DE2423165A1

DE2423165A1 - Unmagnetisches, druckbeanspruchtes maschinenbauteil

Info

Publication number: DE2423165A1
Application number: DE19742423165
Authority: DE
Inventors: Marion Henry; Harald Dipl Ing Kurzmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-05-10
Filing date: 1974-05-10
Publication date: 1975-11-13
Also published as: GB1506007A; IT1037693B; JPS50154820A; CH585268A5; FR2270704B3; FR2270704A1

Description

Unmagnetisches, druckbeanspruchtes Maschinenbauteil

Die Erfindung befaßt sich mit einem aus unmagnetischem Werkstoff bestehenden druckbeanspruchten Maschinenbauteil, das zum Einsatz im Bereich magnetischer Wechselfelder vorgesehen ist und das bei seiner Herstellung Bearbeitungsvorgängen unterzogen wird, die eine Wärmezufuhr erfordern. Bei diesen Bearbeitungsvorgängen kann es sich beispielsweise um Verformungen handeln, die im kalten Zustand nicht ausführbar sind. Dazu gehören u. a. die Herstellung von Durchzügen oder Aushalsuiigen, die nach dem in der Patentanmeldung P 23 18 064.5 vorgeschlagenen Verfahren vorgenommen werden können.

Als unmagnetische Werkstoffe für Gehäuse der erläuterten Art kommen beispielsweise Aluminium oder unmagnetische Stähle in Betracht. Kann jedoch Aluminium mit Rücksicht auf eine geforderte Festigkeit oder sonstige Eigenschaften nicht verwendet werden, so wäre es an sich denkbar, unmagnetische Stähle zu benutzen. Der Einsatz solcher Stähle bringt jedoch Schwierigkeiten mit sich, wenn das Material bei den erwähnten Bearbeitungsvorgängen erwärmt werden muß. Hierbei kann nämlich das Material seine unmagnetische Eigenschaft ganz oder teilweise verlieren. Ferner können Gefügeveränderungen hervorgerufen werden, die das Korrosionsverhalten und die mechanische Festigkeit beeinträchtigen. Dies kann zwar bei Befolgung besonderer Behandlungsvorschriften für unmagnetische Stähle vermieden werden, die vorsehen, daß das Material im Anschluß an eine Wärmebehandlung aus einer bestimmten Temperatur abgeschreckt wird oder nach Abschluß der Bearbeitung nochmals erwärmt und abgeschreckt wird ("Werkstoff-Handbuch Stahl und Eisen" 1965, Abschn. 0 51). Diese Behandlungsvorschriften erschweren die

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Verwendung unmagnetischer Stähle, wenn die Maschinenbauteile eine gewisse Größe überschreiten und daher weder das Abschrekken unmittelbar nach einem Bearbeitungsvorgang noch eine gesonderte Wärmebehandlung mit nachfolgendem Abschrecken wirtschaftlich durchführbar sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand bei der Herstellung unmagnetischer, druckbeanspruchter Maschinenbauteile zu verringern und hierzu ein Material und eine Behandlungsweise anzugeben.

Gemäß der Erfindung ist hierzu vorgesehen, daß das Maschinenbauteil aus einem austenitisehen Stahl besteht, der nach den Bearbeitungsvorgängen, ausgehend von einer Temperatur zwischen 950 und 1100 ⁰C, der Abkühlung an freier Luft überlassen wird. Im Gegensatz zu dem bisher üblichen Vorgehen wird somit das Material nicht abgeschreckt, so daß auch eine gesonderte Wärmebehandlung mit nachfolgendem Abschrecken entfällt. Versuche haben gezeigt, da ß diese Behandlungsweise nur einen äußerst geringen Restmagnetismus hinterläßt, der beim Einsatz der Teile im Bereich magnetischer Wechselfelder, wie sie von Leitern elektrischer Starkstromanlagen ausgehen, keine unzulässige Erwärmung hervorruft. Ferner läßt sich nachweisen, daß auch das Gefüge des Materials nicht nennenswert verändert ist und daher weder die Korrosionseigenschaften noch die mechanische Festigkeit nachteilig beeinflußt werden.

