Armaturen und Rohrleitungstechnik — Fragen & Antworten

1) Was ist ein Hammer-Blindventil und was sind seine wichtigsten Anwendungen? Das Ventil, wie in Abb. 8, ermöglicht einen einfachen und schnellen Antrieb und dient dazu, insgesamt Dichtheit (Dichtigkeit) zu gewährleisten.

1) Wozu wird das Element Silizium (Si) in der Stahlindustrie verwendet und welche Vorteile bietet es? Werden die Angaben zum Siliziumgehalt in Punkt 3 erwähnt? Silizium wird in Stählen als Entoxidations- und Legierungszusatz verwendet; es erhöht Festigkeit und Elastizität. Angaben zu Zusammensetzung und Spezifikation sollten in den metallurgischen Unterlagen bzw. in der Spezifikation (z. B. ASTM A106 bei Rohrmaterial) dokumentiert sein.

1) Welche Arten von Rohrenden (Endverbindungen) gibt es und welche ASME-Normen legen die Abmessungen dieser Enden fest? Gewindige Enden: ASME B1.20.1; abgeschrägte Enden (Bevel): in Verbindung mit ASME B16.5 bzw. ASME B16.9 je nach Flansch-/Formteiltyp; Flansche und zugehörige Abmessungen: ASME B16.5 (Flansche bis bestimmten Nenndruck und Größe), ASME B16.47 für größere Flanschen.

1) Es soll verzinktes Rohr für ein Druckluftsystem verwendet werden. Welche Art von Ende ist bei diesem Rohr wahrscheinlich? Welcher Zeitplan (Schedule) sollte mindestens verwendet werden und warum? Gewindeende (threaded) ist typisch für verzinkte Rohre, weil beim Schweißen die Zinkbeschichtung verloren gehen und Korrosionsschutz beeinträchtigt wird. Als Mindestdruckklasse wird häufig Schedule 80 empfohlen (höhere Wanddicke für mechanische Beanspruchung und Druck).

Welche Art von austenitischem Edelstahl sollte bei Betriebstemperaturen um 700 °C eingesetzt werden? Begründen. Niob- und Titan-stabilisierte austenitische Stähle (stabilisierte austenitische Chrom-Nickel-Stähle), da die Stabilisierung das Karbidausscheiden verhindert und die Korrosions- und Kriechbeständigkeit bei hohen Temperaturen verbessert.

Kann Kohlenstoffstahl bis -45 °C verwendet werden? Wenn ja, welche Materialspezifikation für Kohlenstoffstahl wäre geeignet und warum? Ja. Beispielsweise ist ASTM A333 (z. B. Grade 6) für tiefe Temperaturen spezifiziert, da solche Stähle eine feinkörnige Struktur haben und zähigkeitsgeprüft sind, um Sprödbruch bei niedrigen Temperaturen zu vermeiden.

1) Welche (3) Hauptarten der Rohrfase für Schweißverbindungen gibt es? Beschreiben Sie jede und nennen Sie Anwendungsfälle. Hauptarten der Schweißnuten-/Fase:

• V-Fase (einseitig abgeschrägt): Häufig für dünnere Wandstärken oder wenn einfache Vorbereitung genügt.
• U-Fase (tiefere, gebogene Nut): Verwendet bei dicken Wandstärken, um Schweißvolumen zu reduzieren und bessere Einbrandform zu erhalten.
• J-Fase (einseitige J-Form): Bei einseitiger Vorbereitung kombiniert guter Einbrand mit reduziertem Schweißvolumen; oft bei einseitig zugänglichen Verbindungen.

Wann angewendet: Auswahl nach Wandstärke, Zugänglichkeit, Schweißverfahren und Wirtschaftlichkeit.

Neben dem Stumpfschweißen, welche anderen Schweiß- oder Fügeverfahren werden verwendet, um Rohre und Formstücke zu verbinden? Welche sind die Grenzen der Anwendung? Löt- und Stopfenverbindungen (solder/plug) werden beispielsweise für kleine Durchmesser bis ca. 1/2" verwendet; Einschränkungen: Temperatur-, Druck- und Medienverträglichkeit (Löten nicht geeignet für hohe Drücke/Temperaturen oder aggressive Medien).

