Chemische Rohrleitungen und Ventile sind unverzichtbarer Bestandteil der chemischen Produktion und verbinden verschiedene Anlagentypen. Wie funktionieren die fünf gängigsten Ventile in chemischen Rohrleitungen? Wozu dienen sie hauptsächlich? Welche Ventile und Formstücke gibt es in chemischen Rohrleitungen? (11 Rohrarten + 4 Formstückarten + 11 Ventile) Chemische Rohrleitungen – alles Wichtige im Überblick!
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11 Hauptventile
Das Gerät zur Steuerung des Flüssigkeitsstroms in der Rohrleitung wird als Ventil bezeichnet. Seine Hauptaufgaben sind:
Öffnen und Schließen der Rolle – Unterbrechen oder Beeinflussen des Flüssigkeitsstroms in der Pipeline;
Anpassung – zur Regulierung der Durchflussrate des Fluids in der Rohrleitung;
Drosselung – Flüssigkeitsstrom durch das Ventil, was zu einem großen Druckabfall führt.
Einstufung:
Je nach ihrer Funktion in der Rohrleitung lassen sich Ventile in Absperrventile (auch Kugelventile genannt), Drosselventile, Rückschlagventile, Sicherheitsventile usw. unterteilen;
Nach ihren unterschiedlichen Bauformen lassen sich Ventile unterteilen in Schieberventile, Kegelventile (oft auch Cocker-Ventile genannt), Kugelventile, Absperrklappen, Membranventile, ausgekleidete Ventile usw.
Darüber hinaus werden Ventile je nach verwendetem Material in Edelstahlventile, Stahlgussventile, Gusseisenventile, Kunststoffventile, Keramikventile usw. unterteilt.
Verschiedene Ventilarten sind in den entsprechenden Handbüchern und Mustern aufgeführt; hier werden nur die gebräuchlichsten Ventilarten vorgestellt.
① Kugelventil
Aufgrund ihrer einfachen Konstruktion, der leichten Herstellung und Wartung findet sie breite Anwendung in Niederdruck- und Mitteldruckleitungen. Sie wird im Ventilschaft unterhalb der runden Ventilscheibe (Ventilkopf) und des Ventilkörperflansches (Ventilsitz) installiert, um den Flüssigkeitsstrom zu unterbrechen.
Die Ventilspindel lässt sich durch Verstellen des Gewindehubes in den Öffnungsgrad des Ventils einteilen und trägt somit zur Regelung bei. Da die Absperrwirkung des Ventils auf der Dichtfläche zwischen Ventilkopf und Ventilsitz beruht, ist es nicht für den Einsatz in Rohrleitungen mit Feststoffpartikeln im Fluid geeignet.
Das Kugelventil kann je nach Medium mit dem passenden Ventilkopf, Ventilsitz und Gehäusematerial ausgestattet werden. Sollte das Ventil aufgrund mangelhafter Abdichtung oder Beschädigungen an Ventilkopf, Ventilsitz oder anderen Teilen beschädigt sein, können Reparaturverfahren wie leichtes Abschleifen, Planen oder andere Maßnahmen zur Verlängerung der Lebensdauer angewendet werden.
② Absperrventil
Die Ventilplatte ist senkrecht zur Strömungsrichtung des Mediums angeordnet und verfügt über eine oder zwei flache Platten, die mit der Dichtfläche des Ventilkörpers verbunden sind, um den Verschluss zu gewährleisten. Zum Öffnen des Ventils wird die Ventilplatte angehoben.
Die flache Platte wird durch Drehung der Ventilspindel und Hub betätigt, wobei die Öffnungsgröße den Durchfluss reguliert. Dieses Ventil zeichnet sich durch geringen Widerstand, gute Dichtleistung und geringen Schaltaufwand aus und eignet sich besonders für Rohrleitungen mit großem Durchmesser. Schieberventile hingegen sind komplexer aufgebaut und in mehr Ausführungen erhältlich.
Je nach Spindelstruktur unterscheidet man zwischen offenen und dunklen Spindeln; je nach Struktur der Ventilplatte unterscheidet man zwischen Keiltypen, Paralleltypen usw.
Im Allgemeinen besteht die Keilventilplatte aus einer einzelnen Ventilplatte, während die Parallelventilplatte aus zwei Ventilplatten besteht. Die Parallelventilplatte ist einfacher herzustellen als die Keilventilplatte, lässt sich gut reparieren und ist im Gebrauch formstabiler. Sie eignet sich jedoch nicht für den Transport von Verunreinigungen in Rohrleitungen, sondern eher für den Transport von Wasser, Reingas, Öl und anderen Medien.
