nach oben

Erschienen in:

2020 | OriginalPaper | Buchkapitel

14. Werkstoffwahl für hohe Geschwindigkeiten

verfasst von : Johann Friedrich Gülich

Erschienen in: Kreiselpumpen

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config

KI-gestützte Suche

Aus

Zusammenfassung

Themen: 1. Ermüdungsbrüche an Laufrädern oder Leiträdern: Zulässige Förderhöhe pro Stufe, Laufradbrüche – Analyse und Vorausberechnung. 2. Korrosion: Korrosionsmechanismen, Korrosion in Trinkwasser, Kühlwasser, Abwasser, Korrosion in Meerwasser und Lagerstättenwasser, Erosionskorrosion in vollentsalztem Wasser (Berechnung der Abtragsraten). 3. Materialwahl und zulässige Geschwindigkeiten: Definition häufig vorkommender Fördermedien, Metallische Pumpenwerkstoffe für Laufräder, Leiträder, Gehäuse, Spaltringwerkstoffe, Werkstoffe für mediumsberührte Wellen, Werkstoffe für Speisewasser- und Kondensatpumpen sowie REA-Pumpen, Verbundwerkstoffe. 4. Hydroabrasiver Verschleiß: Einflussparameter, Quantitative Verschleißabschätzung, Materialverhalten und Feststoffeinfluss, Erosionsformen als Spiegelbild der Strömung.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

über 102.000 Bücher
über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Automobil + Motoren
Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Elektrotechnik + Elektronik
Energie + Nachhaltigkeit
Finance + Banking
Management + Führung
Marketing + Vertrieb
Maschinenbau + Werkstoffe
Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

über 67.000 Bücher
über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Automobil + Motoren
Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Elektrotechnik + Elektronik
Energie + Nachhaltigkeit
Maschinenbau + Werkstoffe

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Vorheriges Kapitel Einfluss des Fördermediums

Nächstes Kapitel Zur Auswahl und Qualität von Kreiselpumpen

Die Formeln aus der Festigkeitslehre finden sich in [48].

Man beachte den Unterschied zwischen S_z und S_zz in den obigen Ausführungen.

Der Oxidationsprozess beim Rosten ist kompliziert und umfasst mehrere Schritte, die nicht in allen Quellen einheitlich beschrieben werden.

Gl. (14.5) wurde aus Angaben in [69] entwickelt. Gl. (14.5) gibt Daten in [69] exakt wieder, ist aber einfacher.

Für Rohrleitungen gelten diese Angaben nur bedingt, da dort die Strömungsgeschwindigkeiten wesentlich niedriger sind als in Pumpen.

Für die Wasseraufbereitung sind die jeweils gültigen Richtlinien heranzuziehen, z. B. [68].

Gemessen hinter starksaurem Kationenaustauscher.

Für stark verdünnte Lösungen (um die es sich im vorliegenden Fall auch in der Grenzschicht handelt) ist der Diffusionskoeffizient der Korrosionspartner gleich den Selbstdiffusionskoeffizienten zu setzen [56].

Dieser Wert erscheint für den Langzeitbetrieb realistischer als die bei Kurzzeitversuchen festgestellten Verhältnisse der Abtragsraten von 1:10–1:100 [22]. Diese Daten könnten aufgrund einer zu geringen Versuchsdauer zu Fehlschlüssen verleiten.

Da derartige Angaben bisher fehlen, wird hier bewusst Neuland beschritten. Rückmeldungen an die E-Mail-Adresse des Autors wären daher sehr willkommen.

Das Modell geht zurück auf Ackeret und de Haller.

Kießling verwendete als Umfangskomponente w_u = ω r.

Beim Vergleich mit [33, 64] ist zu beachten, dass sich eine lineare Funktion im doppelt logarithmischen Diagramm als stark gekrümmte Kurve abbildet.

Unsicher sind die mittleren Korngrößen, die teils nur als „<5 mm“ angegeben werden. Zudem ist die Angabe Volumenverhältnis Wasser zu Feststoff = 6:1 nicht eindeutig (Schüttvolumen oder Nettovolumen des Feststoffes).

Entwicklungsanstrengungen, diesen zu verbessern, wurden unternommen, aber Einzelheiten nicht publiziert.

