Was muss feststehen, bevor ein Kugelhahn angeboten werden kann?
Auf einen Blick
Fünf Dinge kommen aus dem Prozess und lassen sich aus nichts anderem ableiten: das Medium, der Temperaturbereich, der Betriebsdruck, die Nennweite mit ihrem Anschluss und das Regelwerk, das die fertige Armatur erfüllen muss. Alles Weitere am Kugelhahn folgt daraus. Der Sitzwerkstoff ergibt sich aus Medium und Temperatur. Die Druckstufe ergibt sich aus der Temperatur, weil ASME B16.34 sie mit steigender Temperatur herabsetzt: Ein Gehäuse der Class 150 aus CF8M ist bei 38 °C mit 275 psi eingestuft, bei 250 °C nicht mehr. Eine Anfrage, die mit einer Druckstufe beginnt und die Temperatur offen lässt, hat genau die Zahl festgelegt, die sich nicht zuerst festlegen lässt.
Wo die Spezifikation aufhört
In einer Leitungsliste steht:1/2" ball valve, SS316, 1000 WOG. Das sind drei Angaben. Ein Werk braucht etwa ein Dutzend, bevor es Material zerspanen kann, also füllen sich die fehlenden neun mit dem, was dieses Werk üblicherweise baut: reduzierter Durchgang, zweiteiliges Gehäuse, NPT-Enden, Sitze aus unmodifiziertem PTFE, kein Anbauflansch.
Keine dieser Voreinstellungen ist falsch. Sie wurde nur von niemandem gewählt.
Teuer wird nicht die Armatur, die bei der Prüfung durchfällt. Teuer wird die, die auf dem Prüfstand jede Prüfung besteht und im achten Monat Ärger macht, weil die Angabe, die in der Anfrage fehlte, genau die war, auf die es im Betrieb ankam. Ein Glykolkreis, der als „Wasser“ beschrieben wurde, bekommt CF8 statt CF8M. Eine Leitung, die zweimal wöchentlich mit Dampf gereinigt wird, bekommt einen Sitz aus unmodifiziertem PTFE mit 204 °C Grenze, und dieser Sitz ist längst kaltgeflossen.
Die nützliche Frage lautet daher nicht, welcher Kugelhahn der beste ist. Sie lautet, welche Entscheidungen der Einkauf treffen muss, welche sich daraus ergeben und welche im Werk fallen, ob sie jemand vorgibt oder nicht.
Die fünf Angaben, ohne die nichts anderes entschieden werden kann
Das Medium, benannt.„Wasser“ umfasst aufbereitetes Kaltwasser, einen Kreis mit 30 % Propylenglykol, entionisiertes Wasser und Seewasser, und diese vier vertragen nicht denselben Gehäusewerkstoff. Über CF8 oder CF8M entscheidet der Chloridgehalt, denn Lochfraß durch Chloride hält das Molybdän auf. ASTM A351 verlangt für CF8M 2,00 bis 3,00 % Molybdän und lässt für CF8 höchstens 0,50 % zu. Die beiden Gussteile sehen gleich aus, weshalb die Wareneingangsprüfung sie mit bloßem Auge nicht trennen kann.
Der Temperaturbereich, an beiden Enden.Einschließlich dessen, was die Leitung im Stillstand sieht. Ein Prozesskreis, der bei 85 °C gefahren und mit Dampf sterilisiert wird, ist eine 140 °C-Armatur und keine 85 °C-Armatur, und der Sitz wird nach dem höheren Wert gewählt.
Der Druck, im Betrieb und bei der Prüfung.Das sind zwei verschiedene Zahlen, und die Prüfzahl ist die höhere. Eine Armatur, die im Betrieb ausreicht, kann trotzdem das Bauteil sein, das beim Abdrücken der Leitung versagt.
Die Nennweite und der Anschluss, an den sie gehen soll.Die Größe allein genügt nicht. NPT und BSPT sind beide kegelig, beide heißen halbes Zoll, und sie dichten nicht gegeneinander ab. Dieselbe Mehrdeutigkeit besteht zwischen den Flanschbohrbildern nach ASME B16.5 und EN 1092-1.
