Gasarmaturen und -ausrüstung: Varianten + Auswahlbesonderheiten

Eine Gasleitung ist eine technische Konstruktion, deren jedes Element und jeder Knoten eine wichtige bestimmte funktionale Aufgabe löst und für die Sicherheit, Qualität und Unterbrechungsfreiheit des Netzbetriebs verantwortlich ist. Die verschiedenen Gasarmaturen und -ausrüstungen unterscheiden sich in der Ausführungskomplexität, im Herstellungsmaterial, in der Bestimmung und in den Typen.

Armaturen für Gasleitungen – das ist eine breite Klasse von Vorrichtungen und Geräten, die an Gasleitungen sowie an Geräten montiert werden. Mit ihrer Hilfe erfolgen das Abschalten/Einschalten, die Änderung der Richtung, der Menge, des Drucks des Gasstroms oder die vollständige Entfernung von Gasen. Das breite Sortiment dieser Teile ist klassifiziert, wodurch man sich recht leicht mit der Frage der Klassifizierung von Gasarmaturen vertraut machen kann.

Lassen Sie uns gemeinsam die ganze Vielfalt der Armaturen für Gasrohrleitungen und die Besonderheiten ihrer Auswahl betrachten.

Zweck von Gasarmaturen und -ausrüstung

Gasarmaturen und Gasausrüstung sind für die Montage an Rohrleitungen bestimmt, die für den Transport, die Versorgung und die Verteilung von blauem Brennstoff verwendet werden. Mit Hilfe dieser Mechanismen wird die Zufuhr ein- und ausgeschaltet, die Änderung von Druck, Menge und Richtung des Gasstroms vorgenommen. Die Armaturen haben grundlegende Eigenschaften wie Nenndruck (bedingter) und Nenndurchmesser.

Unter Nenndruck wird der max Druck bei einer Temperatur von 20 °C verstanden, bei dem eine lange Lebensdauer der verschiedenen Verbindungen von Elementen und Baugruppen mit der Rohrleitung gewährleistet wird. Die Nennweite (DN) – ist eine Eigenschaft, die in Rohrleitungsnetzen als gemeinsamer Parameter der zu verbindenden Teile verwendet wird.

Eine Gasrohrleitung umfasst nicht nur Rohre, sondern auch eine große Anzahl von Gasarmaturen, die ihren zuverlässigen Betrieb gewährleisten.

Der größte Teil der Armaturenvarianten besteht aus einem Absperr- oder Drosselgerät. Es handelt sich um Konstruktionen in Form eines Gehäuses, das außen mit einem Deckel verschlossen ist.

Im Inneren des Gehäuses bewegt sich ein Sperrschieber. Durch die Bewegung des Sperrschiebers relativ zu seinen Sitzen ändert sich die Fläche des Bereichs, durch den das Gas strömt. Dieser Prozess verursacht eine Änderung des hydraulischen Widerstands.

Einfache Konstruktion, erschwingliche Kosten und die Möglichkeit, Gasdrosselklappen in einem großen Temperaturbereich einzusetzen – das sind die Hauptvorteile von Gasdrosselklappen.

Die während Abschaltungen von Gaspipeline-Teilen in Kontakt kommenden Oberflächen von Schieber und Sitz werden als Dichtflächen bezeichnet. Bei Drosselgeräten werden die Oberflächen von Schieber und Sitz, die ihrerseits einen regelbaren Durchlass für den Transport des Arbeitsmediums bilden, als Drosselflächen bezeichnet.

