Definition und umfassender Leitfaden für Flansch-Absperrklappen
Ein Flansch Absperrklappe Diese Ventilart besitzt Flansche an beiden Enden des Ventilkörpers und wird mittels Schrauben mit Rohrleitungsflanschen verbunden. Öffnen und Schließen erfolgen durch die Drehung der Ventilscheibe um die Ventilspindel. Aufgrund ihrer einfachen Konstruktion, der schnellen Öffnungs- und Schließfunktion sowie des geringen Strömungswiderstands dient sie als wichtiges Absperrventil in Rohrleitungen.
Kernventilkomponenten
- Ventilkörper: Das drucktragende Hauptbauteil des Ventils wird üblicherweise durch Gießen oder Schmieden mit Flanschanschlüssen hergestellt. Gängige Werkstoffe sind Sphäroguss, Edelstahl, Aluminiumbronze, Duplex-Edelstahl und legierter Stahl.
- Ventilscheibe: Ein kritisches Bauteil, das in direktem Kontakt mit dem Medium steht und daher eine sorgfältige Materialauswahl erfordert. Seine Dicke beeinflusst unmittelbar den Strömungswiderstand und die Druckfestigkeit des Ventils.
- Ventilschaft: Eines der drucktragenden Bauteile verbindet Scheibe und Ventilkörper und ist das einzige Übertragungsteil. Sein oberes Ende ist mit Aktuatoren wie Handrädern, Schneckengetrieben, pneumatischen und elektrischen Aktuatoren verbunden.
- Ventilsitz: Der Schlüssel zur Dichtleistung der Absperrklappe ist eine Dichtung, die am Ventilkörper oder um die Scheibe herum angebracht ist.
- (1) Weichdichtende Flansch-Absperrklappe: Hauptsächlich aus elastischen Materialien wie Gummi oder PTFE gefertigt.
- (2) Hartdichtende Flansch-Absperrklappe: Hauptsächlich aus Metall gefertigt, in der Lage, hohen Temperaturen und Drücken standzuhalten.
Abbildung 1: Explosionszeichnung der Flansch-Kernkomponenten eines Absperrklappenventils
Haupttypen
- Mittellinien-Flansch-Absperrklappe
- Die Ventilschaftachse, der Scheibenmittelpunkt und der Rohrleitungsmittelpunkt liegen auf einer Geraden.
- Einfacher Aufbau und niedrige Kosten.
- Die Dichtung ist hauptsächlich elastisch.
- Wird in Niederdruck- und Normaltemperaturanwendungen ohne hohe Anforderungen eingesetzt, wie z. B. in Wasserversorgungs- und Heizungssystemen.
- Doppelt exzentrisches Flansch-Absperrklappenventil
- Der Ventilschaft ist gegenüber der Mittellinie der Dichtfläche sowie gegenüber den Mittellinien der Rohrleitung und des Ventils versetzt.
- Reduziert effektiv den Verschleiß zwischen Ventilsitz und Dichtring.
- Dichtungsmaterialien wie EPDM und PTFE bleiben elastisch.
- Häufig verwendet in der Energieerzeugung, Wasserversorgung und Metallurgie.
- Dreifach exzentrisches Flansch-Absperrklappenventil
- Der Ventilschaft ist gegenüber der Mittellinie der Dichtfläche, der Rohrleitung und der Ventilmittellinie versetzt, und der konische Mittelpunkt der Ventildichtfläche ist gegenüber der Rohrleitung und der Ventilmittellinie versetzt.
- Verfügt über eine Ganzmetallabdichtung und eine mehrstufige Abdichtung.
- Die Druck- und Temperaturbeständigkeit hängt vom Gehäusematerial ab.
- Anwendung findet es in industriellen Hochtemperatur- und Hochdruckanwendungen.
Abbildung 2: Doppelt exzentrisch geflanschte Absperrklappen aus duktilem Gusseisen
Nachteile
Zu den Hauptnachteilen von Flansch-Absperrklappen zählen instabile Strömung, Kavitation und Vibrationen bei geringen Öffnungswinkeln. Selbst im vollständig geöffneten Zustand behindert die Klappenscheibe den Durchfluss teilweise. Weichdichtende Absperrklappen stoßen primär an ihre Grenzen hinsichtlich Temperatur und Druck.
Hauptnormen und Spezifikationen
| Kategorie | Relevante Standards |
|---|---|
| Konstruktion und Fertigung | EN593, API 609, ASME B16.34, GB/T 12238, ISO 10631 |
| Montageflansch Standard | ISO 5211 |
| Flanschverbindung | ASME B16.5, ASME B16.47, GB/T 9113, EN 1092-1, AS 2129, AWWA C207, MSS SP44, BS 10, JIS B2212 |
| Standard für die Gesichts-zu-Gesicht-Abmessung | EN558, ASME B16.10, API 609, GB/T 12221 |
| Druckprüfung | API 598, EN 12266-1, ISO 5208, GB/T 13927 |
| Feuerprüfung | API 607, API 6FA |
Typische Anwendungsszenarien
- Wasseraufbereitung/Kommunale Ingenieurwesen: Wasserversorgung und -ableitung, Brandschutz, Trinkwasserversorgung und Abwasserbehandlungssysteme.
- Heizung, Lüftung und Klimatechnik (HLK): Kühlwasser- und Kaltwassersysteme.
- Energiewirtschaft: Kühlwasserkreislauf, Ascheentsorgung und Rauchgasentschwefelungssysteme (doppelt/dreifach exzentrische, metallsitzende Absperrklappen).
- Petrochemische Industrie: Prozesspipelines, Transport von Ölprodukten und Chemikalien (hauptsächlich dreifach exzentrische, hartdichtende Metall-Absperrklappen).
- Schiffbau: Seewasser-, Ballastwasser- und Treibstoffsysteme.
- Metallurgische Industrie: Kohlegas-, Verbrennungsluft- und Staubabscheidungssysteme.
Mitteltypen
- Konventionelle Medien: Süßwasser, Meerwasser, Abwasser, Trinkwasser, Luft, Dampf, Lebensmittel, Arzneimittel, Erdölprodukte und schwach korrosive Medien wie Öle, Säuren, Laugen und Salze.
- Niedertemperaturmedien: Flüssigerdgas (LNG), flüssiger Sauerstoff, flüssiger Wasserstoff, Ammoniak, Argon, flüssiges Kohlendioxid und flüssiges Ethylen.
- Hochtemperaturmedien: Hochtemperaturluft, heißes Rauchgas, Hochtemperaturdampf, geschmolzenes Salz und katalytisches Cracken von Öl und Gas.
Abbildung 3: Drei exzentrische Flansch-Absperrklappen aus Edelstahl
Auswahlkriterien
Die Auswahl von Flansch-Absperrklappen ist ein entscheidender Aspekt der praktischen Beschaffung. Die Berücksichtigung von Faktoren wie Mediumart, Temperatur, Druck, Betriebsumgebung und Budget ist der Schlüssel zur Auswahl der geeigneten Flansch-Absperrklappe und des passenden Betätigungsmechanismus, um einen langfristig stabilen Betrieb zu gewährleisten.