Materialien für Kugelhähne

Ein Kugelhahn ist ein Absperrventil mit Vierteldrehung, das den Flüssigkeitsdurchfluss mit Hilfe einer rotierenden Kugel mit einer Bohrung steuert. Die Auswahl des richtigen Kugelhahnmaterials ist ein entscheidender Schritt bei der Auswahl eines Kugelhahns. Je nach Medium und Umgebung können verschiedene Materialien wie Edelstahl, Kohlenstoffstahl und Messing für die Herstellung von Gehäuse, Kugel und Dichtung dieser Ventile verwendet werden. In diesem Artikel werden die gängigen Werkstoffe für die Herstellung von Kugelhähnen erläutert.

Inhaltsübersicht

• Materialien für Kugelhähne
• Messing-Kugelhähne
• Kugelhähne aus Edelstahl
• Kugelhähne aus Bronze
• Kugelhähne aus Gusseisen
• PVC-Kugelhähne
• Werkstoffe für Kugelhahndichtungen
• FAQs

Materialien für Kugelhähne

Materialien wie Edelstahl, Messing und PVC (Polyvinylchlorid) sind die gängigen Gehäusematerialien für Kugelhähne. Die Kugel besteht in der Regel aus verchromtem Stahl, verchromtem Messing, PVC oder rostfreiem Stahl. Die Ventilsitze bestehen in der Regel aus Teflon, können aber auch aus Metall oder anderen synthetischen Materialien hergestellt werden. Lesen Sie unseren Artikel über die chemische Beständigkeit von Materialien für weitere Informationen.

PVC-Kugelhähne

PVC (Polyvinylchlorid) ist gegen die meisten Säuren, Basen, Salzlösungen und organischen Lösungsmittel beständig. PVC ist preisgünstig (außer bei ISO-Top-Ventilen) und wird häufig in der Wasserversorgung, Bewässerung und Entwässerung mit korrosiven Medien eingesetzt. PVC ist nicht für Temperaturen über 60°C geeignet und ist nicht beständig gegen aromatische und chlorierte Kohlenwasserstoffe. PVC-Kugelhähne haben eine lange Lebensdauer und eine bessere Beständigkeit gegen Korrosion und Kavitation. Diese Ventile sind jedoch nicht so stabil wie Messing oder Edelstahl und eignen sich nicht für Anwendungen mit hohem Druck und hohen Temperaturen. PVC-Kugelhähne werden in der Regel zur Steuerung des Durchflusses von Luft, Wasser und korrosiven Chemikalien verwendet.

Messing-Kugelhähne

Messing ist stärker als Kunststoff und daher teurer. Messing kann im Vergleich zu Kunststoff mehr Hitze aushalten; daher sind Kugelhähne aus Messing eine ideale Wahl für Sanitäranwendungen im Haushalt. Messing ist sehr formbar und lässt sich im Vergleich zu rostfreiem Stahl leicht schweißen. Gelegentlich wird Messing Blei zugesetzt (in der Regel weniger als 2 %); wählen Sie daher eine bleifreie Variante für Kugelhähne, die mit Trinkwasser in Berührung kommen. Messing hat eine bessere Korrosionsbeständigkeit als Bronze und Gusseisen. Messing kann sich zersetzen, wenn es einem hohen Chlorgehalt ausgesetzt ist.

Ventile aus Messing werden häufig für Anwendungen in den Bereichen Trinkwasser, Öl, Luft und Gas verwendet. Chloridlösungen (wie Meerwasser) oder entmineralisiertes Wasser können zu einer Entzinkung führen. Entzinkung ist eine Korrosionsart, bei der Zink aus der Legierung entfernt wird, was zu einer porösen Struktur mit einer deutlich verringerten mechanischen Festigkeit führt. Das Messinggehäuse macht die Kugelhähne wirtschaftlich und widersteht hohen Drücken, hohen Temperaturen und hohen Durchflussraten. Weitere wichtige Auswahlkriterien für manuelle 2-Wege-Messingkugelhähne mit Zulassungen sind die Anschlussgröße, das Dichtungsmaterial, die Druckstufe und die Temperaturstufe.