Das Regelwerk, das die Armatur erfüllen muss.Eine Produktnorm wie MSS SP-110, API 608 oder ISO 17292; eine Prüfnorm wie API 598 oder ISO 5208; eine Zulassung wie WRAS, CSA, ASSE oder UL; oder eine Kundenspezifikation, die den anderen dreien vorgeht. Das sind vier verschiedene Dinge, und eine Bestellung, die nur eines davon nennt, hat die übrigen drei dem Werk überlassen.
Die Korrektur, auf die es ankommt: die Druckstufe ist ein Ergebnis
Eine Druckzahl lässt sich am leichtesten in eine Anfrage schreiben, und am leichtesten in einer Form, die nicht hält, sobald die Leitung heiß läuft.
Zwei Konventionen laufen nebeneinander.WOG ist ein kalter Betriebsdruck. Eine mit 1000 WOG gekennzeichnete Armatur ist für 1000 psi bei Wasser, Öl oder Gas bei Umgebungstemperatur und ohne Druckstöße eingestuft, und hinter dieser Kennzeichnung steht keine Druck-Temperatur-Tabelle.ASME Class ist eine Einstufung bei einer Bezugstemperatur, hinter der eine veröffentlichte Tabelle steht. Austauschbar sind die beiden nicht, auch wenn 1000 WOG und Class 150 bei Umgebungstemperatur ungefähr gleich liegen.
Gegossenes CF8M gehört zur Werkstoffgruppe 2.2 nach ASME B16.34. Bei 38 °C ist ein Gehäuse der Class 150 aus dieser Gruppe mit 275 psi eingestuft, und diese Einstufung sinkt mit steigender Temperatur. Wie weit, steht in der Druck-Temperatur-Tabelle der Norm, in der auf der Bestellung genannten Ausgabe.
Das sind die Werte bei Umgebungstemperatur. Gruppe 1.1 ist Kohlenstoffstahl, Gruppe 2.2 ist gegossenes CF8M, und die beiden Spalten sind nicht austauschbar.
| Druckstufe | CF8M bei 38 °C | Kohlenstoffstahl A216 WCB bei 38 °C |
|---|---|---|
| Class 150 | 275 psi (19,0 bar) | 285 psi (19,6 bar) |
| Class 300 | 720 psi (49,6 bar) | 740 psi (51,0 bar) |
| Class 600 | 1 440 psi (99,3 bar) | 1 480 psi (102,0 bar) |
Dieser Schritt wird leicht übersprungen. Eine Leitung mit 200 psi sieht bequem innerhalb einer Class-150-Armatur aus, wenn man bei der Schlagzeile von 275 psi stehen bleibt. Die Schlagzeile ist aber ein Umgebungswert. Bei 250 °C liegt dieselbe Armatur deutlich darunter, und ob Class 150 noch reicht, entscheidet der herabgesetzte Wert, nicht die Kennzeichnung.Der Leitfaden zu Druckstufen zeigt die Kurve für Class 150, 300 und 600.
Eine Warnung zur Herkunft dieser Zahlen. Die veröffentlichten Tabellen für Gruppe 2.2 stimmen untereinander nicht überein, und mehrere weit verbreitete Fassungen führen die Spalte für Kohlenstoffstahl der Gruppe 1.1 unter einer Edelstahl-Überschrift. So kommt es, dass für einen Kugelhahn der Class 150 aus CF8M 285 psi zitiert werden, während der Wert für Gruppe 2.2 bei 275 liegt. Lesen Sie den Wert aus der Norm und nicht aus einer Katalogwiedergabe.
Dieselbe Logik gilt für den Sitz. Unmodifiziertes PTFE deckt −45 °C bis 204 °C ab, glasfaserverstärktes RPTFE erreicht 232 °C, PEEK erreicht 260 °C, darüber muss der Sitz aus Metall sein. Diese Grenzen sind Eigenschaften des Polymers und nicht der Armatur, kein Gehäusewerkstoff hebt sie an.Der Beitrag zu Sitzwerkstoffen beschreibt, was jede Stufe nach oben an Reibung und Kriechen kostet.
