In verfahrenstechnischen Industrieanlagen ist die Wahl des Ventilsitzwerkstoffs selten ein unwichtiges Detail. Bei Anwendungen mit hohen Temperaturen, aggressiven Medien oder strengen Anforderungen an die Leckagefreiheit, Metallisch dichtende Absperrklappen sind die technische Lösung der Wahl.
Im Gegensatz zu weichdichtenden Konstruktionen, die sich auf die Verformung von Elastomeren oder PTFE verlassen, um eine Dichtung zu erreichen, schließen metallisch dichtende Ventile durch Präzisionskontakt zwischen gehärteten Metallflächen. Dieser Mechanismus ist von Natur aus stabiler in extremen Temperaturbereichen und widerstandsfähiger gegen die Abnutzung, die bei anspruchsvollen Einsätzen zum Versagen von Weichsitzen führt.
Dieser Artikel befasst sich mit den Konstruktionsprinzipien, die dem Metall-Metall-Sitz zugrunde liegen, den verwendeten Panzerungsmaterialien, den Normen, die für die Spezifikation und Prüfung gelten, und den praktischen Kriterien für die Auswahl der richtigen Konstruktion. Eine umfassendere Einführung in Absperrklappentypen finden Sie in unserem Leitfaden zu Hochleistungs-Absperrklappen und die Übersicht über Arten von Absperrklappen.
1. Warum Metall-Metall-Sitze? Die Grenzen von weichen Sitzen
Eine standardmäßig elastisch dichtende Absperrklappe verwendet einen Elastomersitz - in der Regel EPDM, NBR oder BUNA-N -, der sich unter der Schließkraft der Klappe verformt, um eine Dichtung zu erzeugen. Dieser Ansatz eignet sich gut für sauberes Wasser, HLK und allgemeine Versorgungsleistungen, stößt aber unter anspruchsvolleren Bedingungen an grundlegende Materialgrenzen.
Elastomersitze beginnen sich oberhalb von etwa 120°C (250°F) zu zersetzen und sind chemisch inkompatibel mit Kohlenwasserstoffen, Lösungsmitteln und Dampf. Verstärkte PTFE-Sitze erweitern den Bereich auf ca. 200-260°C (390-500°F) und bieten eine breitere chemische Beständigkeit, aber PTFE verformt sich bei anhaltender Belastung bei erhöhten Temperaturen und kann die thermischen Zyklen, die in Raffinerien oder Kraftwerken auftreten, nicht überstehen.
Oberhalb dieser Schwellenwerte - oder bei Dienstleistungen, bei denen auch nach Tausenden von Betriebszyklen keine Leckage auftreten darf - ist ein grundlegend anderer Ansatz erforderlich. Der Übergang zu Metall-Metall-Sitzen ist nicht einfach ein Materialaustausch. Er erfordert eine Änderung der Offset-Geometrie der Armatur, um sicherzustellen, dass die metallischen Scheiben- und Sitzoberflächen einen kontrollierten, wiederholbaren Kontakt herstellen, ohne den Gleitverschleiß zu erzeugen, der eine metallische Sitzoberfläche schnell zerstören würde. Aus diesem Grund sind metallisch dichtende Absperrklappen fast immer Dreifach-Offset oder fortschrittlichere multiexzentrische Konzepte.
2. Das technische Prinzip: Leitungskontakt und kontrollierter Lastpfad
Ein weicher Sitz erreicht die Abdichtung durch großflächigen Kontakt - das Elastomer oder PTFE verformt sich unter Last, um mikroskopische Oberflächenunebenheiten auszugleichen. Dies verzeiht kleinere Unregelmäßigkeiten, ist aber temperaturbegrenzt, da es von der Fähigkeit des Materials abhängt, sich zu verformen und zu erholen.
