Die wichtigsten Unterschiede zwischen Weichsitz- und Metallsitzventilen und wie man das richtige auswählt

In zahlreichen Bereichen wie der industriellen Fluidsteuerung, der Wasserversorgung und -entsorgung sowie der Petrochemie sind Ventile wichtige „Schalter“. Unter anderemDichtungsleistungist ein zentraler Indikator zur Messung der Ventilqualität. Basierend auf dem Material der Dichtflächen werden Ventile hauptsächlich in folgende Kategorien eingeteilt:WeichsitzventileundVentile mit Metallsitz (Hartsitz)Das Verständnis ihrer Unterschiede und die richtige Wahl zu treffen, ist unerlässlich, um Systemsicherheit, Stabilität und wirtschaftlichen Betrieb zu gewährleisten.

​I. Wesentliche Unterschiede: Weicher Sitz vs. Metallsitz​

Der grundlegende Unterschied liegt in der Härte der Werkstoffe, die für die Kontaktdichtflächen zwischen Ventilsitz und Schließelement (z. B. Scheibe, Kugel, Keil) verwendet werden.

​1. Weichsitzventile​

• ​Dichtungsmaterial:Eine Seite des Dichtungspaares besteht typischerweise aus nichtmetallischen, weichen Materialien wie zum Beispiel:
  • ​Elastomere(Nitrilkautschuk NBR, EPDM, Fluorkautschuk FKM usw.)
  • ​Kunststoffe(PTFE, verstärktes PTFE, Nylon, PEEK usw.)
• ​Funktionsprinzip:Setzt auf dieelastische VerformungDas weiche Material wird so eingesetzt, dass mikroskopisch kleine Unebenheiten auf den Dichtflächen ausgeglichen werden. Dadurch entsteht eine dichte Verbindung, die entweder absolute Dichtheit oder eine sehr hohe Dichtigkeit gewährleistet.
• ​Vorteile:​
  • ​Hervorragende Abdichtung:Kann erreichenblasenfreie Absperrung(z. B. ANSI Klasse VI), wodurch eine sehr effektive Abdichtung gewährleistet wird.
  • ​Niedriges erforderliches Dichtungsdrehmoment:Aufgrund der Weichheit des Materials ist weniger Kraftaufwand nötig, um es zu verformen und eine Abdichtung zu erreichen, was die Bedienung erleichtert.
  • ​Eine gewisse Toleranz gegenüber Feinstaub:Kleine Verunreinigungen können in das weiche Material eingebettet werden, ohne die Dichtung zu beeinträchtigen.
  • ​Geringere Kosten:Weiche Sitze sind im Allgemeinen günstiger in der Herstellung und im Austausch.
• ​Nachteile:​
  • ​Schlechte Temperaturbeständigkeit:Nichtmetallische Werkstoffe sind im Allgemeinen nicht hochtemperaturbeständig. Sie eignen sich typischerweise für Medien im Bereich von …-20 °C bis 180 °C(abhängig vom jeweiligen Material; PTFE hat einen höheren Wert, Elastomere einen niedrigeren).
  • ​Schlechte Abrieb- und Erosionsbeständigkeit:Hochgeschwindigkeitsflüssigkeiten oder Medien, die harte Partikel enthalten, können die weiche Dichtungsfläche schnell abtragen, abschleifen und beschädigen, was zu einem Dichtungsversagen führt.
  • ​Eingeschränkte chemische Kompatibilität:Während PTFE eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit aufweist, müssen Elastomere je nach Medium sorgfältig ausgewählt werden.
  • ​Altern:Elastomere Werkstoffe können altern und bei Einwirkung von UV-Licht, Ozon usw. spröde werden.

​Repräsentative Ventile:Weichdichtende Absperrklappen, weichdichtende Kugelventile, Membranventile.

