CN103314227B - 用于涡轮机转子的滑动轴承和具有该滑动轴承的涡轮机 - Google Patents

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Abstract

用于涡轮机转子的滑动轴承具有用于支承涡轮机转子的支承体和用于对支承体与涡轮机转子之间的支承接触部进行润滑的固体润滑剂粉末，其中支承体由镍基材料的抗酸性气体的固溶强化的粉末制成或者由钢材料的马氏体的或奥氏体的或铁素体奥氏体的不锈的粉末制成，并且固体润滑剂粉末由抗酸性气体的物质制成，以及支承体具有最高40洛氏硬度HRC的硬度。

Description

用于涡轮机转子的滑动轴承和具有该滑动轴承的涡轮机
技术领域
本发明涉及一种用于涡轮机转子的滑动轴承和具有该滑动轴承的涡轮机。
背景技术
原则上，涡轮机具有转子。涡轮机例如是单轴压缩机，所述单轴压缩机的转子具有轴，转动轮串在所述轴上。转子借助于轴承支承在轴的纵向端部区域上。轴承设置用于吸收作用于转子上的径向力和/或轴向力。轴承能够是尤其具有自润滑的特性的滑动轴承。滑动轴承具有衬套形式的支承体，在所述衬套中安装有转子。已知的是能够以烧结过程和压制过程由金属粉末制造衬套，其中尤其铁粉末用于金属粉末。
在化学工业的设备中处理工艺气体，其中涡轮压缩机设置用于挤压工艺气体。如果工艺气体是化学腐蚀性的，那么能够损坏涡轮压缩机的与工艺气体接触的构件。例如，原料气体压缩机在乙烯设备中被原料气体穿流，所述原料气体是含硫化氢的。在原料气体压缩机的这种工作情况下充斥有酸性气体条件，其定义例如根据ISO15156来确定。如果在酸性气体条件下工作的构件由高强度钢制成，那么存在在高强度钢中出现应力裂纹腐蚀的危险。在涡轮压缩机工作时机械负荷影响的情况下，应力裂纹腐蚀能够引起所涉及的构件的损害或者破坏。由此，在原料气体压缩机中能够形成重大损坏。尤其涉及于此的是滑动轴承，因为铁粉末不是抗酸性气体的。
辅助地，能够选择聚合物材料来代替铁粉末。尽管由此实现滑动轴承适合于酸性气体应用，然而配设有聚合物材料的所述滑动轴承与金属的、但是不抗酸性气体的实施方案相比具有显著更小的承载能力。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于涡轮机转子的滑动轴承和具有该滑动轴承的涡轮机，其中涡轮机适合于酸性气体应用，而滑动轴承具有高的承载能力和寿命。
所述目的通过根据本发明的滑动轴承和具有该滑动轴承的涡轮机来实现。对此的有利的设计方案在下文中说明。
用于涡轮机转子的根据本发明的滑动轴承具有用于支承涡轮机转子的支承体和用于对支承体与涡轮机转子之间的支承接触部进行润滑的固体润滑剂粉末，其中支承体由镍基材料的抗酸性气体的固溶强化的粉末制成或者由钢材料的马氏体的或奥氏体的或铁素体奥氏体的不锈的粉末制成，并且固体润滑剂粉末由抗酸性气体的物质制成，以及所述支承体具有最高40洛氏硬度HRC的硬度。优选的是，材料是基于镍的混晶合金。
支承体的材料优选具有至少19.0重量％的铬、至少29.5重量％的镍和钴和至少2.5重量％的钼并且支承体的材料优选被固溶退火或者退火。替选优选的是，支承体的材料具有至少14.5重量％的铬、至少52重量％的镍和钴和至少12重量％的钼并且支承体的材料被固溶退火或者退火。还替选优选的是，支承体的材料具有至少19.5重量％的铬、至少29.5重量％的镍和钴和至少2.5重量％的钼，以及支承体的材料被固溶退火或者退火并且通过冷作硬化而具有最高1034MPa的屈服极限。此外，替选优选的是，支承体的材料具有至少19重量％的铬、至少45重量％的镍和钴和至少6重量％的钼和钨，以及支承体的材料被固溶退火或者退火并且通过冷作硬化而具有最高1034MPa的屈服极限。替选优选的是，支承体的材料具有至少14.5重量％的铬、至少52重量％的镍和钴和至少12重量％的钼，以及支承体的材料优选被固溶退火或者退火并且通过冷作硬化而具有最高1240MPa的屈服极限。
