfalls als Ventilsitzdichtungsmaterial verwendet werden, ist aber hinsichtlich des anwendbaren Mediums und Temperaturbereichs eingeschränkt. Zudem besteht bei ungeschmierten Medien die Gefahr, dass die Kugel durch synthetischen Kautschuk blockiert wird.
Um den Anforderungen industrieller Anwendungen wie hohen Temperaturen, hohem Druck, starker Erosion und langer Lebensdauer gerecht zu werden, wurden metallgedichtete Kugelhähne in den letzten zehn Jahren stark weiterentwickelt. Insbesondere in Industrieländern wie den USA, Italien, Deutschland, Spanien und den Niederlanden wurde die Konstruktion der Kugelhähne kontinuierlich verbessert. So sind beispielsweise vollverschweißte, direktverlegte Kugelhähne, Hubkugelhähne und Kugelhähne für Fernleitungen und Ölraffinerien entstanden. Der industrielle Einsatzbereich ist zunehmend breiter gefächert, und Kugelhähne mit großem Durchmesser (3050 mm), hohem Druck (70 MPa) und einem breiten Temperaturbereich (-196 °C bis 815 °C) sind auf dem Markt erschienen. Dadurch hat die Technologie der Kugelhähne ein neues Niveau erreicht.
5 Kugelventilkonstruktion und -fertigung
Durch den Einsatz von computergestütztem Design (CAD), computergestützter Fertigung (CAM) und dem Mulberry Manufacturing System (FMS) in der Ventilindustrie hat die Konstruktion und Fertigung von Kugelhähnen ein völlig neues Niveau erreicht. Die Berechnungsmethoden für die Ventilkonstruktion wurden grundlegend revolutioniert und die aufwändigen und sich wiederholenden Konstruktionsarbeiten des Fachpersonals deutlich reduziert. Dadurch steht den Technikern mehr Energie für die Verbesserung der Produktleistung und die Entwicklung neuer Produkte zur Verfügung, was die Forschungs- und Entwicklungszyklen verkürzt. Die Arbeitsproduktivität wird insgesamt gesteigert. Im Rahmen der Forschung und Entwicklung von Kugelhähnen mit Hubstange und Metalldichtung wurde durch den Einsatz von CAD/CAM eine breite, spiralförmig abgeflachte Stange entwickelt, die mithilfe von computergestütztem Design und CNC-Werkzeugmaschinen gefertigt wird. Diese Metalldichtung verhindert Kratzer und Verschleiß beim Öffnen und Schließen des Kugelhahns, wodurch die Dichtungsleistung und die Lebensdauer erheblich verbessert werden. Wenn das Kugelventil vollständig geöffnet ist, ist der Strömungswiderstand sehr gering, nahezu null. Daher werden Kugelventile mit gleichem Durchmesser häufig in Öl- und Gasleitungen eingesetzt, da sie die Reinigung der Rohrleitung erleichtern. Da die Kugel des Kugelventils beim Öffnen und Schließen abgewischt wird, können die meisten Kugelventile auch in Medien mit suspendierten Feststoffpartikeln verwendet werden. Je nach Material des Dichtungsrings ist der Einsatz auch in pulverförmigen und körnigen Medien möglich.
6 Anwendungsfälle für Kugelventile
Da Kugelhähne üblicherweise Gummi, Nylon oder Polytetraoxyethylen als Dichtungsmaterial für den Ventilsitz verwenden, ist ihre Einsatztemperatur durch dieses Material begrenzt. Die Absperrwirkung der Kugelbreite wird dadurch erzielt, dass die Metallkugel unter Einwirkung des Mediums zwischen den Kunststoff-Ventilsitzen gegeneinander gepresst wird (schwimmendes Kugelventil). Unter dem Einfluss eines bestimmten Kontaktdrucks verformt sich der Ventilsitzdichtring in bestimmten Bereichen elastisch und plastisch. Diese Verformung kann Fertigungstoleranzen und Oberflächenrauheiten der Kugel ausgleichen und die Dichtleistung des Kugelhahns gewährleisten.