​2. Ventile mit Metallsitz​

• ​Dichtungsmaterial:Beide Seiten des Dichtungspaares bestehen aus metallischen Werkstoffen oder einer Kombination aus Metall und harten, nichtmetallischen Werkstoffen. Gängige Kombinationen sind:
  • Edelstahl + Edelstahl (SS vs SS)
  • Stellite-Legierung + Stellite-Legierung
  • Gehärtete Legierungen + Gehärtete Legierungen
  • Metall + Keramik
• ​Funktionsprinzip:Die Dichtung nutzt die inhärente Härte der Metalle, die extrem hohe Oberflächengüte und die präzise Geometrie (z. B. Linien- oder Kugelkontakt). Im Vergleich zu weichen Dichtungen sind deutlich höhere Schließkräfte erforderlich, um die beiden harten Oberflächen fest zusammenzupressen.
• ​Vorteile:​
  • ​Hohe Temperaturbeständigkeit:Kann verwendet werden inHochtemperaturanwendungen(bis zu 600°C und darüber hinaus), wie z. B. Dampf- oder Thermoölsysteme.
  • ​Ausgezeichnete Abrieb- und Erosionsbeständigkeit:Ideal für abrasive Medien, diePartikel, Pulver, Suspensionen, usw.
  • ​Hohe Druckbeständigkeit:Hohe mechanische Festigkeit, geeignet fürHochdruckanwendungen.
  • ​Alterungsbeständigkeit, lange Lebensdauer:Metallische Werkstoffe sind stabil und alterungsbeständig und bieten unter rauen Bedingungen oft eine wesentlich längere Lebensdauer als weiche Sitze.
• ​Nachteile:​
  • ​Höhere relative Leckrate:Aufgrund der hohen Härte von Metallen ist ein hundertprozentig perfekter Kontakt schwer zu erreichen. Leckraten sind typischerweise …ANSI Klasse V oder IVwas eine absolut dichte Abdichtung erschwert (obwohl Hochleistungs-Metalldichtungen, die präzisionsgeläppt sind, sehr hohe Standards erreichen können).
  • ​Hohes Betriebsdrehmoment:Um die beiden harten Oberflächen zusammenzupressen, ist eine größere Kraft erforderlich, was größere Aktuatoren notwendig macht.
  • ​Hohe Fertigungsanforderungen:Für die Gewährleistung der Dichtheit sind hohe Präzision bei der Bearbeitung, der Oberflächenbeschaffenheit und der Wärmebehandlung der Dichtungsmaterialien erforderlich.
  • ​Höhere Kosten:Insbesondere Ventile mit speziellen Legierungen oder Keramikdichtungen sind teuer.

​Repräsentative Ventile:Metallisch dichtende Absperrklappen, metallisch dichtende Kugelventile, Schieberventile, Absperrventile.

​II. Wie wählt man: Weicher Sitz oder Metallsitz?​

Der Schlüssel zur Auswahl ist„passend zur Anwendung.“Es gibt keine absolut beste Wahl, sondern nur die am besten geeignete für die jeweiligen Bedingungen.

Folgen Sie diesem Entscheidungsprozess:

​Schritt 1: Medienmerkmale analysieren​

• ​Wie hoch ist die Temperatur?​
  • ​≤ 80°C:​BevorzugenWeicher Sitz(z. B. EPDM, NBR).
  • ​80 °C ~ 200 °C:Erwägen Sie PTFE-Dichtungen oder Hochleistungsdichtungen.Metallsiegel.
  • ​≥ 200°C:​Metallsitz erforderlich.
• ​Enthält es Schleifpartikel?​
  • ​Ja(z. B. Mineralaufschlämmungen, Pulver, Asche/Schlacke):Metallsitz erforderlich(Es werden verschleißfestere Optionen wie Keramik oder gehärtete Legierungen empfohlen.)
  • ​No(sauberes Wasser, Luft, Öl): Sowohl weiche als auch metallische Sitze sind möglich; siehe weitere Anforderungen.
• ​Wie hoch ist die Korrosivität?​
  • Stark korrosive Medien (z. B. konzentrierte Säuren, starke Laugen):Weiche SitzePTFE-Legierungen sind aufgrund ihrer überlegenen chemischen Beständigkeit oft die bevorzugte Wahl. Bei hohen Temperaturen kommen spezielle Legierungen (z. B. Hastelloy) zum Einsatz.Metallsiegelsind erforderlich.

