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Welchem Druck kann eine Absperrklappe standhalten?

Welchem Druck eine Absperrklappe standhalten kann, lässt sich nicht pauschal beantworten. Die tatsächliche Druckbeständigkeit hängt von Bauart, Druckstufe, Gehäusewerkstoff, Sitzkonstruktion, Betriebstemperatur und konkreten Einsatzbedingungen ab.

Allgemein gilt:

  • Zentrische Absperrklappe: Häufig für Anwendungen PN10 bis PN16 eingesetzt; einige Schwerlastausführungen sind bis PN25 verfügbar.
  • Doppelt exzentrische Absperrklappe: Typischerweise für Druckstufen PN16 bis PN25 oder Class 150 bis Class 300 eingesetzt.
  • Dreifach exzentrische Absperrklappe: Hauptsächlich für Hochdruck- und Hochtemperaturanwendungen ausgelegt, häufig in PN25 bis PN40 oder Class 300 bis Class 600 verfügbar.

Die Druckstufe bedeutet jedoch nicht, dass eine Absperrklappe unter allen Bedingungen dauerhaft mit dem Nenndruck betrieben werden kann. Der tatsächlich zulässige Betriebsdruck wird zusätzlich durch Betriebstemperatur, Werkstoffauswahl, Sitzkonstruktion, geltende Normen und Eigenschaften des Mediums beeinflusst.

Was bedeutet die Druckstufe einer Absperrklappe?

Die Druckstufe einer Absperrklappe beschreibt den maximalen Druck, für den die Armatur unter definierten Betriebsbedingungen ausgelegt ist. Je nach angewendeter internationaler Norm wird die Druckstufe üblicherweise als PN-Stufe oder Class-Stufe angegeben.

Was ist der Unterschied zwischen PN-Stufe und Class-Stufe?

Normsystem

Übliche Druckstufen

Druckeinheit

Hauptanwendungen

PN (Nenndruck)

PN10, PN16, PN25, PN40

bar

Europa, Asien und Märkte mit EN/DIN-Normen

ASME Class (Druckklasse)

Class 150, Class 300, Class 600

PSI

Nordamerika und Industrieprojekte nach ASME/ANSI-Standards

Die wichtigsten Unterschiede zwischen beiden Systemen sind:

  • PN-Stufe:
    Die Zahl nach PN gibt den maximal zulässigen Druck in bar bei einer Referenztemperatur von 20 °C an. PN16 bedeutet beispielsweise, dass die Armatur bei 20 °C für 16 bar ausgelegt ist.
  • Class-Stufe:
    Die Zahl nach Class ist nicht der tatsächliche Druckwert. Sie bezeichnet eine Druckklasse; der tatsächlich zulässige Druck hängt von Betriebstemperatur und Werkstoff ab. Für genaue Werte sind Druck-Temperatur-Tabellen in Normen wie ASME B16.34 heranzuziehen.

Beispielsweise kann eine typische Armatur aus Kohlenstoffstahl der Class 150 bei 38 °C etwa 285 PSI, also rund 19,6 bar, aufnehmen und nicht nur 150 PSI.

Typische Druckbereiche nach Absperrklappen-Bauart

Absperrklappen-Bauart

Typische Druckstufe

Typische Anwendungen

Zentrische Absperrklappe

PN10 bis PN16, einige Schwerlastausführungen bis PN25

Wasserversorgung, HVAC, Brandschutzsysteme

Doppelt exzentrische Absperrklappe

PN16 bis PN25 / Class 150 bis Class 300

Wassersysteme mit großen Nennweiten, industrielle Wasseranwendungen

Dreifach exzentrische Absperrklappe

PN25 bis PN40 / Class 300 bis Class 600

Hochtemperatur- und Hochdruckanwendungen

Concentric double eccentric triple eccentric butterfly valve

Warum haben Absperrklappen unterschiedliche Druckstufen?

Absperrklappen haben unterschiedliche Druckstufen, weil Anwendungen verschiedene Anforderungen an Druckfestigkeit, Dichtleistung, Temperaturbeständigkeit und Lebensdauer stellen.

1. Armaturenkonstruktion

  • Zentrische Absperrklappe:
    Einfache Konstruktion und vergleichsweise geringe Fertigungskosten. Sie wird häufig in allgemeinen Wasseranwendungen eingesetzt.
  • Doppelt exzentrische Absperrklappe:
    Die exzentrische Konstruktion reduziert beim Öffnen die Reibung zwischen Scheibe und Sitz, verlängert die Sitzlebensdauer und verbessert die Dichtleistung.
  • Dreifach exzentrische Absperrklappe:
    Verwendet einen metallischen Sitz mit spezieller Exzentergeometrie, um eine reibungsarme Abdichtung zu erreichen. Geeignet für höhere Drücke und höhere Temperaturen.

2. Gehäuse- und Sitzwerkstoffe

Gehäusewerkstoffe:

  • Gehäuse aus Kohlenstoffstahl und Edelstahl bieten im Allgemeinen höhere Festigkeit als Gusseisenwerkstoffe.
  • Grauguss Absperrklappen werden häufig für Anwendungen PN10 bis PN16 eingesetzt,
  • Sphäroguss Ausführungen können PN10 bis PN25 erreichen.
  • Kohlenstoffstahl- und Edelstahl-Absperrklappen können bestimmte Anwendungen von Class 150 bis Class 600 abdecken.