ASM Handbook volume 13A, Corrosion: fundamentals, testing, and protection. ASM International. ISBN 0-87170-705-5. www.asminternational.org (2003)

Berger, C., Schlücker, E.: Untersuchungen zur verbesserten Auslegung von Bauteilen aus Duplexstählen oder Superaustenit unter Schwingungsrisskorrosionsbelastung in wässrigen Medien. AiF report 13248 N (2005)

Berten, S.: Hydrodynamics of high specific power pumps for off-design operating conditions. Dissertation, EPF Lausanne (2010)

Bolliger, W.: Advancements in material technologies for longer life when pumping difficult liquids. In: Proceedings of Indian pump manufacturers association, Mumbai (2001)

Brendel, H., Dwars, A.: Neue Anwendungsgebiete für Umwälzpumpen in der Industrie- und Verfahrenstechnik. Industriepumpen Kompress. 1, 20–26 (1999)

Bursik, A.: Vergleichende Untersuchungen zur Konditionierung von Kesselspeisewasser. In: VGB-Konferenz Chemie im Kraftwerk (1981)

Cooper, P., et al.: Reduction of cavitation damage in a high-energy water injection pump. ASME AJK2011-06092

Dechema Werkstofftabellen E 40 für Meerwasser (1998)

Effertz, P.H., Forchhammer, P., Hickling, J.: Spannungsrißkorrosionsschäden an Bauteilen in Kraftwerken – Mechanismen und Beispiele. VGB Kraftwerkstech. 62, 390–408 (1982)

10.

Galsterer, D., Heimgartner, P.: Analyzing and effectively avoiding corrosion. Sulzer Tech. Rev. 1, 22–25 (2013)

11.

Grein, H., Krause, M.: Research and prevention of hydroabrasive wear. In: XVII IAHR Symposium, Beijing (1994)

12.

Grein, H., Schachenmann, A.: Abrasion an Maschinen hydraulischer Kraftwerke. Sulzer Tech. Rundschau 1/92

13.

Gülich, J.F.: Bedeutung der thermohydraulischen Verhältnisse für die Korrosionssicherheit von DWR-Dampferzeugern. Atomwitschaft 2, 82–87 (1975)

14.

Gülich, J.F.: Abtragsraten bei der Erosionskorrosion unlegierter Stähle in Kesselspeisewasser. Tech. Rundschau Sulzer 4, 19–22 (1986)

15.

Gülich, J.F.: Calculation of metal loss under attack of erosion-corrosion or cavitation erosion. In: International Conference on Advances in Material Technology for Fossil Power Plants, Chicago, September 1987

16.

Gülich, J.F., et al.: L’érosion-corrosion dans les pompes d’alimentation et d’extraction. In: Colloque EdF Chimie de 1’eau et corrosion, Seillac (1980)

17.

Gülich, J.F., Bolleter, U.: Pressure pulsations in centrifugal pumps. ASME J. Vibr. Acoustics. 114, 272–279 (1992)CrossRef

18.

Günther, R., Knapp, P., Scherrer, G.: Erfahrungen über die Beständigkeit verschiedener Werkstoffe gegenüber hydroabrasivem Verschleiß in Kalksteinsuspensionen. Pumpentag. Karlsr. C8 (1988)

19.

Hagen, M., Bolliger, W., Schöffler, W.: Influence of fluoride in chloride-containing FGD suspensions on the corrosion of duplex stainless steel. Vortrag DECHEMA (1997)

20.

Heil, K.: Erosionskorrosion an unlegierten Fe-Werkstoffen in schnellströmenden Wässern. Dissertation, TH Darmstadt (1979)

21.

Heimgartner, P., Schöffler, W., Bitterwolf, F.: Kreiselpumpen in Rauchgas-Entschwefelungsanlagen. Tech. Rundschau Sulzer 3, 13–19 (1987)

22.

Heitmann, H.G., et al.: Erosionskorrosion in Wasser-Dampfkreisläufen. In: VGB-Konferenz Chemie im Kraftwerk (1981)

23.

Heitz, E., Litzkendorf, M., Meysenburg, C.M., Weber, J.: Das Verhalten rostfreier Stahlgußlegierungen unter gleichzeitiger mechanischer und korrosiver Belastung. Z. Werkstofftech. 11, 244–258 (1980)CrossRef

24.

Held, H.D.: Zur Frage der Magnetitablagerungen in Zwangsdurchlaufkesseln. VGB Kraftwerkstech. 54(6), 406–408 (1974)

25.

Heubner, U., et al.: Nickelwerkstoffe und hochlegierte Sonderedelstähle. Kontakt & Studium Werkstoffe, Bd. 153, 2. Aufl. Expert, Ehningen bei Böblingen (1993). ISBN 3-8169-1011-4

26.