​Schritt 2: Prozessanforderungen definieren​

• ​Wie hoch ist die zulässige Leckrate?​
  • ​Absolute Dichtheit oder sehr hohe Dichtungsklasse erforderlich(z. B. teure, giftige oder gefährliche Medien): Bevorzugen SieWeicher Sitz.
  • ​Geringfügige Leckagen akzeptabel(z. B. Kühlwasser, Lüftungsanlagen):Metallsitzkann ausreichend sein.
• ​Wie hoch ist der Systemdruck?​
  • ​Niedriger bis mittlerer Druck​ (PN16 / Klasse 150): Beide Typen sind möglich.
  • ​Hochdruck​ (PN25 / Klasse 150): BevorzugenMetallsitz.
• ​Welche Betriebsfrequenz hat das Gerät?​
  • ​Häufiges Radfahren:Die Verschleißfestigkeit und lange Lebensdauer vonMetallsiegelsind vorteilhaft.
  • ​Gelegentlicher Betrieb:Die Wirtschaft vonWeiche Sitzeist prominenter.

​Schritt 3: Gesamtkosten berücksichtigen​

• ​Begrenztes Anfangsbudget, moderate Medienbedingungen:Wählen SieWeichsitzventilefür eine bessere Kosteneffizienz.
• ​Harte Bedingungen, Priorität auf langfristiger Stabilität und niedrigen Ausfallraten:ObwohlMetallsitzventileObwohl sie eine höhere Anfangsinvestition erfordern, können ihre längere Lebensdauer und die geringere Wartungshäufigkeit die Gesamtbetriebskosten über den gesamten Lebenszyklus des Ventils reduzieren.

​III. Vergleichende Zusammenfassung (in Absatzform)​

Die Wahl zwischen weichen und metallischen Ventilsitzen hängt von ihren jeweiligen Eigenschaften ab. Ventile mit weichen Dichtungen verwenden Materialien wie Gummi oder PTFE und bieten folgende Vorteile:ausgezeichnete Abdichtungfähig zu erreichenNullleckage (ANSI Klasse VI), ​niedriges Betriebsdrehmomentundniedrigere KostenAllerdings sind sie durch Folgendes eingeschränkt:schlechte Temperaturbeständigkeit(typischerweise unter 180 °C/356 °F),schlechte Abriebfestigkeitund Anfälligkeit für Alterungsprozesse. Sie eignen sich am besten fürsauber, niedrige Temperatur, nicht scheuerndMedien wie Wasser, Luft oder milde Chemikalien, bei denen ein absolut dichtes Absperren von entscheidender Bedeutung ist.

Im Gegensatz dazu verwenden Metalldichtungsventile gehärtete Metalle oder Keramik und bieten dadurch …überlegene Temperaturbeständigkeit(geeignet für Temperaturen über 600 °C/1112 °F),ausgezeichnete Abrieb- und ErosionsbeständigkeitundHochdruckfähigkeitZu ihren Nachteilen gehört einhöhere relative Leckrate(typischerweise ANSI Klasse V/IV),höheres Betriebsdrehmomentundhöhere AnfangskostenSie sind unerlässlich für Anwendungen, die Folgendes beinhalten:hohe Temperaturen, abrasive Partikel, Schlämme oder hoher DruckBeispiele hierfür sind Dampfsysteme, Pulverhandhabung oder Bergbauschlämme.

​Abschließende Empfehlung:​

• ​Auswahl eines Ventils für Leitungswasser, Klimaanlagenwasser oder milde chemische Lösungen?—Weicher Sitzist die ideale Wahl, da sie eine dichte Absperrung und gute Wirtschaftlichkeit bietet.
• ​Auswahl eines Ventils für Dampfleitungen, staubhaltige Gase oder Mineralschlämme?—Metallsitzist die notwendige und zuverlässige Option, die für Langlebigkeit unter harten Bedingungen entwickelt wurde.
• ​Ist der Antrag komplex oder unklar?— Ziehen Sie stets einen professionellen Ventillieferanten oder -ingenieur zu Rate. Geben Sie detaillierte Betriebsparameter (Medium, Temperatur, Druck, Vorhandensein von abrasiven Medien, Dichtheitsanforderungen) an, um eine fachkundige Empfehlung für den am besten geeigneten Ventiltyp und das passende Material zu erhalten.