EP1936273A2 - Exhaust gas pipe element - Google Patents

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EP1936273A2
EP1936273A2 EP20070005431 EP07005431A EP1936273A2 EP 1936273 A2 EP1936273 A2 EP 1936273A2 EP 20070005431 EP20070005431 EP 20070005431 EP 07005431 A EP07005431 A EP 07005431A EP 1936273 A2 EP1936273 A2 EP 1936273A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
stainless steel
exhaust pipe
pipe element
duplex stainless
range
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20070005431
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German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Engelhardt
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Jeremias Fachgrosshandel fur Schornsteinbedarf GmbH
Original Assignee
Jeremias Fachgrosshandel fur Schornsteinbedarf GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J13/00—Fittings for chimneys or flues 
    • F23J13/02—Linings; Jackets; Casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2213/00—Chimneys or flues
    • F23J2213/20—Joints; Connections
    • F23J2213/202—Joints; Connections between duct or stack sections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2213/00—Chimneys or flues
    • F23J2213/30—Specific materials
    • F23J2213/303—Specific materials metallic

Definitions

  • the invention relates to an exhaust pipe element made of stainless steel, in particular for pluggable exhaust systems for exhaust gas from fireplaces.
  • Exhaust gas systems made of stainless steel which are composed of individual exhaust pipe elements are used in particular for example for chimney renovation, but can also be designed as a double-walled smoke pipe systems for outdoor installation.
  • thermal insulation is usually introduced between an inner pipe element and an outer pipe element.
  • the exhaust systems are in this case designed in the manner of a modular system and have different exhaust pipe element modules to install an exhaust system as needed.
  • the individual exhaust pipe elements here are to be connected by simple plug-in connections.
  • the individual exhaust pipe elements each have at their ends a sleeve and a socket. The nozzle can be inserted into the socket.
  • the sleeve and the neck are conical, so that at least for certain applications alone by inserting sufficient mechanical stability and sufficient tightness is achieved.
  • the exhaust systems are usually connected to fireplaces, which are used for example for the heating of households, office buildings, etc.
  • the stainless steel exhaust systems which are freestanding and visible, are deliberately used as design elements.
  • a continuous and smooth surface of the entire exhaust system is desired.
  • the individual interposed exhaust pipe elements must ensure a sufficiently high stability.
  • the individual elements must also change the high, changing thermal and by the flue gas conditionally withstand the chemical loads.
  • the exhaust pipe elements must be particularly resistant to corrosion, since in addition to the flue gas and condensate may occur.
  • the exhaust pipe elements in Germany must meet a certain corrosion resistance class, as defined in DIN V18160-1.
  • the invention has for its object to provide an improved exhaust pipe element.
  • an exhaust pipe element made of stainless steel, in particular for pluggable exhaust systems for exhaust gas from fireplaces, being used as the material is an austenitic-ferritic duplex stainless steel.
  • this new stainless steel is characterized in that it is designed as a duplex stainless steel and has a ferritic content. It has surprisingly been found that despite the ferritic content of such a duplex stainless steel meets the high corrosion requirements for an exhaust pipe system. At the same time, such a duplex stainless steel in comparison to the pure austenitic stainless steels on a much higher strength. As a result, overall the exhaust system composed of a plurality of exhaust pipe elements gains in stability. Compared to conventional stainless steel systems, therefore, less the optics disturbing support elements need to be used. Another particular advantage of the higher strength is the fact that the wall thickness compared to the conventional systems at consistent stability and strength can be reduced. This leads to weight and material savings and thus in particular to cost savings, so that the systems with the same or improved mechanical properties and corrosion properties are cheaper than comparable conventional systems.
  • the austenitic and ferritic portions of the duplex stainless steel are substantially the same, i. their proportions of the total material are at least approximately in balance, with a deviation from the exact half division may be within a few percent, for example 5%.
  • the ratio of the ferritic components to the austenitic components is therefore, for example, up to 45:55 or vice versa. Due to the comparatively high ferritic content, the very good mechanical properties are partly due.
  • the duplex stainless steel - in contrast to the pure austenitic stainless steels - preferably has a nitrogen content, which is also particularly comparatively high and is above 0.15 wt.%.
  • the nitrogen content is in the range between 0.20 and 0.30 wt.%.
