Das pneumatische Membranventil TIANYU DN80 PN10 verfügt über innovative Konstruktionselemente, die seine Leistung, Zuverlässigkeit und Betriebseffizienz über herkömmliche Regelventile hinaus steigern und so den besonderen Herausforderungen industrieller Fluidsteuerungsanwendungen gerecht werden.
Kernstück der Konstruktion ist der Membranmechanismus, der eine hermetische Abdichtung zwischen Prozessmedium und Stellantrieb gewährleistet und so das Risiko von Leckagen und Kreuzkontaminationen ausschließt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ventilen mit Spindeln oder Stopfbuchsen dient die Membran sowohl als Dichtungselement als auch als Betätigungselement. Dadurch entsteht ein vollständig isolierter Strömungsweg, der den Kontakt des Mediums mit den Stellantriebskomponenten verhindert. Diese Konstruktion macht die Spindelpackung überflüssig – eine häufige Ursache für Leckagen und Wartungsaufwand bei anderen Ventiltypen – und gewährleistet absolute Dichtheit über den gesamten Betriebsdruck- und Temperaturbereich.
Die EPDM-Membran und der Ventilsitz bieten außergewöhnliche chemische Beständigkeit und Flexibilität. Dadurch eignet sich das Ventil für eine Vielzahl von Medien, darunter abrasive Schlämme, korrosive Chemikalien und viskose Medien. Die flexible Membran passt sich Unebenheiten im Strömungsweg an und gewährleistet selbst bei Vorhandensein von Partikeln oder Ablagerungen eine dichte Abdichtung. Dies reduziert das Verstopfungsrisiko und verlängert die Wartungsintervalle. Die weichdichtende Konstruktion minimiert zudem Turbulenzen und Druckverluste, optimiert die Durchflusseffizienz und senkt den Energieverbrauch in Prozesssystemen.
Der pneumatische Stellantrieb ist auf präzise Steuerung und hohe Zuverlässigkeit ausgelegt. Seine große Membranfläche ermöglicht hohe Schubkräfte bei niedrigem Luftdruck und gewährleistet so eine gleichmäßige und zuverlässige Betätigung auch bei niedrigen Betriebsdrücken. Das integrierte Magnetventil ermöglicht Fernsteuerung und Automatisierung und lässt sich nahtlos in SCADA-, DCS- und SPS-Systeme für eine fortschrittliche Prozesssteuerung integrieren. Die Positionsrückmeldeeinheit zeigt den Öffnungs-/Schließzustand des Ventils in Echtzeit an. So können Bediener die Systemleistung überwachen und potenzielle Probleme erkennen, bevor diese den Ventilbetrieb beeinträchtigen. Das manuelle Notbetätigungsrad bietet eine zusätzliche Steuerungsmöglichkeit und stellt sicher, dass das Ventil bei Ausfall der Druckluftversorgung oder bei Systemwartungsarbeiten manuell bedient werden kann. Dies erhöht die Betriebssicherheit.
Das Ventilgehäuse zeichnet sich durch einen strömungsoptimierten, vollflächigen Durchflusskanal aus, der den hydraulischen Widerstand und den Druckverlust minimiert und so die Durchflusseffizienz optimiert und den Energieverbrauch senkt. Die glatte Innengeometrie verhindert Ablagerungen, reduziert das Verstopfungsrisiko und gewährleistet eine gleichbleibende Leistung über lange Zeit. Die robuste Konstruktion des Gehäuses gewährleistet Beständigkeit gegen Vibrationen und mechanische Stöße und macht es somit ideal für den Einsatz in industriellen Umgebungen mit hoher mechanischer Belastung. Die verschraubte Haube ermöglicht einen einfachen Zugang zu den internen Komponenten und vereinfacht Wartung und Komponentenaustausch, ohne dass das Ventil aus der Rohrleitung ausgebaut werden muss.
