Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 45. 6 december 1955 - Material för högtemperaturånga, av Hans Tietz
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
15 november 1955
1011
Material för
högtemperaturånga
Dr Hans Tietz, Leverkusen
669.14.018.152
För att förbättra ånganläggningar verkningsgrad går
man till allt högre tryck och temperaturer (Tekn. T. 1955
s. 645). Den gräns som sätts för denna utveckling
sammanhänger framförallt med svårigheterna att få material
som lämpar sig för de högre temperaturerna. Värdet av ert
temperaturhöjning för höjning av verkningsgraden måste
vägas mot de merkostnader som mer högvärdiga material
kan medföra.
Den förbättring av verkningsgraden som kan uppnås
genom höjning av ångtemperaturen från 500 till 600°C
kan medföra en minskning av den specifika
värmeförbrukningen på ca 8 °/o. Vid ångtemperaturer över 600°C kan de
vanliga material, som används inom ångpannebyggnaden,
icke längre användas. Man måste, om denna
temperatur-gräns överskrids, gå över till helt andra material, vilkas
egenskaper vi visserligen nu känner, men vi vet dock inte
hur materialen kommer att förhålla sig under årtionden
framåt. De erforderliga materialen måste vara
höglegerade och är därför avsevärt dyrare än de nu vanliga.
Om man räknar «med 8 °/o minskning av
värmeförbrukningen vid höjningen av ångtemperaturen från 500 till
600°C får man vid drifttiden 5 000 h/år en
kostnadsbesparing som räcker för att på två år betala merkostnaderna
för de högvärdiga dyra specialmaterialen.
Man måste emellertid göra klart för sig att det endast
är ca 9 °/o av det till ångan överförda värmet som
utvecklas vid temperaturer som ligger högre än de nu vanligen
använda. De svårigheter man kan vänta sig, de ökade
kostnader och den risk man kan löpa gäller därför endast
en relativt liten del av hela anläggningen.
Hållfasthet
Det viktigaste materialproblemet vid höjning av tryck
och temperatur är hållfasthetsfrågan. Vid höga
temperaturer behåller som bekant metallerna inte sin form utan
denna ändras med tiden. Man har infört begreppet
kryphållfasthet och värderar stålet efter töjning eller
brottgräns efter en bestämd tid, fig. 1. Härav framgår att
ole-gerade kolstål endast kan användas upp till ca 450°C.
För väggtemperaturer upp till 550°C kan man ha
låg-legerade stål. Ett mycket använt sådant är legerat med
0,8 °/o krom och 0,4 % molybden. Ett flertal andra
låglege-rade stål med krom, molybden och vanadin i olika
proportioner används också inom detta temperaturområde till
rör, skruvar, turbinskovlar och turbinskivor m.m.
Gemensamt för alla dessa stål är att deras hållfasthet vid
temperaturer över 550°C sjunker så kraftigt att de inte kan
användas.
Vill man höja temperaturen ytterligare, måste man
använda höglegerade krom-nickelstål, dvs. austenitiska
material, vilka har tillräcklig kryphållfasthet. Det finns
många olika stål av denna typ för olika
användningsområden. Utom huvudlegeringsämnena innehåller de
mindre mängder molybden, vanadin, volfram, kobolt m.m.
Med stål av typen 16 °/o Cr, 13 °/o Ni och 16 °/o Cr, 13 °/o
Ni, 2 % Mo eller liknande stål kan man behärska
väggtemperaturer upp till 680°C (fig. 1 och 2). De höglegerade
17 o/o Cr, 19 % Ni, Co, Mo, V, W har tillräcklig hållfasthet
vid ännu högre temperaturer.
Hur stor tillåten spänning som skall väljas beror på eko-
Bearbetning av föredrag i avd. Mekanik den 24 september 1954.
Fig. 1. Krypbrottgräns efter 100 000 h för stål.
Fig. 2. Krypbrottgräns för stål med 16 °/o Cr, 15 °lo Ni,
1 °/o Mo, Nb.
nomiska förhållanden. Man kan räkna ut kostnaden per
drifttimme för en viss del av anläggningen, t.ex.
över-hettartuberna, vid dimensionering för olika brottider och
få fram ett kostnadsminimum, fig. 3. Tar man endast
hänsyn till anskaffningskostnaden faller kostnaden per
kvadratmeter värmeyta och timme med ökad brottid. Tar man
även hänsyn till räntan finner man i det genomräknade
exemplet att man får kostnadsminimum vid effektiva
brottiden ca 100 000 h. Av denna beräkning framgår att
ekonomiskt optimum ligger vid relativt liten väggtjocklek
och alltså hög belastning. Av säkerhetsskäl kan det vara
anledning att hålla påkänningarna något lägre.
Fig. 3. Diagram för
ekonomisk
dimensionering.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
