Milde Betriebsbedingungen
Für Dichtungsbeschichtungen von Ventilen in Reinwasserleitungen (Aluminiumoxid): Das Medium ist korrosionsbeständig und frei von Feststoffpartikelerosion; lediglich beim Öffnen und Schließen entsteht Reibung unter geringem Druck. Die Lebensdauer kann 5–10 Jahre oder sogar länger betragen.
Schwere Betriebsbedingungen
Bei Beschichtungen von Ventilen für Schlamm und mineralische Schlamm (Siliciumcarbid- oder WC-Cr₃C₂-Verbundbeschichtungen) enthält das Medium hochharte Partikel, die mit hoher Geschwindigkeit strömen und die Beschichtung langfristig erosiv verschleißen lassen. Ihre typische Lebensdauer beträgt 6 bis 18 Monate. Enthält das Medium zusätzlich starke Säuren oder Laugen (z. B. korrosive Chemikalien), kann sich die Lebensdauer der Beschichtung auf 3–6 Monate reduzieren.
Hochtemperatur-Betriebsbedingungen
Bei Zirkonoxid-Wärmedämmschichten auf Hochtemperatur-Absperrklappen für Abgase, die im Dauerbetrieb bei 500–800 °C arbeiten, kann die Lebensdauer ohne drastische Temperaturschwankungen 3–5 Jahre betragen. Häufige Temperaturwechsel führen jedoch aufgrund von thermischer Spannung schnell zu Rissen und Abplatzungen der Beschichtung, wodurch sich die Lebensdauer auf 1–2 Jahre reduziert.
Auswirkungen von Beschichtungsmaterialien und Herstellungsverfahren
Materialverträglichkeit
Für verschleißfeste Einsatzbedingungen werden Beschichtungen auf Siliziumkarbid- und Wolframkarbidbasis gewählt, während Beschichtungen auf Titanoxid- und Siliziumnitridbasis für Korrosionsschutzanwendungen geeignet sind. Unpassende Materialien halbieren die Lebensdauer. Beispielsweise kann eine Aluminiumoxid-Beschichtung, die in stark sauren Medien eingesetzt wird, innerhalb von drei Monaten Lochfraßkorrosion und Abplatzungen aufweisen.
Prozessqualität
Das Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen (HVOF) erzeugt hochdichte Beschichtungen mit einer Porosität unter 1 % und einer Haftfestigkeit von über 70 MPa. Dadurch wird eine 2- bis 3-mal längere Lebensdauer als bei herkömmlichen plasmagespritzten Beschichtungen erreicht. Laserauftragschweißen führt zu Beschichtungen mit metallurgischer Bindung, die thermisch gespritzte Beschichtungen hinsichtlich der Schlagfestigkeit übertreffen und unter wechselnden Belastungen eine verlängerte Lebensdauer bieten.
Rolle der routinemäßigen Wartung
Die regelmäßige Entfernung von Partikelverunreinigungen im Inneren von Ventilen, die Vermeidung übermäßiger Ventilbetätigung (um die Reibung an den Dichtflächen zu reduzieren) und die Einhaltung der Auslegungsgrenzen für Temperatur und Druck des Mediums können die Lebensdauer der Beschichtung effektiv um 30–50 % verlängern. Im Gegensatz dazu beschleunigen raue Betriebsbedingungen oder Betrieb außerhalb der Nennbetriebsbedingungen den Verschleiß und die Rissbildung der Beschichtung.
Für Dichtungsbeschichtungen von Ventilen in Reinwasserleitungen (Aluminiumoxid): Das Medium ist korrosionsbeständig und frei von Feststoffpartikelerosion; lediglich beim Öffnen und Schließen entsteht Reibung unter geringem Druck. Die Lebensdauer kann 5–10 Jahre oder sogar länger betragen.
Schwere Betriebsbedingungen
Bei Beschichtungen von Ventilen für Schlamm und mineralische Schlamm (Siliciumcarbid- oder WC-Cr₃C₂-Verbundbeschichtungen) enthält das Medium hochharte Partikel, die mit hoher Geschwindigkeit strömen und die Beschichtung langfristig erosiv verschleißen lassen. Ihre typische Lebensdauer beträgt 6 bis 18 Monate. Enthält das Medium zusätzlich starke Säuren oder Laugen (z. B. korrosive Chemikalien), kann sich die Lebensdauer der Beschichtung auf 3–6 Monate reduzieren.