Ein Metall-Metall-Sitz erreicht die Abdichtung durch Linienkontakt zwischen einem kugelförmigen Scheibenrand und einer präzise bearbeiteten konischen Sitzfläche. Wenn sich die Scheibe schließt, nähert sie sich dem Sitz auf einer nockenähnlichen Bahn mit minimalem Gleitkontakt, und der Dichtungseingriff erfolgt erst in den letzten Drehgraden. Im Moment des Schließens drückt der Scheibenrand entlang einer schmalen Umfangslinie gegen den Sitzkonus, wodurch eine hohe Kontaktspannung pro Längeneinheit erzeugt wird - ausreichend, um Leckagen zu verhindern, sofern die Oberflächen mit den erforderlichen Toleranzen bearbeitet werden.
Dieser Mechanismus hat zwei wichtige Eigenschaften. Er ist selbsterregend bei niedrigem DruckDie mechanische Schließkraft allein reicht aus, um eine Abdichtung zu erreichen. Sie wird auch druckbeaufschlagt bei höheren DrückenWenn der Leitungsdruck steigt, wirkt er auf die Sitzgeometrie ein und drückt den Sitz fester gegen die Scheibe, wodurch die Dichtung weiter verbessert wird. Durch diesen doppelten Mechanismus können gut konstruierte metallisch dichtende Absperrklappen über einen großen Druckbereich leckagefrei arbeiten.
Die entscheidende Anforderung ist Oberflächengenauigkeit. Dichtungsoberflächen müssen mit engen Toleranzen bearbeitet werden - in der Regel innerhalb weniger Mikrometer - und eine Oberflächenrauheit aufweisen, die einen gleichmäßigen Linienkontakt ohne Mikroleckagepfade ermöglicht. Die Hexa-Plattform von Carter Valves erreicht eine Toleranz des Dichtungsflächenprofils von 0,01 mm und eine Oberflächenrauheit von Ra 0,156 µm, was einer Spiegelglätte nahekommt. Diese Spezifikationen sind die physikalischen Bedingungen, die erforderlich sind, um eine nachweisbare Null-Leckage gemäß ISO 5208 Rate A bei schweren Einsätzen zu erreichen.
3. Geometrischer Versatz: Warum dreifach versetzte und sechsfach exzentrische Konstruktionen erforderlich sind
Mit einer standardmäßigen konzentrischen oder doppelt versetzten Konstruktion kann keine echte Metall-Metall-Dichtung ohne inakzeptablen Verschleiß erreicht werden. Die Scheibenkante gleitet über einen großen Teil des Schließhubs gegen den Sitz und erzeugt Abrieb, Abrieb und fortschreitende Oberflächenbeschädigung, die die Dichtungsleistung beeinträchtigen.
Dreifach versetzte Geometrie löst dieses Problem durch die Einführung eines dritten geometrischen Versatzes - die Konusachse des Sitzes ist gegenüber der Wellenachse geneigt -, wodurch ein echter kurvenförmiger Schließweg entsteht. Die Scheibe nähert sich dem Sitz ohne Gleitkontakt: Die Oberflächen berühren sich erst im letzten Moment des Schließvorgangs, wenn sie entlang der Konstruktionskontaktlinie mit einer reinen Druckbelastung und ohne tangentiale Gleitkomponente ineinandergreifen. Dies ist die geometrische Voraussetzung für eine dauerhafte Metall-Metall-Dichtung.
Die sechsfach exzentrische (Hexa) Konstruktion von Carter Valves entwickelt, erweitert dieses Prinzip noch weiter. Zusätzliche Exzentrizitäten, die über die drei Offsets eines herkömmlichen Dreifach-Offset-Ventils hinausgehen, formen den Kontaktweg neu, so dass die Dichtungslast gleichmäßiger über den gesamten Umfang verteilt wird - einschließlich der kritischen Zonen im Wellenbereich, in denen herkömmliche Dreifach-Offset-Konstruktionen oft Schwierigkeiten haben, einen gleichmäßigen Kontakt aufrechtzuerhalten. Das Ergebnis ist eine gleichmäßigere Verteilung der Kontaktspannung, ein langsameres Fortschreiten des Verschleißes und ein stabileres Langzeit-Dichtungsverhalten - besonders wichtig bei zyklischen Anwendungen, bei denen die Armatur Tausende von Malen pro Jahr geöffnet und geschlossen wird.