Heumann, A.: Konstruktive Gestaltung von Spiralgehäusepumpen sowie Werkstoffauswahl für schleißendes Fördergut. Pumpentag. Karlsr. A3-03 (1992)

27.

Höppel, H.W.: Schädigungsmechanismen und hydroabrasives Verschleißverhalten unterschiedlicher Hartstoffsysteme. Dissertation, Universität Erlangen-Nürnberg (1997)

28.

Hutchings, L.M.: Tribology, Friction and Wear of Engineering Materials. Edward, London (1992). ISBN 0-340-56184-x

29.

Kaesche, H.: Die Korrosion der Metalle. Springer, Berlin (1990)

30.

Kastner, W., Riedle, K., Tratz, H.: Untersuchungen zum Materialabtrag bei Erosionskorrosion. VGB Kraftwerkstech. 64(5), 452–465 (1984)

31.

Kastner, W., Hofmann, P., Nopper, H.: Erosionskorrosion in Kraftwerksanlagen – Entscheidungshilfe für Maßnahmen zur Schadensvermeidung. VGB Kraftwerkstech. 70(11), 939–948 (1990)

32.

Keller, H.: Erosionskorrosion an Naßdampfturbinen. VGB Kraftwerkstech. 54(5), 292–295 (1974)

33.

Kießling, R.: Zur Modellierung und Simulation des hydroabrasiven Verschleißes ringförmiger Strömungsspalte. Dissertation, Universität Erlangen-Nürnberg (1994)

34.

Knapp, P., et al.: Werkstoffe für Pumpen in der Rauchgasentschwefelung – Langzeiterfahrungen und neue Entwicklungen. Pumpentag. Karlsr. A2-01 (1992)

35.

Kovach, C.W.: High performance stainless steels. NiDI Reference book Series 11021, Nickel Development Institute. www.nidi.org

36.

Kratzer, A., Tischner, H.: Noridur 9.4460, ein ferritisch-austenitischer CrNiMo-Stahlguß für Pumpen und Armaturen in Rauchgasentschwefelungsanlagen. KSB Tech. Berichte 18 (1984)

37.

Kunze, E. (Hrsg.): Korrosion und Korrosionsschutz, Bd. 6. Wiley, Berlin (2001). ISBN 3-527-29994-7

38.

Landolt Börnstein: Zahlenwerte und Funktionen, 6. Aufl., Bd. 2, Teil 5a, S. 575 (1969)

39.

Materials for saline water, desalination and oilfield brine pumps. NiDI Reference book No 11004, 2 ed., Nickel Development Institute. www.nidi.org (1995)

40.

Naidu, B.S.K.: Silt erosion problems in hydro power stations and their possible solutions. In: Workshop on silt damages in hydro power stations, New Delhi (1996)

41.

Offenhäuser, H.: Druckschwankungsmessungen an Kreiselpumpen mit Leitrad. VDI Ber. 193, 211–218 (1973)

42.

Palgrave, R.: Personal Communication

43.

Pini, G., Weber, J.: Werkstoffe für die Förderung von Meerwasser und hochchloridhaltigen Medien. Tech. Rundschau Sulzer 2, 69–80 (1979)

44.

Plant, W.H.D., Mathay, W.L.: Nickel-containing materials in flue gas desulphurisation equipment. Nickel Development Institute. www.nidi.org

45.

Practical guidelines for the fabrication of duplex stainless steels. Intl Molybdenum Association, Nickel Development Institute. www.nidi.org (2001)

46.

Radke, M., et al.: Neue konstruktive Entwicklungen für Kreiselpumpen in Rauchgasentschwefelungsanlagen. Konstruktion 42, 53–60 (1990)

47.

Radke, M., et al.: Untersuchung kostenbestimmender Faktoren bei Kreiselpumpen in Rauchgasentschwefelungsanlagen. VGB Kraftwerkstech. 71, 455–461 (1991)

48.

Roark, R.J., Young, W.C.: Formulas for Stress and Strain, 5. Aufl. McGraw-Hill, New York (1986)

49.

Schläpfer, H.W., Weber, J.: Austenitic-ferritic duplex steels. Mater. Tech. 14(2) (1986)

50.

Sedricks, A.J., Money, K.L.: Corrosion fatigue properties of Nickel-containing materials in seawater. NiDI Druckschrift Nr 1258 (1977)

51.

