Flüssigkeiten korrodieren Kohlenstoffstahl. So einfach ist das. In diesem Fall wird ein Edelstahl-Kugelventil benötigt. Korrosive Chemikalien, hochreine Prozessleitungen, kryogene Temperaturen – unter diesen Bedingungen ist Kohlenstoffstahl aus unterschiedlichen Gründen ungeeignet. Edelstahl bleibt im Einsatz. Welche Güteklasse verwendet werden sollte, hängt von der Flüssigkeit, ihrer Konzentration und der Betriebstemperatur ab. Das ist die ganze Problematik der Auswahl.
Warum Edelstahl für Kugelventile?
Kohlenstoffstahl eignet sich gut für Dampf, Kohlenwasserstoffe und den Einsatz bei moderaten Temperaturen. Er versagt jedoch bei korrosiven Medien, bei unzulässiger Metallverunreinigung des Prozesses oder bei Temperaturen unter -29 °C. Unterhalb dieser Schwelle wird Kohlenstoffstahl spröde und verliert seine Schlagzähigkeit.
Edelstahl bildet an seiner Oberfläche eine passive Chromoxidschicht. Diese Schicht ist beständig gegen wässrige Lösungen und schwache Säuren. Sie regeneriert sich zudem nach Kratzern. Kohlenstoffstahl besitzt kein vergleichbares Material. Er besitzt weder eine selbstheilende Oberfläche noch eine Passivschicht. Sobald Korrosion auf Kohlenstoffstahl in aggressiven Medien einsetzt, schreitet sie fort. Auf Edelstahl hingegen, unter geeigneten Bedingungen, stoppt sie an der Passivschicht. Dieser wesentliche Unterschied rechtfertigt den höheren Preis.
Gemeinsame Noten: 304, 316, CF8M
Drei Güteklassen decken den Großteil der industriellen Anwendungen von Edelstahl-Kugelventilen ab.
304 (CF8) ist die Basissorte. 18% Chrom, 8% Nickel. Geeignet für Süßwasser, milde Chemikalien und atmosphärische Bedingungen. Nicht geeignet für Chloride oberhalb niedriger Konzentrationen. Es tritt Lochfraß auf. CF8 ist das entsprechende Gussäquivalent. Die meisten Edelstähle Hersteller von Kugelventilen CF8 ist als Standardkatalogsorte für chloridfreie Anwendungen erhältlich.
316 (CF8M) Fügt der 304-Legierung 2 bis 3% Molybdän hinzu. Verbesserte Beständigkeit gegen Chlorid-Lochfraß. Geeignet für maritime Umgebungen, Meerwassersysteme, pharmazeutische Anwendungen und chemische Anwendungen mit chloridhaltigen Medien. CF8M ist die entsprechende Gusslegierung. Am häufigsten spezifizierte Güteklasse für korrosive chemische und Offshore-Anwendungen.
Duplex-Edelstahl Erfüllt Anforderungen, die mit 316 nicht erfüllt werden können. Höhere Festigkeit. Bessere Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion in chloridhaltigen Umgebungen. Geeignet für Unterwasser-, Offshore- und chloridhaltige Anwendungen. Höhere Kosten. Schwieriger zu schweißen. Wird eingesetzt, wenn 316 den Betriebsbedingungen nicht genügt.
Korrosionsbeständigkeit nach Medientyp
Gleiche Güteklasse. Andere Flüssigkeit. Anderer Ausfallmechanismus. Genau dieser Fehler führt zu Lochfraß oder Rissen in einem Ventil, das eigentlich widerstandsfähig sein sollte.
Die folgende Tabelle ordnet die gängigen Medientypen den jeweils passenden Körnungen für die Auswahl des Ventilkörpers und der Ventileinsätze zu.
| Medientyp | Empfohlene Note | Anmerkungen |
| Süßwasser, milde Chemikalien | 304 / CF8 | nur niedrige Chloridkonzentrationen |
| Meerwasser, Chloridlösungen | 316 / CF8M | Molybdän verbessert die Beständigkeit gegen Lochfraß. |
| Konzentrierte Säuren | Duplex oder Hastelloy | 316 korrodiert in stark sauren Umgebungen |
| Kryogener Service | CF3 / CF3M | Niedriger Kohlenstoffgehalt verhindert Sensibilisierung |
| Pharmazeutisch, hochrein | 316L / CF3M | Elektropoliert, niedriger Kohlenstoffgehalt |
| Unterwasser- und Offshore- | Doppelhaushälfte | Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion |
CF3 und CF3M sind kohlenstoffarme Varianten von CF8 und CF8M. Der geringere Kohlenstoffgehalt verhindert die Sensibilisierung in den Wärmeeinflusszonen der Schweißnähte. Sensibilisierter Edelstahl verliert seine Korrosionsbeständigkeit an den Korngrenzen, ohne dass dies äußerlich sichtbar ist. Für Schweißverbindungen und Anwendungen in der Tieftemperaturbranche ist CF3 oder CF3M die richtige Spezifikation. CF8 oder CF8M sind nicht geeignet.
Anwendungen
In der chemischen Verfahrenstechnik werden Edelstahl-Kugelventile in Reaktorzuleitungen, Produkttransfersystemen und Chemikalieneinspritzkreisläufen eingesetzt. Sie kommen überall dort zum Einsatz, wo Prozessflüssigkeiten Kohlenstoffstahl angreifen. Die Auswahl eines geeigneten Kugelventils für chemische Anwendungen erfordert die genaue Bezeichnung der Chemikalie, ihre Konzentration und die Temperatur. Eine allgemeine Angabe zum korrosiven Medium ist nicht ausreichend.