Einen detaillierten technischen Vergleich dieser Geometrien finden Sie in unserem Artikel über Sechsfach exzentrische vs. dreifach gekröpfte Absperrklappe: was ist der wirkliche Unterschied bei Dichtung und Verschleiß?
4. Aufpanzerungsmaterialien: Die Anpassung des Sitzes an die Dienstleistung
Die Sitzflächen einer metallisch dichtenden Absperrklappe werden fast nie im Zustand des Grundmaterials belassen. Stattdessen werden sie durch eine Aufpanzerungsschicht - eine dünne Beschichtung oder Schweißauflage aus einer härteren, verschleißfesteren Legierung, die auf die Kontaktflächen des Scheibenrandes und des Sitzringes aufgetragen wird.
Die Wahl des Aufpanzerungsmaterials ist eine der wichtigsten Entscheidungen bei der Spezifikation metallisch dichtender Ventile. Sie bestimmt die Beständigkeit des Ventils gegen Verschleiß, Korrosion, Fressen und thermischen Abbau im Betrieb.
Edelstahl 316 ist die Basisoption für mittlere Einsatzbedingungen. Mit einer Härte von ca. 20-25 HRC und guter Korrosionsbeständigkeit eignet es sich für allgemeine chemische Anwendungen und sauberes Wasser bei hohen Temperaturen. Seine relativ geringe Härte macht ihn jedoch anfällig für Abrieb bei zyklischem oder abrasivem Einsatz, und seine Temperaturobergrenze von ca. 400 °C schränkt seine Verwendung bei Hochtemperaturanwendungen ein.
Stellit 6 (Kobalt-Chrom-Legierung) ist das am häufigsten spezifizierte Panzerungsmaterial für anspruchsvolle Klappenventilanwendungen. Mit einem Härtegrad von 38-45 HRC und einer maximalen Betriebstemperatur von ca. 650°C bietet es eine hervorragende Kombination aus Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Abriebfestigkeit. Es ist die Standardwahl für Dampfisolierung, FCCU-Zyklenbetrieb und Raffinerieanwendungen, bei denen die Armatur auch nach Tausenden von thermischen Zyklen zuverlässig abdichten muss. Stellite 21 ist eine alternative Formulierung mit verbesserter Korrosionsbeständigkeit, die in korrosiveren Umgebungen bevorzugt wird.
Inconel 625 (Nickellegierung) bietet eine überragende Hochtemperaturoxidations- und Korrosionsbeständigkeit mit einer Betriebstemperatur von bis zu 980°C. Es ist die bevorzugte Wahl für die Isolierung von FCCU-Regeneratoren und Hochtemperatur-Gasanwendungen, bei denen die Medien sowohl heiß als auch korrosiv sind. Inconel 625 ist weniger hart als Stellite (25-35 HRC), aber seine Hochtemperaturstabilität macht es in den extremsten thermischen Umgebungen unverzichtbar.
Wolframkarbid (WC), Die als thermische Spritzschicht aufgetragene Beschichtung bietet die höchste Härte aller üblicherweise verwendeten Panzerungsmaterialien (65-75 HRC) und eine außergewöhnliche Beständigkeit gegen abrasiven und erosiven Verschleiß. Sie ist die bevorzugte Wahl für katalysatorbeladene Gasanwendungen und abrasive Schlammanwendungen. Seine Höchsttemperatur von ca. 500°C begrenzt den Einsatz in den höchsten Temperaturbereichen.