1) Was sind die wichtigsten Typen von Flanschen in Rohrleitungen? Kurzbeschreibung. Haupttypen von Flanschen:

• Weld-neck (Schweißhalsflansch): Für hohe Drücke und Temperaturen; gute Spannungsübertragung an das Rohr.
• Slip-on (Aufsteckflansch): Einfaches Aufstecken auf das Rohr und Anschweißen; günstiger, für niedrigere Drücke.
• Socket-weld (Aufsteckanschweißflansch): Rohr steckt in die Buchse und wird verschweißt; geeignet für kleinere Durchmesser und höhere Druckklassen.
• Threaded (Gewindeflansch): Geschraubt, ohne Schweißen; für niedrige Drücke und wenn Schweißen nicht möglich ist.
• Lap-joint (Losflansch): Nutzung mit loser Flanschplatte und Ring oder Mutter; vorteilhaft bei Ausrichtung und häufigen Demontagen.
• Blindflansch: Zum Absperren von Leitungsenden bzw. Prüföffnungen.

Das semi-metallische und metallische Dichtungen werden vorzugsweise auf welcher Art von Flanschflächen verwendet und warum? Semi-metallische und metallische Dichtungen benötigen in der Regel eine ebene, glatte und passend bearbeitete Flanschfläche (z. B. leicht erhabene Fläche oder speziell bearbeitete Nut für RTJ), damit der Dichtungsring den vorgesehenen Bereich vollständig ausfüllt und eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet ist.

1) Was sind die Hauptanwendungen von Bögen/Elbows? Für welche Dienste sind sie nicht empfehlenswert? Bögen werden eingesetzt, um die Richtung einer Leitung zu ändern (z. B. 90°-, 45°-Bögen). Nicht empfohlen sind sehr enge Biegeradien in Anwendungen mit hohem Druckverlust- oder erosiven Strömungsverhalten; bei sehr großen Durchmessern bzw. hohen Druckklassen (z. B. 400 lb) sind besondere Konstruktionen oder gegliederte Richtungsänderungen zu bevorzugen. Sehr kleine Radien (z. B. q ≤ 8 cm) sind auf bestimmte Fälle begrenzt.

Das Gehäuse, das den inneren Druck der Flüssigkeit enthält, wird in welche Teile unterteilt? Was sind die Hauptbestandteile und wo befinden sie sich? Der Armaturenkörper (Gehäuse) beinhaltet u. a. den Körper selbst, den Deckel/Bonnet, den Sitz(e) und das Schließelement (Kegel, Scheibe, Kugel etc.). Die Hauptverwaltung (Sitz, Verschluss) befindet sich im Inneren des Körpers.

1) Was versteht man unter der "Trim" eines Ventils? Welche Bauteile umfasst die Trim? Die Trim (Ventil-Trim) bezeichnet die inneren, beweglichen und dichtenden Komponenten eines Ventils: Spindel, Kegel/Stopfen, Sitze, Führungen, Dichtungen, Packungen und ggf. Stellglieder.

1) Auf welche Weisen können Ventile betrieben werden? Nennen Sie Beispiele. Manuell (Handrad, Hebel), motorisch/elektrisch (elektrische Antriebsmotoren), pneumatisch (Druckluftzylinder), hydraulisch sowie automatisch durch Stellglieder mit Rückmeldung (Regelventile).

Was ist die wichtigste Art von metallischer Beschichtung/Beschichtung für Sitz und Kegel bei Dampfservices? Wie sollten Sitze und Kegel bei niedrigem, mittlerem und hohem Dampfdruck/-temperatur ausgelegt sein? Stellite- oder ähnliche harte Auftragschweißungen werden häufig für Sitz- und Kegeloberflächen in Dampfservices verwendet, um Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Die Auswahl der Legierung und Härte hängt vom Druck/Temperatur-Bereich ab: für niedrige Dampfbedingungen genügt oft weichere, korrosionsbeständige Ausführung, für mittlere bis hohe Bedingungen sind harte, verschleißfeste Auftragschweißungen (z. B. Stellite) erforderlich; bei sehr hohen Temperaturen sind spezielle Hochtemperaturwerkstoffe zu wählen.