  • the duplex stainless steel furthermore has a nickel content of less than 10% by weight, in particular in the range of 0.5 to 3% by weight and a molybdenum content of less than 1.5% by weight and in particular in the range between 0.1 and 0. 5% by weight.
  • the duplex stainless steel has another component manganese.
  • the manganese content is preferably in the range of a few% by weight, for example in the range of 3 to 8% by weight and in particular in the range of 5% by weight.
  • Such a composite stainless steel has been found to be particularly suitable for use in flue gas systems.
  • stainless steel with the material number 1.4162 according to EN or S 32101 according to ASTM is used as duplex stainless steel.
  • the exhaust pipe element has a wall thickness of only up to a maximum of 0.5 mm and in particular only in the range between 0.20 and 0.35 mm. Due to the significantly higher strength compared to conventional stainless steels, the wall thicknesses can be easily reduced by about a factor of 2 with constant mechanical rigidity. As a result, a material saving of up to 50% can be achieved with the same properties.
  • the duplex stainless steel at room temperature has a tensile strength R 0.2 greater than 350 MPa, and more particularly in the range between 450-550 MPa.
  • duplex stainless steel described here Another particular advantage of using the duplex stainless steel described here is to be seen in a low coefficient of linear expansion compared to conventional pure austenitic stainless steels. As a result, the length expansion at thermal cycling is comparatively low. Overall, this also has a favorable influence on the thermal-mechanical load of the overall system.
  • the exhaust pipe element is here in preferred alternatives either a single-walled element, as used for example for the chimney renovation.
  • the exhaust pipe member is formed as a double-walled member having an inner pipe and an outer pipe member. At least one of them consists of the duplex stainless steel. In particular, this is the inner tube element, which comes in contact with the exhaust gas. Due to the increased tensile strength and the associated possibility of providing a smaller wall thickness, however, the duplex stainless steel is preferably used for both tubular elements, in each case with a comparatively small wall thickness of at most 0.5 mm and preferably in the range between 0.2 and 0, 4 mm.
  • Such double-walled exhaust pipe elements are used in particular for outdoor installation. Damping material is usually provided between the two concentrically arranged tubular elements.
  • an upper exhaust pipe element 2A is inserted with a tapered neck portion 4 in a flared, also tapered sleeve portion 6 of a lower exhaust pipe member 2B.
  • the exhaust pipe elements 2A, 2B have an outer pipe diameter D a , which usually ranges from 60 mm to typically 600 mm partially bos 1000 mm. The pipe diameters depend on the particular application, in particular the type and capacity of the fireplace.
  • the upper exhaust pipe 2A is conically tapered in the neck part 4 to a reduced outer diameter D r .
  • the sleeve part 6 is widened conically.
  • the conicity of the two parts 4,6 corresponds to each other. They enclose an angle ⁇ of about 91 ° to the horizontal.
  • the two exhaust pipe elements 2A, 2B each have a wall thickness w, which is preferably less than 0.5 mm and in particular in the range between 0.2 and 0.4 mm.
  • the two exhaust pipe elements 2A, 2B shown in the figure are traversed from bottom to top in the direction of arrow 10 during operation of the exhaust gas.
  • the described duplex stainless steel in particular the material number 1.4162 according to EN (equivalent with the material number S 32101 according to ASTM).
  • EN Equivalent with the material number S 32101 according to ASTM.
  • Such a stainless steel has in comparison to the previously used stainless steels increased by a factor of 2 tensile strength, a lower coefficient of linear expansion with the same good corrosion resistance. Due to the lower coefficient of thermal expansion and the high tensile strength even at high flue gas temperatures, the duplex stainless steel has improved properties with respect to the alternating stresses compared to the conventional pure austenitic stainless steels used hitherto.
  • the material can be used in all fireplaces that are operated with gas, oil or solid fuels such as wood, coal, etc. It is suitable for standard fireplaces as well as for condensing furnaces.
  • the preferably used duplex steel with the material number 1.4162 has here as constituents 0.03 wt.% Carbon, 0.22 wt.% Nitrogen, 21.5 wt.% Chromium, 1.5 wt.% Nickel, 0.3 wt % Molybdenum and 5% by weight manganese, on.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)

Abstract

The exhaust flue element (2A, 2B) is for insertion flue systems for exhaust gas from fireplaces. The material used for it is an austenite-ferrite duplex stainless steel. The austenite and ferrite components are largely similar. The duplex stainless steel may have a nitrogen content of more than 0.15, preferably 0.20-0.30 wt.%.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abgasrohrelement aus Edelstahl, insbesondere für steckbare Abgassysteme für Abgas aus Feuerstätten.The invention relates to an exhaust pipe element made of stainless steel, in particular for pluggable exhaust systems for exhaust gas from fireplaces.

