DE917674C

DE917674C - Staehle fuer Dichtungen

Info

Publication number: DE917674C
Application number: DED10824D
Authority: DE
Inventors: Dr Ewald Baerlecken; Dr H J Schiffler
Original assignee: RHEINISCHE ROEHRENWERKE AG
Current assignee: RHEINISCHE ROEHRENWERKE AG
Priority date: 1942-09-19
Filing date: 1942-09-19
Publication date: 1954-09-09

Description

Stähle für Dichtungen Zur Abdichtung von Bauteilen, z. B. drucktragenden Rohrleitungen und Hochdruckbehältern, werden Dichtungen verwandt, die aus weichen, gut verformbaren Metallen bestehen. Man benutzt vielfach Kupfer, Weicheisen, wie das bekannte schwedische Weicheisen, und nichtmetallische Stoffe. Bei Verwendung von Weicheisen sind eine möglichst geringe Streckgrenze und hohe Dehnung erwünscht, damit der Dichtungskörper sich gut in die Dichtungsnuten einpreBt und somit Unebenheiten ausfüllt, wodurch höchste Dichtheit selbst bei hohen Druckbeanspruchungen erzielt wird. Viele Hochdruckverfahren arbeiten aber mit hochgespanntem Wasserstoff bei höheren Temperaturen, so daB die bisher verwandten Weicheisensorten den Anforderungen in dieser Hinsicht nicht genügen. Die bekannten druckwasserstoffbeständigen Stähle haben jedoch den Nachteil, daB sie für den Verwendungszweck als Dichtungskörper zu hohe Streckgrenzen aufweisen. Man hat vielfach für druckwasserstoffbeanspruchte Dichtungen, z. B. für Linsendichtungen, die zähen druckwasserstoffbeständigen austenitischen Cr-Ni-Stahllegierungen verwandt, die gegenüber den bei nicht chemischen Bauteilen üblicherweise benutzten Weicheisensorten, wie z. B. schwedisches Weicheisen, Kruppsches Weicheisen, Armco-Eisen, infolge ihrer höheren Streckgrenze und hohen Verfestigungsfähigkeit eine Reihe von Nachteilen besitzen.
Kennzeichnend für alle Weicheisensorten ist der niedrige Kohlenstoffgehalt, der meist unter o,o6 °/o liegt. Ebenfalls sind die Gehalte an Silizium und Mangan möglichst niedrig. Die Herstellung solch niedrig gekohlter Weicheisensorten, die stark überfrischt werden müssen, ist schwierig, da auf die zur Desoxydation sonst üblichen Legierungselemente, wie Silizium und Mangan, verzichtet werden muß; außerdem hat die Überfrischung des Stahlbades einen unverhältnismäßig starken Ofenverschleiß zur Folge.
Entgegen der bisherigen Anschauung, daß durch den Zusatz von Legierungselementen die Streckgrenzenwerte erhöht und die Dehn`verte erniedrigt werden, wurde die überraschende Feststellung gemacht, daß es auf verhältnismäßig einfache Weise möglich ist, ohne die vorher genannten metallurgischen Schwierigkeiten in Kauf nehmen zu müssen, Weicheisensorten für Dichtungen herzustellen, wenn man Titan zulegiert. Eine Überfrischung des Schmelzbades in der bisher notwendigen Weise ist dann nicht mehr erforderlich, da der Kohlenstoffgehalt bis o,i °/o betragen darf. Auch die Anteile an Si und Mn können erhöht werden, ohne daß dadurch eine Verschlechterung der Eigenschaften eintritt. Die Verwendung von Titan als Legierungselement hat nicht nur den Vorteil der leichteren Herstellung von Weicheisen, sondern ergibt darüber hinaus auch noch günstigere technologische Werte.

Die im nachfolgenden angeführten Beispiele lassen klar den hervorragenden Einfluß des Ti-Anteiles erkennen.

Stahlbezeichnung C Mn Si Ti Streckgrenze Dehnung Festigkeit

°/o

kg/mm2 °/o

kg/mm2

i. Armco-Eisen . . . . . . . . . 0,03 0,02 --- - i8,6 39,3 30,0

2 ...................... o,o6 0,42 0,05 - 22,3 28,4 36,6

3. .................... o,06 o,58 0,18 0,30 111 43,8 31,2

4 . ............. - ....... 0,07 o,63 0,39 0,40 13,7 39,9 32,0

Sämtliche Stahllegierungen waren oberhalb A3 geglüht und im Ofen auf 5oo° abgekühlt, so daß der weichste Endzustand erreicht war.

Durch Erniedrigung der Mn- und Si-Gehalte bei den titanhaltigen Stählen können die Festigkeitseigenschaften noch weiter erniedrigt werden.
Gegenstand der Erfindung ist demnach die Verwendung von Stählen mit einem Kohlenstoffgehalt bis o,i °/o, bis o,8 % Mangan, bis 0,5 °/o Silizium und einem Titangehalt, der mindestens etwa das Fünffache des Kohlenstoffgehaltes beträgt, Rest Eisen als Werkstoff für Dichtungen, insbesondere an durch Druckwasserstoff bei höheren Temperaturen beanspruchten Vorrichtungen.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß das Tihaltige Weicheisen sowohl als Elektrostahl als auch als Siemens-Martin-Stahl ohne Schwierigkeiten erschmolzen werden kann, wobei ohne Zusatz von Sparstoffen, wie Chrom, Molybdän, Nickel, volle Druckwasserstoffbeständigkeit erzielt wird. Das Ti-haltige Weicheisen ist daher besonders geeignet bei mit hochgespanntem Wasserstoff arbeitenden Hochdruckverfahren zur Behandlung von flüssigen oder gasförmigen Kohlenwasserstoffen, z. B. bei Hydrierung und Dehydrierung zur Herstellung von Treibstoffen, Fliegerbenzin, Buna usw. Die vorliegende Erfindung ist damit auch von großer wirtschaftlicher Bedeutung, da sie für diese Verfahren einen neuartigen, leicht herzustellenden metallischen Dichtungswerkstoff mit bisher nicht erreichter niedrigster Streckgrenze und hoher Dehnung abgibt, der zugleich chemische Beständigkeit gegen heißen Druckwasserstoff besitzt, ohne daß schwer zu beschaffende Legierungselemente benötigt werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Die Verwendung von Stählen mit einem Kohlenstoffgehalt bis o,1 °/o, bis o,8 °/o Mangan, bis 0,5 0/a Silizium, einem Titangehalt, der mindestens etwa das Fünffache des Kohlenstoffgehaltes beträgt, Rest Eisen als Werkstoff für Dichtungen, insbesondere an durch Druckwasserstoff bei höheren Temperaturen beanspruchten Vorrichtungen. Angezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 143 62o; USA.-Patentschrift Nr. 1546176; Steels and its heal treatment, Bd. 3, von Büllens (1949), S. 400.