Sicherheit und Umweltschutz sind in jedes Konstruktionsdetail integriert, angefangen bei der ausfallsicheren Stellantriebsfunktion. Bei Ausfall der Luftzufuhr fährt der Stellantrieb das Ventil automatisch in eine vordefinierte Sicherheitsposition zurück, verhindert so das Austreten gefährlicher Flüssigkeiten und gewährleistet die Systemstabilität. Die hermetische Membrandichtung verhindert Leckagen und erfüllt die strengen Umweltauflagen für industrielle Prozessanlagen. Das Gehäuse aus WCB-Kohlenstoffstahl bietet eine außergewöhnliche Feuerbeständigkeit und sichert die strukturelle Integrität des Ventils im Brandfall. Die Ventilkonstruktion verfügt zudem über eine Druckentlastungseinrichtung, die Schäden durch Überdruck am Stellantrieb und Ventilgehäuse verhindert und die Betriebssicherheit weiter erhöht.
Die modulare Bauweise des Ventils ermöglicht eine einfache Wartung und den Austausch von Komponenten. Membran und Ventilsitz sind zugänglich, ohne das Ventil aus der Rohrleitung auszubauen. Dies reduziert Ausfallzeiten und Wartungskosten und macht es zur idealen Wahl für kritische Prozesssysteme, bei denen ein unterbrechungsfreier Betrieb unerlässlich ist. Auch der Stellantrieb ist modular aufgebaut, was den einfachen Austausch von Komponenten wie dem Magnetventil oder der Positionsrückmeldeeinheit ermöglicht und die Wartungsfreundlichkeit und Lebensdauer des Ventils weiter erhöht.
III. Fertigungsprozess & Qualitätssicherung
Die Produktion des pneumatischen Membranventils TIANYU DN80 PN10 erfolgt nach strengen Fertigungsprozessen und Qualitätskontrollprotokollen, um sicherzustellen, dass jedes einzelne Ventil die Branchenstandards und Kundenerwartungen erfüllt oder übertrifft.
Karosseriebau
Das Ventilgehäuse wird im Präzisions-Sandgussverfahren hergestellt. Dabei wird WCB-Kohlenstoffstahl geschmolzen und in vorgeformte Gussformen gegossen, um die gewünschte Geometrie zu erzielen. Das Gießverfahren gewährleistet eine außergewöhnliche Maßgenauigkeit und strukturelle Integrität und eliminiert innere Defekte wie Porosität oder Einschlüsse, die die Funktion beeinträchtigen könnten. Nach dem Gießen wird das Gehäuse wärmebehandelt, einschließlich Normalisieren und Anlassen, um sein Mikrogefüge zu verfeinern und innere Spannungen abzubauen. Dies gewährleistet gleichmäßige mechanische Eigenschaften des gesamten Bauteils. Anschließend wird das Gehäuse mit CNC-Dreh- und Fräsmaschinen präzise bearbeitet. Kritische Oberflächen wie Flanschflächen und Membransitze werden mit einer Rauheit von Ra ≤ 3.2 μm bearbeitet, um eine einwandfreie Abdichtung und Ausrichtung zu gewährleisten. Vor der Bearbeitung wird das Gussgehäuse zerstörungsfrei geprüft (ZfP), unter anderem mittels Ultraschall- und Magnetpulverprüfung, um innere und Oberflächenfehler zu erkennen.
Membran- und Sitzproduktion
Die EPDM-Membran und der Ventilsitz werden aus hochwertigem EPDM-Elastomer gefertigt, das unter kontrollierten Bedingungen geformt und ausgehärtet wird, um gleichbleibende mechanische Eigenschaften und chemische Beständigkeit zu gewährleisten. Im Formgebungsprozess werden Präzisionswerkzeuge eingesetzt, um die gewünschte Form und Dicke zu erzielen und so die Flexibilität und Dichtleistung der Membran sicherzustellen. Nach dem Formen werden Membran und Ventilsitz einer Nachhärtung unterzogen, um ihre thermische Stabilität und chemische Beständigkeit zu verbessern. Anschließend erfolgt eine Maßprüfung, um die Einhaltung der Konstruktionsvorgaben zu überprüfen. Jede Membran und jeder Ventilsitz wird unter hydrostatischem Druck auf Dichtheit geprüft, um eine hermetische Abdichtung ohne sichtbare Leckage zu gewährleisten. Zusätzlich werden Materialprüfungen durchgeführt, um die chemische Beständigkeit und die mechanischen Eigenschaften des EPDM zu bestätigen und sicherzustellen, dass es die Anforderungen der vorgesehenen Anwendung erfüllt.
