Was ist ein antistatisches Gerät für Kugelhähne? Kugelhahn mit antistatischem Design

Eine weitere grundlegende und obligatorische Konstruktionsvoraussetzung für Kugelhähne ist die Antistatikvorrichtung.

Wofür ist ein Antistatikgerät? Kugelhahn?

Während des Betriebs des Ventils entsteht durch die ständige Reibung zwischen der Kugel und dem weichen Ventilsitz statische Elektrizität. Die durch die statische Elektrizität entstehenden Funken können die brennbare Flüssigkeit im Ventil entzünden und eine potenzielle Brandgefahr darstellen.

Um die versteckte Gefahr zu beseitigen, wurde für den Kugelhahn ein Antistatikgerät erfunden. Wie auf dem Bild unten zu sehen, befinden sich die Antistatikgeräte zwischen Kugel und Schaft und Schaft, und der Körper besteht aus einer Feder und einer Edelstahlkugel, die sicherstellen, dass alle Metallteile des Kugelhahns geerdet sind. Auf diese Weise könnte die statische Ladung übertragen werden
von der Kugel zum Schaft und dann vom Schaft zum Körper und zur Erde, um jede mögliche Brandgefahr durch statische Aufladung im Ventilinneren zu verhindern.

So funktioniert ein Antistatikgerät. Wir hoffen, dass dieser Artikel Ihnen dabei hilft, die Konstruktion von Kugelhähnen besser zu verstehen. Weitere Informationen zu Ventilen finden Sie in unserem Blog.

Antistatisches Design

Personen, die über mehr technische Informationen zu Ventilen verfügen, wissen, dass Ventile in vielen Fällen antistatisch sein müssen.

1. Erzeugung statischer Elektrizität

Statische Elektrizität ist ein weit verbreitetes physikalisches Phänomen. Wenn zwei unterschiedliche Materialien aneinander gerieben werden, entsteht durch die Übertragung von Elektronen eine elektrostatische Ladung. Ein Objekt, das Elektronen empfängt, ist negativ geladen, und ein Objekt, das Elektronen verliert, ist positiv geladen. Dieser Vorgang wird als triboelektrische Aufladung bezeichnet. Theoretisch ist es wahrscheinlicher, dass eine Seite Elektronen verliert, während die andere Seite eher Elektronen erhält, solange die beiden Reibungsobjekte verglichen werden. Zwei Objekte aus unterschiedlichen Materialien können durch Reibung statische Elektrizität erzeugen. Reibung zwischen zwei Objekten aus demselben Material erzeugt keine statische Elektrizität.

2. Anwendung von Antistatikgeräten in Ventilen

In API 6D-2014, Seite 23, „5.23 Antistatische Vorrichtung“ heißt es: „Kugelhähne, Kükenhähne und Schieber mit weichem Sitz müssen mit einer antistatischen Vorrichtung ausgestattet sein.“ API 6D-2014 schreibt lediglich vor, dass ein weicher Sitz eine antistatische Vorrichtung haben muss, aber nicht, dass ein Metallsitz eine antistatische Vorrichtung haben muss. Dies liegt daran, dass Kunststoffsitze mit weichem Sitz (PTFE, PPL, NYLON, DEVON, PEEK usw.) dazu neigen, statische Elektrizität zu erzeugen, wenn sie mit der Kugel (im Allgemeinen Metall) reiben, aber bei Metall-Metall-Sitzen entsteht aufgrund der Reibung zwischen den beiden Materialgruppen keine statische Elektrizität.

3. Warum sollten Ventile mit einer Antistatikvorrichtung ausgestattet werden?

Wenn das Ventil weich sitzt, erzeugen die Ventilöffnungs- und -schließteile beim Umschalten des Ventils statische Elektrizität, wodurch leicht Funken entstehen können. Wenn das Medium entflammbar und explosiv ist, kann der statische Funke dazu führen, dass das Medium brennt oder explodiert. Das Antistatikgerät leitet die statische Elektrizität von den Öffnungs- und Schließteilen des Ventils in die natürliche Umgebung ab. Dadurch wird verhindert, dass der statische Funke das Medium brennt oder explodiert, und die Rohrleitung wird geschützt.