• Kugelhähne für Trinkwasseranwendungen haben entweder eine KTW- und/oder DVGW-Zulassung.
• Kugelhähne für Gasanwendungen sind entweder nach DIN-EN 331 und/oder DVGW zugelassen.
• Kugelhähne für Sauerstoffanwendungen sind aus einem Material gefertigt, das den Sauerstoff nicht verunreinigt.

Zulassungen sind für bestimmte Anwendungen im Zusammenhang mit Trinkwasser, Gas und Sauerstoff erforderlich. Der Grund dafür ist, dass die Medien empfindlich oder potenziell gefährlich sind, wenn eine Komponente ausfällt oder die Medien kontaminiert werden. Lesen Sie unseren Artikel über Kugelhähne für Trinkwasser für weitere Informationen.

Kugelhähne aus Edelstahl

Rostfreier Stahl ist ein äußerst haltbares und widerstandsfähiges Metall, das für Hochtemperatur- und Druckanwendungen verwendet wird. Rostfreier Stahl ist im Vergleich zu Messing korrosionsbeständiger und leckagefreier. Edelstahl 316 ist hochgradig chloridbeständig; daher können die aus diesem Material hergestellten Kugelhähne in Meeresumgebungen eingesetzt werden. Diese Ventile werden häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen hohe Temperaturen und Chemikalien zum Einsatz kommen, wie z. B. in Schwimmbädern, Meerwasser- und Osmoseanlagen. Typ 304 und 316 sind die gebräuchlichsten Arten von rostfreiem Stahl, wobei Typ 316 die beste Korrosionsbeständigkeit aufweist. Kugelhähne aus Edelstahl erfordern ein höheres Betriebsdrehmoment als Kugelhähne aus PVC oder Messing. Dieser Faktor muss berücksichtigt werden, wenn ein Ventil aus nichtrostendem Stahl mit einem pneumatischen oder elektrischen Antrieb betrieben wird. Kugelhähne aus Edelstahl sind mit speziellen Konstruktionen und Zulassungen für Gas- und Sauerstoffanwendungen erhältlich. Diese Armaturen entsprechen der DVGW-Zulassung und der Norm DIN-EN 331. Die Zulassungen beziehen sich auf die Art der Medien, die unter verschiedenen Bedingungen verwendet werden sollen.

Kugelhähne aus Bronze

Bronze ist eine Legierung aus Kupfer und Zinn; das Material ist fest und verformbar (es bricht nicht so schnell). Teile aus Bronze werden durch Gießen des Materials in eine Form oder durch Herstellung eines vorgegossenen Bronzeblocks hergestellt. Bronze hat ein raues, poröses Äußeres mit kleinen Hohlräumen auf der Oberfläche, die durch den Gießprozess entstehen. Bronzelegierungen mit selektiven Zusätzen können auf ihrer Oberfläche eine Politur erhalten. Bronze hat viele Vorteile wie hohe Duktilität (Rissbeständigkeit), niedrige Kosten (im Vergleich zu Messing) und Korrosionsbeständigkeit. Kugelhähne aus Bronze werden zur Steuerung der Durchflussrichtung, zum Absperren des Durchflusses und als Sicherheitsventile eingesetzt. Allerdings enthält Bronze im Vergleich zu Messing einen höheren Bleianteil, so dass Kugelhähne aus Bronze für Trinkwasseranwendungen fragwürdig sind. Ventile aus bleifreier Bronze können für Trinkwasser verwendet werden, wenn sie die Auflagen des Clean Water Act erfüllen.

Kugelhähne aus Gusseisen

Gusseisen ist eine Legierung aus 96-98% Eisen, 2-4% Kohlenstoff und winzigen Mengen an Silikon. Gusseisen hat eine sehr hohe Temperaturtoleranz; einige Gusseisen können Temperaturen von über ^11500C(^21000F) standhalten. Die Druckfestigkeit von Gusseisen hängt von seiner Klasse ab. Die gängigsten Typen sind Klasse 125 und Klasse 250. Bei niedrigen Temperaturen ist der Flansch aus Gusseisen der Klasse 125 für Drücke von 150 bis 200 psi ausgelegt. Gusseisen der Klasse 250 kann mit Druckwerten von 300-500 psi arbeiten und ist daher widerstandsfähiger. Diese Druckwerte können je nach den verwendeten Anschlusstypen variieren.