Chromkarbid, das auch als thermische Spritzschicht verwendet wird, kombiniert hohe Härte (55-65 HRC) mit guter Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation und Erosion. Sie eignet sich für den Einsatz in heißen, erosiven Gasen bei Temperaturen bis zu ca. 850°C, wo Wolframkarbid durch Oxidation eingeschränkt wäre.
Die Auswahl der Panzerung erfordert eine sorgfältige Abwägung der chemischen Zusammensetzung des Mediums, der Betriebstemperatur, der Häufigkeit von Temperaturwechseln, des Differenzdrucks beim Schließen und des Fressrisikos zwischen Scheiben- und Sitzwerkstoffen. Die Anwendungsingenieure von Carter Valves arbeiten mit den Kunden zusammen, um die optimale Panzerungskombination für jede Anwendung auszuwählen. Kontakt zu unserem Team um Ihre spezifischen Anforderungen zu besprechen.
5. Betriebsbereich: Wo metallisch dichtende Ventile erforderlich sind
Das weichdichtende, elastische Ventil ist durch Elastomerabbau auf ca. 120°C begrenzt. Das doppelt gekröpfte HPBV mit PTFE-Sitz reicht bis ca. 260°C. Oberhalb von 260°C ist ein Metall-Metall-Sitz erforderlich, und die Wahl zwischen dreifach gekröpften und sechsexzentrischen Ausführungen hängt von der spezifischen Kombination aus Temperatur, Druckklasse und Leckageanforderungen ab.
Standardausführungen mit dreifachem Versatz (wie die CVS-288 von Carter) decken den Bereich von -29°C bis 600°C bei Druckklassen von 150 bis 600 ab und eignen sich damit für die meisten Anwendungen in Raffinerien, bei der Energieerzeugung und in der chemischen Verarbeitung, bei denen eine Metall-Metall-Verbindung erforderlich ist. Die sechsexzentrische Hexa-Plattform von Carter (CVS-290 und CVS-290C) erweitert diesen Bereich in beide Richtungen - bis zu -196°C für den kryogenen LNG-Einsatz und bis zu 1.100°C für die extremsten Hochtemperaturanwendungen - und bietet gleichzeitig Druckklassen bis zur ASME-Klasse 2500.
Dieser erweiterte Einsatzbereich ist nicht nur eine Frage der Materialauswahl. Die sechsexzentrische Geometrie muss in der Lage sein, eine kontrollierte Kontaktlastverteilung über den gesamten Temperaturbereich aufrechtzuerhalten und dabei die Maßänderungen zu kompensieren, die auftreten, wenn sich das Ventilgehäuse, die Scheibe und der Sitzring mit der Temperatur ausdehnen oder zusammenziehen. Herkömmliche dreifach gekröpfte Konstruktionen reagieren empfindlicher auf diese Abmessungsänderungen, weshalb ihre praktische Temperaturgrenze niedriger ist als die theoretische Materialgrenze.
6. Industrienormen und Prüfanforderungen
Die Spezifikation und Beschaffung von metallisch dichtenden Absperrklappen wird durch einen gut etablierten Rahmen von internationalen Normen geregelt. Das Verständnis dieser Normen ist für die Erstellung korrekter Einkaufsspezifikationen und die Bewertung der Einhaltung durch die Anbieter unerlässlich.
API 609 ist die wichtigste Konstruktionsnorm für Absperrklappen im industriellen Einsatz. Sie unterscheidet zwischen Armaturen der Kategorie A (konzentrisch, federnd gelagert) und Kategorie B Ventile (abgesetzte Ausführungen, einschließlich aller metallisch dichtenden Typen). Die Anforderungen der Kategorie B beziehen sich auf die Wandstärke des Gehäuses, die Größe der Welle, den Halt des Sitzes, die Abmessungen der Stirnflächen und das vorgeschriebene Prüfprotokoll. Alle dreifach gekröpften und sechsfach exzentrischen Absperrklappen sind gemäß API 609 Armaturen der Kategorie B.
