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 ⁰ C) 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 ⁰ C. 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 .