Klassifizierung von Armaturen für Gasleitungen

Alle vorhandenen Arten von Gasarmaturen können je nach ihrem Verwendungszweck unterteilt werden in:

• Absperr-. Armaturen, die für periodische Abschaltungen einzelner Abschnitte der Gasleitung, von Geräten und Apparaturen verwendet werden. Zu dieser Art gehören Gashähne, Ventile und Schieber;
• Sicherheitsarmaturen. Sie dienen zur Verhinderung des Risikos eines Gasdruckanstiegs über die festgelegten Normen. Zu dieser Art von Armaturen gehört das Abblase-Sicherheitsventil.
• Regelarmaturen. Sie dienen zur Änderung und Aufrechterhaltung des Drucks in vorgegebenen Grenzen. Dazu gehören Drosselklappen, Schieber usw.
• Rückschlagarmaturen. Zur Verhinderung der Richtungsänderung der Gasströmung.
• Not- und Absperr-. Für die schnelle automatische Unterbrechung der Gasströmung in Richtung des Notfallabschnitts bei Störung des vorgeschriebenen Betriebszustands. Zu dieser Variante gehört das Absperr-Sicherheitsventil;
• Kondensatabführende. Diejenige, die im automatischen Modus das Kondensat entfernt, das sich in Kondensat-sammlern und an den unteren Abschnitten der Rohrleitungsnetze ansammelt;
• Kontrollarmaturen. Bestimmt den Druck der durchströmenden Masse, die Temperatur usw.

Nach der Steuerungsart können Armaturen von zwei Typen sein: gesteuerte und automatische. Die erste wird durch manuelle Betätigung oder mit Hilfe eines Antriebs betätigt: pneumatisch, hydraulisch, elektromagnetisch, elektrisch.

Der manuelle Steuerungsprozess zeichnet sich durch großen Kraftaufwand und Zeitverlust aus. Viel häufiger wird ein Antrieb installiert, und die Möglichkeit einer Notsteuerung für den Fall von Störungen bleibt erhalten. Und die zweite funktioniert mithilfe von Selbstauslösevorrichtungen.

Flanschverbindungen von Gasleitungen werden an Übergängen von Unterwasser- oder Untergrundabschnitten zu oberirdischen verwendet. Diese Art von Verbindungen hilft bei der Bekämpfung von elektrochemischer Korrosion.

Je nach Anschlussart unterscheidet man Geräte und Armaturen für Gasversorgungssysteme in:

• Flansch- – verwendet für Armaturen mit einem Durchgang für das Medium größer als 50 mm.  Die Verbindung mit den Rohren erfolgt durch Verschrauben der Flansche. Der Hauptvorteil einer solchen Verbindung  – die Möglichkeit von wiederholten Neuinstallationen, hohe Festigkeit und Zuverlässigkeit. Auch die universelle Einsetzbarkeit ist zu erwähnen. Als Nachteil wird nur das große Gewicht und die großen Abmessungen solcher Teile genannt;
• Muffen- – werden für den Anschluss von Geräten mit einem Durchgang von 65 mm und weniger verwendet. Die Verbindung erfolgt mittels Muffen mit Innengewinde. Der Nachteil von Muffenverbindungen ist, dass sich das Gewinde allmählich abnutzt;
• Zapfen- mit geschnittenem Außengewinde. Ein Gerät wird mit Hilfe des Gewindes in ein anderes Gerät eingeschraubt;
• Schweiß- – dies sind heutzutage selten verwendete nicht lösbare Verbindungen. Die Vorteile dieser Methode – zuverlässige Dichtheit und Minimierung von Wartungsmaßnahmen. Zu den Nachteilen zählt die bei Reparaturbedarf auftretende Schwierigkeit der Demontage der Verbindung, bei der der Abschnitt der Gasleitung einfach abgeschnitten wird;
• Nippel- – der Anschluss der Armaturen erfolgt mittels eines Nippels;
• Zuganker- – die Stutzen werden mit den Rohrflanschen durch Gewindestangen mit Muttern verbunden, die entlang der Armatur angeordnet sind;
• Verschraubungs- – der Anschluss der Armaturen erfolgt mittels eines Verschraubungsstutzens, einer Überwurfmutter und Dichtringen. Dies ist eine zuverlässige Verbindungsmethode mit Demontagemöglichkeit.

Neben den oben genannten gibt es auch andere Methoden zum Anschluss von Gasarmaturen, die jedoch nicht so häufig verwendet werden.

