Gehäuse- & Scheibenwerkstoffe von Absperrklappen: Grauguss, Sphäroguss, CF8M, Aluminiumbronze & Duplex
Verfasst von
Allen Zhang · Leitender Anwendungsingenieur, LAUX VALVE
Der Sitz dichtet das Medium ab, doch Gehäuse und Scheibe tragen den Druck und treffen das Medium frontal. Falsch gewählt, korrodiert, erodiert oder reißt eine am ersten Tag perfekt dichtende Armatur binnen einer Saison. Das Gehäuse bildet die Druckgrenze und wird an das Rohr geschraubt; die Scheibe sitzt dauerhaft im Strom und erfährt jede Sekunde den vollen chemischen und abrasiven Angriff des Mediums. Dieser Leitfaden behandelt die gängigen Gehäuse- und Scheibenwerkstoffe — von Grau- und Sphäroguss über Kohlenstoffstahl, CF8M-Edelstahl, Aluminiumbronze bis Duplex — und liefert einen Entscheidungsablauf, der das Metall auf Medium, Temperatur und Druck abstimmt.
Gehäuse und Scheibe haben unterschiedliche Aufgaben
Das Gehäuse ist die druckhaltende Schale: Es muss dem Nenndruck und den Schraubenlasten der Flansche standhalten, doch bei einer elastisch gedichteten Armatur schirmt die Gummiauskleidung es meist vom Medium ab, sodass ein beschichtetes Grau- oder Sphärogussgehäuse für Wasser genügt, obwohl blankes Eisen korrodieren würde. Die Scheibe ist das Gegenteil — sie ist dauerhaft benetzt und vom Strom umspült, daher muss ihre Legierung der Korrosion des Mediums und jeglicher Abrasion direkt widerstehen. Deshalb kombiniert ein üblicher, wirtschaftlicher Aufbau ein beschichtetes Sphärogussgehäuse mit einer Edelstahl- oder Aluminiumbronze-Scheibe: günstiges Metall, wo es geschützt ist, korrosionsbeständiges Metall, wo es exponiert ist.
Werkstoff-Vergleichstabelle
| Werkstoff | Typ. Einsatz | Stärken | Vermeiden | Kosten |
|---|---|---|---|---|
| Grauguss (GG25) | Niederdruck-Wassergehäuse | Günstig, gute Dämpfung, gut gießbar | Spröde, niedriger PN, kein Stoß | $ |
| Sphäroguss (GGG40/50) | Die meisten Wasser-/HLK-Gehäuse | Zäh, fest, für PN16/25 | Blankes Eisen korrodiert — Beschichtung nötig | $ |
| Kohlenstoffstahl (WCB) | Kohlenwasserstoffe, Dampf, Öl & Gas | Hoher Druck/Temp., schweißbar | Rostet in Wasser ohne Beschichtung | $$ |
| CF8M (Guss-316) | Korrosiv, Lebensmittel, Pharma, Chemie | Breite Korrosionsbeständigkeit, hygienisch | Chloride (Lochfraß) — für Seewasser Duplex | $$$ |
| Aluminiumbronze (Scheibe) | Wasser, Brackwasser, HLK-Scheiben | Hervorragend in Wasser, biofouling-hemmend | Nicht für starke Säuren/hohe Abrasion | $$$ |
| Duplex / Ni-Al-Bronze | Seewasser, Entsalzung, Chloridsole | Hervorragende Lochfraß-/SpRK-Beständigkeit, hochfest | Höchste Kosten, längere Lieferzeit | $$$$ |
Metallwahl: ein Entscheidungsablauf
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1. Ist das Medium korrosiv oder hygienekritisch?
Säuren, Chemikalien, Lebensmittel- oder Pharmakontakt? Eine CF8M-(Guss-316)-Scheibe wählen — und ein CF8M-Gehäuse, falls die Auskleidung die Schale nicht voll isoliert. Für Seewasser oder Chloridsole zu Duplex oder Ni-Al-Bronze springen.
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2. Kohlenwasserstoff, Dampf oder hoher Druck/Temp.?
Für Öl & Gas, Dampf und Class-300+-Anwendungen ist ein Kohlenstoffstahl-(WCB)-Gehäuse mit Edelstahl- oder Legierungsscheibe Standard, mit feuersicherem oder Metallsitz. Eisengehäuse sind hier meist ausgeschlossen.
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3. Abrasives oder biofouling-anfälliges Wasser?