Abgassysteme aus Edelstahl, die aus einzelnen Abgasrohrelementen zusammengesetzt sind, werden insbesondere beispielsweise zur Schornsteinsanierung eingesetzt, können aber auch als doppelwandige Rauchrohrsysteme für die Außenaufstellung ausgebildet sein. Bei den doppelwandigen Abgasrohrelementen ist üblicherweise zwischen einem Innenrohrelement und einem Außenrohrelement eine Wärmedämmung eingebracht. Die Abgassysteme sind hierbei nach Art eines Baukastensystems ausgebildet und weisen unterschiedliche Abgasrohrelement-Bausteine auf, um je nach Bedarf eine Abgasanlage zu installieren. Die einzelnen Abgasrohrelemente sind hierbei durch einfache Steckverbindungen miteinander zu verbinden. Für die Steckverbindung weisen die einzelnen Abgasrohrelemente jeweils an ihren Enden eine Muffe und einen Stutzen auf. Der Stutzen ist hierbei in die Muffe einsteckbar. Die Muffe und der Stutzen sind konisch ausgebildet, so dass zumindest für bestimmte Anwendungsfälle allein durch das Einstecken eine ausreichende mechanische Stabilität sowie eine ausreichende Dichtheit erzielt wird.Exhaust gas systems made of stainless steel, which are composed of individual exhaust pipe elements are used in particular for example for chimney renovation, but can also be designed as a double-walled smoke pipe systems for outdoor installation. In the case of the double-walled exhaust pipe elements, thermal insulation is usually introduced between an inner pipe element and an outer pipe element. The exhaust systems are in this case designed in the manner of a modular system and have different exhaust pipe element modules to install an exhaust system as needed. The individual exhaust pipe elements here are to be connected by simple plug-in connections. For the connector, the individual exhaust pipe elements each have at their ends a sleeve and a socket. The nozzle can be inserted into the socket. The sleeve and the neck are conical, so that at least for certain applications alone by inserting sufficient mechanical stability and sufficient tightness is achieved.

Die Abgassysteme werden üblicherweise an Feuerstätten angeschlossen, die beispielsweise für die Beheizung von Haushalten, Bürogebäuden etc. eingesetzt werden. Insbesondere die Edelstahl-Abgassysteme, die freistehend und sichtbar aufgestellt werden, werden bewusst als Designelemente eingesetzt. Hier ist eine möglichst durchgehende und glatte Oberfläche des gesamten Abgassystems erwünscht. Auch sollen möglichst wenige Befestigungselemente vorgesehen sein, die die Gesamtoptik stören können. Um dies zu erreichen, müssen die einzelnen ineinander gesteckten Abgasrohrelemente eine ausreichend hohe Stabilität gewährleisten. Gleichzeitig müssen die einzelnen Elemente auch den hohen, wechselnden thermischen sowie durch das Rauchgas bedingt den chemischen Belastungen standhalten. Insbesondere müssen die Abgasrohrelemente besonders korrosionsbeständig sein, da teilweise neben dem Rauchgas auch Kondensat anfallen kann. Die Abgasrohrelemente müssen in Deutschland einer bestimmten Korrosionswiderstandsklasse genügen, wie sie in der DIN V18160-1 definiert ist.The exhaust systems are usually connected to fireplaces, which are used for example for the heating of households, office buildings, etc. In particular, the stainless steel exhaust systems, which are freestanding and visible, are deliberately used as design elements. Here a continuous and smooth surface of the entire exhaust system is desired. Also, as few fasteners should be provided that can disturb the overall appearance. To achieve this, the individual interposed exhaust pipe elements must ensure a sufficiently high stability. At the same time, the individual elements must also change the high, changing thermal and by the flue gas conditionally withstand the chemical loads. In particular, the exhaust pipe elements must be particularly resistant to corrosion, since in addition to the flue gas and condensate may occur. The exhaust pipe elements in Germany must meet a certain corrosion resistance class, as defined in DIN V18160-1.