4. Anwendungsbeispiele für Antistatikvorrichtungen in Ventilen

Das antistatische Prinzip des schwimmenden Kugelhahns ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Die antistatische Vorrichtung besteht aus einer Feder und einer Stahlkugel (im Folgenden als „elektrostatische Federgruppe“ bezeichnet). Im Allgemeinen besteht ein schwimmender Kugelhahn aus zwei Sätzen „elektrostatischer Federgruppen“, von denen eine auf der Kontaktfläche von Schaft und Kugel verteilt ist und die andere auf der Kontaktfläche zwischen Schaft und Körper, wie in der Abbildung oben gezeigt.

Beim Schalten des Ventils reiben sich Kugel und Ventilsitz aneinander und erzeugen statische Elektrizität. Da zwischen Schaft und Kugel ein Spalt besteht, wenn der Schaft die Kugel zum Drehen antreibt, springt eine kleine Kugel in der „elektrostatischen Federgruppe“ an dieser Stelle und die statische Elektrizität auf der Kugel wird zum Schaft geleitet. Gleichzeitig leitet die „elektrostatische Federgruppe“ an der Kontaktfläche zwischen Schaft und Gehäuse aus demselben Grund die statische Elektrizität auf dem Schaft zum Gehäuse, das Gehäuse wird geerdet und schließlich wird die statische Elektrizität vollständig entladen.

Warum ist das antistatische Design für Kugelhähne so wichtig?

Statische Elektrizität ist ein weit verbreitetes physikalisches Phänomen. Wenn zwei verschiedene Materialien aneinander reiben, entsteht durch die Übertragung von Elektronen eine elektrostatische Ladung. Dieser Vorgang wird als Reibungselektrifizierung bezeichnet. Theoretisch können zwei Objekte aus unterschiedlichen Materialien statische Elektrizität erzeugen, wenn sie aneinander reiben, zwei Objekte aus demselben Material jedoch nicht. Wenn das Phänomen im Ventilkörper auftritt, d. h. die Reibung zwischen der Kugel und der nichtmetallischen Kugel, dem Schaft und dem Körper, erzeugt beim Öffnen und Schließen des Ventils statische Ladungen, was eine potenzielle Brandgefahr für das gesamte Rohrleitungssystem darstellt. Um statisches Funkeln zu vermeiden, ist am Ventil eine antistatische Vorrichtung angebracht, um die statische Ladung der Kugel zu reduzieren oder abzuleiten.

Das antistatische Gerät besteht aus einer Feder und einer Stahlkugel („elektrostatische Federsätze“). Im Allgemeinen bestehen schwimmende Kugelhähne aus zwei „elektrostatischen Federsätzen“, einer befindet sich auf der Kontaktfläche von Schaft und Kugel und der andere auf Schaft und Körper. Wenn das Ventil geöffnet oder geschlossen ist, entsteht durch die Reibung zwischen Kugel und Ventilsitz statische Elektrizität. Aufgrund des Abstands zwischen Schaft und Kugel prallt die kleine Kugel des „elektrostatischen Federsatzes“ zurück, wenn der Ventilschaft von einer Kugel angetrieben wird, wodurch die Elektrostatik auf den Ventilschaft übertragen wird. Gleichzeitig wird die Kontaktfläche des Ventilschafts und des Ventilkörpers des elektrostatischen Federsatzes aufgrund des gleichen Prinzips statisch auf den Körper übertragen und schließlich vollständig elektrostatisch entladen.

Kurz gesagt dient ein antistatisches Gerät in einem Kugelhahn dazu, die durch Reibung entstehende statische Aufladung der Kugel zu reduzieren. Es dient dazu, den Hahn vor Funken zu schützen, die den durch den Hahn fließenden Kraftstoff entzünden könnten. Der Kugelhahn mit antistatischem Design ist besonders für Bereiche wie Öl und Gas, Chemie, Kraftwerke und andere Industrien geeignet, in denen Feuerfreiheit eine wichtige Garantie für eine sichere Produktion ist.

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