In der pharmazeutischen und Lebensmittelverarbeitung sind Metallverunreinigungen in den Prozessflüssigkeiten inakzeptabel. Standard ist Edelstahl 316L mit elektropolierten Innenflächen. Hygienische Kugelventile erfüllen zudem Anforderungen an Oberflächenbeschaffenheit und Anschlussarten gemäß den Lebensmittel- und Pharmavorschriften, die über die Standardventilspezifikationen hinausgehen.
Für kryogene Anwendungen in der LNG-, Luftzerlegungs- und Flüssiggasspeicherung werden CF3M-Edelstahl-Kugelventile mit verlängertem Deckel verwendet. Dadurch wird die Stopfbuchse vor Betriebstemperaturen bis zu -196 °C geschützt. Kohlenstoffstahl ist bei Temperaturen unter -29 °C und in keiner Druckklasse geeignet.
In der Schifffahrt und Offshore-Industrie werden Kugelventile aus Edelstahl 316 oder Duplex-Edelstahl für die Meerwasserkühlung, Ballastsysteme und Prozessleitungen an der Oberfläche eingesetzt. In diesen Umgebungen führt die Einwirkung von Chloriden zu schneller Korrosion von Kohlenstoffstahl.
Welche Edelstahlsorte sollte ich für ein Absperrventil in chloridhaltiger Umgebung wählen?
316 oder CF8M ist für mittlere Chloridkonzentrationen bei Umgebungs- bis erhöhten Temperaturen geeignet. Duplex-Stahl eignet sich für hohe Chloridkonzentrationen, erhöhte Temperaturen oder wenn Spannungsrisskorrosion droht. 304 oder CF8 ist für Chloridkonzentrationen oberhalb niedriger Werte nicht geeignet. Der darauf folgende Lochfraß erscheint plötzlich, hat sich aber seit der Inbetriebnahme entwickelt.
Wie man die richtige Note auswählt
Zuerst die Fluidchemie analysieren. Den primären Korrosionsmechanismus bestimmen. Chlorid-Lochfraß, allgemeine Korrosion, Spannungsrisskorrosion und Sensibilisierung erfordern jeweils eine andere Korrosionsklasse. Anschließend die Betriebstemperatur anwenden. Danach die Druckklasse anhand der Druck-Temperatur-Tabellen nach ANSI B16.34 überprüfen.
Prüfen Sie anschließend, welche Norm anwendbar ist. API 600 gilt für verschraubte Stahl-Kugelventile im Raffinerieeinsatz. API 602 gilt für kompakte Schmiedestahlventile mit kleinen Bohrungsdurchmessern. API 603 gilt für korrosionsbeständige verschraubte Kugelventile mit Gehäusen aus Edelstahl und Legierungen. Für Hersteller von Edelstahl-Kugelventilen, die Ventile gemäß API 603 liefern, sind die Materialrückverfolgbarkeit und Druckprüfberichte nach API 598 obligatorische Bestandteile jeder Bestellung.
CTGV-Hersteller Edelstahl-Kugelventile in gerader Linie, Faltenbalg abgedichtet, Und Winkel Konfigurationen. Gehäusematerialien: CF8, CF8M, CF3, CF3M, WC6 und WC9. Durchmesser: 1/2 Zoll bis 24 Zoll. Druckklasse: 150 bis 2500 lb. Materialzertifikate und API-598-Druckprüfberichte sind jeder Lieferung beigefügt. Kontaktieren Sie uns und erhalten Sie innerhalb von 2 Stunden eine technische Empfehlung.
Größenbereich: 1/2″–8″ (15 mm–200 mm)
Häufig gestellte Fragen
Wofür werden Kugelventile eingesetzt?
Drosselung und Durchflussregelung. Häufige Schaltzyklen. Dampfregelung, Chemikaliendosierung, Kühlwasser- und Speisewasserregelung in Kraftwerken. Absperrung in der pharmazeutischen und Lebensmittelverarbeitung, wo sich das Ventil wiederholt öffnet und schließt und eine präzise Durchflussregelung anstelle einer einfachen Ein/Aus-Absperrung erforderlich ist.
Was ist der Unterschied zwischen API 600, API 602 und API 603?
Drei separate Normen. API 600 deckt verschraubte Stahl-Kugelventile für Raffinerien ab. API 602 deckt kompakte, geschmiedete Stahl-Kugelventile für kleine Bohrungsgrößen ab. API 603 deckt korrosionsbeständige, verschraubte Kugelventile für Gehäuse aus Edelstahl und Legierungen in korrosiven Umgebungen ab.
Für welchen Druck ist ein Kugelventil der ANSI-300-Serie ausgelegt?
Bei Kohlenstoffstahl WCB beträgt der Druck bei Umgebungstemperatur etwa 740 PSI. Er sinkt mit steigender Temperatur. Edelstahlsorten der gleichen Klasse 300 weisen unterschiedliche Druck-Temperatur-Kennlinien auf. Die spezifischen Angaben zur jeweiligen Sorte finden Sie in den Tabellen nach ANSI B16.34. Die Werte für Kohlenstoffstahl gelten nicht automatisch auch für Edelstahl.
Welche Klassifizierungen gibt es für Kugelventile?
Es gibt drei Klassifizierungsmöglichkeiten: Nach Gehäuseform (gerade, abgewinkelt, Y-förmig), nach Deckeltyp (geschraubt, druckgedichtet, balggedichtet) und nach Bohrung (voller und reduzierter Durchmesser). Jede Kombination eignet sich für unterschiedliche Druck-, Temperatur- und Zyklusanforderungen in der jeweiligen Anwendung.
