Absperrklappen aus Gusseisen und Sphäroguss werden in verschiedenen Branchen häufig zur Durchflussregelung eingesetzt, unterscheiden sich jedoch in Materialeigenschaften, Leistung und Anwendung. Nachfolgend finden Sie einen detaillierten Vergleich, der Ihnen hilft, die Unterschiede zu verstehen und die für Ihre Anforderungen am besten geeignete Klappe auszuwählen.
1. Materialzusammensetzung
1.1 Absperrklappe aus Gusseisen:
- Grauguss, eine Eisenlegierung mit hohem Kohlenstoffgehalt (2-4%).
- Aufgrund seiner Mikrostruktur liegt Kohlenstoff in Form von Flockengraphit vor. Diese Struktur führt dazu, dass das Material unter Belastung entlang der Graphitflocken bricht und dadurch spröde und weniger flexibel wird.
- Wird häufig bei Niederdruck- und nicht kritischen Anwendungen verwendet.
1.2 Absperrklappe aus duktilem Gusseisen:
- Es besteht aus Sphäroguss (auch bekannt als Gusseisen mit Kugelgraphit oder duktiles Eisen) und enthält geringe Mengen Magnesium oder Cer, wodurch der Graphit in einer kugelförmigen (knollenförmigen) Form verteilt wird. Diese Struktur verbessert die Duktilität und Zähigkeit des Materials erheblich.
- Stärker, flexibler und weniger anfällig für Sprödbrüche als Gusseisen.
2. Mechanische Eigenschaften
2.1 Grauguss:
- Festigkeit: Geringe Zugfestigkeit (typischerweise 20.000–40.000 psi).
- Duktilität: Spröde, neigt zu Ermüdungsrissen unter Belastung oder Stößen.
- Schlagfestigkeit: Niedrig, neigt zum Bruch bei plötzlichen Belastungen oder Temperaturschocks.
- Korrosionsbeständigkeit: Mäßig, abhängig von Umgebung und Beschichtung.
2.2 Sphäroguss:
- Festigkeit: Kugelgraphit reduziert Spannungskonzentrationspunkte, was zu einer höheren Zugfestigkeit führt (typischerweise 60.000–120.000 psi).
- Duktilität: Duktiler, ermöglicht Verformung ohne Rissbildung.
- Schlagfestigkeit: Hervorragend, hält Stößen und Vibrationen besser stand.
- Korrosionsbeständigkeit: Ähnlich wie Gusseisen, kann aber durch Beschichtungen oder Auskleidungen verbessert werden.
3. Leistung und Haltbarkeit
3.1 Absperrklappen aus Gusseisen:
- Geeignet für Niederdruckanwendungen (z. B. bis zu 150–200 psi, je nach Ausführung).
- Hoher Schmelzpunkt (bis zu 1150 °C) und ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit (geeignet für Anwendungen zur Schwingungsdämpfung, wie z. B. Bremssysteme).
- Geringe Beständigkeit gegenüber dynamischen Belastungen, wodurch sie für Umgebungen mit starken Vibrationen oder zyklischer Belastung ungeeignet sind.
- Normalerweise schwerer, was die Installationskosten erhöhen kann.
3.2 Absperrklappen aus duktilem Gusseisen:
- Kann höhere Drücke bewältigen (z. B. bis zu 300 psi oder mehr, je nach Ausführung).
- Aufgrund seiner höheren Festigkeit und Flexibilität bricht Sphäroguss bei Biegung oder Stößen weniger leicht, sondern verformt sich plastisch. Dies entspricht dem „Zähigkeits-Design“-Prinzip der modernen Werkstoffwissenschaft. Dadurch eignet es sich besser für anspruchsvolle Anwendungen.
- Langlebiger in Umgebungen mit Temperaturschwankungen oder mechanischer Belastung.
4. Anwendungsszenarien
4.1 Absperrklappen aus Gusseisen:
- Wird häufig in HLK-Systemen verwendet.
- Wird in nicht kritischen Systemen verwendet, bei denen die Kosten im Vordergrund stehen. - Geeignet für Niederdruckflüssigkeiten wie Wasser, Luft oder nicht korrosive Gase (Chloridionen <200 ppm).
4.2 Absperrklappen aus duktilem Gusseisen:
- Geeignet für die Wasserversorgung und Abwasserbehandlung mit neutralen oder schwach sauren/alkalischen Medien (pH 4-10).
- Geeignet für industrielle Anwendungen, einschließlich Öl und Gas, chemische Verarbeitung und Hochdruckwassersysteme.