固体润滑剂粉末由石墨或二硫化钼或六角的氮化硼制成。此外，优选的是，滑动轴承具有形成支承体的轴衬。
根据本发明的涡轮机具有滑动轴承，其中涡轮机适合于处理酸性气体。优选地，涡轮机是用于压缩被硫化氢污染的工艺气体、尤其是酸性气体的涡轮压缩机。
根据本发明的滑动轴承借助抗酸性气体的固体润滑剂粉末构成为是自润滑的，其中为支承体而设有由固溶强化的镍基合金制成的粉末或者钢材料的抗酸性气体的马氏体的或奥氏体的或者铁素体奥氏体的不锈的粉末，其中材料具有最高40洛氏硬度HRC的硬度。由此，根据本发明的滑动轴承适合于设置用于处理酸性气体的涡轮机。由于用于支承体的材料和固态润滑剂粉末是抗酸性气体的，所以它们能够用于涡轮机中的滑动轴承。材料有利地具有高的强度，由此滑动轴承具有高的载重能力。
通常例如为构建在用酸性气体加载的涡轮机中的滑动轴衬设置有色金属合金和聚合物材料。与所述材料相比，用于支承体的根据本发明设置的镍基材料或者钢材料具有更高的强度，由此根据本发明的滑动轴承与常规的滑动轴承相比具有更高的寿命。
具体实施方式
根据实施例，下面详细地阐明本发明。
用于涡轮机转子的滑动轴承具有用于支承涡轮机转子的支承体和用于对支承体与涡轮机转子之间的支承接触部进行润滑的固体润滑剂粉末。支承体由抗酸性气体的固溶强化的镍基材料制成或者由钢材料的马氏体的或奥氏体的或铁素体奥氏体的不锈的粉末制成，其中支承体具有最高40洛氏硬度HRC的硬度。固体润滑剂粉末由抗酸性气体的材料，例如石墨或二硫化钼或六角氮化硼制成。
在第一实施例中，支承体的材料具有至少19.0重量％的铬、至少29.5重量％的镍和钴和至少2.5重量％的钼，并且支承体的材料被固溶退火或者退火。在第二实施例中，支承体的材料具有至少14.5重量％的铬、至少52重量％的镍和钴和至少12重量％的钼并且支承体的材料被固溶退火或者退火。
如果滑动轴承配设有由根据第一实施例的材料或者根据第二实施例的材料制成的支承体，那么滑动轴承适合于涡轮机中的任何可考虑的酸性气体应用。
在第三实施例中，支承体的材料具有至少19.5重量％的铬、至少29.5重量％的镍和钴和至少2.5重量％的钼。所述材料还被固溶退火或者退火，并且通过冷作硬化而具有最高1034MPa的屈服极限。在第四实施例中，支承体的材料具有至少19重量％的铬、至少45重量％的镍和钴和至少6重量％的钼和钨。所述材料被固溶退火或者退火，并且通过冷作硬化而具有最高1034MPa的屈服极限。在第五实施例中，支承体的材料具有至少14.5重量％的铬、至少52重量％的镍和钴和至少12重量％的钼。所述材料还被固溶退火或者退火，并且通过冷作硬化而具有最高1240MPa的屈服极限。
如果滑动轴承配设有由根据第三实施例的材料或者根据第四实施例的材料制成的支承体，那么涡轮机中的滑动轴承适合于下述酸性气体应用，其中例如在232℃酸性气体温度的情况下酸性气体中的硫化氢的气体分压最大为200kPa，或者例如在218℃酸性气体温度的情况下酸性气体中的硫化氢的气体分压最大为700kPa，或者例如在204℃酸性气体温度的情况下酸性气体中的硫化氢的气体分压最大为1000kPa，或者例如在177℃酸性气体温度的情况下酸性气体中的硫化氢的气体分压最大为1400kPa。直至132℃的酸性气体温度，所述滑动轴承适合于酸性气体中的硫化氢的任何可考虑的气体分压。
如果滑动轴承配设有由根据第四实施例的材料或者根据第五实施例的材料制成的支承体，那么涡轮机中的滑动轴承适合于下述酸性气体应用，其中例如在218℃酸性气体温度的情况下酸性气体中的硫化氢的气体分压最大为2000kPa。直至149℃的酸性气体温度，所述滑动轴承适合于酸性气体中的硫化氢的任何可考虑的气体分压。
如果滑动轴承配设有由根据第五实施例的材料制成的支承体，那么涡轮机中的滑动轴承适合于下述酸性气体应用，其中例如在232℃酸性气体温度的情况下酸性气体中的硫化氢的气体分压最大为7000kPa。直至204℃的酸性气体温度，所述滑动轴承适合于酸性气体中的硫化氢的任何可考虑的气体分压。

Claims (12)

