Die Auswahl der Ventilbetriebsarten

Je nach Betriebsart kann das Ventil in ein manuelles Ventil und ein antriebsgesteuertes Ventil unterteilt werden. Ventilantriebe sind Geräte, die das Ventil bedienen und mit ihm verbunden sind. Sie werden von Hand (Handrad/Federhebel), elektrisch (Magnetspule/Motor), pneumatisch (Membran, Zylinder, Klinge, Luftmotor, Film- und Ratschenkombination), hydraulisch (Hydraulikzylinder/Hydraulikmotor) und kombiniert (elektrisch und hydraulisch, pneumatisch und hydraulisch) gesteuert.

Ventilantriebe können je nach Bewegungsmodus in Geradeaus- und Winkelausrichtung unterteilt werden. Die Geradeausantriebsvorrichtung ist ein Mehrdrehantrieb, der hauptsächlich für verschiedene Arten von Schieberventilen, Kugelhähnen und Drosselklappen geeignet ist; die Winkelausrichtungsvorrichtung ist ein Teildrehantrieb, der nur einen Winkel von 90° benötigt. Hauptsächlich anwendbar für verschiedene Arten von Kugelhähnen und Absperrklappen. Die Auswahl der Ventilantriebe sollte auf einem umfassenden Verständnis des Typs und der Leistung der Ventilantriebe basieren, abhängig von der Art des Ventils, den Betriebsspezifikationen des Geräts und der Position des Ventils in der Leitung oder dem Gerät.

 

Ventil mit selbsttätiger Wirkung durch Flüssigkeit

Das automatische Ventil verlässt sich zum Öffnen und Schließen auf die Energie des Mediums und benötigt keinen externen Kraftantrieb wie etwa ein Sicherheitsventil, ein Druckminderventil, einen Kondensatableiter, ein Rückschlagventil oder ein automatisches Regelventil.

 

Handrad- oder Hebelventil

Manuell betätigte Ventile sind die am häufigsten verwendeten Ventiltypen. Dabei handelt es sich um manuell betätigte Ventile mit Handrädern, Griffen, Hebeln und Kettenrädern. Wenn das Öffnungs- und Schließdrehmoment des Ventils größer ist, kann dieses Rad- oder Schneckengetriebe zwischen dem Handrad und dem Ventilschaft eingesetzt werden. Kardangelenk und Antriebswelle können auch verwendet werden, wenn eine Fernbedienung erforderlich ist.

Manuell betätigte Ventile sind normalerweise mit einem Handrad ausgestattet, das an der Ventilspindel oder der Jochmutter befestigt ist und im oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, um ein Ventil zu schließen oder zu öffnen. Durchgangs- und Schieberventile werden auf diese Weise geöffnet und geschlossen.

Handbetätigte Vierteldrehventile, wie Kugelhahn, Kükenventil oder Absperrklappe, die einen Hebel zur Betätigung des Ventils benötigen. Es gibt jedoch Anwendungen, bei denen es nicht möglich oder wünschenswert ist, das Ventil manuell per Handrad oder Hebel zu betätigen. In diesen Situationen können die Stellantriebe erforderlich sein.

 

Ventilantrieb durch Aktuatoren

Ein Aktuator ist ein Antriebsgerät, das lineare oder rotierende Bewegungen ermöglicht, eine bestimmte Energiequelle nutzt und mit einem bestimmten Steuersignal betrieben wird. Einfache Aktuatoren werden verwendet, um ein Ventil vollständig zu öffnen oder zu schließen. Aktuatoren zum Steuern oder Regeln von Ventilen erhalten ein Positionssignal, um sich in eine beliebige Zwischenposition zu bewegen. Es gibt viele verschiedene Arten von Aktuatoren. Die am häufigsten verwendeten Ventilaktuatoren sind unten aufgeführt:

  • Getriebeaktuatoren
  • Elektromotorische Aktuatoren
  • Pneumatische Antriebe
  • Hydraulische Aktuatoren
  • Magnetantriebe

Große Ventile müssen gegen hohen hydrostatischen Druck betrieben werden und müssen von einem entfernten Standort aus bedient werden. Wenn die Zeit zum Öffnen, Schließen, Drosseln oder manuellen Steuern des Ventils länger ist, als es die Systemdesignstandards erfordern. Diese Ventile sind normalerweise mit einem Antrieb ausgestattet.

