Gehäusewerkstoffe bei Ventilen: Grauguss, Gusseisen mit Kugelgraphit, Kohlenstoffstahl und rostfreier Stahl
Was das Gehäuse aushalten muss
Das Ventilgehäuse bildet die Druckgrenze: es legt das Temperatur- und Druckfenster fest, das Korrosionsverhalten gegenüber dem Medium und meist den größten Anteil an Gewicht und Kosten der Armatur. Die Wahl des Gehäusewerkstoffs ist daher eine der ersten Auswahlentscheidungen — vor Nennweite, Anschluss oder Antrieb —, denn sie beschränkt alles Weitere, einschließlich der Frage, welche Ausführungen für eine Aufgabe überhaupt existieren.
Eine Werkstoffwahl ist immer ein Paar aus Medium und Betriebsbedingungen. Wasser bei Umgebungstemperatur, Sattdampf, schwache Säuren und abrasive Schlämme treiben die Entscheidung in unterschiedliche Richtungen, und dieselbe Legierung, die in kaltem Wasser unauffällig ist, kann in heißen, chloridhaltigen Medien die falsche Antwort sein. Diese Seite erläutert die üblichen Gehäusewerkstoffgruppen und wie man sie in einem Katalog liest.
Die vier üblichen Gruppen in industriellen Ventilkatalogen
Über die in diesem Katalog veröffentlichten Ventilmodellseiten hinweg fallen die belegten Gehäusewerkstofffelder in vier große Gruppen plus einen Sonderfall für Korrosionsbeständigkeit. Die Tabelle zählt die Identifier-Seiten, deren Spec-Tabelle die jeweilige Gruppe aufführt; sie bildet also ab, was dieser Katalog tatsächlich veröffentlicht, nicht eine allgemeine Branchenaussage.
| Werkstoffgruppe | Typische publizierte Güten | Modellseiten mit dieser Gruppe |
|---|---|---|
| Gusseisen (Grauguss) | Cast iron / gray cast iron | 36 |
| Gusseisen mit Kugelgraphit (GGG) | Ductile iron, GGG50, nodular cast iron | 43 |
| Kohlenstoff- und niedriglegierter Stahl | WCB, carbon steel, A105, LCB, WC6, F22 | 82 |
| Rostfreier Stahl | CF8, CF8M, CF3M, SS304, SS316, F304L, F316L | 82 |
| Duplex-Edelstahl | Duplex stainless steel | 15 |
Eisen vs. Stahl vs. Edelstahl: die praktischen Unterschiede
Grauguss ist die wirtschaftliche Antwort für Niederdruckwasser und nicht aggressive Einsätze; er ist steif, aber spröde und daher ungeeignet, wo Temperaturschock oder mechanischer Schlag zu erwarten ist. Gusseisen mit Kugelgraphit behält das Kostenprofil von Gusseisen, fügt aber Dehnung und Schlagzähigkeit hinzu — deshalb werden Wasserwerke-Armaturen (Absperrklappen, Rückschlagventile, Membranventile, Balancing-Ventile) üblicherweise mit Gehäusen aus Kugelgraphitguss veröffentlicht.
Aus Kohlenstoffstahl gegossene Gehäuse (WCB in der ASME-Nomenklatur) dienen höheren Drücken und Temperaturen als Gusseisen — Dampf-, Öl- und Gas-Prozessleitungen —, und geschmiedete Güten (A105) erweitern dieselbe Familie auf kleinbohrige Hochdruckventile. Niedertemperatur-Kohlenstoffstahl (LCB) und die Chrom-Molybdän-Güten (WC6, F22) verschieben das Fenster Richtung tiefer Betriebstemperaturen beziehungsweise höherer Temperaturen im Kriechbereich.
Rostfreie Gehäuse (CF8/CF8M als Guss, SS304/SS316 als Bezeichnungen für gewalzte Ausführungen, dazu die kohlenstoffarmen L-Varianten) wählt man wegen ihrer Korrosionsbeständigkeit: CF8M ist die Gussgüte, die üblicherweise mit der Chemie des Typs 316 gepaart wird, und der Molybdängehalt verbessert das Lochfraßverhalten in chloridhaltigen Medien. Für stark korrosive oder abrasive Medien verlagern ausgekleidete Ausführungen — Gummi- oder PTFE-Auskleidung auf einem Gehäuse aus Kugelgraphitguss — die Korrosionsaufgabe vom Gehäuse auf die Auskleidung; das ist der Standardansatz bei Membran- und Schlauchquetschventilen.
Wie sich das auf den Produktseiten zeigt
Jede Ventilmodellseite in diesem Katalog rendert ihre Spec-Tabelle nur für Felder mit gesammelten Belegen, und Gehäusewerkstoffe sind das am weitesten abgedeckte Feld: 131 der veröffentlichten Modellseiten listen belegte Gehäusewerkstoffe. Wo eine Ausführungsseite eine Werkstoffwahl bietet — etwa body_materials mit "Cast Iron, WCB, SS304, SS316" — ist die Liste das veröffentlichte Optionenset dieser Ausführung, keine Aussage, dass jede Kombination vorrätig ist.
Die Familien- und Kategorieseiten tragen dieselben Felder auf Familienebene, wo das Pack sie bereitstellt. Zeigt eine Spec-Zelle einen unverifizierten Zustand oder "confirm at RFQ", dann ist der Werkstoff für genau diese Konfiguration durch die gesammelten Belege nicht belegt — richtig ist, die Anforderung in der Anfrage zu nennen, statt sie anzunehmen.
Was in einer Anfrage anzugeben ist
Damit das angebotene Gehäuse zur Aufgabe passt, ist anzugeben: Medium und Konzentration, Temperaturbereich (Minimum und Maximum, einschließlich Störfall), Auslegungsdruck und Klasse sowie jede Spezifikation, die das Gehäuse regelt (eine ASTM/ASME- oder EN-Gütenangabe). Mit diesen vier bis fünf Zeilen ist die Zuordnung zu einer veröffentlichten Ausführung — oder die Erkenntnis, dass die Aufgabe eine Auskleidung oder einen Upgradering braucht — ein Bestätigungsschritt, kein Rätseln.