Die Überlegenheit des Schmiedens in der Ventilherstellung
Geschmiedete Ventilkomponenten werden durch einen mechanischen Prozess hergestellt, bei dem Metall mithilfe lokaler Druckkräfte geformt wird. Im Gegensatz zum Gießen, bei dem geschmolzenes Metall in eine Form gegossen wird, verfeinert das Schmieden die Kornstruktur des Metalls und passt es an die Form des Teils an. Dies führt zu einem Bauteil mit deutlich höherer Schlagzähigkeit, besserer Duktilität und überlegener Ermüdungsbeständigkeit. Bei kritischen Durchflussregelungsanwendungen, wie Hochdruckdampfleitungen oder der chemischen Verarbeitung, ist die durch das Schmieden gewährleistete strukturelle Integrität von entscheidender Bedeutung, um katastrophale Ausfälle zu verhindern und eine langfristige Betriebssicherheit zu gewährleisten.
Durch Schmieden hergestellte kritische Komponenten
Eine Ventilbaugruppe besteht aus mehreren hochbeanspruchten Teilen, die vom Schmiedeprozess profitieren. Jede Komponente muss spezifischen mechanischen Belastungen und Umwelteinflüssen standhalten.
Ventilkörper und Hauben
Der Körper ist die primäre Druckgrenze des Ventils. Geschmiedete Körper werden für Hochdruckklassen (wie ANSI 1500 und 2500) bevorzugt, da sie frei von Porositäts- und Schrumpfungsdefekten sind, die häufig bei Gussäquivalenten auftreten. Auch die Motorhaube, die mit der Karosserie verbunden ist und die Innenteile beherbergt, erfordert die Dichte von geschmiedetem Stahl, um bei Temperaturwechseln eine auslaufsichere Abdichtung aufrechtzuerhalten.
Stiele und Zapfen
Der Ventilschaft überträgt die Bewegung vom Antrieb auf die Scheibe oder Kugel. Da Stiele einer hohen Torsions- und Zugbeanspruchung ausgesetzt sind, werden geschmiedeter Edelstahl oder exotische Legierungen verwendet, um ein Abscheren zu verhindern. Ebenso stützen Zapfen in Kugelhähnen die Kugel und müssen massiven seitlichen Belastungskräften standhalten, ohne sich zu verformen.
Materialauswahl für geschmiedete Ventilteile
Die Materialauswahl für Schmiedebauteile hängt stark von den transportierten Medien und der Betriebstemperatur ab. Die Wahl der richtigen Legierung stellt sicher, dass das Ventil korrosionsbeständig bleibt und seine mechanischen Eigenschaften im Laufe der Zeit beibehält.
| Materialkategorie | Gemeinsame Noten | Primäre Anwendung |
| Kohlenstoffstahl | A105, A350 LF2 | Allgemeiner Öl- und Gasservice |
| Edelstahl | F316L, F304L | Korrosive chemische Umgebungen |
| Legierter Stahl | F11, F22, F91 | Hochtemperaturkraftwerke |
| Duplex/Superduplex | F51, F53, F55 | Offshore- und Meerwasseranwendungen |
Hauptvorteile der Verwendung geschmiedeter Komponenten
Im Vergleich zu anderen Herstellungsverfahren bietet das Schmieden eine Reihe einzigartiger Vorteile, die sich direkt in geringeren Wartungskosten und einer längeren Lebensdauer industrieller Ventilsysteme niederschlagen:
- Strukturelle Integrität: Durch die Eliminierung interner Hohlräume und Gaseinschlüsse wird sichergestellt, dass die Komponente plötzliche Druckstöße ohne Risse übersteht.
- Reduzierter Materialabfall: Durch Präzisionsschmieden können „near-net“-Formen hergestellt werden, was den erforderlichen Bearbeitungsaufwand minimiert und die Kosten für teure Rohmaterialien senkt.
- Verbesserte Reaktion auf die Wärmebehandlung: Geschmiedete Metalle reagieren vorhersehbarer auf die Wärmebehandlung und ermöglichen so eine präzise Kontrolle der Härte und Zugfestigkeit des gesamten Teils.
- Zuverlässigkeit bei extremen Temperaturen: Geschmiedete Komponenten behalten ihre Zähigkeit bei kryogenen Anwendungen und ihre Kriechfestigkeit bei Ultrahochtemperaturanwendungen.
Herstellungsstandards und Qualitätssicherung
Um die Sicherheit geschmiedeter Ventilkomponenten zu gewährleisten, müssen Hersteller strenge internationale Standards einhalten. Diese Vorschriften schreiben die chemische Zusammensetzung, die mechanischen Eigenschaften und die Prüfprotokolle für jede produzierte Charge vor. Zu den gängigen Standards gehören ASTM A105 für Schmiedestücke aus Kohlenstoffstahl und ASME B16.34 für Druck-Temperatur-Bewertungen. Die Qualitätskontrolle umfasst typischerweise zerstörungsfreie Prüfungen (NDT) wie Ultraschallprüfungen (UT) zur Prüfung auf interne Fehler und Magnetpulverprüfung (MPI) zur Erkennung von Oberflächenrissen. Durch die Einhaltung dieser strengen Schritte können Lieferanten garantieren, dass jedes Schmiedeteil den hohen Anforderungen der modernen Schwerindustrie gerecht wird.
