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Swagelok Hamburg

Ihr autorisiertes Swagelok Vertriebs- und Servicezentrum

Eine längere Lebensdauer für Ihre Ventile

Dampfsysteme mit Dampfsteuerung

Lebensverlängernde Maßnahmen für Ihre Ventile!

Dampfsysteme brauchen eine Dampfsteuerung und zur Dampfsteuerung braucht man optimal installierte Ventile. Mit der richtigen Installation lässt sich nämlich die Lebensdauer des Ventils deutlich verlängern - und je länger das Ventil hält, desto besser für das Dampfsystem.

Bei der optimalen Installation von Ventilen zur Dampfsteuerung in Dampfsystemen müssen einige wichtige Aspekte beachtet werden. Das fängt bei der Auswahl des richtigen Ventils an und geht bis zu den Diagnosewerkzeugen. Alle Ventile werden zur Erfüllung eines vorgegeben, zulässigen internen Leckratenstandards konstruiert (FCI/ ANSI). Es gibt sechs zulässige Leckraten, die von I bis VI durchnummeriert sind. Je höher die Leckratennummer, desto niedriger ist die zulässige interne Leckrate. Die Bestimmung der zulässigen internen Leckrate eines Ventils muss bei der Auswahl des richtigen Ventils zur Dampfsteuerung mit an erster Stelle stehen. Ein Ventil mit einer hohen Leckrate führt zu übermäßiger Abnutzung und zu vorzeitigem Ventilversagen. Dampfventile sollten mit einer Leckrate von mindestens Klasse IV spezifiziert werden.

Installation von Ventilen

Alle Ventile zur Dampfsteuerung müssen vor dem Ventil einen Entwässerungssack zur Kondensatentfernung haben. Dieser entfernt Kondensat aus der Dampfleitung und verhindert dadurch, dass das Kondensat durch das Ventil gelangt. Dies ist wichtig, da durch das Ventil gelangendes Kondensat Erosionen verursacht und die Lebensdauer des Ventils verkürzt. Der Entwässerungssack entfernt angesammeltes Kondensat von Eingang des Dampfventils, wenn das Ventil bei reduzierter Produktion oder Produktionsstillstand abgesperrt ist. Außerdem sollten die Ventile ein Sieb vorgeschaltet haben. Dampfleitungen enthalten oft Feststoffrückstände durch Korrosion und andere Verunreinigungen. Das Sieb filtert den Dampfstrom und verhindert, dass dieses Material sich im Inneren des Ventils festsetzt, was zu verfrühtem Ventilversagen führen würde.

Das Sieb sollte aus perforiertem Edelstahlgeflecht sein und darf nicht mit dem Siebabschnitt nach unten, sondern sollte in einer horizontalen Position montiert werden. Dadurch wird verhindert, dass sich Kondensat ansammelt und dann durch das Steuerventil gelangt, wodurch sich die Wahrscheinlichkeit für interne Erosion und vorzeitiges Versagen erhöhen würde.

Die bevorzugte Methode zur Betätigung des Dampfsteuerventils ist ein pneumatischer Steuerkopf. Die Steuerköpfe sind zuverlässig und bieten in der Regel eine Lebensdauer von über 20 Jahren. Die Wärme des Dampfes im Ventilkörper wird im Montagebügel vom Steuerkopf weggeleitet, was eine lange Lebensdauer der pneumatischen Membranen gewährleistet. Der Steuerkopf sollte stets in aufrechter Position an einer horizontalen Leitung installiert werden. Dadurch wird die Ansammlung von Kondensat im Bereich des Packungsstützings verhindert, was zu einer Beschädigung der Packung führen würde.

Konstruktive Details

Steuerventile mit hohen DBA-Werten haben hohe Ausgangsgeschwindigkeiten. Ein Ventil mit niedrigeren DBA-Werten oder langsameren Geschwindigkeiten hat eine deutlich längere Lebensdauer. Es gibt viele Möglichkeiten, den DBA-Wert in einer Dampfventilanwendung zu senken, beispielsweise durch ein größeres Rohr am Ventilausgang oder einen speziellen Trimm. Das Rohr der Ausgangsdampfleistung sollte stets um mindestens eine Rohrgröße vergrößert werden. Nicht selten wird das Ausgangsrohr um mindestens zwei oder drei Rohrgrößen vergrößert. Durch die Vergrößerung des Rohrs wird die Geschwindigkeit am Ventilausgang verringert, wodurch sich die Ventillebensdauer erhöht. Die Die Distanz nach dem Dampfsteuerventil sollte vor dem Eingangsanschluss einer Wärmetransferleitung mindestens zehn Rohrdurchmesser betragen. Druckminderungsanwendungen sollten vor einem Flussrichtungswechsel mindestens 20 horizontale Rohrdurchmesser haben.

Das Steuerventil sollte stets an einer horizontalen Dampfleitung installiert werden, niemals vertikal. Bei einem Steuerventil an einer vertikalen Installation kann die Kondensatansammlung vor dem Eingang in das Steuerventil nicht beseitigt werden. Durch Dampfventile gelangendes Kondensat wirkt sich immer negativ auf die Lebensdauer des Ventils aus. Ein wichtiger Aspekt ist auch die Möglichkeit der Ventildrosselung. Der Mindestdurchfluss wird eine häufige Steuereinstellung sein, im Gegensatz zum Betrieb mit der hohen Durchflussrate. Daher muss das Dampfsteuerventil bei niedrigeren Durchflussraten gut funktionieren. Bei der Auswahl des Ventils ist es wichtiger, die Betriebsbedingungen bei niedrigerem Durchfluss zu berücksichtigen als beim angenommenen hohen Durchfluss.

Bei der Installation von Steuerventilen sollten Bypass- und Aufwärm-Ventile verwendet werden. Bei einer Druckminderungsanwendung dient das Aufwärmventil zum Erwärmen der Dampfleitung innerhalb eines empfohlenen Zeitrahmens, bevor das Steuerventil betätigt wird. Ein Dampfsteuerventil sollte nicht zum Erwärmen einer Dampfleitung verwendet werden. Außerdem wird das Bypass-Ventil in einer Prozessanwendung eingesetzt, damit das Anlagenpersonal den Prozess ohne das Steuerventil betreiben kann, falls das Ventil ausfällt.

Es empfiehlt sich, Manometer vor und nach dem Dampfsteuerventil als Diagnosewerkzeug zu installieren. Zu Wartungszwecken sollten außerdem ein Siphonrohr und ein Absperrventil vorhanden sein. In Systemen mit starker Vibration sollten mit Flüssigkeiten gefüllte Manometer verwendet werden, um die Lebensdauer der Manometer zu verlängern.

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Autor: Kelly Paffel, Technical Manager, Swagelok Energy Advisor Inc., Swagelok Company, Solon Ohio, USA

Quelle: "Verfahrenstechnik" S. 28-29, 3090900, Ausgabe Juni 2013