Hochtemperatur-Betriebsbedingungen
Bei Zirkonoxid-Wärmedämmschichten auf Hochtemperatur-Absperrklappen für Abgase, die im Dauerbetrieb bei 500–800 °C arbeiten, kann die Lebensdauer ohne drastische Temperaturschwankungen 3–5 Jahre betragen. Häufige Temperaturwechsel führen jedoch aufgrund von thermischer Spannung schnell zu Rissen und Abplatzungen der Beschichtung, wodurch sich die Lebensdauer auf 1–2 Jahre reduziert.
Auswirkungen von Beschichtungsmaterialien und Herstellungsverfahren
Materialverträglichkeit
Für verschleißfeste Einsatzbedingungen werden Beschichtungen auf Siliziumkarbid- und Wolframkarbidbasis gewählt, während Beschichtungen auf Titanoxid- und Siliziumnitridbasis für Korrosionsschutzanwendungen geeignet sind. Unpassende Materialien halbieren die Lebensdauer. Beispielsweise kann eine Aluminiumoxid-Beschichtung, die in stark sauren Medien eingesetzt wird, innerhalb von drei Monaten Lochfraßkorrosion und Abplatzungen aufweisen.
Prozessqualität
Das Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen (HVOF) erzeugt hochdichte Beschichtungen mit einer Porosität unter 1 % und einer Haftfestigkeit von über 70 MPa. Dadurch wird eine 2- bis 3-mal längere Lebensdauer als bei herkömmlichen plasmagespritzten Beschichtungen erreicht. Laserauftragschweißen führt zu Beschichtungen mit metallurgischer Bindung, die thermisch gespritzte Beschichtungen hinsichtlich der Schlagfestigkeit übertreffen und unter wechselnden Belastungen eine verlängerte Lebensdauer bieten.
Rolle der routinemäßigen Wartung
Die regelmäßige Entfernung von Partikelverunreinigungen im Inneren von Ventilen, die Vermeidung übermäßiger Ventilbetätigung (um die Reibung an den Dichtflächen zu verringern) und die Einhaltung der Auslegungsgrenzen für Temperatur und Druck des Mediums können die Lebensdauer der Beschichtung um 30–50 % verlängern. Im Gegensatz dazu beschleunigen raue Betriebsabläufe oder der Betrieb außerhalb der Nennbetriebsbedingungen den Verschleiß und die Rissbildung der Beschichtung.
Hergestellt mit einem industriellen Harzsystem und keramischen Füllstoffen, emissionsfrei (VOC-frei), entspricht den EU-RoHS-Standards.
Dauerbetriebstemperatur ≤ 200 °C; kurzzeitige Spitzentemperatur bis zu 250 °C.
Die Schichtdicke liegt zwischen 80 und 200 Mikrometern und ist je nach Anwendungsanforderungen anpassbar.
Aufpralltest: Eine Stahlkugel mit einem Durchmesser von 20 mm, die aus einer Höhe von 1,5 m frei fallen gelassen wird, verursacht keine Risse in der Beschichtung.
Salzsprühtest: Nach 1000 Stunden Testdauer keine Beschädigung der Beschichtung.
Vergleichsbeispiel: Nach nur 72 Stunden Salzsprühtest bildet sich schwimmender Rost auf Ventilplatten aus Edelstahl 304, und vernickelte Oberflächen aus duktilem Gusseisen sind vollständig korrodiert.
Immersionstest: Die Keramikbeschichtung bleibt nach 10 Jahren Immersion in 10%iger Natriumhydroxidlösung bzw. 10%iger Natriumchloridlösung frei von Blasenbildung, Ablösung und Verfärbung.
Simulationstests an 4-Zoll-Ventilplatten:
(1) 30 Tage lang in simuliertem Meerwasser (3,5 Gew.-% Salzgehalt) eingetaucht; es wurde keine Beschädigung der Beschichtung beobachtet.
(2) Die Absperrklappe wird 200.000 kontinuierlichen Öffnungs- und Schließzyklen unterzogen, ohne dass eine Erosion oder ein Verschleiß an der Keramikbeschichtung festgestellt wird.
(3) Kontinuierlicher Spültest über 240 Stunden bei halb geöffneter Position (1/20 Öffnung) mit verunreinigtem simuliertem Meerwasser (3,5 Gew.-% Salzgehalt + 5 Gew.-% 10-Mesh-Siliciumdioxidpulver); die Beschichtung bleibt unbeschädigt.
