Vorwort:Das Kugelventil kam in den 1950er-Jahren auf den Markt. Dank der rasanten Entwicklung von Wissenschaft und Technik sowie der kontinuierlichen Verbesserung von Fertigungstechnologie und Produktstruktur hat es sich innerhalb von nur 50 Jahren zu einem der wichtigsten Ventiltypen entwickelt. In den westlichen Industrieländern steigt der Einsatz von Kugelventilen stetig an.
Das Kugelventil dient hauptsächlich zum Absperren, Verteilen und Ändern der Durchflussrichtung des Mediums in Rohrleitungen. Es muss lediglich um 90 Grad gedreht werden, und ein geringes Drehmoment genügt, um es dicht zu verschließen. Das Kugelventil eignet sich besonders gut als Schalter und Absperrventil.
Da Kugelhähne üblicherweise Gummi, Nylon oder Polytetrafluorethylen als Dichtungsmaterial verwenden, ist ihre Betriebstemperatur durch das Dichtungsmaterial begrenzt. Die Absperrfunktion des Kugelhahns wird durch das Anpressen der Metallkugel gegen den Kunststoff-Ventilsitz unter Einwirkung des Mediums erreicht (schwimmender Kugelhahn). Unter dem Einfluss eines bestimmten Anpressdrucks erfährt der Dichtring des Ventilsitzes lokal eine elastisch-plastische Verformung. Diese Verformung kann Fertigungstoleranzen und Oberflächenrauheiten der Kugel ausgleichen und die Dichtleistung des Kugelhahns gewährleisten.
Da der Ventilsitzdichtring von Kugelhähnen üblicherweise aus Kunststoff besteht, sollten bei der Auswahl von Konstruktion und Leistung des Kugelhahns dessen Feuerbeständigkeit und Brandschutzeigenschaften berücksichtigt werden, insbesondere in der Erdöl-, Chemie-, Metallurgie- und anderen Branchen, wo brennbare und explosive Medien zum Einsatz kommen. Beim Einsatz von Kugelhähnen in Anlagen und Rohrleitungssystemen ist der Feuerbeständigkeit und dem Brandschutz besondere Aufmerksamkeit zu widmen.
Merkmale des Kugelventils
1. Besitzt den geringsten Strömungswiderstand (praktisch null). 2. Verstopft auch ohne Schmierstoff nicht und ist daher zuverlässig für korrosive Medien und niedrigsiedende Flüssigkeiten geeignet. 3. Erreicht 100%ige Dichtheit in einem breiten Druck- und Temperaturbereich. 4. Ermöglicht ultraschnelles Öffnen und Schließen; die Öffnungs- und Schließzeit einiger Ausführungen beträgt nur 0,05–0,1 s. Dadurch ist der Einsatz in automatisierten Prüfstandsystemen gewährleistet. Das Ventil arbeitet ruckfrei. 5. Der Kugelverschluss positioniert sich automatisch. 6. Das Arbeitsmedium ist beidseitig zuverlässig abgedichtet. 7. Im vollständig geöffneten und geschlossenen Zustand sind die Dichtflächen von Kugel und Ventilsitz vom Medium isoliert. Dadurch wird eine Erosion der Dichtflächen durch schnell strömende Medien verhindert. 8. Dank seiner kompakten Bauweise und des geringen Gewichts ist es die optimale Ventilkonstruktion für Niedertemperatursysteme. 9. Das Ventilgehäuse ist symmetrisch, insbesondere bei verschweißter Konstruktion, und hält den Belastungen der Rohrleitung gut stand. 10. Das Schließstück ist für den hohen Druckunterschied beim Schließen ausgelegt. 11. Das Kugelventil mit vollständig verschweißtem Ventilgehäuse kann direkt im Erdreich verlegt werden, wodurch die Ventilinnenteile vor Korrosion geschützt sind und eine maximale Lebensdauer von 30 Jahren erreicht wird. Es ist das ideale Ventil für Öl- und Erdgasleitungen.
