Leckageklasse der Absperrklappe Es handelt sich um eine standardisierte Kennzahl, die die maximal zulässige interne Leckage durch den Ventilsitz im vollständig geschlossenen Zustand festlegt. ANSI/FCI 70-2 und API 598 sind die beiden am häufigsten herangezogenen Normen bei der Beschaffung von Industriearmaturen.
Die Leckageklasse misst die Flüssigkeitsmenge, die unter Testbedingungen durch einen geschlossenen Ventilsitz fließt. Industrienormen legen eine Leckageklasse fest, die die Erwartungen von Beschaffungsteams und Ingenieuren vor der Installation definiert.
Dieser Artikel erklärt die Funktionsweise von Leckageklassen, vergleicht die Leistung von weichdichtenden und metalldichtenden Ventilen und beschreibt die Faktoren, die die Dichtheit im Betrieb beeinflussen.
Zwei Normen zur Definition der Ventilleckageklasse
Für die meisten industriellen Anwendungen von Absperrklappen gelten zwei Normen. Diese Normen definieren die maximal zulässige Leckage durch den Ventilsitz im vollständig geschlossenen Zustand.
- ANSI/FCI 70-2Wird häufig für Regelventile verwendet. Es definiert die Klassen I bis VI, von denen jede eine zunehmend engere Leckagegrenze aufweist.
- API 598: Wird bei Absperrventilen angewendet. Es unterscheidet zwischen metalldichtenden und elastisch (weich) dichtenden Ventilen mit unterschiedlichen Prüfanforderungen.
Auf europäischen und internationalen Märkten wird auch auf EN 12266-1 und ISO 5208 verwiesen, die eine ähnliche Logik mit leicht unterschiedlichen Testparametern verwenden.
Die Dichtigkeitsklasse wird im Rahmen einer Werksprüfung des Sitzes ermittelt. Bei dieser Prüfung wird Luft, Wasser oder Stickstoff unter einem festgelegten Druck verwendet, wobei das Ventil geschlossen ist.
Das Ergebnis dient als Maßstab für die Dichtungsleistung des Ventils während seiner gesamten Lebensdauer.
Wie hoch sind die maximalen Leckageraten für jede Klasse?
Die maximalen Leckageraten Die Anforderungen variieren stark je nach Klasse. Die Wahl der falschen Klasse kann zu Produktverlusten, Sicherheitsvorfällen oder Verstößen gegen gesetzliche Vorschriften führen.
Die folgende Tabelle behandelt die für die Auswahl von Absperrklappen wichtigsten Klassen:
| Klasse | Standard | Maximale Leckage | Testmedium | Typischer Ventiltyp |
|---|---|---|---|---|
| Klasse IV | ANSI/FCI 70-2 | 0,01% Nenndurchflusskapazität | Luft oder Wasser | Hochleistungs-Absperrklappe (HPBV), doppelt versetzt |
| Klasse V | ANSI/FCI 70-2 | 5 × 10⁻⁴ ml/min pro psi pro Zoll Portdurchmesser | Wasser bei maximalem Differenzdruck | Dreifach exzentrische Absperrklappe (TOV), Präzisions-Metallsitz |
| Klasse VI | ANSI/FCI 70-2 | Blasendicht; zulässige Blasenanzahl/min abhängig von der Ventilgröße | Luft oder Stickstoff bei 45–50 psi | Elastisch dichtende (weich dichtende) Absperrklappe |
| API 598 Metall | API 598 | Tropfen oder Blasen pro Minute – die Menge hängt von der Ventilgröße ab | Luft oder Wasser | Alle neuen metalldichtenden Absperrventile |
| API 598 Resilient | API 598 | Keine Leckage während der Werksprüfung | Luft oder Wasser | Alle neuen weichdichtenden Absperrventile |
Die Klassen I bis III werden für Absperrklappen selten spezifiziert. Klasse IV ist das praktische Minimum für metallisch dichtende Ausführungen. Klasse VI ist der Standard für weichdichtende Absperrklappen.
Ventile der Klasse IV erlauben eine Leckage von bis zu 0,01% der maximalen Nenndurchflusskapazität des Ventils. Ventile der Klasse VI (weichdichtend) begrenzen die Leckage auf eine definierte Anzahl von Blasen pro Minute, abhängig von der Ventilgröße. Bei 2 Zoll beträgt diese 0,15 ml/min. Bei 8 Zoll steigt sie auf 1,70 ml/min.
NotizPrüfen Sie stets den Prüfdruck und das Medium auf dem Ventildatenblatt. Ein Ventil der Klasse VI, das bei 50 psi geprüft wurde, entspricht nicht einem Ventil, das bei 80 psi geprüft wurde.