API 598 definiert die Inspektions- und Prüfanforderungen für Industriearmaturen, einschließlich hydrostatischer Prüfungen des Gehäuses und Dichtheitsprüfungen des Sitzes. Für metallisch dichtende Absperrklappen legt API 598 die zulässigen Leckraten in Tropfen pro Minute (Flüssigkeitstest) oder Blasen pro Minute (Gastest) in Abhängigkeit von der Ventilgröße fest. Wichtig ist, dass der Standardwert nach API 598 für Ventile mit Metallsitz wie folgt lautet nicht Null - Ein geringes Maß an Leckage ist standardmäßig zulässig. Ist eine Leckage von Null erforderlich, muss dies in der Bestellung unter Bezugnahme auf ISO 5208 Rate A ausdrücklich angegeben werden.
ISO 5208 Satz A - die höchste Leckageklasse - ist definiert als “keine visuell erkennbare Leckage während der gesamten Dauer des Tests”. Dies ist der Standard, nach dem die Hexa-Plattform von Carter Valves geprüft und zertifiziert wird. Das Erreichen von Rate A mit einem metallisch dichtenden Ventil erfordert eine Kombination aus präziser Offset-Geometrie, korrekter Auswahl der Panzerung und den in Abschnitt 2 beschriebenen Toleranzen für die Oberflächenbeschaffenheit. Weitere Informationen darüber, was Nullleckage in der Praxis bedeutet, finden Sie in unserem Artikel über bidirektionale Null-Leckage: was sie bedeutet und warum sie im harten Einsatz wichtig ist.
API 607 Die Brandschutzprüfung ist für metallisch dichtende Absperrklappen erforderlich, die in Kohlenwasserstoffanwendungen eingesetzt werden, bei denen ein Feuer ein glaubwürdiges Risiko darstellt. Die Prüfung stellt sicher, dass die Leckageraten nach einem definierten Brandereignis innerhalb akzeptabler Grenzen bleiben. Metallisch dichtende Konstruktionen haben hier einen inhärenten Vorteil, da der Dichtungsmechanismus nicht von Materialien abhängt, die brennen oder schmelzen.
ASME B16.34 legt die zulässigen Druck-Temperatur-Bewertungen für Armaturen nach Werkstoffklassen fest und gibt den P-T-Bereich an, innerhalb dessen eine bestimmte Kombination aus Armaturengehäuse und Ausstattungsmaterial betrieben werden darf. Diese Norm ist die Grundlage für die in den Armaturenspezifikationen verwendeten Druckklassenbezeichnungen (Class 150, 300, 600, 900, 1500, 2500).
In der folgenden Tabelle sind die wichtigsten Normen und ihre Bedeutung für die Spezifikation von metallisch dichtenden Absperrklappen zusammengefasst:
| Standard | Umfang | Wichtigste Voraussetzung für BFV mit Metalleinlage |
|---|---|---|
| API 609 Kat. B | Konstruktion und Prüfung von abgesetzten Absperrklappen | Anforderungen an die Konstruktion von Gehäuse, Welle und Sitz; vorgeschriebenes Prüfprotokoll |
| API 598 | Inspektion und Prüfung von Ventilen | Schalenprüfung + Dichtheitsprüfung des Sitzes; das Metall-Sitz-Abmaß ist nicht standardmäßig Null |
| ISO 5208 Satz A | Null-Leck-Klassifizierung | Muss in PO angegeben werden, wenn keine Leckage erforderlich ist |
| API 607 | Feuersicherheitsprüfung für Vierteldrehklappen | Erforderlich für Kohlenwasserstoffbetrieb; Metallsitz hat inhärenten Vorteil |
| ASME B16.34 | Druck-Temperatur-Bewertungen nach Material | Definiert den zulässigen P-T-Umschlag für die Kombination aus Karosserie- und Verkleidungsmaterial |
| DE 593 | Europäische Norm für Absperrklappen | Europäische Projekte; entspricht dem Anwendungsbereich von API 609 |
| PED 2014/68/EU | Europäische Druckgeräterichtlinie | CE-Kennzeichnung für den europäischen Markt erforderlich |
7. Schlüsselanwendungen für metallisch dichtende Absperrklappen
7.1 FCCU-Isolierung (Veredelung)
Die Isolierung von Fluid Catalytic Cracking Units (FCCU) ist eine der anspruchsvollsten Anwendungen für jeden Ventiltyp. Die Regeneratorseite einer FCCU arbeitet bei Temperaturen von bis zu 760°C mit katalysatorbeladenem Gas, das sowohl abrasiv als auch korrosiv ist.