Ein Gas-Flanschfilter ist notwendig, um die Gasumgebung von Staub und Verunreinigungen zu reinigen, wodurch die Lebensdauer und die Funktionszuverlässigkeit von Gasgeräten erhöht werden.

Man sollte auch nicht vergessen, dass die Funktionalität der Rohrleitung und die Zuverlässigkeit des gesamten Gasverteilungssystems von der Qualität der ausgeführten Verbindung abhängen.

Symbolische Bezeichnungen von Gasarmaturen

Die in der Gaswirtschaft verwendeten Armaturen sind genormt. Jedes Teil trägt einen Code, der aus 4 Teilen besteht.

Die ersten 2 Ziffern des Codes geben die Armaturenart an:

• 11 – Hähne für Rohrleitungen;
• 14,15 – Absperrventile;
• 16 – Hubrückschlagventile;
• 17 – Sicherheitsventile;
• 19 – Rückschlagklappen;
• 25 – Regelventile;
• 30, 31 – Absperrschieber;
• 32 – Absperrklappen.

Auf der zweiten Stelle des Codes steht die Bezeichnung des Gehäusematerials: Kohlenstoffstahl – s, säurebeständiger Edelstahl -nsh, Grauguss – ch, Temperguss – kch, Bronze, Messing – br, Vinylplast – wp, legierter Stahl – ls, Aluminium – a.

Ein Gasabsperrschieber aus Gusseisen ist viel weniger korrosionsanfällig, aber er ist spröder als ein vergleichbares Gerät aus Stahl.

An dritter Stelle im Code steht die laufende Nummer des Bauteils. An vierter Stelle befindet sich die Bezeichnung des Materials der Dichtringe: Bronze oder Messing – b, Edelstahl – nzh, Gummi – r, Ebonit – e, Babbitt – bt, keine Dichtringe – bk.

Besonderheiten von Absperrarmaturen

Absperrarmaturen kommen am häufigsten in Gassystemen vor. Sie werden zur Regelung des Gasleitungsdrucks verwendet und funktionieren nach dem gleichen Prinzip wie in Wasserleitungen. Allerdings werden an die Bauteile in der Gasbranche höhere Sicherheitsanforderungen gestellt.

Wenn die Gaskonzentration in der Luft einen kritischen Wert erreicht, reicht bereits der kleinste Funke aus und es kann zu einer echten Katastrophe kommen.

Nach der Art der Bewegung des Funktionsmechanismus werden die Absperrarmaturen für Gasleitungen in folgende Typen unterteilt:

• Hahn – im Hahn bewegt sich das Absperrelement mit einem Drehkörper und dreht sich gleichzeitig um seine Achse. Es kann in beliebiger Richtung zum Strömungsverlauf angeordnet sein.
• Klappe – in diesem Bauteil dreht sich ein scheibenförmiges Element um seine Achse, schräg oder senkrecht zur Strömung.
• Ventil – in diesem Bauteil bewegt sich der Absperrkörper an der Spindel parallel zur Strömung hin und her.
• Schieber – in ihm bewegt sich das Regelelement senkrecht zur Strömung.

Zusammenfassend kann man sagen, dass zu den Absperrarmaturen Geräte gehören, die zum dichten Absperren von Gasleitungsabschnitten dienen. Diese Geräte müssen Dichtheit des Absperrens, schnelle Betätigung, geringen hydraulischen Widerstand und Wartungsfreundlichkeit gewährleisten.

Funktionsprinzip eines Schiebers

Am häufigsten sind auf Rohrleitungen unter den verschiedenen Arten von Absperrarmaturen für Gasanlagen Schieber zu finden. Sie werden verwendet, wenn der Gasstrom in Gasleitungen mit Nennweiten von 50 mm bis 2000 mm abgesperrt werden muss, wenn der Betriebsdruck im Bereich von 0,1–20 MPa liegt.