Als Edelstahl-Werkstoffe, die diesen Anforderungen genügen, werden gegenwärtig rein austenitische Edelstähle beispielsweise der Werkstoffnummern EN 1.4404 oder EN 1.4571 eingesetzt. Sämtliche Werkstoffe sind in dem europäischen Standard EN bzw. in dem US-Standard ASTM ("American Society for testing in materials") gemäß einem Nummernsystem eindeutig bestimmt, nach dem die chemisch Zusammensetzung der Werkstoffe festgelegt ist.As stainless steel materials that meet these requirements, currently pure austenitic stainless steels, for example, the material numbers EN 1.4404 or EN 1.4571 are used. All materials are clearly identified in the European Standard EN and in the US Standard ASTM (American Society for Testing in Materials) according to a numbering system which specifies the chemical composition of the materials.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Abgasrohrelement anzugeben.The invention has for its object to provide an improved exhaust pipe element.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Abgasrohrelement aus Edelstahl, insbesondere für steckbare Abgassysteme für Abgas aus Feuerstätten, wobei als Material ein austenitisch-ferritischer Duplex-Edelstahl verwendet ist.The object is achieved according to the invention by an exhaust pipe element made of stainless steel, in particular for pluggable exhaust systems for exhaust gas from fireplaces, being used as the material is an austenitic-ferritic duplex stainless steel.

Im Vergleich zu den bisher herkömmlich eingesetzten Edelstählen, die rein austenitischer Natur sind, zeichnet sich dieser neue Edelstahl dadurch aus, dass er als Duplex-Edelstahl ausgebildet ist und einen ferritischen Anteil aufweist. Es hat sich nämlich in überraschender Weise herausgestellt, dass trotz des ferritischen Anteils ein derartiger Duplex-Edelstahl den hohen Korrosionsanforderungen für ein Abgasrohrsystem genügt. Gleichzeitig weist ein derartiger Duplex-Edelstahl im Vergleich zu den rein austenitischen Edelstählen eine deutlich höhere Festigkeit auf. Hierdurch gewinnt insgesamt das aus mehreren Abgasrohrelementen zusammengesetzte Abgassystem an Stabilität. Im Vergleich zu herkömmlichen Edelstahl-Systemen brauchen daher weniger die Optik störende Abstützelemente verwendet werden. Ein weiterer besonderer Vorteil der höheren Festigkeit ist darin zu sehen, dass die Wandstärke im Vergleich zu den herkömmlichen Systemen bei gleichbleibender Stabilität und Festigkeit reduziert werden kann. Dies führt zu Gewichts- und Materialeinsparungen und damit insbesondere auch zu Kosteneinssparungen, so dass die Systeme bei gleichen oder verbesserten mechanischen Eigenschaften und Korrosionseigenschaften kostengünstiger als vergleichbare herkömmliche Systeme sind.Compared to the previously conventionally used stainless steels, which are purely austenitic in nature, this new stainless steel is characterized in that it is designed as a duplex stainless steel and has a ferritic content. It has surprisingly been found that despite the ferritic content of such a duplex stainless steel meets the high corrosion requirements for an exhaust pipe system. At the same time, such a duplex stainless steel in comparison to the pure austenitic stainless steels on a much higher strength. As a result, overall the exhaust system composed of a plurality of exhaust pipe elements gains in stability. Compared to conventional stainless steel systems, therefore, less the optics disturbing support elements need to be used. Another particular advantage of the higher strength is the fact that the wall thickness compared to the conventional systems at consistent stability and strength can be reduced. This leads to weight and material savings and thus in particular to cost savings, so that the systems with the same or improved mechanical properties and corrosion properties are cheaper than comparable conventional systems.

Vorzugsweise sind der austenitische und der ferritische Anteil am Duplex-Edelstahl weitgehend gleich, d.h. ihre Anteile am Gesamtmaterial halten sich zumindest in etwa die Waage, wobei eine Abweichung von der exakt hälftigen Aufteilung im Rahmen von einigen Prozent, beispielsweise 5% liegen kann. Das Verhältnis der ferritischen Anteile zu den austenitischen Anteilen beträgt daher beispielweise bis zu 45 : 55 oder umgekehrt. Durch den vergleichsweise sehr hohen ferritischen Anteil werden die sehr guten mechanischen Eigenschaften mit bedingt.Preferably, the austenitic and ferritic portions of the duplex stainless steel are substantially the same, i. their proportions of the total material are at least approximately in balance, with a deviation from the exact half division may be within a few percent, for example 5%. The ratio of the ferritic components to the austenitic components is therefore, for example, up to 45:55 or vice versa. Due to the comparatively high ferritic content, the very good mechanical properties are partly due.

