Grundsätzlich lassen sich die Einsatzbereiche in zwei Temperaturstufen unterteilen: Zum einen die entspannenden Gase, die eine Temperatur von -40 °C bis -60 °C aufweisen und zum anderen Anwendungen bzw. Medien, bei denen die Temperaturen unter -100 °C liegen, wie beispielsweise Ethylen oder Flüssig-Stickstoff. In beiden Fällen sind vor allem die tieftemperaturgeeignete Materialien entscheidend.
Weichdichtende Armaturen stoßen bei der Hauptabdichtung zwischen Kugel und Gehäuse (Sitz) oftmals an ihre Grenzen, weil sich das weiche Material durch die Kälte zusammenzieht und infolge hart bzw. spröde werden kann. Metallisch dichtende Kugelhähne hingegen sind annähernd formstabil, so dass eine Standard-Anfederung ausreicht, um die Formveränderungen durch die tiefen Temperaturen auszugleichen. Während bei den entspannenden Gasen noch TSTE-Werkstoffe als Gehäusematerial und tieftemperaturgeeignete O-Ringe zur Sekundär-Abdichtung einsetzbar sind, kommen bei Temperaturen unter -110 °C in der Regel Edelstähle als Gehäusematerial und tieftemperaturbeständige Kunststoffe oder Graphit als sekundäre Abdichtung zum Einsatz. Zusätzlich werden konstruktive Anpassungen, wie der Einsatz von integrierten Spindelverlängerungen vorgenommen (siehe unten). Um die Funktion auch bei tiefen Temperaturen zu belegen, wurden bei Hartmann Valves auch zusätzliche Tieftemperaturtest – auch im Beisein des Kunden – durchgeführt.
Gasdichte Ethylen-Kugelhähne
Sehr spezielle Armaturen erfordert auch das Medium Ethlyen, das als wichtiger Grundstoff für die chemische Industrie unter anderem zur Herstellung von Polyethylen, Ethylenoxid oder Styrol verwendet wird. Die Förderung von Ethylen findet häufig bei hohen Drücken statt. Die in verschiedenen Anlagen weltweit eingesetzten Kugelhähne von Hartmann verfügen über ein rein metallisches Dichtsystem und enthalten geeignete qualitativ hochwertige Beschichtungen. Die spezielle Bearbeitung der beschichteten Teile stellt sicher, dass die Armaturen auch bei hohen Ethylendrücken von 210 bar gasdicht sind. In einigen Anlagen liegt das Ethylen auch bei -110 °C vor. Hier kommen entsprechend tieftemperaturgeeignete Werkstoffe zum Einsatz. Um die Abdichtung über die Schaltwelle zu gewährleisten, ist dann zusätzlich eine Spindelverlängerung integriert, so dass die eigentliche Abdichtung aus dem „kalten Bereich“ herausgezogen wird. Aufgrund der hohen Entzündbarkeit von Ethylen werden die Hartmann-Kugelhähne als Fire Safe geprüfte Armaturen geliefert, außerdem ist eine Anti-Statik-Ableitung innerhalb der Armatur zu gewährleisten, die bei allen Armaturen von Hartmann bereits im Standard vorhanden ist.
DIAM: Stand C10