Gusseisen ist extrem stabil und unempfindlich gegenüber Vibrationen. Das Material hat eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und Temperaturtoleranz. Aber Gusseisen ist von Natur aus nicht dehnbar. Daher kann jede Biegung dazu führen, dass das Gusseisenmaterial reißt und unbrauchbar wird. Gusseisen kann im Vergleich zu PVC bei höheren Temperaturen eingesetzt werden, wird aber mit der Zeit korrodieren. Kugelhähne aus Gusseisen sind budgetfreundlich und im Vergleich zu PVC- und Metallkugelhähnen wesentlich kostengünstiger.

Werkstoffe für Kugelhahndichtungen

Die verschiedenen Dichtungsmaterialien, die in Kugelhähnen verwendet werden, werden im Folgenden erläutert. In unserem Artikel über die chemische Beständigkeit von Werkstoffen finden Sie weitere Informationen über die Eignung eines Werkstoffs für die verschiedenen im Kugelhahn verwendeten Medien.

NBR (Nitril Kautschuk)

NBR hat eine gute Beständigkeit gegen allgemeine Abnutzung und Kompression. Das Material ist für Kugelhähne geeignet, die mit Medien wie Ölprodukten, Lösungsmitteln und Alkohol in Berührung kommen, jedoch nicht für polare Lösungsmittel und Bremsflüssigkeiten. NBR ist empfindlich gegenüber Witterungseinflüssen. NBR-Dichtungen können im Vergleich zu den Dichtungseigenschaften von FKM nur bei niedrigen Temperaturen eine kontinuierliche Abdichtung für gasförmige Medien bieten.

FKM (Viton)

FKM-Dichtungen haben eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Medien, Alterung und Ozon. FKM eignet sich für Kugelhahnanwendungen bei mittleren bis hohen Temperaturen und hat eine höhere Wärmebeständigkeit als PTFE. Außerdem hat FKM im Vergleich zu PTFE eine höhere Festigkeit, Dichtungsfähigkeit und Flexibilität. Das Material verfügt über eine ausgezeichnete allgemeine chemische Beständigkeit, so dass es für Kraftstoffe, Öle und Lösungsmittel geeignet ist. Im Vergleich zu NBR weist das Material eine universellere chemische Beständigkeit auf. FKM wird in der Regel zur Herstellung von O-Ringen, Dichtungen und Dichtungen für Kugelhähne verwendet.

EPDM

EPDM ist für Wasser, Dampf und Alkohol geeignet, weist aber eine geringe Beständigkeit gegen Öl und allgemeine Lösungsmittel auf. EPDM ist im Vergleich zu FKM budgetfreundlich und kostet etwa ein Achtel seines Preises. Im Gegensatz zu FKM eignet sich das Material jedoch nicht für den Einsatz bei hohen Temperaturen.

PTFE (Teflon)

PTFE eignet sich für Kugelhahnanwendungen mit hohen Temperaturen und Drücken. Das Material ist unelastisch und hat eine gute Beständigkeit gegen Abnutzung und Abrieb sowie die meisten Chemikalien. PTFE bietet im Vergleich zu FKM eine bessere Beständigkeit gegen fast alle Flüssigkeiten, hat aber den Preis einer eingeschränkten Flexibilität.

FAQs

Welches Material wird für den Kugelhahn verwendet?

Die gängigsten Gehäusematerialien für Kugelhähne sind Messing, Edelstahl und PVC. Die Kugel besteht in der Regel aus verchromtem Stahl, verchromtem Messing, rostfreiem Stahl oder PVC. Die Sitze bestehen häufig aus Teflon, können aber auch aus anderen synthetischen Materialien oder Metallen hergestellt werden.

Wofür werden Kugelhähne aus Messing verwendet?

Kugelhähne aus Messing werden häufig in gewerblichen und privaten Sanitäranlagen, HLK-Anlagen, Brunnen usw. verwendet. Messing ist eine gute Wahl, solange keine hochkorrosiven Medien durch das Ventil fließen.