③ Kegelventile
Der sogenannte Stopfenventil-Mechanismus, auch Cocker-Ventil genannt, ist ein Ventil, bei dem ein konischer Stopfen in ein zentrales Loch eingesetzt wird, um die Rohrleitung zu öffnen und zu schließen.
Je nach Dichtungsart lassen sich Stopfen in Stopfbuchsenstopfen, ölgedichtete Stopfen und Stopfen ohne Stopfbuchse unterteilen. Sie zeichnen sich durch einen einfachen Aufbau, geringe Außenabmessungen, schnelles Öffnen und Schließen, einfache Bedienung, geringen Strömungswiderstand und die Möglichkeit zur Herstellung von Drei- oder Vierwege-Verteiler- oder Schaltventilen aus.
Die Dichtfläche des Stopfens ist groß, verschleißanfällig und der Wechsel mühsam. Die Durchflussregulierung gestaltet sich schwierig, dafür sperrt der Stopfen aber schnell. Er eignet sich für Rohrleitungen mit niedrigem Druck und niedriger Temperatur oder für Medien mit Feststoffpartikeln, ist jedoch nicht für Rohrleitungen mit hohem Druck, hoher Temperatur oder Dampf geeignet.
④ Drosselklappe
Es handelt sich um ein Kugelventil. Der Ventilkopf ist konisch oder stromlinienförmig, wodurch der Durchfluss geregelter Flüssigkeiten sowie die Drosselung und Druckregulierung optimiert werden können. Das Ventil erfordert hohe Fertigungspräzision und gute Dichtleistung.
Hauptsächlich verwendet für die Instrumentensteuerung oder Probenahme und andere Rohrleitungen, sollte aber nicht für Viskosität und Feststoffpartikel in der Rohrleitung verwendet werden.
⑤Kugelventil
Kugelventile, auch Kugelnabenventile genannt, sind eine Ventilart, die sich in den letzten Jahren rasant weiterentwickelt hat. Sie nutzen eine Kugel mit einem Loch in der Mitte als Ventilmittelpunkt und steuern das Öffnen oder Schließen des Ventils durch die Drehung der Kugel.
Es ähnelt dem Stecker, hat aber eine kleinere Dichtfläche, eine kompakte Bauweise, ist leichter zu bedienen und wird viel häufiger verwendet als der Stecker.
Dank verbesserter Fertigungspräzision werden Kugelventile nicht mehr nur in Niederdruckleitungen, sondern auch in Hochdruckleitungen eingesetzt. Aufgrund der Einschränkungen des Dichtungsmaterials sind sie jedoch für den Einsatz in Hochtemperaturleitungen ungeeignet.
⑥ Membranventile
Üblicherweise sind Gummimembranventile erhältlich. Das Öffnen und Schließen dieses Ventils erfolgt durch eine spezielle Gummimembran. Die Membran ist zwischen Ventilkörper und Ventildeckel eingeklemmt, und die Scheibe unter der Ventilspindel presst die Membran fest gegen den Ventilkörper, um eine Abdichtung zu gewährleisten.
Dieses Ventil zeichnet sich durch eine einfache Konstruktion, zuverlässige Abdichtung, Wartungsfreundlichkeit und geringen Strömungswiderstand aus. Es eignet sich für den Transport saurer Medien und Flüssigkeiten mit Feststoffanteilen, sollte jedoch generell nicht für höhere Drücke oder Temperaturen über 60 °C in Rohrleitungen sowie für den Transport organischer Lösungsmittel und stark oxidierender Medien verwendet werden.
⑦ Rückschlagventil
Auch bekannt als Rückschlagventile. Es wird in die Rohrleitung eingebaut, sodass das Fluid nur in eine Richtung fließen kann und ein Rückfluss verhindert wird.
Es handelt sich um ein automatisches Schließventil mit einer Klappe oder einem Kippteller im Ventilkörper. Bei gleichmäßigem Durchfluss öffnet das Medium die Ventilklappe automatisch; bei rückläufigem Durchfluss schließt das Medium (oder die Federkraft) die Ventilklappe automatisch. Je nach Bauart unterscheidet man zwischen Hub- und Schwenkventilen.
Die Klappe eines Hubrückschlagventils bewegt sich senkrecht zum Ventilkanal und wird im Allgemeinen in horizontalen oder vertikalen Rohrleitungen eingesetzt; die Klappe eines Drehrückschlagventils wird oft als Kipphebel bezeichnet, die Kipphebelseite ist mit der Welle verbunden, die Kipphebel kann sich um die Welle drehen, Drehrückschlagventile werden im Allgemeinen in horizontalen Rohrleitungen installiert, bei kleinem Durchmesser können sie auch in vertikalen Rohrleitungen installiert werden, jedoch sollte darauf geachtet werden, dass der Durchfluss nicht zu groß ist.