Das Maschinenbauteil nach der Erfindung eignet sich insbesondere zum Einsatz als Gehäuse für elektrische Leiter in gasisolierten, metallgekapselten Hochspannungsanlagen. Von den elektrischen Leitern gehen, insbesondere wenn sie von Strömen in der Größenordnung von mehreren tausend Ampere durchflossen sind, Magnetfelder aus, die in der umgebenden Metallkapselung Wirbelströme sowie Hystereseverluste und damit Erwärmungen hervorrufen. Die Erwärmung unterbleibt jedoch weitgehend, wenn die Kapselung aus unmagnetischem Werkstoff besteht. Die Erfindung ermöglicht es, solche Gehäuse bzw. Kapselungen aus unmagnetischem Stahl herzustellen und trotz einfacher Behandlungsweise die ursprüng-

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lichen Eigenschaften des Materials weitgehend aufrechtzuerhalten, obwohl das Material Bearbeitungsvorgängen unterzogen wird, die das Gefüge schädigen können.

Von den bekannten austenitischen Stählen eignet sich zur Anwendung im Rahmen der Erfindung ein Legierungstyp, der Chrom und Nickel als Legierungsbestandteile enthält und ohne Nachbehandlung schweißbar ist. Hierzu gehört z. B. der Stahl nach der Normbezeichnung X10 CrNiTi 18 9. Ferner sind Stähle gleichen Legierungstyps verwendbar, die statt Titan Niob oder Tantal/ Niob enthalten oder deren Kohlenstoffgehalt vermindert ist. Die genannten Stähle können auch andere Legierungsbestandteile, z.B. Molybdän, enthalten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Figur zeigt ein Sammelschienengehäuse 1 für eine gasisolierte, metallgekapselte Hochspannungsanlage. Das Gas dient zur Isolierung der inneren spannungführenden Leiter gegenüber der umgebenden Metallkapselung. Für diesen Zweck wird vielfach das Gas Schwefelhexafluorid unter einem Druck von einigen Bar verwendet. Das Sammelschienengehäuse ist im wesentlichen rohrförmig gestaltet und ist an seinen Enden mit Flanschen 2 versehen, die zur Verbindung mit weiteren Teilen der Hochspannungsanlage, z· B. mit einem weiteren Sammelschienengehäuse, dienen. Ferner besitzt das Sammelschienengehäuse 1 zwei von je einem Kragen 3 umgebene Öffnungen 4, an die sich weitere Teile der Hochspannungsanlage anschließen können. Die Kragen 3 können mit Flanschen ähnlich den Flanschen 2 versehen sein, um eine Verbindung mit dem Gehäuse eines Leistungsschalters oder eines ähnlichen Gerätes herstellen zu können.

Die Kragen 3 werden, ausgehend von einem elliptischen Durchbruch in dem Sammelschienengehäuse, unter Erwärmung des die Durchbrüche begrenzenden Materials und Hindurchbewegung eines kegelförmigen Ziehkörpers durch Aushalsen hergestellt. Der Rand des Durchbruches wölbt sich hierbei auf und bildet den Kragen 3.

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Das Sammelschienengehäuse 1 besteht aus einem austenitischen Stahl nach der Normbezeichnung X10 CrNiTi 18 9. Bei dem Aushalsen wird das Material auf Temperaturen zwischen 950 und 1100 ⁰C erwärmt und unmittelbar anschließend an das Aushalsen der Abkühlung an freier Luft überlassen. Eine besondere Abschreckung oder eine sonstige anschließende Wärmebehandlung
mit nachfolgender Abschreckung unterbleibt. Wird das Material anschließend untersucht, so stellt man fest, daß es weitgehend unmagnetisch geblieben ist und auch keine Gefügeveränderungen aufweist, die einer Druckbeanspruchung durch das Isoliergas in der Hochspannungsanlage und einem Einsatz bei tiefen Umgebungstemperaturen bis zu - 40 ⁰C im Wege stehen.

3 Ansprüche
1 Figur

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Claims

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Patentansprüche

1 .Aus unmagnetischem Werkstoff bestehendes druckbeanspruchtes T^aschinenbauteil zum Einsatz im Bereich magnetischer Wechselfelder, das bei seiner Herstellung Bearbeitungsvorgängen unterzogen wird, die eine Wärmezufuhr erfordern, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinenbauteil (1) aus einem austenitischen Stahl besteht, der nach den Bearbeitungsvorgängen, ausgehend von einer Temperatur zwischen 950 und 1100 ⁰C, der Abkühlung an freier Luft überlassen wird.
2. Maschinenbauteil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Gehäuse (1) für elektrische Leiter in gasisolierten, metallgekapselten Hochspannungsanlagen·
3. Maschinenbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der austenitische Stähl einem Chrom und Nickel als Legierungsbestandteile enthaltenden Typ angehört.

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