Das Ventil muss auch nach Tausenden von thermischen Zyklen während seiner Lebensdauer leckagefrei bleiben. Eine Wolframkarbid- oder Inconel-Panzerung ist in der Regel erforderlich, um der Erosion des Katalysators zu widerstehen, und die Ventilgeometrie muss eine gleichbleibende Kontaktlast aufrechterhalten, wenn sich das Gehäuse und die Scheibe mit der Temperatur ausdehnen und zusammenziehen. Carter Valves’ Öl- und Gaslösungen umfassen das CVS-290 Hexa BFV, das speziell für den FCCU-Dienst konfiguriert ist.
7.2 Molekularsieb-Schaltung
In Molekularsieb-Trocknungsanlagen werden Schaltventile eingesetzt, die sich in einem zeitlich festgelegten Zyklus - in der Regel alle paar Minuten - öffnen und schließen, um den Gasstrom zwischen Adsorptions- und Regenerationsbetten zu leiten. Die Kombination aus hoher Zyklusfrequenz, Temperaturschwankungen von bis zu 300-400°C und der Notwendigkeit eines dichten Abschlusses zur Vermeidung von Kreuzkontaminationen macht dies zu einer der verschleißintensivsten Anwendungen für Absperrklappen.
Metall-auf-Metall-Sitz mit Stellit-Panzerung ist die Standardspezifikation für Molekularsieb-Schaltventile. Weitere Informationen zu dieser Anwendung finden Sie in unserem speziellen Artikel über Ventile für Molekularsiebbetrieb.
7.3 Kryogener LNG-Service
Der LNG-Betrieb bei -162°C bis -196°C stellt eine Reihe anderer Herausforderungen dar. Materialien ziehen sich bei kryogenen Temperaturen zusammen, und die Maßänderungen müssen in der Ventilgeometrie berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass der Dichtungskontakt erhalten bleibt. Auch die Gefahr von Ablagerungen zwischen Metalloberflächen ist bei kryogenen Temperaturen größer, da die Schmierfilme weniger wirksam sind.
Der Fuhrmann Kryogenische Sechs-Exzenter-Absperrklappe (CVS-290C) wurde speziell für den Einsatz in LNG und Flüssigstickstoff entwickelt, mit einer Materialauswahl, die für die kryogene Abriebfestigkeit optimiert ist, und mit erweiterten Oberteil-/Stieloptionen, um die Packung in einem kontrollierbaren Temperaturbereich zu halten.
7.4 Hochtemperatur-Dampfisolierung (Stromerzeugung)
Die Hochdruckdampfabsperrung in Kraftwerken - einschließlich Frischdampfabsperrung, Turbinenbypass und Kesselspeisewassersystemen - erfordert Armaturen, die für Temperaturen bis 600 °C und Drücke der Klasse 600 oder darüber hinaus ausgelegt sind.
Metallisch dichtende Absperrklappen mit Stellit-Panzerung sind die Standardwahl, die ein zuverlässiges Absperren nach längeren Stillstandszeiten und eine feuersichere Zertifizierung nach API 607 bieten. Entdecken Sie Carter Valves’ Strom- und Energieanwendungen für weitere Informationen über Dampfdienstkonfigurationen.