- Wird in Systemen verwendet, die eine höhere Zuverlässigkeit erfordern, wie z. B. Brandschutzsystemen oder Rohren mit schwankendem Druck.
- Geeignet für stärker korrosive Flüssigkeiten bei Verwendung einer entsprechenden Auskleidung (z. B. EPDM, PTFE).
5. Kosten
5.1 Gusseisen:
Aufgrund des einfacheren Herstellungsprozesses und der geringeren Materialkosten ist es im Allgemeinen kostengünstiger. Es eignet sich für Projekte mit begrenztem Budget und weniger anspruchsvollen Anforderungen. Gusseisen ist zwar kostengünstig, seine Sprödigkeit führt jedoch zu häufigerem Austausch und erhöhtem Abfall.
5.2 Sphäroguss:
Aufgrund des Legierungsprozesses und der höheren Leistung sind die Kosten höher. Für Anwendungen, die Haltbarkeit und Festigkeit erfordern, sind die höheren Kosten gerechtfertigt. Sphäroguss ist aufgrund seiner hohen Recyclingfähigkeit (>95 %) umweltfreundlicher.
6. Normen und Spezifikationen
- Beide Ventile entsprechen Standards wie API 609, AWWA C504 oder ISO 5752, aber Ventile aus duktilem Eisen erfüllen in der Regel höhere Industrieanforderungen hinsichtlich Druck und Haltbarkeit.
- Ventile aus duktilem Gusseisen werden häufiger in Anwendungen eingesetzt, die die Einhaltung strenger Industriestandards erfordern.
7. Korrosion und Wartung
- Beide Materialien sind in rauen Umgebungen korrosionsanfällig, aber die höhere Festigkeit von Sphäroguss führt dazu, dass es in Kombination mit Schutzbeschichtungen wie Epoxid- oder Nickelbeschichtungen eine bessere Leistung erbringt.
- Ventile aus Gusseisen müssen in korrosiven oder stark beanspruchten Umgebungen möglicherweise häufiger gewartet werden.
8. Übersichtstabelle
| Besonderheit | Absperrklappe aus Gusseisen | Absperrklappe aus duktilem Eisen |
| Material | Grauguss, spröde | Sphäroguss, duktil |
| Zugfestigkeit | 20.000–40.000 psi | 60.000–120.000 psi |
| Duktilität | Niedrig, spröde | Hoch, flexibel |
| Druckbewertung | Niedrig (150–200 psi) | Höher (300 psi oder mehr) |
| Schlagfestigkeit | Arm | Exzellent |
| Anwendungen | HVAC, Wasser, nicht kritische Systeme | Öl/Gas, Chemie, Brandschutz |
| Kosten | Untere | Höher |
| Korrosionsbeständigkeit | Mäßig (mit Beschichtungen) | Mäßig (besser mit Beschichtungen) |
9. Wie wählen Sie aus?
- Wählen Sie eine Absperrklappe aus Gusseisen, wenn:
- Sie benötigen eine kostengünstige Lösung für nicht kritische Niederdruckanwendungen wie Wasserversorgung oder Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik.
- Das System arbeitet in einer stabilen Umgebung mit minimaler Belastung oder Vibration.
- Wählen Sie eine Absperrklappe aus duktilem Gusseisen, wenn:
- Die Anwendung beinhaltet hohen Druck, dynamische Belastungen oder korrosive Flüssigkeiten.
- Haltbarkeit, Stoßfestigkeit und langfristige Zuverlässigkeit haben Priorität.
- Die Anwendung erfordert industrielle oder kritische Systeme wie Brandschutz oder chemische Verarbeitung.
10. ZFA VALVE Empfehlung
Als Hersteller mit langjähriger Erfahrung im Bereich Absperrklappen empfiehlt ZFA Valve duktiles Gusseisen. Absperrklappen aus duktilem Gusseisen zeichnen sich nicht nur durch ihre hohe Leistung aus, sondern zeichnen sich auch durch außergewöhnliche Stabilität und Anpassungsfähigkeit unter komplexen und wechselnden Betriebsbedingungen aus. Dadurch werden Wartungshäufigkeit und Austauschkosten effektiv reduziert, was langfristig zu einer höheren Wirtschaftlichkeit führt. Aufgrund der sinkenden Nachfrage nach Grauguss werden Absperrklappen aus Gusseisen schrittweise aus dem Sortiment genommen. Aus Rohstoffsicht wird Knappheit zunehmend wertvoller.