Zero Leakage bei Ventilen: Ist das möglich und welche Standards gelten?

Nullleckage bei Ventilen ist eine äußerst gefragte Eigenschaft in der Industrie- und Prozesssteuerungsbranche. Um die Effizienz zu steigern, die Wartungskosten zu senken und die Betriebssicherheit zu verbessern, ist es häufig erforderlich, den Austritt von Medien durch ein Ventil vollständig zu verhindern. Aber ist es überhaupt möglich, bei Ventilen Null-Leckage zu erreichen?

Die Antwort auf diese Frage ist kein einfaches Ja oder Nein. Das Konzept der Null-Leckage ist relativ und das akzeptable Leckageniveau kann abhängig von der spezifischen Anwendung und den dafür geltenden Industriestandards, wie z. B. API598, ISO5208, API6D oder FCI 70-2. Diese Normen definieren Leckraten unter bestimmten Testbedingungen und einer bestimmten Testzeit. Insbesondere bei Weichsitzventilen erfordern diese Tests beim Testaufbau „0 Luftblasen oder 0 Wassertropfen“. Nach diesen Normen geprüfte Ventile werden daher manchmal als „Null-Leckage“-Ventile bezeichnet. In der Praxis gibt es kaum eine Nullleckage, auch nicht bei neuen Ventilen, da durchaus mikroskopisch kleine Materialmengen über den Ventilsitz gelangen können.

Einige Beispiele: Betrachtung akzeptabler Sitzleckraten für Ventile mit Metallsitz:

Der Standard API598 definiert abhängig von der Ventilgröße die folgenden akzeptablen Leckraten für Flüssigkeiten und Gase:

• Die Flüssigkeitsleckraten liegen zwischen 5 Tropfen/Minute und 96 Tropfen/Minute
• Die Gasleckraten liegen zwischen 10 Bub/min und 192 Bub/min.

Diese Leckraten müssen jedoch bei Werksabnahmetests erreicht werden, die in der Regel beim Ventilhersteller durchgeführt werden.

Qualitätskontrolle von Ventilen am Prüfstand

Mit dem Einsatz von Ventilen im Feld werden unterschiedliche Erfahrungen gemacht. Untersuchungen zeigen, dass bereits nach wenigen Betriebszyklen Undichtigkeiten an Ventilen festgestellt werden, die den reibungslosen Ablauf industrieller Prozesse gefährden.

Nach einigen Betriebszyklen werden undichte Ventile festgestellt

Je nach Wahl des Ventils muss sich der Anwender darüber im Klaren sein, dass eine Werksabnahmeprüfung mit „sauberem“ Medium eine Sache ist, der Einsatz des Ventils vor Ort, wo man z.B. Sandpartikel im Erdgas können völlig unterschiedlich sein.

Darüber hinaus testen viele Unternehmen Ventile derzeit nicht auf Undichtigkeiten, sobald sie vor Ort angebracht sind, was dazu führt, dass sie oft unerkannt bleiben, bis sie zu Betriebsproblemen führen.

Eine regelmäßige Inspektion von Ventilen während des Betriebs mit Technologien wie akustische Emission ist daher dringend zu empfehlen und kann Unternehmen dabei unterstützen, undichte Ventile zu erkennen, lange bevor sie Schäden an der Anlage verursachen oder eine Gefahr für Mitarbeiter darstellen können.

Ventilinspektion mit akustischer Emission

Abschluss:

Bei der Qualitätskontrolle nach der Produktion ist theoretisch eine Leckage von Ventilen ohne Leckage möglich. In den Normen ist jedoch bereits eine kleine akzeptable Leckage festgelegt, abhängig vom Ventiltyp und der Ventilgröße. Nach der Installation vor Ort stehen Betreiber jedoch häufig vor weiteren Herausforderungen. Moderne Technologien wie die akustische Emission können Unternehmen bei der Ventilinspektion im laufenden Prozess unterstützen und selbst kleine Lecks rechtzeitig erkennen.

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