DE1926757C

DE1926757C - Use of flame-retardant nickel alloys for impellers of turbo compressors

Info

Publication number: DE1926757C
Application number: DE19691926757
Authority: DE
Inventors: Kurt Joachim Dr Ing 4100 Duisburg Bauermeister
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Filing date: 1969-05-24
Publication date: 1973-08-30

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von schwerbrennbaren Nickel-Legierungen als Werkstoff für Lauf räder \on Turbokompressoren oder iür Teile von solchen Laufrädem.The invention relates to the use of flame-retardant nickel alloys as a material for Impellers \ on turbo compressors or parts of such impellers.

Als schwerentzündbare und schwerbrennhare Werkstoffe sind vor allem Kupfer, Nickel und Silber bekannt. Diese Werkstoffe werden deshalb als Rohrleitungen und Armaturen für feuergefährliche Medien, ζ. B. Sauerstoff, verwandt. Die relativ geringe Festigkeit dieser Werkstoffe bzw. Legierungen dieser Werkstoffe reicht für die genannten Einsatzmöglichkeiten aus.The main materials that are difficult to ignite and are difficult to burn are copper, nickel and silver known. These materials are therefore used as pipelines and fittings for flammable media, ζ. B. oxygen, related. The relatively low strength of these materials or alloys of these The materials are sufficient for the stated uses.

Fur hochbeanspruchte Teile, z. B. Turbokompressoren und insbesondere deren Laufräder, wurden jedoch Eisenlegierungen wegen der höheren Festigkeit verwandt.For highly stressed parts, e.g. B. turbo compressors and especially their impellers, however Related to iron alloys because of their higher strength.

Turbokompressoren sind in unter hohem Druck stehenden Sauerstoffanlagen wegen der Feuergefahr besonders gefährdet. Zum Unterbinden einer Zündung beim Anstreifen der Laufräder an dem Gehäuse des Turbokompressors ist es bekannt, die Spitzen der Laufräder und die Innenwand des Gehäuses bzw. das ganze Gehäuse aus einer schwerbrennbaren Legierung bzw. einem schwerbrennbaren Werkstoff herzustellen. In dem zu fördernden Sauerstoff befinden sich aber oftmals Fremdkörper, die beim Auftreffen auf die Laufräder des Turbokompressors eine hohe Reibungsenergie erzeugen und zum Entzünden der Laufräder führen. Auf diese Art sind wiederholt Brände in den unter hohem Sauerstoffdruck stehenden Turbokompressoren entstanden. Die Feuergefahr in den Turbokompressoren ist deshalb besonders hoch, weil die Fördermedien und damit auch die Fremdkörper mit Geschwindigkeiten bis zu 250 m/sec an den Laufrädcrn vorbeistreichen. Die Strömungsgeschwindigkeiten in den Rohrleitungen und Armaturer, die schon aus einem schwerbrennbaren Werkstoff hergestellt werden, betragen dagegen nur maximal 40 m/sec. Turbo compressors are particularly at risk in high pressure oxygen systems because of the fire hazard. To prevent ignition when the impellers rub against the housing of the turbo compressor, it is known to manufacture the tips of the impellers and the inner wall of the housing or the entire housing from a flame-retardant alloy or a flame-retardant material. In the oxygen to be conveyed, however, there are often foreign bodies which, when they hit the turbo-compressor impellers, generate high frictional energy and cause the impellers to ignite. In this way, fires have repeatedly occurred in the turbo compressors, which are under high oxygen pressure. The risk of fire in the turbo compressors is particularly high because the conveyed media and thus also the foreign bodies sweep past the impellers at speeds of up to 250 m / sec. The flow velocities in the pipelines and fittings, which are already made from a flame-retardant material, on the other hand, only amount to a maximum of 40 m / sec.

Nach der Aufgabe der Erfindung sollen die Laufräder der Turbokompressoren bzw. Teile derselben aus speziellen schwer brennbaren Werkstoilen her gestellt werden, die ein ganzes oder teilweises Verbrennen der Laufräder ausschließen. Die Lösung dieser Aufgabe wurde in der Verwendung der nachstehend beschriebenen Legierungen auf der Basis Nickel—Chrom und Nickel—Silber gefunden. Nickel und Silber haben eine für die Herstellung von Laufrädern von Turbokompressoren ausreichende Festigkeit, wie in Versuchen ermittelt wurde. Die durch den teureren Werkstoff bedingten höheren Preise der Turbokompressoren sind gerechtfertigt und gering im Vergleich zu dem Schaden, der durch den Ausfall einer teuren Anlage entstehen kann. Außerdem können durch einen Brand und eine eventuelle Explosion Menschenleben gefährdet werden.According to the object of the invention, the impellers of the turbo compressors or parts thereof made of special flame-retardant materials which exclude a complete or partial burning of the impellers. The solution this object was based on the use of the alloys described below Nickel-chromium and nickel-silver found. nickel and silver have sufficient strength for the production of impellers for turbo compressors, as has been determined in tests. By The higher prices of turbo compressors due to the more expensive material are justified and low in the Compared to the damage that can result from the failure of an expensive system. It can also be caused by a fire and an eventual explosion Human lives are endangered.

