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5. Werkstoffe. (ADM Reihe W). Baustahl Behälterstahl. Kupfer Blei Nickel. Schamotte. Tantal. 5.1 Werkstoffauswahl. Allgemeine Werstoff-Auswahlgesichtspunkte: Gesetzlichen Vorschriften entsprechen, z.B. • Druck und Temperatur standhalten (Technische Regeln)

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5. Werkstoffe

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5 werkstoffe

5. Werkstoffe

(ADM Reihe W)

Baustahl

Behälterstahl

Kupfer

Blei

Nickel

Schamotte

Tantal


5 1 werkstoffauswahl

5.1 Werkstoffauswahl

  • Allgemeine Werstoff-Auswahlgesichtspunkte:

  • Gesetzlichen Vorschriften entsprechen, z.B.

    • • Druck und Temperatur standhalten (Technische Regeln)

    • • Gesundheitsauflagen erfüllen (Lebensmittel- und Pharmaindustrie

    •  Alu oder austenitische Stähle)

  • Verformbar, schweissbar und preiswert sein

  • Funktionstauglich sein

    • • korrosions-, • erosionsbeständig, • eventuell wärmeleitfähig

  • Recyclebar sein

Thermische und Mechanische Auswahlgesichtspunkte:


5 2 relative werkstoffkosten

5.2 Relative Werkstoffkosten

Relative Werkstoff-

kosten (1990)

S235JRG1 (UST 37) =1

(Rd 35-100mm, Bezugs-

menge 1000kg)


5 3 a bezeichnungen stahl

5.3-a Bezeichnungen Stahl

1. Unlegierteferritische Stähle mit C 0.2%, Si 0.5%, Mn 0.8%,

Al 0.1% oderCu 0.25%

• Benennung üblich nach Verwendung und mechanischen Eigenschaften

(DIN EN 10027-1)

|Stahlbau

 Re=235N/mm²

S235JRG1 (Nr. 1.0036)

 Unberuhigt

Kerbschlagarbeit

27J bei 50°C

| Druckbehälterbau (R=Rohrleitung)

 Re=265N/mm²

P265GH (Nr. 1.0425)

 Hohlprofil geeignet

|Normalgeglüht

geeignet für erhöhte Temperaturen

• Ferritisches Gefüge → Kubisch raumzentriertes Kristallgitter


5 3 b bezeichnungen stahl

5.3-b Bezeichnungen Stahl

2. Niedrig legierte Stähle [Leg.-Elemente Cr5% (Ni, Mn,Mo,Va)]

• Benennung üblich durch chemischen Legierungsanteile (DIN EN 10027-1)

12/100% C-Gehalt = 0.12% C

 Legierungselement Nickel

12 Ni 14 (1.5637)

14/4% Ni-Gehalt = 3.5%

  • Ferritischer Stahl → Kubisch

  • raumzentriertes Kristallgitter

3. Hoch legierte Stähle [Leg.-Elemente >5%; Ab Cr>12% nichtrostend];

• Benennung üblich durch Werkstoffnummer (DIN EN 10027-2/ DIN 17007-1)

  •  Eisenwerkstoff

  •  hoch legiert (6/100%=0.06% C)

  •   Elemente (18% Cr, 10%Ni, <1% Ti)

  • 1.4541 (X6 CrNiTi 18 10)

  •  Regestriernummer

  • Nichtrostend (43-45 ≤ 2% Ni)

    Stahl ( 0=Roheisen, 2=Schwermetall z.B. Cu)

  • (Martenisitischer Stahl)

  • Austenitischer Stahl →

  • Kubisch flächenzentriertes

  • Kristallgitter


5 4 1 stahlsorten

5.4-1 Stahlsorten

  • Allgemein: Ca. 90% aller Apparate sind aus Stahl;

  • Sorten: Beschrieben in Normen (DIN EN , DIN, SEW-Blätter);

  • (EN-)Norm-Gliederung: Nach Verwendung (z.B. Flacherzeugnisse...);

  • Anwendungsbedingungen: DIN EN 286, 13445 +13480, ADM

  • Reihe W;

  • Eigenschaften: Formbar, schweißbar, preiswert;

Umdruck

Kap.: 5.2,

5.3,5.4

(Umdruck)


5 4 2 stahlsorten

5.4-2 Stahlsorten


5 4 3 stahlsorten

5.4-3 Stahlsorten


5 4 4 schrauben muttern

Umdruck

Kap.: 5.5

5.4-4 Schrauben + Muttern

Zugelassen nach ADM W7

  • Festigkeitsermittlung bei Stahl:

  • 8*100=Rm,50°=800N/mm² (Nennzugfestigkeitswert)

  •  8*8*10 = Rp,20° = 640 N/mm² (Nennstreckgrenzewert)

8.8 (Beispiel)


5 4 7a sonstige materialien

5.4-7a Sonstige Materialien


5 4 7b sonstige materialien

5.4-7b Sonstige Materialien


5 4 9 gusseisen

Umdruck

Kap.: 5.6

5.4-9 Gusseisen

Euronorm

 Rm=150N/mm²

EN-GJL-150 (früher GG)

Lamellengraphit

GussEisen

*Ohne besonderen Festigkeitsnachweis einsetzbar; ** DIN-Bezeichnung;