Die Spezifikationsliste
Zwölf Felder. Trägt eine Anfrage alle zwölf, kann ein Werk ohne Rückfrage anbieten, und was ankommt, ist die gewählte Armatur und nicht die voreingestellte.
| Feld | Was es entscheidet | Wenn es leer bleibt |
|---|---|---|
| Medium, Konzentration, Zusätze | Gehäuse- und Innenteilwerkstoff | CF8 geliefert, wo CF8M nötig war |
| Temperatur, Minimum und Maximum | Sitzwerkstoff und Druckstufe | Sitz nach der Betriebstemperatur gewählt, nicht nach dem Reinigungszyklus |
| Betriebs- und Prüfdruck | Druckstufe und Gehäuseprüfung | Im Betrieb ausreichend, beim Abdrücken knapp |
| Nennweite | Gehäusegussteil | — |
| Endform und ihre Norm | Bearbeitung und Baulänge | NPT geliefert gegen eine BSPT-Leitung |
| Durchgang: voll oder reduziert | Druckverlust und Gehäusegussteil | Reduzierter Durchgang, die günstigere Voreinstellung |
| Bauform: ein-, zwei- oder dreiteilig | Ob die Armatur in der Leitung gewartet werden kann | Zweiteilig, also nicht |
| Sitz- und Dichtungswerkstoff | Temperaturgrenze und Drehmoment | Unmodifiziertes PTFE |
| Betätigung: Hebel, Getriebe oder Antrieb | Spindel, Anbauflansch und Drehmomentreserve | Hebel, ohne Anbauflansch |
| Anbauflansch bei Antrieb | ISO-5211-Bezeichnung und Spindelmitnahme | Kein Flansch, der Antrieb lässt sich nicht anbauen |
| Produkt- und Prüfnorm | Abnahmekriterien und Protokolle | Werksnorm mit den Kriterien des Werks |
| Zulassungen und Dokumente | Zeugnisse, Kennzeichnung, Rückverfolgbarkeit | Nur eine kaufmännische Konformitätserklärung |
Vier dieser Felder werden eher aus Annahme als aus Entscheidung gefüllt. Der Durchgang, weil der reduzierte günstiger ist und geliefert wird, solange nicht ausdrücklich voller Durchgang verlangt wird, und der Unterschied erst in der Cv-Berechnung sichtbar wird. Die Bauform, weil ein zweiteiliges Gehäuse sich in der Leitung nicht öffnen lässt. Der Anbauflansch, weil ein nachzurüstender Antrieb eine Spindelmitnahme und eine bearbeitete Fläche braucht, die im ursprünglichen Bau nicht vorgesehen waren. Und die Prüfnorm, weil API 598 drei getrennte Prüfungen sind und nur eine davon fragt, ob die Armatur dicht schließt.
Wo jede Entscheidung tatsächlich festgelegt wird
Manche dieser Entscheidungen sind spät noch günstig zu ändern und manche nicht, und die Trennlinie folgt nicht dem Preis.
Der Durchgang ist eine Gussentscheidung.Wer den Durchgang öffnet, verschiebt Sitznut und Wandstärke mit, weshalb ein Kugelhahn mit vollem Durchgang aus einem eigenen Gehäusegussteil kommt und nicht aus einem aufgebohrten Gehäuse mit reduziertem Durchgang. Den Durchgang nach dem Werkzeugbau zu ändern ist eine Werkzeugänderung, und daher stammen die Mindestbestellmengen im OEM-Geschäft.
Schweißenden ändern die Baulänge.Gewinde-, Einschweiß- und Stumpfschweißenden können aus derselben Gussfamilie kommen, ein Stumpfschweißende verändert jedoch die Baulänge, sodass das Rohrstück das aufnehmen muss. Baulängen sind bei Flanscharmaturen genormt und bei Gewindearmaturen weitgehend Sache des Herstellers.
Der Anbauflansch wird bearbeitet, nicht angeschraubt.Der Wechsel von F03 auf F05 ändert den Lochkreis und die Spindelmitnahme mit. Für manche Kombinationen gibt es eine Adapterplatte, bei anderen bringt sie Spiel mit.Die Maße nach ISO 5211 sind das, wogegen der Antriebslieferant anbietet.