Weiterhin ist vorgesehen, dass der Duplex-Edelstahl - im Unterschied zu den rein austenitischen Edelstählen - vorzugsweise einen Stickstoffanteil aufweist, der insbesondere zudem vergleichsweise hoch ist und über 0,15 Gew.% liegt. Insbesondere liegt der Stickstoffanteil im Bereich zwischen 0,20 und 0,30 Gew.%. Der Duplex-Edelstahl weist in bevorzugten Ausgestaltungen weiterhin einen Nickelanteil unter 10 Gew.%, insbesondere im Bereich von 0,5 und 3 Gew.% sowie einen Molybdänanteil unter 1,5 Gew.% und insbesondere im Bereich zwischen 0,1 und 0,5 Gew.% auf. Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass der Duplex-Edelstahl als weiteren Bestandteil Mangan aufweist. Der Mangananteil liegt hierbei vorzugsweise im Bereich von einigen Gew.%, beispielsweise im Bereich von 3 und 8 Gew.% und insbesondere im Bereich von 5 Gew.%. Ein derartig zusammengesetzter Edelstahl hat sich als besonders geeignet für die Anwendung bei Rauchgassystemen herausgestellt. Insbesondere wird als Duplex-Edelstahl ein Edelstahl mit der Werkstoffnummer 1.4162 gemäß EN bzw. S 32101 nach ASTM eingesetzt.Furthermore, it is provided that the duplex stainless steel - in contrast to the pure austenitic stainless steels - preferably has a nitrogen content, which is also particularly comparatively high and is above 0.15 wt.%. In particular, the nitrogen content is in the range between 0.20 and 0.30 wt.%. In preferred embodiments, the duplex stainless steel furthermore has a nickel content of less than 10% by weight, in particular in the range of 0.5 to 3% by weight and a molybdenum content of less than 1.5% by weight and in particular in the range between 0.1 and 0. 5% by weight. Preferably, it is further provided that the duplex stainless steel has another component manganese. The manganese content is preferably in the range of a few% by weight, for example in the range of 3 to 8% by weight and in particular in the range of 5% by weight. Such a composite stainless steel has been found to be particularly suitable for use in flue gas systems. In particular, stainless steel with the material number 1.4162 according to EN or S 32101 according to ASTM is used as duplex stainless steel.

Gemäß einer zweckdienlichen Ausgestaltung weist das Abgasrohrelement eine Wandstärke lediglich von bis zu maximal 0,5 mm und insbesondere lediglich im Bereich zwischen 0,20 und 0,35 mm auf. Aufgrund der im Vergleich zu herkömmlichen Edelstählen deutlich höheren Festigkeit können die Wandstärken problemlos etwa um den Faktor 2 bei gleichbleibender mechanischer Steifigkeit reduziert werden. Dadurch ist eine Materialeinsparung von bis zu 50% bei gleichbleibenden Eigenschaften erreichbar.According to an expedient embodiment, the exhaust pipe element has a wall thickness of only up to a maximum of 0.5 mm and in particular only in the range between 0.20 and 0.35 mm. Due to the significantly higher strength compared to conventional stainless steels, the wall thicknesses can be easily reduced by about a factor of 2 with constant mechanical rigidity. As a result, a material saving of up to 50% can be achieved with the same properties.

Vorzugsweise weist der Duplex-Edelstahl bei Raumtemperatur eine Zugfestigkeit R0,2 größer 350 MPa und insbesondre im Bereich zwischen 450 - 550 MPa auf. Unter der Zugfestigkeit R0,2 ist hierbei die Zugfestigkeit bei der so genannten 0,2%-Dehngrenze zu verstehen, wie sie zur Definition der Zugfestigkeit üblich ist. D.h. im Zugversuch ist das Material bei einer Zugbeanspruchung z.B. von 350 MPA um 0,2% gedehnt (R0,2 = 350MPa). Diese Festigkeitswerte liegen etwa um den Faktor 2 größer als die bei den herkömmlich eingesetzten Edelstählen. Von besonderem Vorteil ist weiterhin, dass auch bei höheren Temperaturen, wie sie im Betrieb zwangsweise auftreten, die sehr hohen Festigkeiten beibehalten werden. So beträgt beispielsweise die Zugfestigkeit R0,2 bei 200°C immer noch mehr als 300 MPa.Preferably, the duplex stainless steel at room temperature has a tensile strength R 0.2 greater than 350 MPa, and more particularly in the range between 450-550 MPa. The tensile strength R 0.2 is to be understood here as meaning the tensile strength at the so-called 0.2% proof strength, as is customary for defining the tensile strength. This means that in the tensile test the material is stretched by 0.2% at a tensile stress of, for example, 350 MPa (R 0.2 = 350 MPa). These strength values are about a factor of 2 greater than those of the conventionally used stainless steels. It is also of particular advantage that the very high strengths are maintained even at higher temperatures, as they occur forcibly during operation. For example, the tensile strength R 0.2 at 200 ° C is still more than 300 MPa.