Stängel: 2Cr13, SS304, SS316, Monel
Vergleich von weichdichtenden und metalldichtenden Absperrklappen
Das Material des Ventilsitzes ist der wichtigste Faktor für die Dichtheit des Ventils. Beide Sitztypen eignen sich für unterschiedliche Betriebsbedingungen.
Weichdichtende Absperrklappen
Weichdichtende Ventile Verwenden Sie Sitzbeläge aus Elastomeren oder Polymeren. Gängige Materialien sind EPDM, NBR, PTFE, Neopren und Viton.
Beim Schließen der Scheibe verformt sich der weiche Sitz leicht gegen den Scheibenrand. Dadurch entsteht eine passgenaue, blasenfreie Abdichtung.
Diese Ventile eignen sich optimal für die Wasseraufbereitung, die Klimatechnik, die Lebensmittelverarbeitung und allgemeine Versorgungsanwendungen. Der typische Betriebsdruck beträgt bis zu 16 bar, die Temperatur bleibt unter 200 °C.
Bei hohen Temperaturen oder abrasiven Medien lässt sich mit weichen Dichtungen keine Leckage erreichen. Daher ist eine Metalldichtung der Klasse IV die praktikable Alternative.
Erreichbare KlasseKlasse VI (ANSI/FCI 70-2) oder null Leckage gemäß API 598 Resilient*. Beide erfüllen die Kriterien für leckagefreie Absperrklappe unter Standard-Werksprüfbedingungen.
NotizAPI 598 Resilient bezieht sich auf den vom American Petroleum Institute (API) festgelegten Prüfstandard für weichdichtende Ventile.
Metallisch dichtende Absperrklappen
Metallisch dichtende Ventile Für die Sitzfläche sollten Edelstahl, Stellite-Hartmetallbeschichtung, Inconel oder ähnliche Legierungen verwendet werden.
Der Dichtungsmechanismus basiert auf Metall-auf-Metall-Kontakt. Die Scheibe schließt gegen einen präzisionsgefertigten Sitzring. Geringfügige Leckagen sind aufgrund von Oberflächenunebenheiten normal.
Metallsitze eignen sich für Hochtemperaturdampf, kryogene Anwendungen, brandschutzrelevante Anwendungen und korrosive Medien. Sie sind auch bei häufigem Betrieb beständiger.
Der Nachteil besteht in einer höheren Leckage im Vergleich zu weichdichtenden Ausführungen. Für die meisten kritischen Isolationsaufgaben ist die Klasse IV ausreichend.
Erreichbare Klasse: typischerweise Klasse IV Gemäß ANSI/FCI 70-2 können dreifach exzentrische Absperrklappen (TOV) mit präzisionsgeschliffenen Sitzen folgende Werte erreichen: Klasse V.
| Besonderheit | Weichsitz | Metallsitz |
|---|---|---|
| Leckageklasse | Klasse VI / API 598 widerstandsfähig (keine Leckage) | Klasse IV (Standard), Klasse V (Präzisions-TOV) |
| Temperaturbereich | Bis zu ~200°C | -196 °C bis über 600 °C, abhängig von der Legierung |
| Medieneignung | Wasser, Klimaanlagenflüssigkeiten, lebensmittelgeeignete Flüssigkeiten, milde Chemikalien | Dampf, Kryogene, Kohlenwasserstoffe, korrosive Prozessmedien |
| Sitzlebensdauer | Mäßig; der Sitzverschleiß nimmt bei häufigem Betrieb zu | Langlebig; widerstandsfähig gegen Verschleiß unter hohem Druck und hoher Temperatur |
| Beste Anwendung | Wasseraufbereitung, Heizung, Lüftung, Klimaanlage, Chemikaliendosierung, allgemeine Isolierung | Raffinerie, Stromerzeugung, LNG, Brandschutz |
Schlüsselfaktoren, die die Ventilleckage im Betrieb beeinflussen
Ventilsitzleckage Die Leistungsfähigkeit eines Ventils bleibt während seiner gesamten Lebensdauer nicht konstant. Mehrere Faktoren beeinflussen, wie gut ein Ventil seine Nennklasse unter realen Betriebsbedingungen beibehält.
- Sitzmaterial und Härtegrad. Weichere Elastomere passen sich bei niedrigen Drücken besser an. Härtere Metalle sind langlebiger, tolerieren aber weniger Oberflächenfehler.