Beschreiben Sie das "Fire-Safe"-Kugelhahnkonzept. Was ist die Anwendung? Wie viele Sitze hat ein solches Ventil üblicherweise und welche Prüfungen sind verpflichtend? Ein Fire-Safe-Kugelhahn ist so konstruiert, dass er nach einem Brand die Dichtigkeit weitgehend erhält oder sicherstellt, dass metallische Dichtflächen die Aufgabe übernehmen, falls elastische Dichtungen verbrannt sind. Üblicherweise sind zwei Sitze vorhanden; elastische Sitzringe werden durch metallische Sitzflächen ergänzt oder ersetzt. Verpflichtende Prüfungen umfassen brandfestigkeitsbezogene Tests (z. B. API 607 / ISO 10497) sowie Dichtheitsprüfungen nach definierten Kriterien (Sitz- und Gehäusetests).

Was ist die wichtigste Besonderheit von Armaturen für Tieftemperaturbetrieb (< -104 °C)? Warum ist dieses Merkmal notwendig? Typische Besonderheit: verlängerte oder speziell isolierte Spindel/Antriebe sowie geeignete Werkstoffe und Auslegung, um Einfrieren bzw. Versprödung der Antriebsteile zu vermeiden; dies verhindert das Festfrieren des Betätigungsmechanismus.

1) Beschreiben Sie die Funktion von Filtern im Leitungsnetz sowie die Arten und Unterschiede in der Anwendung. Filter zur Entfernung von Partikeln und Verunreinigungen: temporäre Filter werden während Inbetriebnahme/Spülung verwendet, um grobe Verunreinigungen zu entfernen; permanente Filter (In-Line-Filter, Siebe, Strainer) schützen Geräte dauerhaft an den Eintrittsstellen. Unterschiedlich in Porengröße, Reinigungsart (gesiebter Korb, Y-Strainer, Duplex-Filter) und Anwendungsdauer.

Welche Art von Service nutzt aktiv vorgespannte Ventilsitzdichtungen (active load / pre-load)? Welche anderen internen Ventilelemente können für diese Dienste genutzt werden und wie wird die aktive Vorspannung erreicht? Aktiv vorgespannte Sitzdichtungen (z. B. federbelastete Sitze) werden bei wechselnden Temperaturen/Drücken oder bei Sitzdichtungen mit Verschleiß eingesetzt, um konstante Anpresskraft sicherzustellen. Weitere interne Elemente: Rückstellfedern, Teller- oder Tellerfedern, Spannringe. Die aktive Vorspannung wird mittels Federn, Unterlegscheiben oder Vorspannmechanismen realisiert.

1) Beschreiben Sie die vier Arten von Druckprüfungen, die an Ventilen angewendet werden, um Festigkeit und Dichtigkeit zu überprüfen. Welche dieser Prüfungen verlangt API 598 mit Leckrate Null? Vier Prüfarten:

• Gehäuseprüfung (Shell test): Hydrostatischer Test des Ventilkörpers zur Prüfung der Festigkeit.
• Sitzprüfung (Seat test): Hydrostatische oder pneumatische Prüfung der Dichtheit zwischen Sitz und Verschluss.
• Hochdruck-Sitzprüfung (High-pressure seat test): Sitzprüfung bei erhöhtem Druck zur Simulation Betriebsbedingungen.
• Niederdruck-Sitzprüfung / Gasprüfung (Low-pressure seat test): Leckrateprüfung bei Betriebsdruck, oft mit Gas.

API 598 verlangt eine Dichtheitsprüfung der Sitze; dabei ist die Leckrate entsprechend Spezifikation zu bewerten—im Rahmen der gängigen Interpretation wird für die Sitzprüfung eine sehr geringe bis keine Leckage gefordert (Ziel: praktisch dicht), je nach Ventiltyp und Anforderung.