Bei Schiebern wird der Gasfluss durch Änderung der Position des Verschlusses relativ zu den Dichtflächen geregelt. Die nicht steigende Spindel wird beim Öffnen nicht aus der Haube ausgefahren. Bei ihrer Drehung zum Öffnen der Öffnung schraubt sich die Traversenmutter auf sie auf, wobei sie den Verschluss anhebt oder absenkt. Bei dieser Art von Schiebern befindet sich die Traverseneinheit im Arbeitsmedium, wodurch sie stärker der negativen Wirkung von Korrosion ausgesetzt ist.

Gerät mit ausfahrbarer Spindel: Die Spindel und der Verschluss werden durch Drehen der Gewindebuchse bewegt, wobei der obere Teil der Spindel nach oben ausfährt. Der Vorteil dieser Konstruktion ist, dass die Umgebung keinen Einfluss auf die Antriebseinheit hat.

Absperrschieber unterscheiden sich hinsichtlich der Verschlusskonstruktion in zwei Typen. Keilschieber haben einen Verschluss mit Dichtflächen, die in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet sind. Sie werden auch mit einem Gelenkverschluss hergestellt, der aus zwei Scheiben und einem massiven Keil besteht. Parallelschieber haben einen Verschluss aus zwei Scheiben, zwischen denen sich ein Spreizkeil befindet.

Drosselklappen werden aufgrund ihrer Einfachheit und Zuverlässigkeit häufig eingesetzt. Die Drossel regelt den durch sie strömenden Gasstrom sanft.

Für Gasleitungen, die für einen Druck bis 0,6 MPa ausgelegt sind, werden Schieber aus Grauguss verwendet; für Gasleitungen, in denen ein Druck von mehr als 0,6 MPa herrscht, werden Schieber aus Stahl verwendet. – aus Stahl.

Welche Vorteile von Schiebern im Vergleich zu anderen Absperrarmaturen lassen sich nennen? In geöffneter Stellung bieten sie nur einen geringen Strömungswiderstand, außerdem gibt es keine Richtungsänderungen des Gasstroms. Schieber haben eine kurze Baulänge. Sie sind einfach zu warten und ermöglichen einen Gasfluss in jede Richtung.

Besonders in dieser Kategorie sind die Klappen hervorzuheben. Sie gehören zur Absperr- und Regelarmatur, mit der der Gasdurchfluss geregelt und auch die Gaszufuhr in der Leitung unterbrochen werden kann. Klappen bestehen aus einem Gehäuse, einem scheibenförmigen Absperrorgan und einer Antriebswelle.

Klappen können in einem weiten Temperatur- und Druckbereich eingesetzt werden. Sie haben eine einfache Konstruktion, geringes Gewicht und einen niedrigen Materialverbrauch. Klappen haben eine kurze Baulänge und eine minimale Anzahl von Bauteilen. Ein großer Vorteil ist ihr günstiger Preis.

Der Druck in modernen Gasleitungen wird von zahlreichen empfindlichen Sensoren überwacht, die kleinste Abweichungen erfassen und die Informationen darüber an das Kontrollpult des Disponenten weiterleiten.

Wozu dienen Hähne?

Neben den zuvor genannten Geräten zählen zu den Absperrarmaturen auch Hähne und Ventile, die zum schnellen Anschließen/Abtrennen eines Geräts oder zum Regeln des Durchflusses des Arbeitsmediums erforderlich sind. Diese Teile können nach der Form des Verschlusses in Kugelhähne, Zylinderhähne und Kegelhähne unterteilt werden.

Um eine höhere Abdichtung im Hahn zu erreichen, wird unter Druck ein spezielles Konsistenzfett zwischen die Dichtflächen eingebracht. Es wird in einen Hohlkanal im oberen Teil eingefüllt und durch Anziehen einer Schraube durch die Kanäle in den vorhandenen Spalt zwischen Verschlusskörper und Gehäuse gedrückt.

Im Gehäuse des Hahns fungiert eine Kugel als Verschlusselement, und im Verschluss befindet sich eine Durchgangsbohrung, deren Durchmesser dem Durchmesser der Gasleitung entspricht.

Der Stopfen hebt sich ein wenig an, der Spalt vergrößert sich und die Leichtgängigkeit der Drehung wird gewährleistet. Die Messingdichtung und das Kugelventil verhindern das Auspressen des Schmiermittels und das anschließende Durchsickern von Gas.