1.一种用于涡轮机转子的滑动轴承，所述滑动轴承具有用于支承所述涡轮机转子的支承体和用于对所述支承体与所述涡轮机转子之间的支承接触部进行润滑的固体润滑剂粉末，其中所述支承体由镍基材料的抗酸性气体的固溶强化的粉末制成或者由钢材料的马氏体的或奥氏体的或铁素体奥氏体的不锈的粉末制成，并且所述固体润滑剂粉末由抗酸性气体的物质制成，以及所述支承体具有最高40洛氏硬度HRC的硬度。
2.根据权利要求1所述的滑动轴承，其中所述支承体的材料是基于镍的混晶合金。
3.根据权利要求2所述的滑动轴承，其中所述支承体的材料具有至少19.0重量％的铬、至少29.5重量％的镍和钴和至少2.5重量％的钼，以及所述支承体的材料被固溶退火或者退火。
4.根据权利要求2所述的滑动轴承，其中所述支承体的材料具有至少14.5重量％的铬、至少52重量％的镍和钴和至少12重量％的钼，以及所述支承体的材料被固溶退火或者退火。
5.根据权利要求2所述的滑动轴承，其中所述支承体的材料具有至少19.5重量％的铬、至少29.5重量％的镍和钴和至少2.5重量％的钼，以及所述支承体的材料被固溶退火或者退火并且通过冷作硬化而具有最高1034MPa的屈服极限。
6.根据权利要求2所述的滑动轴承，其中所述支承体的材料具有至少19重量％的铬、至少45重量％的镍和钴和至少6重量％的钼和钨，以及所述支承体的材料被固溶退火或者退火并且通过冷作硬化而具有最高1034MPa的屈服极限。
7.根据权利要求2所述的滑动轴承，其中所述支承体的材料具有至少14.5重量％的铬、至少52重量％的镍和钴和至少12重量％的钼，以及所述支承体的材料被固溶退火或者退火并且通过冷作硬化而具有最高1240MPa的屈服极限。
8.根据权利要求1至7之一所述的滑动轴承，其中所述固体润滑剂粉末由石墨或二硫化钼或六角的氮化硼制成。
9.根据权利要求1至7之一所述的滑动轴承，其中所述滑动轴承具有形成所述支承体的轴衬。
10.一种具有根据权利要求1至9之一所述的滑动轴承的涡轮机，其中所述涡轮机适合于处理酸性气体。
11.根据权利要求10所述的涡轮机，其中所述涡轮机是用于压缩被硫化氢污染的工艺气体的涡轮压缩机。
12.根据权利要求11所述的涡轮机，其中所述涡轮机是用于压缩酸性气体的涡轮压缩机。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3514396A1 (de) 2018-01-22 2019-07-24 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung mit einem rotor und zwei lagern

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1427085A (zh) * 2001-12-17 2003-07-02 三菱重工业株式会社 耐高温腐蚀合金、热障涂层材料、涡轮机构件及燃气涡轮机
CN1432659A (zh) * 2001-12-18 2003-07-30 联合工艺公司 高强度抗热腐蚀性和氧化性的定向凝固镍基超级合金及其制品
CN1570171A (zh) * 2003-03-24 2005-01-26 大同特殊钢株式会社 镍基耐热铸造合金及由其制备的涡轮机叶轮

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1428733A (en) * 1973-04-06 1976-03-17 Woollenweber W E Bearing structure
US3955936A (en) * 1974-02-13 1976-05-11 Federal-Mogul Corporation Heavy-duty aluminum bearing alloy
US4285917A (en) * 1980-07-31 1981-08-25 Bayside Holding Corp. Method for removal of hydrogen sulfide from sour gas streams
GB9624999D0 (en) * 1996-11-30 1997-01-15 Brico Eng Iron-based powder
DE19650910C1 (de) * 1996-12-07 1998-01-08 Ghh Borsig Turbomaschinen Gmbh Verdichter für Gase mit Schwefelwasserstoffanteilen
GB0116203D0 (en) * 2001-07-03 2001-08-22 Federal Mogul Sintered Prod Sintered cobalt-based and nickel-based alloys
FR2840969B1 (fr) * 2002-06-14 2004-09-03 Snecma Moteurs Materiau dense autolubrifiant a sec; piece mecanique en ledit materiau; procede d'elaboration dudit materiau
JP4063709B2 (ja) * 2003-05-15 2008-03-19 エア・ウォーター株式会社 オーステナイト系金属の表面改質方法およびそれによって得られる耐熱金属製品ならびにターボ部品

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1427085A (zh) * 2001-12-17 2003-07-02 三菱重工业株式会社 耐高温腐蚀合金、热障涂层材料、涡轮机构件及燃气涡轮机
CN1432659A (zh) * 2001-12-18 2003-07-30 联合工艺公司 高强度抗热腐蚀性和氧化性的定向凝固镍基超级合金及其制品
CN1570171A (zh) * 2003-03-24 2005-01-26 大同特殊钢株式会社 镍基耐热铸造合金及由其制备的涡轮机叶轮

Also Published As

Publication number Publication date
US20130287566A1 (en) 2013-10-31
EP2640988B1 (de) 2014-10-29
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CN103314227A (zh) 2013-09-18

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