7.5 Wasserstoff- und Synthesegas-Service
Wasserstoffmoleküle sind extrem klein und können durch mikroskopisch kleine Leckagepfade eindringen, die für größere Moleküle akzeptabel wären. Für Wasserstoffabsperrventile wird in der Regel eine Leckagefreiheit nach ISO 5208 Rate A spezifiziert, und das Ventil muss für saure Anwendungen, bei denen Schwefelwasserstoff vorhanden ist, der NACE MR0175 entsprechen.
Metall-auf-Metall-Dichtungen mit geeigneter Materialauswahl für die Beständigkeit gegen Wasserstoffversprödung sind der Standardansatz für die Isolierung von H2 und Synthesegas.
7.6 Marine- und Offshore-Anwendungen
Offshore-Plattformen, FPSOs und LNG-Tanker erfordern Armaturen, die kompakte Abmessungen, hohe Zuverlässigkeit und Beständigkeit gegen Korrosion auf See miteinander verbinden. Metallisch dichtende Absperrklappen aus rostfreiem Duplexstahl oder Superduplex mit API 607-Feuersicherheitszertifizierung werden häufig für die Kohlenwasserstoffisolierung auf Schiffsanlagen spezifiziert.
Carter-Ventile’.’ Lösungen für Marine und Schiffbau decken den gesamten Bereich der Offshore-Ventilanforderungen ab.
8. Kriterien für die Auswahl: Wann sollte eine metallisch dichtende Absperrklappe gewählt werden?
Die Entscheidung für eine metallisch dichtende Absperrklappe sollte sich nach den spezifischen Betriebsbedingungen der Anwendung richten und nicht nach einer allgemeinen Präferenz für höhere Leistung. Metallisch dichtende Klappen sind teurer als weichdichtende Ausführungen und erfordern unter Umständen eine sorgfältigere Installation und Wartung. Sie sind die richtige Wahl, wenn eine oder mehrere der folgenden Bedingungen zutreffen.
Temperatur über 260°C. Dies ist der häufigste Grund. PTFE- und verstärkte PTFE-Sitze beginnen oberhalb von etwa 200-260°C zu kriechen und sich zu zersetzen, und Elastomere versagen bei noch niedrigeren Temperaturen. Oberhalb von 260°C ist der Metall-Metall-Sitz die einzige zuverlässige Option für eine Absperrklappe.
Keine Leckage über eine lange Lebensdauer erforderlich. Weichdichtende Ventile können im Neuzustand leckagefrei sein, aber ihre Dichtungsleistung nimmt mit der Anzahl der Zyklen und der Temperaturbelastung ab. Metallisch dichtende Ventile bieten eine gleichbleibende Dichtungsleistung über eine wesentlich längere Lebensdauer - vorausgesetzt, die Aufpanzerungsmaterialien sind korrekt auf die Betriebsbedingungen abgestimmt.
Medien, die mit weichen Sitzmaterialien nicht kompatibel sind. Kohlenwasserstoffe, viele Lösungsmittel, starke Säuren und Laugen sowie Dampf bei hohen Temperaturen sind mit Elastomersitzen nicht verträglich. Bei Metall-Metall-Sitzen entfällt diese Kompatibilitätsbeschränkung vollständig.
Hohe Taktfrequenz. Anwendungen wie die Molekularsiebschaltung, bei der das Ventil Hunderte von Malen pro Tag geöffnet und geschlossen wird, führen bei weichdichtenden Konstruktionen zu beschleunigtem Verschleiß. Metall-auf-Metall-Sitze mit entsprechender Panzerung verlängern das Wartungsintervall erheblich.
Anforderungen an die Brandsicherheit bei der Verwendung von Kohlenwasserstoffen. Metallisch dichtende Konstruktionen haben einen inhärenten Vorteil bei der Brandsicherheit, und die API 607-Zertifizierung ist mit einem Metallsitz einfacher zu erreichen als mit einem Weichsitz.