Neben den Hähnen, die geschmiert werden müssen, werden in Gasleitungen einfache Drehhähne verwendet. Sie lassen sich in Spannhähne, Stopfbuchshähne und selbstabdichtende Hähne unterteilen. Sie können an oberirdischen Gasleitungen, an innerbetrieblichen Gasleitungen und an Hilfsleitungen (an Spülgasleitungen usw.) installiert werden.

Kondensatsammler und Kompensatoren

Zur Sammlung und Entfernung von Wasser und Kondensat werden auf den niedrigsten Ebenen von Gasleitungen Kondensatabscheider installiert.

Sie können unterschiedlicher Kapazität sein: eine große Kapazität ist erforderlich, wenn das transportierte Gas eine hohe Feuchtigkeit aufweist, eine kleinere eignet sich für den Transport von trockenem Gas. Darüber hinaus unterscheiden sich Kondensatabscheider je nach Druck des durchströmenden Arbeitsmediums in Geräte für niedrigen, mittleren und hohen Druck.

Niederdruckgeräte – sind ein Behälter mit einem Zollrohr, das unter eine Gasabdeckung geführt wird. Das Rohr endet mit einer Muffe und einem Stopfen. Dadurch wird Kondensat entfernt, der Druck gemessen und die Gasleitung gespült.

Mittel- und Hochdruckgeräte sind zusätzlich mit einem weiteren Schutzrohr und einem Hahn am inneren Steigrohr ausgestattet. Oben am Steigrohr befindet sich eine Öffnung zum Druckausgleich des Arbeitsmediums im Gehäuse und im Steigrohr. Ohne diese Öffnung würde das Kondensat unter Gasdruck das Steigrohr füllen, was bei niedrigen Temperaturen zu dessen Bersten führen könnte.

Ein Gaskondensatabscheider ermöglicht die Entfernung von Wasser und Kondensat aus dem Gas, das durch das Gasleitungssystem transportiert wird. Besonders relevant ist dieses Gerät in der Winterzeit.

Unter dem Einfluss des Gasdrucks erfolgt automatische Kondensatabsaugung. Wenn der Hahn geschlossen ist, wirkt das Gas dem Kondensat entgegen und es gleitet nach unten. Wenn der Hahn geöffnet wird, steigt das Kondensat an die Oberfläche.

Beim Betrieb von Gasleitungen kann der Temperaturunterschied mehrere Grad betragen. Eine so große Änderung kann Spannungen von mehreren zehn MPa verursachen. Daher müssen zur Gewährleistung des normalen Betriebs der Gasleitung Kompensatoren verwendet werden. Sie können linsenförmig, U-förmig, lyraförmig usw. sein.

Ein Gaskompensator verlängert die Lebensdauer der Gasleitung erheblich. Bei der Installation eines solchen Geräts müssen jedoch der Nenndruck und der maximale Gasdruck im System berücksichtigt werden.

Weiter verbreitet sind Linsen- und Wellbalgkompensatoren. U-förmige und lyraförmige Kompensatoren werden aus gebogenen, oft nahtlos gezogenen Rohren hergestellt. Ihr Hauptnachteil – große Abmessungen. Auf Rohrleitungen in Berg- und seismo-gefährdeten Gebieten werden Gummigewebe-Geräte installiert, die Verformungen sowohl in Längs- als auch in Querrichtung aufnehmen können.

Verbindungsarmaturen von Gasleitungen

Bei der Montage einer Gasleitung kann es erforderlich werden, Rohre aus unterschiedlichen Materialien oder mit unterschiedlichen Durchmessern zu verbinden. In diesem Fall wird ein Verbindungsflanschelement in das Netz eingebaut – Hilfsteile für die Verbindung.

Zu dieser Kategorie von Armaturen gehören Flanschadapter, Schellen, Blindstopfen, Verbindungsmuffen, Bögen, Kreuzstücke, T-Stücke, kurz gesagt Teile, deren Konstruktion keinen Absperr- oder Regelmechanismus vorsieht.

