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Regelarmaturen Wie mit neuen Regelarmaturen Druck und Durchfluss besser geregelt werden

Autor / Redakteur: René van der Gaag / M.A. Manja Wühr

Die Regelung von Wasserströmen in Rohrleitungen stellen die Prozessindustrie sowie die Wasser- und Versorgungswirtschaft vor schwierige Herausforderungen. Die Wirkungen von Kavitation und Druckstößen auf die Armaturen
können die Flexibilität bei der Anlagenplanung einschränken, die Effizienz vermindern und die Instandhaltungskosten in die Höhe treiben. Zu den bisher eingesetzten Standardklappen gibt es nun eine Alternative.

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Durch die Lochplattenkonstruktion wird der Durchfluss in Teilströme zerlegt und werden Geräuschentwicklung sowie Kavitation verringert. (Bild; Tyco)
Durch die Lochplattenkonstruktion wird der Durchfluss in Teilströme zerlegt und werden Geräuschentwicklung sowie Kavitation verringert. (Bild; Tyco)

Niedrige Kosten, geringes Gewicht und einfache Instandhaltung haben die Standardklappe zu einer weit verbreiteten Armatur in der Wasserwirtschaft und Prozessindustrie gemacht. Sie wird u.a. dank ihrer hohen Durchflusskapazität, ihrer kurzen Baulänge und ihres breiten Regelbereichs in diesen Anwendungsgebieten gerne zur Durchflussregelung eingesetzt.

Sobald es um Druckregelung geht, ändert sich das. Hier sind herkömmliche Klappen aufgrund ihrer eingeschränkten Druckdifferenz nicht das Mittel der Wahl. Als Faustregel gilt: Sobald der Druck auf die Klappenscheibe 30 Prozent des eintrittsseitigen Drucks übersteigt, kann es bei einer normalen Klappe zu beginnender Kavitation kommen. So gut sich Klappen also für die Durchflussregelung eignen, so begrenzt sind ihre Einsatzmöglichkeiten bei der Druckregelung.

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Folgen von Kavitation

Kavitation verursacht neben einer deutlich höheren Geräuschentwicklung auch erheblichen Verschleiß und Schäden an den Armaturen. Wird eine Armatur von einem Fluid durchströmt, so steigt aufgrund des lokal reduzierten Durchflusses die Strömungsgeschwindigkeit. Der Druck fällt dadurch unter den Dampfdruck des Mediums ab, sodass Dampfblasen entstehen. Sobald diese Blasen in Bereiche mit höherem statischen Druck gelangen, fallen sie in sich zusammen. Dabei entstehen so genannte „Microjets“ und Druckwellen, die Schäden an der austrittsseitigen Verrohrung oder der Armatur selbst verursachen.

Neben einer möglichen Veränderung der Medieneigenschaften kann Kavitation eine verstärkte Vibrationsentwicklung, starke Schallemissionen und, sofern sie in der Nähe der Rohrwand auftritt, Materialabtragungen am Rohr und Armaturengehäuse zur Folge haben. Dies führt potenziell nicht nur zur Zerstörung der betroffenen Armatur, sondern kann bei schwereren Schäden auch eine Abstellung der Anlage zum Austausch der beschädigten Komponenten nötig machen.

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