Auswahl von Ventilen für industrielle Fluidsysteme

So wählen Sie die richtigen Ventile für Ihr industrielles Fluidsystem aus

Joe Bush, Leitender Produktmanager, Swagelok

Die Ventilauswahl ist ein wichtiger Bestandteil der richtigen Konstruktions- und Wartungspraktiken für Industrie-, Rohrleitungs- und Instrumentierungssysteme. Ohne das richtige Ventil für eine bestimmte Anwendung könnten Bediener mit einer unangemessenen oder schlechten Leistung des Flüssigkeitssystems, längeren Ausfallzeiten und vermeidbaren Sicherheitsrisiken konfrontiert werden.

Ventile werden normalerweise während der anfänglichen Konstruktion des Fluidsystems ausgewählt. Während der gesamten Lebensdauer des Systems ersetzen Wartungstechniker normalerweise ein Ventil und die meisten anderen Komponenten gemäß der Spezifikation durch den gleichen Typ, der bereits im System vorhanden ist. Umso wichtiger ist es, von Anfang an das richtige Ventil auszuwählen, und kann Betreibern helfen, einen späteren vorzeitigen Ventiltausch zu vermeiden.

Wie treffen Sie die richtige Wahl?

Für die richtige Ventilauswahl können Konstrukteure und Techniker dem STAMPED folgen Methode, die S berücksichtigt ize, T Temperatur, A Anwendung, M edia, P Druck, E nds oder Fittings und D Lieferung. Eine gründliche Berücksichtigung jeder dieser Betriebsbedingungen kann Fachleuten für industrielle Fluid- und Analyse-Probenahmesysteme die richtige Ventilwahl leiten.

So wenden Sie STAMPED an zu Ihrem Fluidsystemdesign:

S:Größe

Die Größe Ihres Ventils bestimmt seine Durchflusskapazität und muss der gewünschten (oder erforderlichen) Durchflussrate Ihres Systems entsprechen. Die Hersteller geben einen Durchflusskoeffizienten (C_v ), die den Zusammenhang zwischen dem Druckabfall über einem Ventil und dem entsprechenden Durchfluss angibt.

Durchflusskoeffizient oder C_v , ist die Wassermenge in US-Gallonen pro Minute, die bei einem Druckabfall von 1 psi über dem Ventil und einer Temperatur von 60 °F durch ein Ventil fließt. Bei kompressiblen Flüssigkeiten, wie Gasen, Berechnung und Anwendung des C_v Der Parameter zur Vorhersage des Durchflusses ist komplexer, bietet aber dennoch ein effektives Mittel zur Dimensionierung von Ventilen für eine bestimmte Anwendung.

Ventilkonstruktionsfaktoren, die C_v beeinflussen umfassen die Größe und Geometrie des Strömungswegs; Die Öffnungsgröße eines Ventils beeinflusst den Flüssigkeitsfluss durch es. Je größer die Öffnung, desto größer die potenzielle Durchflusskapazität. Öffnungen in verschiedenen Arten von Ventilen können erheblich variieren; Beispielsweise bietet ein Kugelventil einen minimalen Strömungswiderstand, aber ein Nadelventil kann den Durchfluss einschränken oder verlangsamen. Dies sollten Sie bei Ihrem Auswahlverfahren berücksichtigen.

Wenden Sie sich im Zweifelsfall an Ihren Hersteller – ein guter Hersteller hilft Ihnen bei der Dimensionierung des benötigten Ventils. Zu diesem Zweck bietet Swagelok ein praktisches C_v an Kalkulator, der als Ausgangspunkt für die Auswahl des richtigen Ventils für Ihre Anwendung verwendet werden kann.

T:Temperatur

Denken Sie an die Temperaturen, bei denen Ihr Ventil in Betrieb sein wird. Dazu gehört sowohl die Temperatur des Systemmediums, das Ihr Ventil dabei unterstützt, die Betriebsumgebungstemperatur der Umgebung zu steuern. Fragen Sie sich:„Werden diese Temperaturen konstant sein oder werden sie sich häufig ändern?“ Diese Bedingungen können Ihre Ventilauswahl oder die Häufigkeit, mit der Sie vorbeugende Wartungsarbeiten durchführen müssen, beeinflussen.

Berücksichtigen Sie Temperaturschwankungen, die dazu führen können, dass sich Dichtungsmaterialien ausdehnen und zusammenziehen. Außerdem können metallische Komponenten bei höheren Temperaturen an Festigkeit verlieren, was die Druckwerte verringert. Es ist wichtig, sich bei Ihrem Hersteller zu erkundigen, um zu bestätigen, dass ein Ventil vollständig unter Extrembedingungen getestet wurde.

A:Anwendung

Überlegen Sie, was Ihr Ventil in Ihrem System leisten muss. Müssen Sie den Fluss starten oder stoppen? Durchflussmenge regulieren? Durchflussrichtung steuern? System vor Überdruck schützen?

Ihre Antworten auf diese Fragen bestimmen den Ventiltyp, den Sie für Ihr Design auswählen. Betrachten Sie als Beispiel wieder einen einfachen Zwei-Wege-Kugelhahn. Obwohl einige Kugelhähne anderer Hersteller möglicherweise eine Drosselfunktion bieten, sollten die meisten Kugelhähne weder zum Drosseln noch zum Regulieren des Durchflusses verwendet werden und sind für die Verwendung in der vollständig geöffneten oder vollständig geschlossenen Position vorgesehen. Wenn Sie den Durchfluss drosseln oder regulieren möchten, ist möglicherweise ein Nadel- oder Dosierventil die bessere Option. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über Ventilfunktionen und -typen.