5 5 korrosions best ndigkeit

  • Stahl

  • Stahl und andere Werkstoffe

    • DECHEMA-Werkstofftabellen

    • Werkstofflieferanten, Handbücher

5.5 Korrosions-beständigkeit

Witzenmann GmbH

(Auszug)

0= beständig (s0.11mm/a)zu empfehlen; 1=praktisch beständig (s bis

1.1mm/a)weniger empfehlenswert; 2 nicht zu empfehlen; 3 ausgeschlossen;


5 6 1 verbundbauweise

5.6-1 Verbundbauweise

  • Verfahrensprinzip: Aufteilung der Funktionen eines Apparates

  • in Festigkeitsteil(Kesselblech) und Korrosionsbeständigkeitsteil

  • (Auskleidungsmaterial);

  • Verfahren:

Vorwiegend im Apparate-

bau angewendet;


5 6 2 kunststoff

Stahl mit PTFE-Auskleidung

5.6-2 Kunststoff

  • Ausführung:

  • Beschichtung meist mit 35mm dicken

  • eingelegten oder eingeklebten Folien;

  • Kleber: Hartze; T 200°C;

  • Hauptsächlich eingesetzte Kunststoffe:

  • PTFE (Polytetrafluorethylen); T 250°C;

  • Beständig gegen fast alle Medien;

  • PETP(Polyethylenterephthalat); T 120°C;

  • Beständig bei anorganische Säuren; Als

  • glasfaserhaltige Masse aufgetragen;

  • EP(Epoxidharz)  wie PETP


5 6 3 gummi

5.6-3 Gummi

  • Ausführung:

  • Beschichtung in der Dicke

  • von 26mm aufvulkanisiert;

  • Hauptsächlich eingesetzte

  • Gummisorten:

  • Weichgummi

  • Hartgummi

  • Chloropren-Kautschuk

  • Styrol-Butadien-Kautschuk

  • Einsatz:

  • T 120°C

  • Beständig bei fast allen

  • Säuren

Hartgummi verkleideter Zentrifugenkorb;


5 6 4 emaille

5.6-4 Emaille

  • Ausführung:

  • Beschichtung 0.30.8mm

  • aufgeschmolzen;

  • Glasartige Schicht;

  • Einsatz:

  • T 300°C;

  • V 30m³ bis p= 2bar

  • V 10m³ bis p= 10bar

  • Beständig bei allen

  • Säuren (außer F) + einige

  • Laugen;

  • Schlag- und schnelle

  • temperaturwechselem-

  • pfindlich;

Oberteil eines emaillierter Rührbehälters


5 6 5 metallische

5.6-5 Metallische

Auskleidung

  • Deckwerkstoffe: Hauptsächlich legierte Stähle, Nickel, Kupfer,

  • Blei, Platien, Titan, Tantal;

  • Aufbringung: Walzschweißen, Sprengplattieren;

Öl/ Wasser-Separator


5 6 6 keramische

5.6-6 Keramische

Auskleidung

Chlorgas-

Trocken-

turm

  • Ausführung:

  • Platten(Ziegeln) auf Gummierung gemauert;

  • Keramiksorten:

  • Schamotte (60%SiO2)

  • Silica (88%MgO)

  • Magnesit (95%SiO2)

  • Hartbrandkohle (C)

  • Einsatz:

  • Anorganische Säuren (T 50°C;

  • Wärmeschutz bei Hochtemperatur Apparate;


5 6 7 konstruktion

5.6-7 Konstruktion

Ausführungen von Auskleidungen


5 7 1 materialkennwert

5.7-1 Materialkennwert

Spannungsdehnungs-Diagramme

1%

Ferritische

Stähle

Austenitische

Stähle

1%

Mit ausgeprägter Streckgrenze

Ohne ausgeprägter Streckgrenze

Bleche

Schrauben/Muttern

K ≡ ReL

K ≡ Rp,1%


5 7 2 kennzahlen

Umdruck

Kap.

5.1

5.7-2 Kennzahlen


5 7 3 zeitdehnfestigkeiten

5.7-3 Zeitdehnfestigkeiten

Bleche nach DIN EN 10028-2 (Auszug)

Zeitgrenzwertspannung nach 1% Dehnung (K1-100000/450)


5 8 material bescheinigung

5.8 Material-Bescheinigung

Die erforderliche Material-Prüfbescheinigungsart wird in

ADM-Reihe W, abhängig von der Materialart und teilweise den

Betriebsbedingungen, angegeben.


5 9 1a kennwerte warmfester st hle

für Bleche/Platten

5.9-1a Kennwerte warmfester Stähle

Umdruck

Kap.

5.2

Schmiedeteile und Rohre haben andere Kennwerte;


5 9 1b vergleich blech schmiedest cke rohre

5.9-1b Vergleich Blech/Schmiedestücke/Rohre

Bleche

Schmiedest.

Umdruck

Kap.

5.2

Rohre


5 9 2 kennwerte austenitischer st hle

Umdruck

Kap.

5.2

5.9-2 Kennwerte austenitischer Stähle

für Bleche/Platten

Schmiedeteile und Rohre haben andere Kennwerte;


5 9 3 alu kennwerte

Umdruck

Kap.

5.7

5.9-3 Alu-Kennwerte


5 9 4 kennwerte schrauben muttern

Umdruck

Kap.

5.5

5.9-4 Kennwerte Schrauben + Muttern


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