Da der Sitzdichtungsring des Kugelhahns üblicherweise aus Kunststoff besteht, muss bei der Auswahl der Konstruktion und Leistung des Kugelhahns die Feuerbeständigkeit und Feuerverhütung berücksichtigt werden, insbesondere in der Erdöl-, Chemie-, Metallurgie- und anderen Sektoren, wo Kugelhähne in Anlagen und Rohrleitungssystemen mit brennbaren und explosiven Medien eingesetzt werden. In den Vereinigten Staaten sollte daher der Feuerbeständigkeit und dem Brandschutz besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden.
Im Allgemeinen werden Kugelventile für Rohrleitungssysteme mit geringer Leckage in die Atmosphäre, geringem Betätigungsdrehmoment und geringem Strömungswiderstand empfohlen.
Kugelventile eignen sich auch für Rohrleitungssysteme mit leichter Konstruktion, niedrigem Abschaltdruck (geringer Druckunterschied) und korrosiven Medien.
Kugelventile können auch in Tieftemperaturgeräten (kryogenen Geräten) und Rohrleitungssystemen eingesetzt werden.
In den Sauerstoffleitungssystemen der metallurgischen Industrie werden Kugelventile benötigt, die einer strengen Entfettungsbehandlung unterzogen wurden.
Wenn die Hauptleitungen von Öl- und Gaspipelines unterirdisch verlegt werden müssen, sind geschweißte Kugelhähne mit vollem Durchmesser erforderlich.
Wenn eine Anpassung der Leistung erforderlich ist, sollte ein Kugelhahn mit spezieller Konstruktion und V-förmiger Öffnung gewählt werden.
In der Erdöl-, Petrochemie-, Chemie-, Energie- und Stadtbauindustrie können metall-auf-metall-Kugelhähne für Rohrleitungssysteme mit Betriebstemperaturen über 200°C eingesetzt werden.
7 Anwendungsprinzipien von Kugelventilen
Für Öl- und Erdgasleitungen, Leitungen, die gereinigt werden müssen, und im Erdreich verlegte Leitungen verwenden Sie Vollpass- und Vollschweißkugelhähne; für im Erdreich verlegte Leitungen wählen Sie Vollpass-Schweißkugelhähne oder Flanschkugelhähne; Abzweigleitungen: Wählen Sie Flanschverbindung, Schweißverbindung, Vollpass- oder Kugelhahn mit reduziertem Durchmesser.
Für die Transportleitungen und Lagereinrichtungen von raffiniertem Öl sollten Flanschkugelhähne verwendet werden.
Für Stadtgas- und Erdgasleitungen verwenden Sie schwimmende Kugelhähne mit Flanschanschluss und Innengewindeanschluss.
Im Sauerstoffleitungssystem der metallurgischen Anlage sollte ein feststehendes Kugelventil verwendet werden, das einer strengen Entfettungsbehandlung unterzogen wurde und über einen Flanschanschluss verfügt.
Für Niedertemperatur-Rohrleitungssysteme und -Geräte sollten Niedertemperatur-Kugelhähne mit Haube verwendet werden. Im Rohrleitungssystem der katalytischen Crackanlage einer Ölraffinerie kann ein Hubkugelhahn eingesetzt werden.
In Anlagen und Rohrleitungssystemen für korrosive Medien wie Säuren und Laugen in chemischen Systemen empfiehlt es sich, Kugelhähne aus Edelstahl zu verwenden, die vollständig aus austenitischem Edelstahl gefertigt sind und deren Sitz und Dichtungsring aus Polytetraoxyethylen bestehen.
Metallisch-metallische Kugelventile können in Rohrleitungssystemen oder Vorrichtungen für Hochtemperaturmedien in metallurgischen Anlagen, Energiesystemen, petrochemischen Anlagen und städtischen Fernwärmesystemen eingesetzt werden.
Wenn eine Durchflussregulierung erforderlich ist, kann ein pneumatisches oder elektrisches Kugelventil mit V-förmiger Öffnung und Schneckengetriebeantrieb gewählt werden.