1) Was sind Kondensatableiter (Traps)? Nennen Sie die wichtigsten Typen und beschreiben Sie drei davon. Kondensatableiter entfernen Kondensat aus Dampf- oder Kondensatableitungsleitungen.

• Schwimmer-Thermostat-Kombination (Float & Thermostatic): Mechanischer Schwimmer öffnet/ schließt; thermostatisches Element entlüftet Luft.
• Pott- oder Kugel-Ableiter (Pot trap): Einfaches, robustes Prinzip für bestimmte Anwendungen mit periodischer Entleerung.
• Thermodynamische (Velocity/Disc) Falle: Nutzt dynamische Effekte; sehr kompakt, geeignet für schnelle Druckwechsel.

Was sind die minimal erforderlichen Informationen, um ein Ventil zu beschreiben und zu beschaffen? Beschreiben Sie vollständig ein Sitzventil (Globe valve) mit folgenden Angaben: Körper aus Kohlenstoffstahl und Innenleben AISI 304, DN 4 und Class 300 #; weitere Details nach Kauf sind frei wählbar, das muss aber ausreichend sein, um korrekt zu bestellen. Minimal erforderliche Informationen beim Ventilkauf:

• Ventiltyp und Funktion (z. B. Sitzventil / Globe valve)
• Nennweite (DN 4), Nennklasse/Ratings (Class 300 #)
• Gehäusematerial (Kohlenstoffstahl) und Innenteile (AISI 304)
• Anschlussart (Flansch, Gewinde, Schweißende) und Norm/Flanschformat
• Temperatur- und Druckbereich, Medium
• Dichtungs- und Sitzmaterial (z. B. elastomerisch, Metall, Stellite-Auftrag)
• Spezifische Prüfanforderungen (z. B. API 598, hydrostatisch, dichtheitsklasse)
• Hersteller/Typnummer, ggf. Zeichnungen, Face-to-face Maße
• Oberflächenbehandlung, Lackierung, Korrosionsschutz

Beispielbestellung (vollständig genug, um korrekt zu erhalten): Sitzventil (Globe valve), DN 4, Class 300, Gehäuse aus Kohlenstoffstahl (nach relevanter Norm), Innenteile (Trim) aus AISI 304, Flanschanschlüsse nach ASME B16.5, Dichtung: Metall/Graphit gemäß Spezifikation, Druck-/Temperaturbereich: x bis y, Prüfungen: Gehäusehydrostatik und Sitzdichtheit nach API 598; Hersteller/Typ: optional / nach Wahl.

1) Ordnen Sie den folgenden Komponenten/Typen die entsprechenden Funktionen/Anwendungen zu:

Couch · Cunha; Schublade · Änderung der Richtung, Kurve/Bögen · Gewährleistung 100% Dichtung (Abb. 8) · Automatische Speicherung/Antrieb · Zapfen; Kugel · Doppelsitz gegen Feuer (Fire-Safe) · Innenring und/oder Außenring; Spiralwickeldichtung · Endwinkel, Ventil · Druckstufen; Flansch · Terminplan; Rohr

1) Was sind die wichtigsten Dokumente des industriellen Rohrleitungsdesigns? Welche der folgenden Informationen geben sie an?

Wichtige Dokumente und die von ihnen enthaltenen Informationen:

• TAG-Liste / Rohrleitungskennzeichnung: Kennung der Leitungen, Funktion
• Flussdiagramm (P&ID): Fluss, Ventile, Instrumente und Steuerung
• Rohrwanddicke (Berechnung): Erforderliche Dicke, Materialangaben
• Isometrische Zeichnungen: Rohrverlauf, Längen, Schweißnähte, Bemaßung
• Anlagen-Größen / Line-Size-Plan: Leitungsgrößen in der Anlage
• Spezifikationen und Beschreibungen von Ventilen und Zubehör; Stücklisten (Line List)
• Design-Datenbank (Betriebsdruck und -temperatur), Inspektionsanforderungen
• Kontingenzpläne, Vermessungen, isometrische Unterlagen