Sitzwerkstoffe:

  • Metallische Sitze bieten im Allgemeinen eine bessere Temperatur- und Druckbeständigkeit als weichdichtende Werkstoffe wie EPDM und NBR.
  • Weichdichtungen bieten sehr gute Elastizität und zuverlässige Dichtleistung, ihre Temperaturbeständigkeit ist jedoch meist begrenzt, typischerweise auf ≤120 °C.
  • Metallische Sitze können in bestimmten Sonderausführungen Temperaturen über 600 °C standhalten und eignen sich für Hochtemperatur- und Hochdruckanwendungen.

3. Armaturengröße und Medium

Je größer die Nennweite, desto höher sind die mechanischen Anforderungen an die Armaturenkonstruktion.

Absperrklappen mit großen Nennweiten erfordern in der Regel:

  • Wellen mit höherer Festigkeit
  • Robustere Gehäusekonstruktionen
  • Zuverlässigere Anschlusskonstruktionen

Auch die Eigenschaften des Mediums müssen bei der Auswahl der geeigneten Druckstufe berücksichtigt werden.

4. Betriebstemperatur

Druckstufen werden üblicherweise unter Standardtemperaturbedingungen definiert.

Mit steigender Betriebstemperatur:

  • kann die Werkstofffestigkeit abnehmen;
  • kann sich die Dichtleistung verändern;
  • kann der zulässige Betriebsdruck sinken.

Daher müssen bei Hochtemperaturanwendungen die entsprechenden Druck-Temperatur-Bewertungen geprüft werden, anstatt die Armatur nur nach PN- oder Class-Stufe auszuwählen.

Concentric butterfly valve

Wie wählt man die richtige Druckstufe für eine Absperrklappe?

1. Maximalen Systembetriebsdruck bestimmen

Zunächst ist der höchste Druck zu bestimmen, der im Rohrleitungssystem auftreten kann, einschließlich:

  • Normaler Betriebsdruck
  • Druckschwankungen beim Starten und Stoppen von Pumpen
  • Druckstoßdruck
  • Weitere temporäre Druckspitzen

Die Druckstufe der Absperrklappe muss über dem maximalen Systembetriebsdruck liegen.

Auswahlempfehlung:
Die Druckstufe der Armatur sollte im Allgemeinen mindestens 1,25- bis 1,5-mal höher sein als der maximale Systembetriebsdruck.

Wenn der maximale Systemdruck beispielsweise 10 bar beträgt, wird eine Absperrklappe PN16 statt PN10 empfohlen.

2. Betriebstemperatur berücksichtigen

Druckstufen von Absperrklappen werden üblicherweise unter Standardtemperaturbedingungen definiert.

Mit steigender Betriebstemperatur:

  • Die Druckfestigkeit des Gehäusewerkstoffs kann abnehmen;
  • Die Eigenschaften der Dichtwerkstoffe können sich verändern;

Daher ist bei Hochtemperaturmedien die anwendbare Druck-Temperatur-Bewertung zu prüfen, statt die Armatur nur nach PN- oder Class-Stufe auszuwählen.

3. Geeignete Werkstoffe entsprechend dem Medium auswählen

Unterschiedliche Medien erfordern unterschiedliche Werkstoffkonfigurationen.

  • Sauberes Wasser, Löschwasserund HVAC-Systeme
    → typischerweise Gehäuse aus Sphäroguss mit EPDM-Weichsitz
  • Meerwassersysteme
    → Chloridkorrosion ist zu berücksichtigen. Häufig werden Edelstahl oder andere korrosionsbeständigere Werkstoffe gewählt.
  • Chemische Medien
    → Die Beständigkeit von Dichtwerkstoffen wie PTFE und des Gehäusewerkstoffs gegenüber dem Medium muss bestätigt werden.

Butterfly-valve-pressure-selection

Die tatsächliche Leistung einer Absperrklappe hängt von Konstruktion, Werkstoffen, Betriebstemperatur, Medium und Anwendungsanforderungen ab. Eine korrekt ausgewählte Absperrklappe kann unter den erforderlichen Betriebsbedingungen zuverlässige Dichtleistung, längere Lebensdauer und stabilen Betrieb bieten.

Mit umfassender Erfahrung in der Fertigung von Absperrklappen Union Valve liefert Union Valve ein breites Sortiment an zentrischen, doppelt exzentrischen und dreifach exzentrischen Absperrklappen für Wasseraufbereitung, HVAC, Brandschutz und industrielle Anwendungen. Auf Grundlage konkreter Projektanforderungen können wir geeignete Druckstufen, Werkstoffauswahlen und kundenspezifische Armaturenlösungen anbieten. Bei weiteren Fragen können Sie uns gerne kontaktieren Sie uns.

 

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Über den Autor
Serena Zhang
Steven Jin
Vertriebsmanager · Tianjin Union Valve Co., Ltd
Mehr als 8 Jahre Erfahrung im Vertrieb von Industriearmaturen. Umfangreiche Fachkenntnisse und Projekterfahrung.

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