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EP1966406A2 - Verdichtergehäuse für tieftemperaturanwendungen - Google Patents

Verdichtergehäuse für tieftemperaturanwendungen

Info

Publication number
EP1966406A2
EP1966406A2 EP06830647A EP06830647A EP1966406A2 EP 1966406 A2 EP1966406 A2 EP 1966406A2 EP 06830647 A EP06830647 A EP 06830647A EP 06830647 A EP06830647 A EP 06830647A EP 1966406 A2 EP1966406 A2 EP 1966406A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
cold
compressor housing
low temperatures
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06830647A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Bode
Beate Langenhan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to EP06830647A priority Critical patent/EP1966406A2/de
Publication of EP1966406A2 publication Critical patent/EP1966406A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/02—Selection of particular materials
    • F04D29/023—Selection of particular materials especially adapted for elastic fluid pumps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008—Martensite
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00—Metals
    • F05C2201/04—Heavy metals
    • F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
    • F05C2201/0448—Steel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
    • F05D2300/17—Alloys
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    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/608—Microstructure

Definitions

  • the invention relates to a turbomachine, in particular compressors or turbocompressors for low-temperature applications, wherein the turbomachine has a housing.
  • Such turbomachines with housing are known.
  • housings of compressors or turbocompressors must be designed so that they can withstand a high internal pressure.
  • ⁇ operating temperatures ⁇ -120 0 C
  • materials in particular cold ⁇ tough steels with an austenitic crystal structure to manufacture lung of the housing to be used, wherein the cryogenic steels with an austenitic crystal structure disadvantageously have a very low strength
  • current housing of compressors or turbo compressors for low temperature applications with relatively large wall thicknesses are performed in order to withstand the relatively high internal pressure at the very low strength of the material.
  • the invention has the object of providing a housing, in particular ⁇ sondere a housing for the compressor, preferably for turbo compressors for low temperature applications, the effect to improve with simple means that the housing manufacturing even at very low operating temperatures with smaller wall thicknesses is adjustable.
  • the object is achieved in that the Ge ⁇ housing consists of a cold-tough material with martensitic structure.
  • the housing consists of a cold-carbon cast steel
  • the housing consists of a cold-tough cast steel ⁇ with a nickel content of 8.5 to 10%.
  • the object is also achieved in that for the preparation of a turbo compressor housing for low temperature applications ⁇ a cold-ductile material with a martensitic structure is used, in which case preferably the material ASTM A 352 LC 9 is suitable.
  • Cryogenic cast steels with high nickel content are in particular ⁇ sondere for low temperatures down to -196 0 C. Due to the advantageous alloy composition is the structure of nickel-alloyed steels, martensitic, being higher compared to steels with an austenitic crystal structure 0.2% - yield strength, low thermal expansion and a have higher heat ⁇ conductivity.
  • the higher yield strength advantageously allows lower wall thicknesses of the housing, whereby less housing material is required, so that the costs for producing the housing are considerably reduced.
  • the combination of properties of the cold-strength cast steels with a high nickel content, in particular of the material ASTM A 352 LC 9, achieves better temperature gradients and reduces thermal stresses, thus excluding the risk of plastic deformation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine mit einem Gehäuse. Die Strömungsmaschine ist insbesondere als Turbokompressor für Tieftemperatureinsätze ausgelegt, wobei das Gehäuse bevorzugt aus einem kaltzähen Werkstoff mit martensitischem Gefüge besteht.

