Kugelhähne für den Hochdruck-Wasserstoffeinsatz

Raffinerien (Hydro-Treatment Prozesse, Cracking, etc.) und die chemische Industrie (Ammoniak- und Methanol Erzeugung, Lebensmittelchemie, Synthese, etc.) beanspruchen dabei den größten Anteil der Nutzung des Gases. Aufgrund der sich wandelnden Energiepolitik in Richtung Dekarbonisierung der Energiewirtschaft rückt Wasserstoff als Energieträger, der idealerweise mit CO₂-armen Produktionsverfahren hergestellt wird, immer stärker in den Mittelpunkt. Neben der industriellen Nutzung in der Chemie, Petrochemie und im Raffineriebereich konzentrieren sich die zukünftigen Anwendungen in der Stahlindustrie, der Brennstoffzellenmobilität sowie den stationären und mobilen Anwendungen.

Für Wasserstoff geeignete Kugelhähne

Die Anwendungsmöglichkeiten sind ebenso vielfältig wie die Armaturen, die zur Wasserstofferzeugung, Lagerung und dem Transport benötigt werden. Die entlang der Wasserstoffwertschöpfungskette eingesetzten Armaturen müssen hohe Anforderungen an Sicherheit, Konstruktion, Materialbeständigkeit und Qualität erfüllen. Nicht zuletzt aufgrund der Tatsache, dass Wasserstoff als das leichteste Element auch hochgradig diffusiv ist. Des Weiteren müssen die Armaturen extremen Drücken und Temperaturbereichen standhalten.

Zur Absperrung im Hochdruckbereich (120 Bar) der Wasserstoffversorgung, wird der dreiteilige Kugelhahn des Typs INTEC 113G (K811)-M-S-HP-FSD in der Nennweite NPS 2“ und Druckstufe Class 2500 eingesetzt.

• Es handelt sich um hochpräzise gelagerte, beidseitig angefederte und metallisch dichtende Kugelhähne.
• Die Schaltwelle, Kugel und der Lagerzapfen bestehen aus einer Einheit, welche aus Superduplex hergestellt werden.
• Die Kugel und die Kugelsitze sind mit einer Hartlegierung auf Nickelbasis durch thermisches Spritzen mit anschließendem Einschmelzen porenfrei Hartstoff-beschichtet. Das Kugel-Sitz-System hat eine Oberflächenhärte von 62 HRC und ist eingeläppt. Hieraus resultiert die dauerhafte und gasdichte Absperrung im Durchgang und stellt einen wartungsfreien Betrieb selbst bei Anwendungen mit hohen Schaltzyklen sicher.
• Das Design des gelagerten Kugelhahns gewährleistet, dass die extremen Kräfte infolge des hohen Drucks von der Schaltwelle und dem Lagerzapfen aufgenommen werden, was in einem deutlich geringeren Betätigungsmoment mündet. Hieraus resultieren wesentliche Preisersparnisse bei der Auswahl der Aktorik.
• Der Gehäusewerkstoff aus 316L (austenitischer Stahl) entspricht den anerkannten Kriterien im Umgang mit Wasserstoff, wie bereits durch den Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbauer (VDMA) in einem Positionspapier bestätigt wurde.
• Der Kugelhahn kann bei Bedarf mit umfangreichem Zubehör wie einer Schaltwellenverlängerung, einem Handgetriebe u.v.m. ausgestattet werden.

Als Spezialist für Industriearmaturen stellt KLINGER Schöneberg hohe Ansprüche an die Konstruktion und Werkstoffauswahl der einzelnen Armaturenbestandteile, um eine dauerhafte technische Dichtheit im Durchgang und nach außen zu gewährleisten. „Für die Auslegung unserer Armaturen nutzen wir unser eigens konzipiertes Analyse- und Auslegungstool CHOICE INTEC, mit dem wir eine wirtschaftlich und technisch optimale Lösung entwickeln“, sagt Marcel Goßmann, Geschäftsführer von KLINGER Schöneberg.