Einen strukturierten Ansatz für die Auswahl von Ventiltypen finden Sie in unserem Auswahlhilfe für Hochleistungsklappen und unser Artikel über Auswahl von Absperrklappen für kritische Absperrungen.
9. Metallgedichtete Absperrklappen von Carter Valves
Carter Valves stellt ein komplettes Sortiment an metallisch dichtenden Absperrklappen her, von der bewährten dreifach gekröpften CVS-288 bis zur fortschrittlichen sechsexzentrischen Hexa-Plattform. Alle Produkte werden unter ISO 9001-Qualitätsmanagement hergestellt, mit vollständiger Unterstützung der Dokumentation für API 609, API 607, API 598, ASME B16.34 und PED 2014/68/EU, wie von den Projektspezifikationen gefordert.
| Produkt | Modell | Typ | Größenbereich | Druckklasse | Temperaturbereich | Sitz / Panzerung |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Dreifach gekröpftes Ultra-Hochdruck-BFV | CVS-288 | Dreifacher Versatz | DN50-DN2400 | Klasse 150-600 | -29°C bis 600°C | Stellit 6 / Inconel 625 |
| BFV der nächsten Generation mit sechs Exzentern | CVS-290 | Sechs-Exzenter | DN50-DN2400 | Klasse 150-2500 | -196°C bis 1.100°C | Stellit / Inconel / WC (nach Dienstleistung) |
| Kryogenes sechsexzentrisches BFV | CVS-290C | Sechs-Exzenter (Kryo) | DN50-DN1200 | Klasse 150-600 | -196°C bis +200°C | Kryogenische Panzerung |
Durchsuchen Sie die vollständige Sechsexzentrische Hexa-Absperrklappe Kategorie oder die vollständige Bereich Absperrventile für detaillierte Spezifikationen und Konfigurationsoptionen.
Carter Valves liefert auch komplette Betätigungspakete für metallisch dichtende Absperrklappen, einschließlich Druckluft-Membranantriebe und intelligente elektrische Antriebe mit integriertem Stellungsregler und Diagnosefunktion - wichtige Überlegungen angesichts der höheren Betriebsdrehmomente, die mit metallisch dichtenden Konstruktionen bei erhöhten Temperaturen und Drücken verbunden sind.
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Referenzen
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Bryant, P. Grundsätze für die Abdichtung von Hochleistungsklappen - Metallsitze. MSEC Inc., Februar 2015.
Carter-Ventile. CARTERUS Sechs-Exzenter-Absperrklappe - Produktübersicht.
American Stainless and Supply. Dreifach gekröpfte Absperrklappen für hohe Beanspruchung.
Steuerung und Instrumentierung. Auswahl des Ventilsitzmaterials für Ihre Anwendung.
Velan ABV. Technische Referenz für Absperrklappen - Panzerungen und Legierungsoptionen. 2024.
American Petroleum Institute. API 609: Absperrklappen - Doppelflansch-, Ring- und Zwischenflanschventile.
Ventil-Spezifikationen. Ventil-Leckage-Klasse: ISO 5208, API 598, EN 12266-1, ANSI/FCI 70-2. 2023.
Internationale Organisation für Normung. ISO 5208: Industriearmaturen - Druckprüfung von metallischen Armaturen. 2015.
American Petroleum Institute. API 607: Brandprüfung für Vierteldrehventile und Ventile mit nichtmetallischen Sitzen.
Amerikanische Gesellschaft der Maschinenbauingenieure. ASME B16.34: Ventile - Flansch-, Gewinde- und Schweißenden.
Carter Valves ist ein spezialisierter Armaturenhersteller, der metallisch dichtende Absperrklappen, dreifach gekröpfte Ventile und sechsexzentrische Hexa-Absperrklappen für die Öl- und Gasindustrie, die Raffinerie, die Stromerzeugung, LNG und die chemische Verarbeitung liefert. Für Anfragen kontaktieren Sie bitte info@cartervalves.com oder besuchen Sie cartervalves.com/kontakt.