Eine Verbindungsarmatur wird benötigt, wenn Rohre aus unterschiedlichen Materialien, Rohrleitungsabschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern verbunden werden müssen, sowie bei Biegungen und Abzweigungen.

Für die Verzweigung der Gasleitung dienen T-Stücke und Bögen. Sie werden installiert, wenn das Rohr zu einem Verteilungsabschnitt für eine bestimmte Ortschaft gelangt, diese jedoch nicht der Endpunkt ist.

Mithilfe der Regelarmatur wird die Rohrleitung geteilt, und ein Teil des transportierten Gases gelangt in die Ortschaft, während ein Teil weiter transportiert wird.

Stahl-T-Stücke werden aus verschiedenen Stahlsorten hergestellt. Sie können in nahezu jedem Arbeitsmedium eingesetzt werden. Sie gewährleisten eine hochwertige Rohrverbindung und verfügen über eine gute Dichtheit.

GeräteMSR-Technikin Gasleitungssystemen

Neben all dem oben Genannten werden in Gasleitungssystemen zahlreiche Geräte der MSR (Mess-, Steuer- und Regelungstechnik) eingesetzt.

Neben der Gasarmatur werden an Gasleitungen auch MSR-Geräte installiert. Dies ermöglicht eine ständige Überwachung des Zustands der Anlagen und des technologischen Prozesses. Zudem können Vor- und Unfallsituationen rechtzeitig erkannt werden.

Die am häufigsten nachgefragten Geräte, die in Gassystemen verwendet werden, sind:

• Gaswarngeräte;
• Geräte zur Notabschaltung des zugeführten Gases;
• Geräte zur Messung der durchgeströmten Gasmenge;
• elektronische Regler der durchgeströmten Gasmenge;
• autonome Stromversorgungen;
• Gasventile zur Automatisierung verschiedener Prozesse und Optimierung des Rohrleitungsbetriebs;
• Gasregler zur Regulierung der Menge des Mediums, das durch einen bestimmten Leitungsabschnitt strömt.

Solche Geräte sind hochtechnologische Ausrüstungen, die unter den unterschiedlichsten Bedingungen betrieben werden.

Besonderheiten bei der Auswahl von Armaturen und Ausrüstung

Bei der Auswahl von Armaturen für Gasleitungen sollten Sie besonders sorgfältig auf die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Materials achten, aus dem sie hergestellt ist.

Die am meisten nachgefragten Materialien für die Herstellung von Gasarmaturen sind Gusseisen und Stahl. Dies hängt mit den Anforderungen an eine erhöhte Festigkeit und Zuverlässigkeit zusammen. Polymerelemente, die sich hervorragend für Wasserleitungen eignen, sind hier nicht anwendbar, zudem können sie leicht beschädigt werden.

Stahl ist das am häufigsten verwendete Material für die Herstellung von Gasarmaturen. Solche Geräte haben einen erschwinglichen Preis und eine hohe Festigkeit.

Experten empfehlen, an Gasleitungen keine Geräte mit Dichtungseinsätzen aus Bronze zu verwenden. Dies liegt daran, dass Flüssiggas Schwefelwasserstoff enthält, der sich negativ auf Bronze und Kupferlegierungen auswirken kann.

Fazit: nützliches Video zum Thema

Informationen zur Wartung von Absperrarmaturen an Gasleitungen können Sie aus dem folgenden Video erfahren:

In diesem Video werden die konstruktiven Merkmale von Keil- und Schlauchschiebern erläutert:

Alle Gasleitungen gehören zu Objekten mit erhöhter Gefahr, daher sollten Sie die Auswahl von Gasarmaturen und -ausrüstungen mit aller Ernsthaftigkeit treffen und bei Bedarf Fachleute konsultieren. Nur hochwertige Gasabsperrarmaturen können Bedienkomfort, schnelle Reparatur und hohe Dichtheit der Rohrleitungsanschlüsse gewährleisten.

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