Analyse von weit verbreiteten Schiebern und ihren Konstruktionsmaterialien

Obwohl sich Low-Tech-Ventile in den letzten 100 Jahren kaum verändert haben, spielen Schieber in der Ausstattung von Raffinerien, Chemieanlagen, Kraftwerken und Industrieunternehmen auf der ganzen Welt eine wichtige Rolle.

Der weltweit am häufigsten verwendete Ventiltyp ist das Absperrventil – der Durchflussregler.

Das Absperrventil ist in verschiedenen Größen von 1/4 bis 144 Zoll erhältlich und ist in jeder Raffinerie, Chemieanlage, jedem Kraftwerk und jeder Produktionsstätte von Industrieanlagen zu finden. Sein Hauptzweck besteht darin, den Durchfluss zu unterbrechen, weshalb es auch als „Absperrventil“ oder „Blockierventil“ bezeichnet wird.

Vorteile des Absperrschiebers

Beim Einschalten ist ein nahezu ungehinderter Medienfluss gewährleistet. Unter den zahlreichen allgemeinen Ventilen kann nur das Kugelventil mit offener Porenform in der Durchflusskapazität mit dem Schieberventil mithalten. Das symmetrische Design und die koordinierte Dichtung ermöglichen es dem Schieberventil, den Durchfluss in beide Richtungen zu unterbrechen. Es kann aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt und in einer abwechslungsreichen Kollektion verarbeitet werden, von einem gewöhnlichen hellen 1/2-Zoll-Messinghahn, den man in Baumärkten findet, bis zu einem seltenen Hahn aus hochlegiertem Stahl, der in Kernkraftwerken verwendet wird.

Die Schieber können nicht in teilweise geöffneter Stellung betrieben oder zu Regelzwecken verwendet werden, da die Sitzfläche dabei beschädigt werden könnte. Warum? Der Grund sind die Kratzer, die durch das Absperrorgan (das Schieberventil oder der Keil) entstehen, das in teilweise geöffnetem Zustand zwischen den beiden Sitzen schwingt.

So ähnlich sie von außen aussehen, so unterschiedlich ist ihr innerer Aufbau. Die meisten Schieber bestehen aus einem Körper, einem Oberteil und einem Absperrorgan (einem Schieber oder Keil). Das Absperrorgan ist mit der Spindel verbunden, die durch das Oberteil hindurchragt und schließlich das Handrad oder andere Spindelantriebe erreicht. Um die Spindel herum hält das unter Druck stehende Packungsmaterial in der Stopfbuchse dem Druck stand.

Obwohl Schieber aus Metallen von Aluminium bis Zirkonium im chemischen Periodensystem und aus verschiedenen technischen Kunststoffen hergestellt werden können, sind Stahl, Eisen und Bronze die gängigsten Materialien.

Bronze oder Messing lassen sich hervorragend und kostengünstig bearbeiten. Aufgrund seiner geringen Festigkeit und Härte ist Bronze zwar bearbeitbar, aber nur für Niederdruckanwendungen geeignet. Bronzeventile werden hauptsächlich in Wasserleitungen und Versorgungsleitungen mit Drücken von 300 PSI oder weniger verwendet.

Die Festigkeit des Eisenventils liegt zwischen der von Bronze- und Stahlventilen. Eisen ist schwer zu verarbeiten, Gusseisen hingegen relativ einfach. Eisenventile werden normalerweise aus zwei Materialien hergestellt: Grauguss und Temperguss. Mit einem hohen Kohlenstoffanteil und einer ausgezeichneten Rostbeständigkeit sind Eisenventile für den Einsatz unter der Erde besser geeignet als Stahlventile.

Bei Industrieventilen reicht die Stahlauswahl von der niedrigsten Güteklasse „WCB“ bis hin zu Chrom-/Molybdän-legiertem Stahl. Im Gegensatz zu Messing, Bronze oder Eisen ist der Großteil des niedriglegierten Stahls schweißbar, sodass sich Stahlventile leicht reparieren, neu schweißen und in manchen Fällen auch herstellen lassen. Das Absperrventil kann auch aus seltenen Legierungen wie Titan oder Zirkonium im Periodensystem hergestellt werden.

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