Die Gehäusekennzeichnung steckt im Modell.Werkstoff, Größe, Druckstufe und Herstellerkennung sind eingegossen, jede Änderung daran ist also eine Werkzeugänderung und keine Druckänderung. Was die Kennzeichnungen bedeuten ist zugleich der schnellste Weg zu prüfen, ob das Gelieferte das Bestellte ist.
Die Abnahmenorm gehört auf die Bestellung.Sie legt Prüfstand, Medium, Haltezeit und das abzulegende Protokoll fest. Sie erst nach der ersten Lieferung zu ergänzen heißt, dass für das erste Los kein Nachweis vorliegt, und das wiegt am schwersten, wenn das Programm später umzieht und im zweiten Werk alles neu aufgebaut werden muss.
Durch den Themenblock
Die folgenden Beiträge sind nach der Entscheidung geordnet, der sie dienen, nicht nach Armaturentyp.
Die Armatur wählen
- So wählen Sie den richtigen Industrie-Kugelhahn ohne Über- oder Unterdimensionierung
- Kugelhahn oder Absperrschieber und Kugelhahn oder Absperrklappe
- Schwimmend oder Zapfenlagerung, und was sich an Drehmoment und Sitzlast ändert
- Voller oder reduzierter Durchgang, und wann der Unterschied im Durchfluss zählt
- Flansch- oder Gewindeenden
Werkstoff und Einstufung
- SS316 oder SS304, und was sich ändert, wenn das Gehäuse gegossen statt geschmiedet ist
- Messing oder Edelstahl
- Sitzwerkstoffe: PTFE, RPTFE, PEEK und Metall
- Druckstufen und die Kurve der Herabsetzung
Prüfung, Kennzeichnung und Zertifizierung
- Was API 598 tatsächlich belegt, und wie sich seine Leckageraten zu ISO 5208 verhalten
- Die Kennzeichnung auf dem Gehäuse lesen
- Was eine Zertifizierung abdeckt und wie Sie eine Listung selbst prüfen
- ISO 9001, CSA, ASSE, WRAS und UL im Vergleich
Wie die Armatur entsteht
- Feinguss, Schmieden und Zerspanung
- Was die Gussqualität mit der fertigen Armatur macht
- Oberflächengüte und Ra-Klassen bei hygienischen Armaturen
Antrieb
- Den Antrieb auf die Aufgabe abstimmen
- Maße der ISO-5211-Anbauflansche
- Warum die Flüssigkühlung Handarmaturen zu angetriebenen macht
Flüssigkühlung und hygienischer Einsatz
- Was passiert, wenn eine Armatur im Kühlkreis ausfällt
- Warum im Rack dreiteilige Gehäuse überwiegen
- Direct-to-Chip und Rear-Door im Anforderungsvergleich
- Warum Kühlkreise hygienische Rohrleitungsregeln übernehmen
Beschaffung und OEM-Programme
- Was sich zwischen Werken in Taiwan unterscheidet und wie man es prüft
- OEM, ODM oder Private Label
- Woher Mindestbestellmengen kommen
- Wem das Werkzeug gehört
- Was bei einem Lieferantenwechsel neu qualifiziert werden muss
Was dieser Leitfaden nicht klärt
Drosselbetrieb ist eine andere Rechnung. Ein Kugelhahn, der den Durchfluss regelt statt ihn abzusperren, hat eine Kennlinie, die von der Form der Öffnung zwischen Kugel und Sitz bestimmt wird und nicht von einem geformten Kegel; ausgelegt wird er über die Cv-Methode und nicht über eine Druckstufe.
Brandsichere, kryogene und Pipeline-Ausführungen stehen jeweils unter eigenen Produktnormen mit Konstruktionsanforderungen, die hier nicht behandelt werden.
Wo eine Kundenspezifikation vorliegt, geht sie allem Vorstehenden vor. Mehrere der hier genannten Zahlen sind die Werte, die auf dieser Website für ASME B16.34 Gruppe 2.2 verwendet werden; maßgeblich im Streitfall ist die Norm selbst, in der auf der Bestellung genannten Ausgabe.
Häufige Fragen
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