Ein weiterer besonderer Vorteil bei der Verwendung des hier beschriebenen Duplex-Edelstahls ist in einem im Vergleich zu herkömmlichen rein austenitischen Edelstählen geringen Längenausdehnungskoeffizienten zu sehen. Hierdurch ist die Längenausdehnung bei Temperaturwechselbeanspruchung vergleichsweise gering. Insgesamt wird dadurch auch die thermisch-mechanische Belastung des Gesamtsystems günstig beeinflusst.Another particular advantage of using the duplex stainless steel described here is to be seen in a low coefficient of linear expansion compared to conventional pure austenitic stainless steels. As a result, the length expansion at thermal cycling is comparatively low. Overall, this also has a favorable influence on the thermal-mechanical load of the overall system.

Das Abgasrohrelement ist hierbei in bevorzugten Alternativen entweder ein einwandiges Element, wie es beispielsweise für die Schornsteinsanierung eingesetzt wird. Alternativ hierzu ist das Abgasrohrelement als ein doppelwandiges Element mit einem Innenrohr- und einen Außenrohrelement ausgebildet. Zumindest eines hiervon besteht dabei aus dem Duplex-Edelstahl. Insbesondere ist dies das Innenrohrelement, welches mit dem Abgas in Kontakt kommt. Aufgrund der erhöhten Zugfestigkeit und der damit verbundenen Möglichkeit, eine geringere Wandstärke vorzusehen, wird der Duplex-Edelstahl jedoch vorzugsweise für beide Rohrelemente eingesetzt und zwar jeweils mit vergleichsweise geringer Wandstärke von maximal 0,5 mm und vorzugsweise im Bereich zwischen 0,2 und 0,4 mm. Derartige doppelwandige Abgasrohrelemente werden insbesondere für die Außenaufstellung herangezogen. Zwischen den beiden konzentrisch angeordneten Rohrelementen ist hierbei üblicherweise Dämmmaterial vorgesehen.The exhaust pipe element is here in preferred alternatives either a single-walled element, as used for example for the chimney renovation. Alternatively, the exhaust pipe member is formed as a double-walled member having an inner pipe and an outer pipe member. At least one of them consists of the duplex stainless steel. In particular, this is the inner tube element, which comes in contact with the exhaust gas. Due to the increased tensile strength and the associated possibility of providing a smaller wall thickness, however, the duplex stainless steel is preferably used for both tubular elements, in each case with a comparatively small wall thickness of at most 0.5 mm and preferably in the range between 0.2 and 0, 4 mm. Such double-walled exhaust pipe elements are used in particular for outdoor installation. Damping material is usually provided between the two concentrically arranged tubular elements.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in einer schematischen Querschnittsdarstellung zwei Abgasrohrelemente in Teilansichten, die ineinander gesteckt sind.An embodiment of the invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. This shows a schematic cross-sectional view of two exhaust pipe elements in partial views, which are inserted into each other.

