Kugelhahn vs. Absperrklappe: Was ist besser für die Durchflusskontrolle?

Wenn es um die Regulierung des Durchflusses in industriellen Rohrsystemen geht, Kugelhähne und Absperrklappen sind zwei der gängigsten Optionen.

Beide Ventiltypen haben ihre Vor- und Nachteile im Vergleich zueinander. Wenn Sie wissen, wie sie sich unterscheiden, können Sie das beste Ventil für Ihre spezielle Anwendung auswählen.

In diesem Beitrag vergleiche ich Kugelhähne und Absperrklappen eingehend, damit Sie eine fundierte Entscheidung zwischen den beiden treffen können.

Ein Überblick über Kugelhähne

Ein Kugelventil verwendet eine perforierte, kugelförmige Scheibe, um den Durchfluss von Flüssigkeiten oder Gasen zu steuern. In geöffnetem Zustand befindet sich die Bohrung der Kugel in einer Linie mit dem Ein- und Auslass des Ventilgehäuses. Im geschlossenen Zustand steht die Bohrung senkrecht und blockiert den Durchfluss.

Kugelhähne sind Drehventile, die eine 90-Grad-Drehung benötigen, um von ganz offen nach ganz geschlossen zu gelangen. Dadurch sind sie im Vergleich zu anderen Ventiltypen relativ schnell wirksam.

Sie können je nach Modell Hochdruckanwendungen bis zu 1.000+ PSI bewältigen und sind in der Lage, den Durchfluss bis zu einem gewissen Grad durch präzise Positionierung zu regulieren.

Anwendungen, bei denen Kugelhähne überragend sind

Kugelhähne eignen sich besonders gut für Auf/Zu-Anwendungen und nicht für die Drosselung des Durchflusses. Aufgrund ihrer Dichtheit und ihrer Fähigkeit, hohen Drücken standzuhalten, eignen sie sich auch gut für:

• Gasleitungen
• Chemie-/Erdöltransport
• Flüssigkeiten mit hoher Temperatur
• Ätzende Medien
• Unterdruckleitungen

Bestimmte Kugelhahnvarianten wie V-Port oder Regelkugelhahn ermöglichen eine vernünftige Durchflussregelung. Eine bessere Modulation erreichen Sie jedoch mit Durchgangs- oder Absperrventilen.

Ein Überblick über Absperrklappen

Absperrklappen verwenden ebenfalls eine Drehscheiben-Konstruktion. Anstelle einer kugelförmigen Kugel dreht sich jedoch eine dünne Scheibe in der Mitte des Ventilgehäuses.

Im geöffneten Zustand fließt der Strom ungehindert um die Scheibe herum. In der geschlossenen Stellung liegt die Scheibe am Umfang des Ventilgehäuses an und blockiert den Durchfluss ähnlich wie ein Kugelventil.

Anwendungen, bei denen sich Absperrklappen auszeichnen

Absperrklappen werden für Anwendungen mit großem Durchmesser gebaut, bei denen andere Ventiltypen unpraktisch oder unwirtschaftlich wären.

In der Regel finden Sie sie in Rollen wie:

• Kühlwassereinlass/-auslass
• Feuerlöschleitungen
• Kommunaler Wassertransport
• Hydraulische Druckleitungen
• Überlauf von Regenwasser
• Abwasserkanäle

Außerdem eignen sie sich in einigen Fällen besser als Kugelhähne für Drosselanwendungen. Die Klappenscheibe tritt im geöffneten Zustand nicht vollständig aus dem Durchfluss aus, was eine angemessene Regelung ermöglicht.

Vergleich Kugelhahn vs. Absperrklappe

Nachdem Sie nun die grundlegenden Merkmale von Kugelhähnen und Absperrklappen kennen, wollen wir sie anhand einiger wichtiger Kategorien vergleichen:

Kosten

Bei kleinen Rohrdurchmessern unter 12 Zoll kosten Kugelhähne und Absperrklappen etwa gleich viel.

Aber jenseits von 12 Zoll werden Absperrklappen viel erschwinglicher als ein entsprechender Kugelhahn. Am oberen Ende, das 48 Zoll erreicht, sind Absperrklappen etwa 1/4 des Preises eines Kugelhahns.

Die leichte, einteilige Scheibe ist in der Herstellung billiger als eine massive, einteilige Kugel, die aufwändig bearbeitet werden muss.

Gewinner: Drosselklappe

Druckstufen

Wenn es um die Handhabung von Druck geht, sind Kugelhähne die unbestrittenen Champions. Viele können mindestens 800 PSI ohne Probleme bewältigen, und Spezialmodelle reichen weit darüber hinaus.

Der größte Nachteil einer Absperrklappe ist ihre Unfähigkeit, mit hohen Drücken umzugehen. Bei einem Druck von mehr als 300 PSI besteht die Gefahr von Leckagen und möglichen Ventilschäden. Der Sitz hängt von einer dünnen Kante ab, die perfekt mit der Umfangsdichtung zusammenpasst.

Hohe Drücke erschweren das Schließen des Ventils und machen einen Bypass zum Ausgleich des Leitungsdrucks erforderlich.

Gewinner: Kugelhahn

Flusskontrolle

Beide Ventiltypen können problemlos ein- und ausgeschaltet werden. Und beide können den Durchfluss bis zu einem gewissen Grad modulieren, obwohl Kugelhähne dies in den meisten Fällen besser können.