 

Generell hängt die Auswahl der Stellantriebe von verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise Ventiltyp, Betriebsintervalle, Drehmoment, Schaltsteuerung, kontinuierliche Steuerung, Verfügbarkeit externer Stromversorgung, Wirtschaftlichkeit, Wartung usw., wobei diese Faktoren von der jeweiligen Situation abhängig sind.

Die Leckratennormen von Industrieventilen

Ventile sind eine der Hauptquellen für Leckagen im Rohrleitungssystem der petrochemischen Industrie. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, dass Ventile undicht sind. Die Leckageraten von Ventilen sind eigentlich der Dichtgrad des Ventils. Die Dichtleistung von Ventilen wird als die Dichtteile des Ventils bezeichnet, die verhindern, dass Medien austreten.

Die wichtigsten Dichtungsteile des Ventils sind: die Kontaktfläche zwischen den Öffnungs- und Schließteilen und dem Ventilsitz, die Passung von Packung und Schaft und Stopfbuchse sowie die Verbindung zwischen Ventilkörper und Ventildeckel. Ersteres gehört zu den internen Leckagen, die die Fähigkeit des Ventils, das Medium abzusperren, und den normalen Betrieb des Geräts direkt beeinträchtigen. Die letzten beiden sind externe Leckagen, d. h. Medienleckagen aus dem inneren Ventil. Die durch externe Leckagen verursachten Verluste und Umweltverschmutzungen sind oft schwerwiegender als die durch interne Leckagen verursachten. Ventilleckagen sind insbesondere bei hohen Temperaturen und Drücken sowie bei entflammbaren, explosiven, giftigen oder ätzenden Medien nicht zulässig. Daher muss das Ventil eine zuverlässige Dichtungsleistung bieten, um die Anforderungen seiner Einsatzbedingungen hinsichtlich Leckagen zu erfüllen. Derzeit gibt es weltweit fünf Arten von Klassifizierungsstandards für Ventildichtungen.

 

ISO 5208

Die Internationale Organisation für Normung ISO 5208 legt Untersuchungen und Tests fest, die ein Ventilhersteller durchführen muss, um die Integrität der Druckgrenze eines industriellen Metallventils festzustellen und den Grad der Ventilverschlussdichtheit und die strukturelle Eignung seines Verschlussmechanismus zu überprüfen.

In ISO 5208 sind 10 Leckageraten angegeben: A, AA, A, B, C, CC, D, E, EE, F, G, wobei Rate A die höchste Klasse darstellt. Es besteht eine lose definierte Entsprechung zwischen den Leckageraten-Akzeptanzwerten von API 598 und dem Leckagewert Rate A, wie er auf DN 50 angewendet wird, Rate CC-Flüssigkeit für Rückschlagventile mit anderen als metallischen Sitzen und für Rückschlagventile Rate EE-Gas und Rate G-Flüssigkeit. Rate A, B, C, D, F und G entsprechen den Werten in EN 12266-1.

API 598

Der Standard API 598 des American Petroleum Institute ist der am häufigsten verwendete Teststandard für amerikanische Standardventile. Er ist auf die folgenden API-Standardtests zur Dichtleistung von Ventilen anwendbar:

API 594 Rückschlagventile mit Flansch-, Laschen-, Wafer- und Stumpfschweißanschluss

API 599 Flansch-, Gewinde- und stumpfgeschweißte Metallkükenhähne

API 602 Stahlschieber und Rückschlagventile DN 00 und darunter für die Öl- und Erdgasindustrie

API 603 Flansch- und stumpfgeschweißte korrosionsbeständige Schieberventile mit verschraubter Abdeckung