Aluminiumbronze-Scheiben widerstehen Erosion und marinem Biofouling gut und sind beliebt für Roh-, Brack- und Kühlwasser. Bei schwerer Schlammförderung eine gehärtete oder beschichtete Scheibe und ein robustes Sphäroguss- oder Stahlgehäuse erwägen.
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4. Sonst — beschichteter Sphäroguss + Bronze/Edelstahl-Scheibe
Für gewöhnliches Trinkwasser, HLK und Gebäudetechnik ist ein epoxidbeschichtetes Sphärogussgehäuse mit EPDM-Auskleidung und Edelstahl- oder Aluminiumbronze-Scheibe der bewährte, wirtschaftliche Standard — fest, korrosionsgeschützt und nur ein Bruchteil der Kosten einer Volledelstahlarmatur.
Häufig gestellte Fragen
Was ist CF8M und wie verhält es sich zu 316-Edelstahl?
CF8M ist das Gusspendant zu 316-Edelstahl nach ASTM A351 — im Wesentlichen 316 in Guss- statt Knetform, mit Molybdän für bessere Beständigkeit gegen Lochfraß und Chloride. Da Armaturengehäuse und -scheiben gegossen sind, steht im Datenblatt CF8M, wo ein gefertigtes Teil 316 hieße. Es bietet breite Korrosionsbeständigkeit für Chemie, Lebensmittel und Pharma, ist aber wie Knet-316 in chloridreichem Wasser lochfraßanfällig — dort ist Duplex besser.
Können Gehäuse und Scheibe aus verschiedenen Werkstoffen sein?
Ja — und das sind sie sehr oft. Da die elastische Auskleidung das Gehäuse meist vom Medium abschirmt, während die Scheibe voll benetzt ist, nutzt der wirtschaftlichste Aufbau ein günstigeres geschütztes Gehäuse (beschichteter Sphäroguss) mit korrosionsbeständiger Scheibe (Edelstahl oder Aluminiumbronze). Premium-Legierung zahlen Sie nur dort, wo das Medium tatsächlich angreift. Achten Sie darauf, dass auch Welle, Lager und Verbindungselemente für das Medium geeignet sind, da sie ebenfalls benetzt sind — eine Edelstahlscheibe mit Kohlenstoffstahlwelle kann an der Welle versagen.
Ist Sphäroguss als Klappengehäuse fest genug?
Für die meisten Wasser- und HLK-Anwendungen ja. Sphäroguss ist deutlich zäher und schlagfester als Grauguss, weil sein Graphit kugelig statt lamellar vorliegt, und bewältigt PN10/16/25-Wasseranwendungen problemlos. Er ist das Arbeitspferd-Gehäusematerial für elastisch gedichtete Armaturen bis zu großen Durchmessern. Grenzen sind hohe Temperatur, Kohlenwasserstoffe und Feuersicherheitsvorschriften — dort ist ein Kohlenstoffstahl-(WCB)- oder Edelstahlgehäuse erforderlich. Und denken Sie daran: blankes Eisen korrodiert, es muss epoxidbeschichtet oder voll ausgekleidet sein.
Welches Gehäuse und welche Scheibe brauche ich für Seewasser oder Entsalzung?
Für die benetzten Teile Duplex-/Super-Duplex-Edelstahl oder Nickel-Aluminiumbronze verwenden. Seewasser ist chloridreich und lässt Standard-316/CF8M lochfraßen, besonders warm oder stehend, daher sollten Scheibe, Welle und jede benetzte Gehäusefläche eine chloridbeständige Legierung sein. Duplex bietet sehr hohe Festigkeit plus hervorragende Lochfraß- und SpRK-Beständigkeit; Nickel-Aluminiumbronze ergänzt natürliche Biofouling-Beständigkeit und ist im marinen Kühlwasser bewährt. Auch Verschraubung, Welle und Sitzwerkstoff entsprechend abstimmen — die schwächste benetzte Komponente bestimmt die Lebensdauer.
Quellen & weiterführende Literatur
- ASTM A351 — Gussstücke, austenitisch, für druckbeaufschlagte Teile (CF8M)
- ASTM A536 — Standardspezifikation für Sphärogussstücke
- ASTM A216 — Kohlenstoffstahlguss für Hochtemperatur (WCB)
- NACE MR0175 / ISO 15156 — Werkstoffe für H2S-haltige (saure) Anwendungen
- NSF/ANSI 61 — Trinkwasserkomponenten (Beschichtungen & benetzte Metalle)