Die Klappenscheibe einer Absperrklappe bleibt immer in einem Winkel im Durchfluss, außer wenn sie ganz geöffnet oder ganz geschlossen ist. Bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten verursacht diese schräge Scheibe erhebliche Turbulenzen und Druckabfälle.

Die Durchflussregelungsfähigkeiten einer Absperrklappe nehmen also bei steigenden Drücken und Geschwindigkeiten schnell ab. Sie fungieren dann eher als Ein/Aus-Komponente.

Kugelhähne hingegen können in bestimmten Szenarien auch die Funktion eines Regelventils übernehmen. Konfigurationen wie V-Anschluss, Konturanschluss und charakteristische Regelgarnituren ermöglichen eine sanfte Durchflussregelung ohne Druckabfall.

Gewinner: Kugelhahn

Größe und Gewicht

Wir haben bereits erwähnt, dass die Kosten für Absperrklappen bei großen Größen besser skalieren. Auch das Gewicht ist ab einem Durchmesser von 12 Zoll ein entscheidender Faktor.

Ein 48-Zoll-Absperrventil wiegt weniger als 1.500 Pfund. Ein entsprechendes Kugelventil bringt dagegen über 15.000 lbs auf die Waage!

Die kompakte, einteilige Scheibe trägt weitaus geringere Lasten als ein massiver, kugelförmiger Stahlklotz. Dies verschafft Absperrklappen einen enormen Vorteil in großen Wasser- oder Abwassersystemen, in denen Gewicht eine Rolle spielt.

Gewinner: Drosselklappe

Zyklus Leben

Beide Ventiltypen sollten eine akzeptable Lebensdauer von mehr als 10.000 Zyklen aufweisen, wenn sie richtig dimensioniert und spezifiziert sind. Ihre Langlebigkeit unterscheidet sich jedoch in Abhängigkeit von Faktoren wie Druck und Strömungsgeschwindigkeit.

Die Achillesferse einer Absperrklappe ist, wie bereits erwähnt, der hohe Differenzdruck. Der Sitzkontaktpunkt nutzt sich schnell ab, was mit der Zeit zu Leckagen führt.

Kugelhähne können weitaus höheren Drücken weitaus länger standhalten. In der Tat verkürzen hohe Geschwindigkeiten und Druckabfälle über ein Ventil dessen Lebensdauer erheblich. Unter diesen Auswirkungen leiden Klappenventile, nicht aber Kugelhähne.

Gewinner: Kugelhahn

Die Auswahl des richtigen Ventils für Ihre Anwendung

Wir haben uns mit den Unterschieden zwischen Kugelhähnen und Absperrklappen beschäftigt. Jetzt wollen wir die Dinge auf einen einfachen Entscheidungsprozess reduzieren.

Hier sind zwei Fragen, mit denen Sie schnell herausfinden können, ob ein Kugelventil oder eine Absperrklappe sinnvoll ist:

1. Liegt der Leitungsdruck unter 300 PSI? Wenn ja, sollten Sie eine Absperrklappe verwenden. Wenn nein oder wenn der Druck 1.000 PSI erreicht/übersteigt, wählen Sie ein Kugelventil.
2. Ist der Rohrdurchmesser größer als 12 Zoll? Wenn ja, wählen Sie aus Kostengründen standardmäßig eine Absperrklappe. Wenn nein, prüfen Sie beide Ventile.

Neben diesen Faustregeln sollten Sie auch Folgendes berücksichtigen:

• Bedarf an Flusskontrolle - Für eine enge Regelung ist ein Kugelhahn besser geeignet. Für einfache Ein- und Ausschaltaufgaben können beide verwendet werden.
• Wartung Zugang - Kugelhähne ermöglichen eine Inline-Wartung. Drosselklappen erfordern oft nebeneinander liegende Schieberteile.
• Gewichtsbeschränkungen - Leichte Absperrklappen eignen sich für Systeme mit Größen- und Gewichtsbeschränkungen.
• Medieneigenschaften - Kugelhähne widerstehen schwierigen Flüssigkeiten und Gasen besser als Klappen.

Es gibt immer Ausnahmen, die von den Besonderheiten Ihres Systems abhängen. Aber dieser Entscheidungsprozess trifft die kritischen Punkte für eine fundierte Ventilauswahl.

Ein erfahrener Lieferant kann auch spezifische Empfehlungen auf der Grundlage aller Ihrer Betriebsbedingungen und Anforderungen geben.

Zusammenfassung: Wie man zwischen Kugelhähnen und Absperrklappen wählt

Sowohl Kugelhähne als auch Absperrklappen spielen eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Durchflusses in einer Vielzahl von Industriesystemen.

Die Hauptunterschiede bestehen in den folgenden Punkten:

• Kosten - Kugelhähne kosten mehr bei großen Größen
• Druck - Kugelhähne schneiden bei hohen Drücken besser ab
• Flusskontrolle - Kugelhähne sorgen für eine sanftere Regulierung
• Gewicht - Absperrklappen sind bei großen Durchmessern leichter

Berücksichtigen Sie Größe, Druck, Durchfluss, Gewichtsbeschränkungen, Wartungszugang und Medienkompatibilität. Nutzen Sie dann die hier aufgeführten Hinweise, um die beste Ventiltechnologie für Ihre Anwendung auszuwählen.