Das Material für Hochtemperatur-Industrieventile

Die Betriebstemperatur ist ein Schlüsselfaktor, der bei der Konstruktion, Herstellung und Prüfung von Ventilen berücksichtigt werden sollte. Im Allgemeinen wird ein Ventil mit einer Betriebstemperatur von t > 425 °C als Hochtemperaturventil bezeichnet, aber die Zahl ist schwierig, den Temperaturbereich eines Hochtemperaturventils zu unterscheiden. Zu den Hochtemperaturventilen gehören Hochtemperatur-Schieber, Hochtemperatur-Kugelventile, Hochtemperatur-Rückschlagventile, Hochtemperatur-Kugelhahn, Hochtemperatur-Absperrventil, Hochtemperatur-Nadelventil, Hochtemperatur-Drosselventil, Hochtemperatur-Druckminderventil. Unter ihnen werden am häufigsten Schieberventile, Durchgangsventile, Rückschlagventile, Kugelhähne und Absperrventile verwendet. Hochtemperaturventile werden häufig in der Petrochemie, der chemischen Düngemittelindustrie, der Stromerzeugung und der Metallurgie verwendet. Gemäß ASME B16.34 sind das Material des Ventilkörpers und des Innenteils in jedem Temperaturbereich unterschiedlich. Um sicherzustellen, dass das Ventil seinen entsprechenden Hochtemperatur-Arbeitsbedingungen entspricht, ist es unbedingt erforderlich, das Hochtemperaturniveau des Ventils wissenschaftlich und vernünftig zu entwerfen und zu unterscheiden.

Einige Hersteller von Hochtemperaturventilen unterteilen Hochtemperaturventile auf Grundlage ihrer Produktionserfahrung in fünf Klassen entsprechend der Temperaturbeständigkeit. Das heißt, die Betriebstemperatur des Ventils t>425–550 °C entspricht Klasse PI, t>550–650 °C entspricht Klasse PII, t>650–730 °C entspricht Klasse PIII, t>730–816 °C entspricht Klasse PIV und t>816 °C entspricht Klasse PV. Bei PI-PIV-Ventilen kommt es hauptsächlich auf die Auswahl geeigneter Materialien an, um ihre Leistung sicherzustellen. Bei PV-Ventilen ist neben der Materialauswahl die Verwendung spezieller Konstruktionen wie Auskleidung, Isolierung oder Kühlmaßnahmen wichtiger. Bei der Konstruktion von Hochtemperaturventilen muss darauf geachtet werden, dass die Betriebstemperatur die maximal zulässige Betriebstemperatur des Materials nicht überschreitet. Gemäß ASMEB31.3 sind die Maximaltemperaturen gängiger Materialien für Hochtemperaturventile in der folgenden Tabelle aufgeführt. Besonders zu beachten ist, dass bei der tatsächlichen Konstruktion des Ventils auch das korrosive Medium, der Belastungsgrad und andere Faktoren berücksichtigt werden müssen, da die zulässige Temperatur des Ventilmaterials tatsächlich niedriger ist als in der Tabelle angegeben.

Druck-Temperatur-Bewertung für häufig verwendeten Edelstahl:

Druck-Temperatur-Auslegung von Cr-Mo-Hochtemperaturstahl

Kurz gesagt handelt es sich bei Hochtemperaturventilen mit Betriebstemperaturen über 425 °C hauptsächlich um legierten Stahl oder Edelstahl oder hitzebeständige Cr-Ni-Legierungen. In der Praxis wird das Material WCB (oder A105) auch häufig für den Hauptkörper von Ventilen verwendet, beispielsweise für Hochtemperatur-Kugelhähne, Rückschlagventile und Absperrklappen. Wenn die Betriebstemperatur von Kugelhähnen mit PTFE und Gummi als Dichtungsring über 150 bis 180 °C liegt, wird die Verwendung eines Gegenstücks aus Polystyrol (Betriebstemperatur t ≤ 320 °C) oder eines Metallsitzes, also eines geeigneten „Hochtemperatur-Kugelhahns“, nicht empfohlen.