Montage und Prüfung
Die Ventilmontage erfolgt in einer kontrollierten Reinraumumgebung, um die Kontamination der internen Komponenten zu verhindern. Qualifizierte Techniker befolgen dabei detaillierte Arbeitsanweisungen und Qualitätschecklisten. Der Montageprozess umfasst das Einsetzen der Membran und des Ventilsitzes in das Ventilgehäuse, das Anbringen des pneumatischen Stellantriebs und den Anschluss der Komponenten des Steuermoduls (Magnetventil, Positionsrückmeldeeinheit, Handrad für manuelle Notbetätigung). Kritische Montageschritte wie die Ausrichtung der Membran und die Montage des Stellantriebs werden mithilfe von Präzisionsmessgeräten überprüft, um die Einhaltung der Konstruktionsvorgaben sicherzustellen.
Vor Verlassen des Werks durchläuft jedes Ventil eine umfassende Reihe von Leistungstests gemäß den Normen EN 12266 und API 598:
- Shell-Test: Eine hydrostatische Druckprüfung wird mit dem 1.5-fachen Nenndruck (1.5 MPa für PN10-Ventile) durchgeführt, um die strukturelle Integrität des Gehäuses und die Dichtheit zu überprüfen.
- Sitzprobe: Ein pneumatischer Drucktest wurde mit dem 1.1-fachen des Nenndrucks durchgeführt, um sicherzustellen, dass Membran und Sitz sowohl bei Vorwärts- als auch bei Rückwärtsströmung eine blasenfreie Abdichtung gewährleisten.
- Betriebstest: Ein Funktionstest des pneumatischen Stellantriebs zur Überprüfung des reibungslosen Öffnens, Schließens und der Modulation mit genauer Positionsrückmeldung und ausfallsicherer Funktionalität.
- ZyklustestEin Dauerhaftigkeitstest mit wiederholten Öffnungs- und Schließzyklen zur Überprüfung der Langzeitleistung und Verschleißfestigkeit des Ventils.
- Chemischer WiderstandstestEin spezieller Test zur Beurteilung der Beständigkeit der Membran und des Sitzes gegenüber den vorgesehenen Prozessflüssigkeiten, um sicherzustellen, dass sie ihre mechanischen Eigenschaften und ihre Dichtungsleistung über eine lange Lebensdauer beibehalten.
- Manuelle ÜberschreibungsprüfungEin Test zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des manuellen Notbetätigungs-Handrads, um sicherzustellen, dass es das Ventil im Falle eines Ausfalls der Luftzufuhr reibungslos betätigen kann.
Quality Management
TIANYU verfügt über ein nach ISO 9001:2015 zertifiziertes Qualitätsmanagementsystem, das alle Aspekte der Fertigung von der Rohstoffbeschaffung bis zur Auslieferung regelt. Die Rohstoffe, darunter WCB-Kohlenstoffstahl und EPDM-Elastomer, werden von zugelassenen Lieferanten bezogen und einer strengen Wareneingangskontrolle unterzogen, die chemische Analysen und mechanische Prüfungen umfasst, um die Einhaltung der Materialspezifikationen sicherzustellen.
Das Qualitätskontrolllabor des Unternehmens ist mit modernster Prüftechnik ausgestattet, darunter Spektrometer, Härteprüfgeräte und Druckprüfstände. Dies ermöglicht die Echtzeitüberwachung von Materialeigenschaften und Produktleistung. Ein Team erfahrener Qualitätssicherungsingenieure führt regelmäßig Audits, Prozessüberprüfungen und zerstörungsfreie Prüfungen durch, um potenzielle Probleme zu erkennen und zu beheben, bevor sie die Produktqualität beeinträchtigen. Sämtliche Fertigungs- und Prüfprotokolle werden dokumentiert und mindestens sieben Jahre lang aufbewahrt, um die vollständige Rückverfolgbarkeit jedes produzierten Ventils zu gewährleisten.