Description

Beschreibung
Verdichtergehäuse für Tieftemperaturanwendungen
Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine, insbesondere Verdichter bzw. Turbokompressoren für Tieftemperatureinsätze, wobei die Strömungsmaschine ein Gehäuse aufweist.
Derartige Strömungsmaschinen mit Gehäuse sind bekannt. Insbesondere Gehäuse von Verdichtern bzw. Turbokompressoren müssen so ausgelegt werden, dass sie einem hohen Innendruck standhalten. Hierbei ist es bekannt, bei sehr tiefen Be¬ triebstemperaturen (< -120 0C) Werkstoffe, insbesondere kalt¬ zähe Stähle mit austenitischer Kristallstruktur zur Herstel- lung des Gehäuses zu verwenden, wobei die kaltzähen Stähle mit austenitischer Kristallstruktur nachteiligerweise eine sehr geringe Festigkeit aufweisen. Von daher werden derzeitige Gehäuse von Verdichtern bzw. Turbokompressoren für Tieftemperaturanwendungen mit relativ großen Wandstärken ausge- führt, um bei der sehr niedrigen Festigkeit des Werkstoffs dem relativ hohen Innendruck standhalten zu können.
Da die austenitischen Stähle außerdem nachteiligerweise eine geringe Wärmeleitfähigkeit und einen hohen thermischen Aus- dehnungskoeffizienten aufweisen, besteht weiter die Gefahr von großen Temperaturgradienten innerhalb des Gehäuses und die Gefahr thermischer Spannungen bis hin zu bleibenden plastischen Verformungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse, insbe¬ sondere ein Gehäuse für Verdichter, bevorzugt für Turbokompressoren für Tieftemperatureinsätze, mit einfachen Mitteln dahin gehend zu verbessern, dass das Gehäuse auch bei sehr tiefen Betriebstemperaturen mit geringeren Wandstärken her- stellbar ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Ge¬ häuse aus einem kaltzähen Werkstoff mit martensitischem Gefüge besteht.
Günstig im Sinne der Erfindung ist, wenn das Gehäuse aus einem kaltzähen Gussstahl besteht, wobei zweckmäßigerweise vorgesehen ist, dass das Gehäuse aus einem kaltzähen Guss¬ stahl mit einem Nickelgehalt von 8,5 bis 10 % besteht.
Als besonders geeignet hat sich hierbei der Werkstoff mit der Bezeichnung ASTM A 352 LC 9 bewiesen. Natürlich sind auch andere kaltzähe Gussstähle mit hohem Nickelgehalt geeignet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe aber auch dadurch gelöst, dass zur Herstellung eines Turbokompressorgehäuses für Tief¬ temperatureinsatz ein kaltzäher Werkstoff mit martensitischem Gefüge verwendet wird, wobei hier bevorzugt der Werkstoff ASTM A 352 LC 9 geeignet ist.
Kaltzähe Gussstähle mit hohem Nickelgehalt eignen sich insbe¬ sondere für Tieftemperaturen bis -196 0C. Aufgrund der vorteilhaften Legierungszusammensetzung ist das Gefüge nickellegierter Stähle martensitisch, wobei sie im Vergleich zu Stählen mit austenitischer Kristallstruktur höhere 0,2 %- Dehngrenzen, geringere Wärmedehnungen und eine höhere Wärme¬ leitfähigkeit aufweisen.
Die höhere Dehngrenze ermöglicht vorteilhaft geringere Wand¬ stärken des Gehäuses, wodurch weniger Gehäusematerial erfor- derlich wird, so dass die Kosten zur Herstellung des Gehäuses erheblich gesenkt werden. Insgesamt werden durch die Eigenschaftskombination der kaltzähen Gussstähle mit hohem Nickelgehalt, insbesondere des Werkstoffs ASTM A 352 LC 9 bessere Temperaturgradienten erreicht und Thermospannungen verrin- gert, womit die Gefahr plastischer Verformungen ausgeschlossen ist .

Claims

Patentansprüche
1. Strömungsmaschine mit einem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus einem kaltzähen Werkstoff mit martensiti- schem Gefüge besteht.
2. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus einem kaltzähen Gussstahl besteht.
3. Strömungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus einem kaltzähen Gussstahl mit einem Nickelgehalt von 8,5 bis 10 % besteht.
4. Strömungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus dem Werkstoff ASTM A 352 LC 9 besteht.
5. Strömungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse als Verdichtergehäuse, insbesondere als Gehäuse eines Turbokompressors für Tieftemperatureinsatz, ausgeführt ist.
6. Verwendung eines kaltzähen Gussstahls mit martensitischem Gefüge, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Herstellung eines Turbokompressorgehäuses für Tieftem¬ peratureinsätze .
EP06830647A 2005-12-20 2006-12-15 Verdichtergehäuse für tieftemperaturanwendungen Withdrawn EP1966406A2 (de)

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EP (2) EP1801254A1 (de)
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NO (1) NO20082884L (de)
WO (1) WO2007071618A2 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10557358B2 (en) * 2015-02-06 2020-02-11 United Technologies Corporation Gas turbine engine containment structures

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2462600A (en) * 1943-01-16 1949-02-22 Jarvis C Marble Turbine
WO1993013304A1 (en) * 1984-03-15 1993-07-08 Norio Nakazawa Variable capacity turbo-supercharger
DZ2527A1 (fr) * 1997-12-19 2003-02-01 Exxon Production Research Co Pièces conteneurs et canalisations de traitement aptes à contenir et transporter des fluides à des températures cryogéniques.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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WO2007071618A2 (de) 2007-06-28
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NO20082884L (no) 2008-06-24

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