Anwendung des Kugelventils
Die vielen einzigartigen Eigenschaften von Kugelventilen bedingen deren breite Anwendung. Typischerweise zeichnen sie sich durch zweistufige Verstellung, hohe Dichtleistung, Unempfindlichkeit gegenüber Schlamm, Verschleiß und Schrumpfkanälen, schnelles Öffnen und Schließen (1/4-Drehung), Hochdruckabschaltung (Kugelventile werden für Rohrleitungssysteme mit großen Druckdifferenzen empfohlen), geringe Geräuschentwicklung, Kavitation und Gasbildung, geringe Leckage in die Atmosphäre, niedriges Betätigungsdrehmoment und geringen Strömungswiderstand aus.
Kugelhähne eignen sich auch für Rohrleitungssysteme mit leichter Konstruktion, geringem Absperrdruck (kleine Druckdifferenz) und korrosiven Medien. Sie können zudem in kryogenen Anlagen und Rohrleitungssystemen eingesetzt werden. In Sauerstoffleitungen der Metallurgie sind Kugelhähne erforderlich, die einer strengen Entfettungsbehandlung unterzogen wurden. Bei der Verlegung von Hauptleitungen in Öl- und Gaspipelines unterirdisch ist ein vollflächig geschweißter Kugelhahn zu verwenden. Für Regelgenauigkeit empfiehlt sich ein Kugelhahn mit spezieller V-förmiger Öffnung. In der Erdöl-, Petrochemie-, Chemie-, Energie- und Stadtentwicklungsindustrie können für Rohrleitungssysteme mit Betriebstemperaturen über 200 °C metallisch dichtende Kugelhähne eingesetzt werden.
Funktionsprinzip des Kugelventils
Für Hauptleitungen zur Erdöl- und Erdgasförderung, zu reinigende und erdverlegte Rohrleitungen werden Kugelhähne mit vollflächiger und vollständig verschweißter Konstruktion verwendet. Bei Erdverlegung kommen Kugelhähne mit vollflächiger Schweiß- oder Flanschverbindung zum Einsatz. Für Abzweigleitungen eignen sich Kugelhähne mit Flansch-, Schweiß-, Voll- oder Reduzierdurchmesser. Rohrleitungen und Lagereinrichtungen für raffiniertes Öl verwenden Kugelhähne mit Flanschanschluss. In Stadtgas- und Erdgasleitungen werden schwimmende Kugelhähne mit Flansch- und Innengewindeanschluss verwendet. In Sauerstoffleitungen metallurgischer Anlagen empfiehlt sich der Einsatz von feststehenden, streng entfetteten und geflanschten Kugelhähnen. In Rohrleitungen und Geräten für Niedertemperaturmedien sind Niedertemperatur-Kugelhähne mit Ventildeckel zu verwenden. In Rohrleitungen von katalytischen Crackanlagen in Erdölraffinerien können Kugelhähne mit Hubstange eingesetzt werden. In Anlagen und Rohrleitungssystemen für korrosive Medien wie Säuren und Laugen in chemischen Anlagen sollten Kugelhähne aus austenitischem Edelstahl mit PTFE-Dichtungsring verwendet werden. Metallisch-metallisch dichtende Kugelhähne eignen sich für Rohrleitungssysteme oder Anlagen mit Hochtemperaturmedien in der Metallurgie, in Energiesystemen, petrochemischen Anlagen und Fernwärmenetzen. Bei Bedarf an Durchflussregelung kann ein pneumatisch oder elektrisch angetriebener Kugelhahn mit V-förmiger Öffnung gewählt werden.
Zusammenfassung:Kugelventile finden breite Anwendung, ihre Vielfalt und Einsatzmenge nehmen stetig zu. Ihre Entwicklung zielt auf hohe Drücke, hohe Temperaturen, große Durchmesser, hohe Dichtheit, lange Lebensdauer, exzellente Einstellbarkeit und Multifunktionalität ab. Ihre Zuverlässigkeit und andere Leistungskennzahlen haben ein hohes Niveau erreicht, und sie haben Schieber, Absperrventile und Regelventile teilweise ersetzt. Mit dem technischen Fortschritt wird die Verwendung von Kugelventilen in absehbarer Zeit weiter zunehmen, insbesondere in Öl- und Gaspipelines, Crackern in der Ölraffinerie und der Nuklearindustrie. Darüber hinaus werden Kugelventile auch in anderen Branchen, die große und mittlere Durchmesser sowie mittlere und niedrige Drücke erfordern, zu den dominierenden Ventiltypen gehören.
Veröffentlichungsdatum: 01.04.2022