Stainless steels and specialty alloys for modern pulp and paper mills. NiDI Reference book Series 11025, Nickel Development Institute. www.nidi.org (2002)

52.

Stoffhütte: Taschenbuch der Werkstoffkunde, 4. Aufl. W Ernst & Sohn, Berlin (1967)

53.

Syrett, B.C.: Erosion-corrosion of copper-nickel alloys in seawater and other aqueous environments – a literature review. Corrosion NACE 32(6), 242–252 (1976)CrossRef

54.

Tanaka, H.: Vibration behavior and dynamic stress of runners of very high head reversible pump-turbines. In: IAHR Symp Belgrade, Beitrag U2 (1990)

55.

Taschenbuch der Chemie, 5. Aufl. Harri Deutsch, Zürich (1973)

56.

Technik-Lexikon, Bd. 35, S. 94. Rowohlt Reinbek

57.

Timcke, J.H.: Quellverhalten eines Schiffskreiselpumpen-Laufrads aus Gefüge-Verbundwerkstoff. Industriepumpen + Kompress 3, 191–196 (1999)

58.

Timcke, J.H.: Swelling behaviour of pump impellers made from a structural composite. World Pumps December, 28–31 (1999)CrossRef

59.

Tischner, H.: Hochlegierte Gußwerkstoffe zur Förderung korrosiver und abrasiver Fluide. Pumpentag. Karlsr. C7 (1988)

60.

Tischner, H.: Werkstoffwahl für Pumpen in Rauchgasentschwefelungsanlagen. KSB Tech. Berichte 25 (1988)

61.

Tuthill, A.H., Lamb, S.: Guidelines for the use of stainless steel in municipal wastewater treatment plants. NiDI Technical series No 10076, Nickel Development Institute. www.nidi.org (1998)

62.

Uetz, H.: Abrasion und Erosion. Hanser, München (1986)

63.

Van den Berg, C.H.: Grain shape effects on wear. Port. Dredg. 152, 11–15 (1999)

64.

Vetter, G., Kießling, R.: Verschleißverhalten von Pumpenwerkstoffen bei hydroabrasiver Strahlbeanspruchung. Konstruktion 47, 186–190 (1995)

65.

Vetter, G., Kießling, R.: Zur Auslegung von Spaltdichtungen in Pumpen gegen hydroabrasiven Verschleiß. Konstruktion 48, 167–173 (1996)

66.

Vetter, G., Klotzbücher, G.: Einige tribologische Grundlagenuntersuchungen zum abrasiven Gleit- und Strahlverschleiß von Pumpenwerkstoffen. Konstruktion 45, 371–378 (1993)

67.

Vetter, G., et al.: Multiphase pumping with twin-screw pumps. In: 17th int. pumps users symp., Texas A & M, S. 153–169 (2000)

68.

VGB-Richtlinien für Kesselspeisewasser. VGB Kraftwerkstech. 60(10), 793–800 (1980)

69.

Weber, J.: Korrosion und Ablagerungen in Kühlsystemen – Ursachen und Bekämpfung. Tech. Rundschau Sulzer 3, 219–232 (1972)

70.

Weber, J.: Materials for seawater pumps and related systems. In: Pumps Offshore/Onshore, GOL, Norway, March 1984

71.

Weber, J., Bolliger, W.: Werkstoffe für die Förderung korrosiver Medien. Dechema, 10–12 Juni (1987)

72.

Wellinger, K., Uetz, H.: Gleitverschleiß, Spülverschleiß, Strahlverschleiß unter der Wirkung von körnigen Feststoffen. VDI-Forschungsheft 449, Ausg. B, Bd. 21 (1955)

73.

Werkstoffe für Meerwasseranlagen. International Nickel, Druckschrift, Bd. 54 (1968)

74.

Wilson, K.C., Addie, G.R., Sellgren, A., Clift, R.: Slurry Transport Using Centrifugal Pumps, 2. Aufl. Blackie Academic and Professional, London (1997). ISBN 0-7514-0408-X

75.

Riihimäki, A.: Corrosion-resistant cast steels for process industry pumps. Vuoriteollisuus – Bergshanteringen 4 (2002) (in Finnish)

Titel: Werkstoffwahl für hohe Geschwindigkeiten
verfasst von: Johann Friedrich Gülich
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Buch: Kreiselpumpen
Print ISBN: 978-3-662-59784-2

Electronic ISBN: 978-3-662-59785-9

Copyright-Jahr: 2020
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-59785-9_14