Einsatzverhalten von Hochdruck-Kugelhähnen in Erdgas- und Wasserversorgungsleitungen

Hochdruck-Kugelhähne sind entscheidende Komponenten in kritischer Infrastruktur und gewährleisten eine zuverlässige Strömungsregelung in Erdgashochdruckleitungen und Trinkwasserversorgungssystemen. Diese Hähne arbeiten unter strengen Bedingungen, bei denen Präzision bei der Dichtheit, Korrosionsbeständigkeit und mechanischen Langlebigkeit erforderlich ist.

Erdgasleitungen: Leistung in schwefelwasserstoffhaltigen Umgebungen
In Erdgashochdruckleitungssystemen müssen Kugelhähne hohen Drücken standhalten (in einigen Abschnitten bis zu 10 MPa) und aggressivem Schwefelgas (H₂S-Konzentrationen ≥ 300 ppm). Daher ist die Einhaltung der Normen API 6D und NACE MR0175 zwingend erforderlich.

Material- und Konformitätsdesign
Beständigkeit gegen saures Gas: Ventilkörper und -auskleidungen bestehen in der Regel aus Duplex-Edelstahl (ASTM A890 Gr. 5A) oder nickelbasierten Legierungen (Inconel 625) und sind nach NACE MR0175 zertifiziert, um Rissbildung durch Schwefelwasserstoff (SSC) und wasserstoffinduzierte Risse (HIC) zu verhindern.

Installations- und Betriebsherausforderungen
Schweißen und Spannungsmanagement: Ventile werden (ASME B31.8) geschweißt oder (ANSI B16.5) mit Flanschen in Rohrleitungen eingebaut, wobei die Ausrichtung entscheidend ist, um eine durch thermische Spannung verursachte Sitzverformung zu vermeiden. Bei einem Vorfall im Jahr 2022 führten falsch ausgerichtete Flansche zu einer Sitzversetzung von 0,5 mm, was zum Versagen der Dichtung während eines Druckstoßes führte.

Trinkwasserversorgungssysteme: Langlebigkeit in chlorierten Umgebungen
Bei der kommunalen Trinkwasserverteilung müssen Kugelhähne einen kontinuierlichen Durchfluss (Geschwindigkeit ≤3 m/s) sowie chloriertes Wasser (freies Chlor 0,5–1,5 mg/L) bewältigen und den Normen AWWA C507 sowie NSF/ANSI 61 für Trinkwassersicherheit entsprechen.

Zusammenfassung
Hochdruck-Kugelhähne überzeugen durch ihr Leistungsvermögen in diversen kritischen Anwendungen, wenn sie mit gezielter Werkstoffauswahl, Konformität zu Industriestandards und proaktiver Wartung kombiniert werden. Im Bereich Erdgas sind dabei die Beständigkeit gegen saures Gas sowie absolut dichte Absperrelemente von größter Bedeutung. Bei Wassersystemen hingegen spielen Chlorbeständigkeit und eine hohe Schaltzyklus-Festigkeit eine entscheidende Rolle. Durch die Integration von Felddaten, Industriestandards (API, AWWA, ISO) und innovativen Technologien können Betreiber die Ventilperformance optimieren und somit Sicherheit sowie Effizienz in Infrastrukturnetzen gewährleisten.