Wie aus der Figur zu entnehmen ist, ist ein oberes Abgasrohrelement 2A mit einem konisch zulaufenden Stutzenteil 4 in ein aufgeweitetes, ebenfalls konisch zulaufendes Muffenteil 6 eines unteren Abgasrohrelements 2B eingesteckt. Die Abgasrohrelemente 2A,2B weisen einen Außenrohrdurchmesser Da auf, der üblicherweise im Bereich zwischen 60 mm bis hin zu typischerweise 600 mm teilweise bos 1000 mm reicht. Die Rohrdurchmesser hängen hierbei von den jeweiligen Einsatzgebieten ab, insbesondere die Art und Leistung der Feuerstätte. Das obere Abgasrohr 2A ist im Stutzenteil 4 bis auf einen reduzierten Außendurchmesser Dr konisch verjüngt. Gleichzeitig ist das Muffenteil 6 konisch aufgeweitet. Die Konizität der beiden Teile 4,6 entspricht einander. Sie schließen zu der Horizontalen einen Winkel α von etwa 91° ein. Im Anschluss an das jeweilige Stutzenteil 4 bzw. Muffenteil 6 ist jeweils eine Versteifungssicke 8 vorgesehen. Die beiden Abgasrohrelemente 2A,2B weisen jeweils eine Wandstärke w auf, die vorzugsweise kleiner 0,5 mm und insbesondere im Bereich zwischen 0,2 und 0,4 mm liegt. Die beiden in der Figur dargestellten Abgasrohrelemente 2A,2B werden von unten nach oben in Pfeilrichtung 10 im Betrieb vom Abgas durchströmt.As can be seen from the figure, an upper exhaust pipe element 2A is inserted with a tapered neck portion 4 in a flared, also tapered sleeve portion 6 of a lower exhaust pipe member 2B. The exhaust pipe elements 2A, 2B have an outer pipe diameter D a , which usually ranges from 60 mm to typically 600 mm partially bos 1000 mm. The pipe diameters depend on the particular application, in particular the type and capacity of the fireplace. The upper exhaust pipe 2A is conically tapered in the neck part 4 to a reduced outer diameter D r . At the same time, the sleeve part 6 is widened conically. The conicity of the two parts 4,6 corresponds to each other. They enclose an angle α of about 91 ° to the horizontal. Following the respective nozzle part 4 or sleeve part 6, a stiffening bead 8 is provided in each case. The two exhaust pipe elements 2A, 2B each have a wall thickness w, which is preferably less than 0.5 mm and in particular in the range between 0.2 and 0.4 mm. The two exhaust pipe elements 2A, 2B shown in the figure are traversed from bottom to top in the direction of arrow 10 during operation of the exhaust gas.

Als Material für die Abgasrohrelemente 2A,2B wird der beschriebene Duplex-Edelstahl, insbesondere der Werkstoffnummer 1.4162 gemäß EN (gleichbedeutend mit der Werkstoffnummer S 32101 nach ASTM) eingesetzt. Ein derartiger Edelstahl weist im Vergleich zu den bisher eingesetzten Edelstählen eine um den Faktor 2 erhöhte Zugfestigkeit, einen geringeren Längenausdehnungskoeffizienten bei gleich guter Korrosionsbeständigkeit auf. Aufgrund des geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten und der hohen Zugfestigkeit auch bei hohen Rauchgastemperaturen weist der Duplex-Edelstahl im Vergleich zu den bisher eingesetzten konventionellen rein austenitischen Edelstählen verbesserte Eigenschaften im Hinblick auf die Wechselbeanspruchungen auf. Der Werkstoff kann bei sämtlichen Feuerstätten eingesetzt werden, die sowohl mit Gas, Öl oder auch Festbrennstoffen, wie Holz, Kohle, etc. betrieben werden. Er eignet sich sowohl für Regelfeuerstätten als auch für Brennwertfeuerstätten.As a material for the exhaust pipe elements 2A, 2B, the described duplex stainless steel, in particular the material number 1.4162 according to EN (equivalent with the material number S 32101 according to ASTM). Such a stainless steel has in comparison to the previously used stainless steels increased by a factor of 2 tensile strength, a lower coefficient of linear expansion with the same good corrosion resistance. Due to the lower coefficient of thermal expansion and the high tensile strength even at high flue gas temperatures, the duplex stainless steel has improved properties with respect to the alternating stresses compared to the conventional pure austenitic stainless steels used hitherto. The material can be used in all fireplaces that are operated with gas, oil or solid fuels such as wood, coal, etc. It is suitable for standard fireplaces as well as for condensing furnaces.

Der vorzugsweise eingesetzte Duplex-Stahl mit der Werkstoffnummer 1.4162 weist hierbei als Bestandteile 0,03 Gew.% Kohlenstoff, 0,22 Gew.% Stickstoff, 21,5 Gew.% Chrom, 1,5 Gew.% Nickel, 0,3 Gew.% Molybdän und 5 Gew.% Mangan, auf.The preferably used duplex steel with the material number 1.4162 has here as constituents 0.03 wt.% Carbon, 0.22 wt.% Nitrogen, 21.5 wt.% Chromium, 1.5 wt.% Nickel, 0.3 wt % Molybdenum and 5% by weight manganese, on.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

2A2A
oberes Abgasrohrelementupper exhaust pipe element
2B2 B
unteres Abgasrohrelementlower exhaust pipe element
44
StutzenteilStutz part
66
Muffenteilfemale member
88th
SickeBeading
1010
Pfeilrichtungarrow
Da D a
Außendurchmesserouter diameter
Dr D r
reduzierter Außendurchmesserreduced outside diameter
ww
WandstärkeWall thickness

Claims (12)