Rückschlagventile eignen sich im Allgemeinen für Rohrleitungen mit sauberen Medien. Sie sollten nicht für Rohrleitungen mit Feststoffpartikeln oder viskosen Medien verwendet werden. Hubrückschlagventile bieten ein besseres Schließverhalten als Schwenkrückschlagventile, jedoch ist der Strömungswiderstand von Schwenkrückschlagventilen geringer. Schwenkrückschlagventile eignen sich im Allgemeinen für Rohrleitungen mit großem Durchmesser.
⑧ Absperrklappe
Eine Absperrklappe ist eine drehbare Scheibe (oder ovale Scheibe) zur Steuerung des Öffnens und Schließens einer Rohrleitung. Sie zeichnet sich durch eine einfache Konstruktion und geringe Außenabmessungen aus.
Aufgrund von Problemen mit der Dichtungskonstruktion und dem Material ist die Schließleistung des Ventils schlecht; es eignet sich daher nur zur Regulierung von Niederdruck- und Großrohrleitungen und wird üblicherweise für den Transport von Wasser, Luft, Gas und anderen Medien in Rohrleitungen eingesetzt.
⑨ Druckminderungsventil
Ziel ist es, den Mediendruck durch das automatische Ventil auf einen bestimmten Wert zu reduzieren. Der allgemeine Druck nach dem Ventil soll weniger als 50 % des Drucks vor dem Ventil betragen. Dies geschieht hauptsächlich durch die Membran, die Feder, den Kolben und andere Teile des Mediums, die die Druckdifferenz zwischen der Ventilklappe und dem Ventilsitzspalt steuern, um die Druckreduzierung zu erreichen.
Es gibt viele Arten von Druckminderventilen, die gängigste ist das Kolben- und Membranventil.
⑩ Auskleidungsventil
Um eine Korrosion des Mediums zu verhindern, müssen einige Ventile im Ventilkörper und Ventilkopf mit korrosionsbeständigen Materialien (wie Blei, Gummi, Emaille usw.) ausgekleidet werden; die Auskleidungsmaterialien sollten entsprechend der Art des Mediums ausgewählt werden.
Aus Gründen der einfacheren Auskleidung werden ausgekleidete Ventile meist als rechtwinklige oder direkt durchströmende Ausführung gefertigt.
i Sicherheitsventile
Um die Sicherheit der chemischen Produktion zu gewährleisten, gibt es in dem unter Druck stehenden Rohrleitungssystem eine permanente Sicherheitsvorrichtung, nämlich die Auswahl eines Metallblechs bestimmter Dicke, wie zum Beispiel das Einsetzen einer Blindplatte am Ende der Rohrleitung oder an der T-Stück-Verbindung.
Steigt der Druck in der Rohrleitung, bricht die Berstplatte, um den Druck abzubauen. Berstplatten werden üblicherweise in Niederdruckleitungen mit großem Durchmesser eingesetzt. In den meisten chemischen Rohrleitungen mit Sicherheitsventilen gibt es jedoch viele verschiedene Arten von Sicherheitsventilen, die sich grob in zwei Kategorien einteilen lassen: federbelastete und Hebelventile.
Federbelastete Sicherheitsventile dichten hauptsächlich durch die Kraft der Feder ab. Übersteigt der Druck in der Rohrleitung die Federkraft, öffnet sich das Ventil durch das Medium, und die Flüssigkeit in der Rohrleitung wird abgelassen, wodurch der Druck sinkt.
Sobald der Druck in der Rohrleitung unter die Federkraft sinkt, schließt das Ventil wieder. Hebelsicherheitsventile dichten hauptsächlich durch die Gewichtskraft des Hebels ab, ähnlich wie Federventile. Die Auswahl des Sicherheitsventils erfolgt anhand des Betriebsdrucks und der Betriebstemperatur. Daraus wird der Nenndruck bestimmt, und die benötigte Größe kann gemäß den geltenden Vorschriften berechnet werden.
Die Bauart und das Werkstoff des Sicherheitsventils sind entsprechend der Art des Mediums und den Betriebsbedingungen auszuwählen. Für den Anlaufdruck, die Prüfung und die Abnahme des Sicherheitsventils gelten besondere Bestimmungen. Es ist regelmäßig von der Sicherheitsabteilung zu kalibrieren und zu siegeln. Im Betrieb dürfen keine willkürlichen Änderungen vorgenommen werden, um die Sicherheit zu gewährleisten.
Veröffentlichungsdatum: 01.12.2023