API 608 Flansch-, Gewinde- und stumpfgeschweißte Metallkugelhähne

API 609 Doppelflansch-, Lug- und Wafer-Absperrklappen

MSS SP61

Der Drucktest MSS SP61 der American Association for Standardization of Manufacturers of Valves and Fittings für metallische Ventile legt die zulässigen Leckageanforderungen wie folgt fest:

(1) Besteht eine der Dichtflächen des Ventildichtsitzes aus Kunststoff oder Gummi, darf während der Dauer der Dichtheitsprüfung keine Undichtigkeit festgestellt werden.

(2) Die maximal zulässige Leckage auf jeder Seite im geschlossenen Zustand beträgt: Bei Flüssigkeit beträgt die Nennweite (DN) 0 pro mm, 0 pro Stunde,4 ml; Bei Gas beträgt die Nennweite (DN) 120 ml pro Stunde pro Millimeter.

(3) Die durch das Rückschlagventil zugelassene Leckage kann um das Vierfache erhöht werden.

Es ist zu beachten, dass MS SSP 61 häufig zur Prüfung von „vollständig geöffneten“ und „vollständig geschlossenen“ Stahlventilen verwendet wird, nicht jedoch für Regelventile. MSS SP61 wird normalerweise nicht zum Prüfen amerikanischer Standardventile verwendet.

ANSIFCI 70-2

Für die Anforderungen an die Dichtungsqualität von Regelventilen gelten die amerikanischen nationalen Normen/Standards der American Instrument Association ANSI/FCI 70-2 (ASME B16).104). Bei der Konstruktion sollten metallisch-elastische Dichtungen oder Metalldichtungen entsprechend den Eigenschaften des Mediums und der Öffnungsfrequenz des Ventils ausgewählt werden. Ventil mit Metallsitz Die Siegelqualitäten sollten im Bestellvertrag festgelegt werden. Die Qualitäten I, Ⅱ und Ⅲ werden weniger häufig verwendet, wenn ein niedrigeres Niveau gefordert wird. Wählen Sie im Allgemeinen mindestens Ⅳ und V oder Ⅵ für höhere Anforderungen.

EN 12266—1

EN 12266-1, Prüfungen an Industriearmaturen, Teil 1, legt die Druckprüfungen, Prüfmethoden und Annahmekriterien fest – verbindliche Anforderungen. EN 12266-1 erfüllt die Anforderungen von ISO 5208 für die Dichtungsklassifizierung, es fehlen jedoch die Einstufungen AA, CC und EE. Die neue Ausgabe von ISO 5208 fügt sechs Stufen von AA, CC, E, EE, F und G hinzu und bietet Vergleiche mit mehreren Dichtungsstufen von API 598 und EN 12266.

 

Bei der technischen Konstruktion ist zu beachten, dass API 600-2001 (ISO 10434–1998) vorschreibt, dass die Dichtleistung des Ventils gemäß ISO 5208 geprüft wird, die Leckage in den Tabellen 17 und 18 jedoch API 598–1996 und nicht ISO 5208 entspricht. Wenn daher API 600 und sein Dichtleistungsteststandard API 598 für die technische Konstruktion ausgewählt werden, muss die Version des Standards klargestellt werden, um die Einheitlichkeit des Standardinhalts sicherzustellen.

Die relevanten Richtlinien der API 6D (ISO 14313) für Ventilleckagen lauten: „Ventile mit weichem Sitz und öldichtende Absperrventile dürfen ISO 5208 A (keine sichtbare Leckage) nicht überschreiten, Ventile mit metallischem Sitz dürfen ISO 5208(1993) D nicht überschreiten, sofern nicht anders angegeben.“ Hinweis in der Norm: „Für spezielle Anwendungen kann eine Leckage erforderlich sein, die geringer ist als ISO 5208(1993) Klasse D. Daher müssen im Auftragsvertrag Leckageanforderungen angegeben werden, die über der Norm liegen.