Die Dichtfläche eines Ventils ist durch das Medium häufig Korrosion, Erosion und Verschleiß ausgesetzt und gehört daher zu den am leichtesten zu beschädigenden Bauteilen. Dies betrifft beispielsweise pneumatische Kugelventile, elektrische Absperrklappen und andere automatische Ventile, deren Qualität und Lebensdauer durch das häufige und schnelle Öffnen und Schließen direkt beeinträchtigt werden. Grundvoraussetzung für die Dichtfläche eines Ventils ist, dass es unter den vorgegebenen Betriebsbedingungen eine sichere und zuverlässige Abdichtung gewährleistet. Daher sollte das Material der Dichtfläche folgende Eigenschaften aufweisen:
(1) Gute Dichtungsleistung, d. h. die Dichtfläche sollte in der Lage sein, das Austreten des Mediums zu verhindern;
(2) Die Dichtfläche muss eine gewisse Festigkeit aufweisen und dem durch die Druckdifferenz des Mediums entstehenden spezifischen Dichtungsdruck standhalten können.
(3) Korrosionsbeständigkeit: Bei langfristiger Einwirkung korrosiver Medien und Belastungen muss die Dichtfläche eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen, die mit den Konstruktionsanforderungen vereinbar ist.
(4) Die Fähigkeit, Kratzern zu widerstehen, die Ventildichtungen sind alle dynamische Dichtungen, und es entsteht Reibung zwischen den Dichtungen während des Öffnungs- und Schließvorgangs;
(5) Erosionsbeständigkeit: Die Dichtfläche muss der Erosion durch schnellströmende Medien und dem Aufprall von Feststoffpartikeln widerstehen können.
(6) Gute thermische Stabilität; die Dichtfläche sollte bei hohen Temperaturen ausreichende Festigkeit und Oxidationsbeständigkeit aufweisen und bei niedrigen Temperaturen eine gute Kältebeständigkeit besitzen.
(7) Gute Verarbeitungseigenschaften, einfache Herstellung und Wartung, das Ventil wird als universell einsetzbare Komponente verwendet und hat garantiert einen wirtschaftlichen Wert.
Einsatzbedingungen und Auswahlkriterien für Dichtflächenmaterialien von Ventilen. Dichtflächenmaterialien werden in zwei Kategorien unterteilt: metallische und nichtmetallische. Die Einsatzbedingungen gängiger Materialien sind wie folgt:
(1) Gummi. Er wird im Allgemeinen für die Dichtung von Niederdruck-Weichdichtungs-Schieberventilen, Membranventilen, Absperrklappen, Rückschlagventilen und anderen Ventilen verwendet.
(2) Kunststoff. Als Dichtflächen werden Nylon und PTFE verwendet, die sich durch gute Korrosionsbeständigkeit und einen niedrigen Reibungskoeffizienten auszeichnen.
(3) Weißmetall. Auch als Wälzlagerlegierung bekannt, zeichnet es sich durch gute Korrosionsbeständigkeit und Einlaufeigenschaften aus. Es eignet sich für die Dichtfläche von Absperrventilen für Ammoniak bei niedrigem Druck und Temperaturen von -70 bis 150 °C.
(4) Kupferlegierung. Sie zeichnet sich durch gute Verschleißfestigkeit und eine gewisse Hitzebeständigkeit aus. Sie eignet sich für Absperrventile, Absperrschieber aus Gusseisen, Rückschlagventile usw. Sie wird üblicherweise für Wasser und Dampf mit niedrigem Druck und einer Temperatur von maximal 200 °C verwendet.
(5) Chrom-Nickel-Edelstahl. Er zeichnet sich durch gute Korrosions-, Erosions- und Hitzebeständigkeit aus. Geeignet für Medien wie beispielsweise Salpetersäuredampf.
(6) Chrom-Edelstahl. Er weist eine gute Korrosionsbeständigkeit auf und wird üblicherweise in Ventilen mit hohem Druck und Temperaturen bis maximal 450 °C für Öl, Wasserdampf und andere Medien eingesetzt.
(7) Hochchrom-Auftragsstahl. Er zeichnet sich durch gute Korrosionsbeständigkeit und Kaltverfestigung aus und eignet sich für Hochdruck- und Hochtemperaturöl, Dampf und andere Medien.
(8) Nitrierter Stahl. Er zeichnet sich durch gute Korrosions- und Kratzfestigkeit aus und wird üblicherweise für Absperrschieber in Wärmekraftwerken verwendet. Dieser Werkstoff eignet sich auch für die Kugel von hartdichtenden Kugelventilen.
(9) Hartmetall. Es besitzt hervorragende Eigenschaften wie Korrosions-, Erosions- und Kratzfestigkeit und zeichnet sich durch eine lange Lebensdauer aus. Es ist ein ideales Dichtungsmaterial. Üblicherweise werden Wolfram-Bohrlegierungen und Oberflächenelektroden aus Bohrgrundlegierungen etc. verwendet, um Dichtungsflächen für extrem hohe Drücke und Temperaturen herzustellen, die für Öl, Gas, Wasserstoff und andere Medien geeignet sind.
(10) Spritzschweißlegierung. Es gibt Legierungen auf Kobaltbasis, Nickelbasis und Chin-Basis, die eine gute Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit aufweisen.
Um die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Ventildichtung zu gewährleisten, muss das Dichtungsmaterial entsprechend den spezifischen Betriebsbedingungen ausgewählt werden. Bei stark korrosiven Medien sollte bei der Materialauswahl zunächst die Korrosionsbeständigkeit und erst anschließend die Anforderungen an andere Eigenschaften erfüllt werden. Die Dichtung von Schieberventilen muss eine gute Kratzfestigkeit aufweisen. Sicherheitsventile, Drosselventile und Regelventile sind besonders anfällig für Erosion durch das Medium; daher sollten korrosionsbeständige Materialien gewählt werden. Für die eingelassene Struktur des Dichtrings und des Ventilkörpers sollten hochharte Materialien als Dichtfläche verwendet werden. Bei Ventilen, die üblicherweise niedrigen Temperaturen und Drücken ausgesetzt sind, eignen sich Gummi und Kunststoff mit guten Dichtungseigenschaften. Bei der Auswahl des Dichtungsmaterials ist zu beachten, dass die Härte der Ventilsitzfläche höher sein sollte als die der Dichtfläche des Ventiltellers.
Veröffentlichungsdatum: 02.11.2022