Erfindungsgemäß wird bei hoben mechanischen Beanspruchungen eine Legierung aus 50 bis. 75 */· Nickel, 20 °/o Chrom* 0 bis 20·/. Kobalt, 2 bis 5 */» Aluminium und den üblichen hcrstellungsbedingten Verunreinigungen, als Werkstoff für Laufräder von Turbokompressoren oder für Teile von nolchen Laufradern, verwendetAccording to the invention at raised mechanical Stresses an alloy from 50 to. 75 * / · Nickel, 20 per cent. Chromium * 0 to 20 per cent. Cobalt, 2 to 5 * / » Aluminum and the usual manufacturing-related impurities as a material for impellers from Turbo compressors or for parts of such impellers

Bei besonders hochbeanspruchten Ltiufradern besteht die Legierung nach einem weiteren Merkmal der Erfindung aus 60 bis 75 ° ο Nickel. 25 bis 35 " ₀ Silber, 2 bis 4° ο Aluminium und den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen. In the case of particularly highly stressed air wheels, the alloy, according to a further feature of the invention, consists of 60 to 75 ° ο nickel. 25 to 35 " ₀ silver, 2 to 4 ° ο aluminum and the usual production-related impurities.

Die erfindungsgemäße Verwendung der definierten Legierungen empfiehlt sich vor allem bei mehrstufigen Turbokompressoren, wobei die unterschiedlichen mechanischen Beanspruchungen und wegen der steigenden Dichte der Fördermedien auch die unterschiedliche Feuergefahr für die Legierungsauswahl zu berücksichtigen ist. Die Laufräder oder ihre Einzelteile können nnter Berücksichtigung der zweckmäßigen iicrstellmöglichkeit und der Seriengröße aus Schmiede- oder Gußstücken hergestellt sein. Die einzelnen Teile der Laufräikr können miteinander verschweißt, verlötet, verklebt oder vernietet sein.The use of the defined alloys according to the invention is particularly advisable in the case of multistage Turbo compressors, with the different mechanical loads and because of the increasing density of the media also means the different fire hazards for the choice of alloy is to be considered. The impellers or their individual parts can, taking into account the appropriate iicrstellbarkeit and the series size Forgings or castings be made. The individual parts of the Laufräikr can be welded together, be soldered, glued or riveted.

Claims

Patent claims:

ao 1. Verwendung einer schwerbrennbaren Nickel-ao 1. Use of a flame-retardant nickel

Legierung, bestehend aus 50 bis 75 ° „ Nickel, 20 ° ο Chrom, 0 bis 20 · 0 Kobalt, 2 bis 5 °,o Aluminium und den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen, als Werkstoff für LaufräderAlloy consisting of 50 to 75 ° "nickel, ο 20 ° chromium, 0 to 20 · 0 cobalt, 2 to 5 °, o aluminum and the usual production-related impurities, as a material for wheels

as von Turbokompressoren oder für Teile von solchen Laufrädern.as of turbo compressors or for parts of such impellers.

2. Verwendung einer schwerbrennbaren Nickel-Legierung, bestehend aus 60 bis 75°,o Nickel, 25 bis 35°o Silber, 2 bis 4°,o Aluminium und2. Use of a flame-retardant nickel alloy, consisting of 60 to 75 °, o nickel, 25 to 35 ° o silver, 2 to 4 °, o aluminum and den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen, für den Zweck nach Anspruch 1.the usual production-related impurities, for the purpose according to claim 1.

3. Verwendung einer Legierung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Laufräder oder Teile der L aufräder aus Schmiede3. Use of an alloy of the composition according to claim 1 or 2, wherein the Impellers or parts of the L impellers from forge stücken !«stehen, für den Zweck nach Anspruch 1.pieces! «stand for the purpose according to claim 1.

4. Verwendung einer Legierung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Laufräder oder Teile der Laufräder aus Gußstücken bestehen, für den Zweck nach An-4. Use of an alloy of the composition according to claim 1 or 3, wherein the Impellers or parts of the impellers consist of castings for the purpose of Spruch 1.Proverb 1.

5. Verwendung einer Legierung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, verarbeitet nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Teile der Laufräder miteinander verschweißt sind, für den5. Use of an alloy of the composition according to claim 1 or 2 processed according to claim 3 or 4, wherein the parts of the impellers are welded together for the

Zweck nach Anspruch 1.Purpose according to claim 1.

6. Verwendung einer Legierung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, verarbeitet nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Teile der Laufräder miteinander verlötet sind, für den6. Use of an alloy of the composition according to claim 1 or 2 processed according to claim 3 or 4, wherein the parts of the impellers are soldered together for the

Zweck nach Anspruch 1.Purpose according to claim 1.

7. Verwendung einer Legierung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, verarbeitet nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Teile der Laufräder miteinander verklebt sind, für den7. Use of an alloy of the composition according to claim 1 or 2 processed according to claim 3 or 4, wherein the parts of the impellers are glued together for the

Zweck nach Anspruch 1,Purpose according to claim 1,

8. Verwendung einer Legierung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, verarbeitet nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Teile der Laufräder miteinander vernietet sind, für den8. Use of an alloy of the composition according to claim 1 or 2 processed according to claim 3 or 4, wherein the parts of the running wheels are riveted together for the

Zweck nach Anspruch 1.Purpose according to claim 1.

9. Verwendung einer Legierung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, verarbeitet nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Teile der Laufräder miteinander verstemmt sind, für den9. Use of an alloy of the composition according to claim 1 or 2 processed according to claim 3 or 4, wherein the parts of the impellers are caulked together for the

Ss Zweck nach Anspruch 1.Ss purpose according to claim 1.