Abgasrohrelement (2A, 2B) aus Edelstahl, insbesondere für steckbare Abgassysteme für Abgas aus Feuerstätten, dadurch gekennzeichnet, dass als Material ein austenitisch-ferritischer Duplex-Edelstahl verwendet ist.Exhaust pipe element (2A, 2B) made of stainless steel, in particular for pluggable exhaust systems for exhaust gas from fireplaces, characterized in that the material used is an austenitic-ferritic duplex stainless steel. Abgasrohrelement (2A, 2B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der austenitische und der ferritische Anteil im Duplex-Edelstahl weitgehend gleich sind.Exhaust pipe element (2A, 2B) according to claim 1, characterized in that the austenitic and the ferritic portion in the duplex stainless steel are substantially equal. Abgasrohrelement (2A, 2B) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Duplex-Edelstahl einen Stickstoffanteil aufweist.Exhaust pipe element (2A, 2B) according to claim 1 or 2, characterized in that the duplex stainless steel has a nitrogen content. Abgasrohrelement (2A, 2B) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stickstoffanteil über 0,15 Gew.% und insbesondere im Bereich zwischen 0,20 und 0,30 Gew. % liegt.Exhaust pipe element (2A, 2B) according to claim 3, characterized in that the nitrogen content is above 0.15 wt.% And in particular in the range between 0.20 and 0.30 wt.%. Abgasrohrelement (2A, 2B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Duplex-Edelstahl einen Nickelanteil aufweist, der unter 10 Gew.% und insbesondere im Bereich zwischen 0,5 und 3 Gew.% liegt.Exhaust pipe element (2A, 2B) according to any one of the preceding claims, characterized in that the duplex stainless steel has a nickel content which is less than 10 wt.% And in particular in the range between 0.5 and 3 wt.%. Abgasrohrelement (2A, 2B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Duplex-Edelstahl einen Molybdänanteil aufweist, der unter 1,5 Gew.% und insbesondere im Bereich zwischen 0,1 und 0,5 Gew.% liegt.Exhaust pipe element (2A, 2B) according to any one of the preceding claims, characterized in that the duplex stainless steel has a molybdenum content which is less than 1.5 wt.% And in particular in the range between 0.1 and 0.5 wt.%. Abgasrohrelement (2A, 2B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Duplex-Edelstahl einen Mangananteil aufweist, der im Bereich zwischen 3 und 8 Gew.% liegt und insbesondere 5Gew.% beträgt.Exhaust pipe element (2A, 2B) according to any one of the preceding claims, characterized in that the duplex stainless steel has a manganese content which is in the range between 3 and 8 wt.% And in particular 5Gew.% Is. Abgasrohrelement (2A, 2B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Edelstahl der Duplex-Edelstahl mit der Werkstoffnummer 1.4162 gemäß EN bzw. S32101 nach ASTM eingesetzt ist.Exhaust pipe element (2A, 2B) according to any one of the preceding claims, characterized in that is used as stainless steel, the duplex stainless steel with the material number 1.4162 according to EN or S32101 according to ASTM. Abgasrohrelement (2A, 2B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Wandstärke (w) im Bereich bis zu maximal 0,5 mm und insbesondere im Bereich zwischen 0,2 - 0,35 mm aufweist.Exhaust pipe element (2A, 2B) according to any one of the preceding claims, characterized in that it has a wall thickness (w) in the range up to a maximum of 0.5 mm and in particular in the range between 0.2 - 0.35 mm. Abgasrohrelement (2A, 2B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Duplex-Edelstahl bei Raumtemperatur eine Zugfestigkeit R0,2 größer 350 MPa und insbesondere im Bereich zwischen 450 - 550 MPa aufweist.Exhaust pipe element (2A, 2B) according to one of the preceding claims, characterized in that the duplex stainless steel at room temperature has a tensile strength R 0.2 greater than 350 MPa and in particular in the range between 450 - 550 MPa. Abgasrohrelement (2A, 2B) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein einwandiges Element ist.Exhaust pipe element (2A, 2B) according to one of the preceding claims, characterized in that it is a single-walled element. Abgasrohrelement (2A, 2B) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es ein doppelwandiges Element mit einem Innenrohrelement und einem Außenrohrelement ist und zumindest eines hiervon aus dem Duplex-Edelstahl besteht.Exhaust pipe element (2A, 2B) according to one of claims 1 to 10, characterized in that it is a double-walled element with an inner pipe element and an outer pipe element and at least one of which consists of the duplex stainless steel.
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