M:Medien

Die Prozessflüssigkeit in Ihrem System sollte ebenfalls sorgfältig berücksichtigt werden, wenn Sie versuchen, das richtige Ventil mit der richtigen Materialzusammensetzung auszuwählen. Stellen Sie sicher, dass Ihr Systemmedium mit den Materialien kompatibel ist, aus denen Ihre Ventilkörper, Sitze, Spindelspitzen und andere weichere Materialien bestehen. Inkompatibilität kann zu Korrosionsproblemen, Versprödung oder Spannungsrisskorrosion führen – all dies kann Sicherheitsrisiken sowie kostspielige Produktionsprobleme darstellen.

Wie bei der Temperatur sollten Sie auch überlegen, wo das Ventil in Betrieb genommen wird. Wird es in einer klimatisierten Umgebung betrieben, wie z. B. im Inneren einer Anlage oder in einem beheizten Instrumentengehäuse? Wird es im Freien stehen und Elementen wie direktem Sonnenlicht, Regen, Schnee, Frost, Eis und Temperaturschwankungen ausgesetzt sein? Eine Meeresumwelt mit erheblicher Chloridbelastung? Ventile und ihre Komponenten gibt es in einer Vielzahl von Materialien. Wählen Sie diejenigen, die für diese Faktoren am besten geeignet sind, um die Langlebigkeit und Funktionalität der Ventile zu maximieren.

P:Druck

Der Druck ist ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Auswahl Ihres Ventils. Beachten Sie die zwei unterschiedlichen Kontexte, in denen der Begriff verwendet wird:

• Arbeitsdruck: Der normale Betriebsdruck in Ihrem System.
• Designdruck: Die vom Hersteller angegebene maximale Druckgrenze des Ventils; Überschreiten Sie niemals den Auslegungsdruck einer Fluidsystemkomponente, es sei denn, Sie tun dies unter kontrollierten Testbedingungen.

Die Druckbegrenzung eines Flüssigkeitssystems basiert auf der Komponente mit der niedrigsten Nennleistung – denken Sie daran, wenn Sie Ihr Ventil auswählen. Druck und Temperatur des Prozessmediums haben erhebliche Auswirkungen auf die Komponentenleistung. Das von Ihnen ausgewählte Ventil muss den Druck halten und bei Bedarf und in einem breiten Temperatur- und Druckbereich funktionieren. Das Design, die Materialauswahl und die Validierung sind alles entscheidende Aspekte der Ventilleistung. Denken Sie auch daran, dass sich Druck und Temperatur erheblich beeinflussen. Im Allgemeinen sinkt der Betriebsnenndruck, wenn die Temperatur des Prozessmediums ansteigt.

E:Endverbindungen

Ventile werden mit einer Vielzahl unterschiedlicher Endanschlüsse geliefert. Dies können integrierte Rohrverschraubungen, Rohrgewinde, Rohrflansche, Schweißenden usw. sein. Obwohl dies traditionell nicht mit dem Bau eines Ventils verbunden ist, ist die Auswahl der Endanschlüsse entscheidend für den Gesamtaufbau des Ventils und seine Fähigkeit, ein leckdichtes System aufrechtzuerhalten . Stellen Sie sicher, dass Ihre Endanschlüsse für Ihren Systemdruck und Ihre Systemtemperatur geeignet sind und die richtige Größe haben – der richtige Endanschluss kann die Installation vereinfachen und zusätzliche Leckstellen vermeiden.

D:Lieferung

Nachdem Sie jeden dieser Faktoren berücksichtigt und das für Ihre Anwendung am besten geeignete Ventil ausgewählt haben, fragen Sie sich:„Wann brauche ich meine Ventile? Wie viele brauche ich?“

Pünktliche Lieferung und zuverlässige Versorgung sind genauso wichtig, um Ihr Flüssigkeitssystem betriebsbereit und effizient zu halten, wie jeder andere Faktor. Als letzten Schritt der STAMPED-Methode überprüfen Sie Ihre Lieferanten. Sind sie in der Lage, Ihnen die Teile zu besorgen, die Sie benötigen, wenn Sie sie brauchen? Sind sie zugänglich? Werden sie mit Ihnen zusammenarbeiten, um Ihre Systemanforderungen zu verstehen?

Die Auswahl von Ventilen ist ein wesentlicher Bestandteil der Entwicklung sicherer und effizienter Fluidsysteme. Sind Sie daran interessiert, tiefergehende Informationen über die Auswahl von Ventilen und das Design von Fluidsystemen zu erhalten? Erwägen Sie die Teilnahme an einem unserer Schulungskurse, um Ihr Wissen über Arbeitsdesign zu erweitern. Erfahren Sie noch heute mehr über unsere bevorstehenden virtuellen Kurse:

Joe Bush ist Senior Product Manager bei Swagelok und verantwortlich für die Festlegung der langfristigen Vision und Strategie für die Produktlinie der allgemeinen Industrieventile. In seinen 26 Jahren bei Swagelok verfügt er über ein breites Erfahrungsspektrum, darunter die Leitung des technischen Service für die High Purity Service Group, Senior Pricing Analyst und Market Manager für den Öl- und Gasmarkt.