- Scheibengeometrie. Doppelt und dreifach versetzt Scheibenförmige Konstruktionen reduzieren die Reibung am Sitzkontakt. Dies verringert den Sitzverschleiß und verbessert die Abdichtung über viele Betriebszyklen hinweg.
- Differenzdruck. Die Leckage erhöht sich mit steigender Druckdifferenz am geschlossenen Ventil. Prüfen Sie, ob die angegebene Klasse bei Ihrer tatsächlichen Betriebsdruckdifferenz zutrifft.
- Betriebstemperatur. Wärme führt dazu, dass Elastomere mit der Zeit aushärten oder kriechen. Dies verändert die Kontaktgeometrie und verringert die Dichtigkeit.
- Medienkompatibilität. Korrosive oder abrasive Flüssigkeiten greifen Sitzoberflächen an. Die Oberflächenrauheit nimmt zu, und es kommt zu Leckagen.
- Drehmoment des Aktuators. Ein zu geringes Drehmoment des Aktuators verhindert das vollständige Anlegen der Scheibe. Ein zu hohes Drehmoment beschleunigt den Verschleiß des Ventilsitzes. Beide Ergebnisse erhöhen die Kosten. Leckage am Absperrventil im Laufe der Zeit.
- Wartungshistorie. Abgenutzte, nicht ausgetauschte Sitze verlieren ihre ursprüngliche Dichtigkeitsklasse. Bei starker Beanspruchung oder in korrosiven Umgebungen sollten regelmäßige Sitzprüfungen durchgeführt werden.
Wie wählen Sie die richtige Leckageklasse für Ihre Anwendung aus?
Die Wahl der richtigen Leckageklasse beginnt mit dem Verständnis Ihrer Prozessanforderungen.
- Geben Sie die Klasse VI oder API 598 Resilient an. Für Trinkwasser, Chemikaliendosierung und alle Anwendungen, bei denen sichtbare Leckagen nicht akzeptabel sind. Eine weichdichtende Konstruktion erfüllt diese Anforderung in den meisten Fällen.
- Klasse IV (API 598 Metall) angeben für Hochtemperaturdampf, brandsichere Anwendungen und Raffinerieprozesse, bei denen Elastomere nicht beständig sind.
- Betrachten wir die Klasse V Nur dann, wenn die Kritikalität des Prozesses die zusätzlichen Kosten rechtfertigt. LNG-Terminals, Dampfisolierung in Kraftwerken und einige petrochemische Anlagen fallen in diese Kategorie.
- Testbedingungen bestätigen. Prüfen Sie, ob die im Datenblatt angegebene Klasse mit dem Prüfdruck und dem Prüfmedium übereinstimmt, die bei der Werksinspektion verwendet wurden.
- Fordern Sie ein Werksprüfzeugnis an. Bei jeder Bestellung wird ein Zertifikat ausgestellt, das bestätigt, dass das gelieferte Ventil die angegebene Klasse erfüllt, bevor es Ihren Standort erreicht.
Abschluss
Die Abstimmung der Leckageklasse auf Ihre Anwendung schützt die Prozessintegrität und reduziert die Gesamtbetriebskosten über die gesamte Lebensdauer des Ventils.
Mit weichdichtenden Absperrklappen lässt sich absolute Dichtheit erreichen. Diese weichdichtenden Klappen mit Dichtungen aus EPDM, PTFE oder NBR erfüllen die Anforderungen der Klasse VI gemäß ANSI/FCI 70-2 und die Anforderungen an absolute Dichtheit gemäß API 598 Resilient. Unter standardisierten Werksprüfbedingungen gelten diese Klappen als absolut dicht.
TG-Ventil garantiert die vollständige Erfüllung aller Anforderungen an die Dichtheitsklasse. Unsere Produkte mit weicher Dichtung erreichen extrem niedrige Werte. Ventilsitzleckage Sie eignen sich für die meisten Arbeitsbedingungen. Sie sind für die Wasseraufbereitung, HLK-Anlagen, chemische Isolierung und allgemeine industrielle Anwendungen konzipiert.
Unsere metalldichtenden und hochleistungsfähigen Absperrklappen erfüllen die Anforderungen der Klasse IV und höher für anspruchsvolle thermische, korrosive und brandschutztechnische Anwendungen.
Alle TG Valve-Produkte Vor Auslieferung werden alle Ventile im Werk einer Dichtheitsprüfung unterzogen. Prüfzertifikate sind auf Anfrage erhältlich. Unsere Fertigung entspricht den Normen ISO 9001, und unsere Ventile erfüllen die Anforderungen von API 609, API 607, ISO 10497 sowie die europäische CE-Kennzeichnung.
