Rohrleitungskompensatoren

Inhalts-verzeichnis

1

Firmendarstellung 2

Grundlagen– Dehnungsausgleich bei

Rohrleitungen 4– Festigkeitsverhalten 5– Nennbedingungen 6– Werkstoffe 8

Kompensatorenprogramm– Programm 7 10– Programm 3 11

Qualitätssicherung 14

Einsatzbereiche für Kompensatoren 15

Die BOA BKT GmbH mit Sitz in Stutensee,zählt mit ihren ausländischen Tochter- undBeteiligungsgesellschaften in Frankreich,USA, Schweiz, Österreich, Argentinien undBrasilien zu den führenden Herstellern vonKompensatoren, Metallbälgen und Metall-schläuchen.Mit ihren weltweit über 900 Mitarbeitern pro-duziert sie eine breitgefächerte Produktpa-lette, die sich auf ein über neun Jahrzehntekontinuierlich entwickeltes know-how stützt.

KompensatorenDehnungsausgleicher und Kompensations-systeme zur Wärmedehnungsaufnahme inthermisch beanspruchten Rohrleitungenund Apparaten, zur Schwingungsdämpfungan Pumpen, Kompressoren und Motoren,zum elastischen Verbinden von Rohrleitun-gen, zum elastischen Abdichten von Rohr-durchführungen, zum Ausgleich von Monta-geungenauigkeiten, zum einfachen Ein- undAusbau von Armaturen.

MetallbälgeMetallbälge als elastische Verbindungenund Abdichtungen, als Ausdehnungskörperund Druckentlastungselemente u. a. in derRegel-, Solar- und Vakuumtechnik, im Turbi-nen- und Apparatebau und in vielen weite-ren Bereichen.

Flexible metallische Komponenten fürAbgasanlagen wie:

– Metallbälge und -schläuche als flexibleund gasdichte Dehnungsausgleicher z.B.in Motorabgaskrümmern und Vorrohrenvon Abgasanlagen.

– Entkopplungselemente als Verbindungzwischen Motor- und Abgasanlage.

MetallschläucheMetallschläuche aus nichtrostendem Stahl,Sonderlegierungen und Bronze in ringge-wellter und wendelgewellter Ausführung bisNennweite 300, für– hochflexible Verbindungen in allen

industriellen Anwendungsbereichen– konstengünstige Montageverbindungen

der Heizungs-, Lüftungs-, Klimabranche– anwendungsspezifische Sonderprodukte

Firmen-darstellung

2

BOA BKT GmbH, Balg und Kompensatoren-Technologie

BOA BKT GmbH

Firmen-darstellung

3

SFZ, Frankreich Unsere TochtergesellschaftSFZ in FrankreichDie 1973 in Chassieu bei Lyon, Frankreich,

gegründete SFZ hat sich auf die Produktionvon Kompensatoren für die Industrie kon-zentriert.

Nach Übernahme durch die BOA BKTGmbH ergänzt das Fertigungsprogrammvon SFZ die Kompensatoren-Produktpalet-te der BOA BKT-Gruppe in idealer Weise.

Im Werk in Chassieu werden im wesentli-chen Sonderkompensatoren aus Stahl fürden Rohrleitungsbau hergestellt, die vor

allem in Kraftwerken, in der Chemie undPetrochemie sowie im Schiffsbau Verwen-dung finden.

SFZ fertigt Kompensatoren nach allen in-und ausländischen Regelwerken auf derBasis entsprechender Auslegungspro-gramme unter Gewährleistung eines hohenQualitätsniveaus.

Die im Jahre 1906 in Luzern, Schweiz,gegründete BOA AG ist mit ihren Tochter-gesellschaften und Beteiligungen in denVereinigten Staaten, Frankreich und denNiederlanden ein für seine Kompetenz undQualität international anerkanntes Unter-nehmen.

Am heutigen Standort in Rothenburg beiLuzern fertigen 200 Mitarbeiter Kompensa-toren, Metallschläuche und Metallbälgenach teilweise anderen Technologien als inden übrigen Unternehmen der Gruppe,woraus eine wertvolle Abrundung desgesamten Lieferangebotes entsteht.

Vielwandige Kompensatoren

Das Kernstück der BOA-Kompensatoren istder vielwandige Metallbalg, der bei kürze-ster Baulänge hohe Dehnungsaufnahmenbei geringen Verstellkräften erlaubt.

Das vielfältige Lieferprogramm, das eben-so die Beherrschung höchster Druckberei-

che erlaubt, findet Anwendung in allenBereichen der Industrie, der Fernheizungund des Anlagenbaus.

Metallbälge

BOA-Metallbälge in ein- oder mehrwandi-ger Ausführung aus Edelstählen, Sonderle-gierungen oder Buntmetallen haben in fastallen Industriebereichen ihren Einsatzgefunden. Hohe Fertigungsgenauigkeit,Qualität und exakte Federraten kennzeich-nen die Besonderheiten dieser Produktpa-lette.

Metallschläuche

Metallschläuche verschiedener Fertigungs-technologien dienen der Förderung vonFlüssigkeiten und Gasen. Hohe Elastizität,die Einsetzbarkeit bei höchsten Drückenund Temperaturen und Spezialausführun-gen für die Tieftemperaturtechnik zeichnendas umfangreiche Produktprogramm aus.

UnsereTochtergesellschaftBOA AGin der Schweiz

BOA AG, Schweiz

DINATECNICA, Argentinien / BrasilienDie Firmen DINATECNICA SA, Argentinienund DINATECNICA Ind. e Com. Ltda., Bra-silien, an denen die BOA BKT GmbH seit1978 beteiligt ist, sind seit mehr als 20 Jah-ren in Südamerika führende Hersteller vonMetallschläuchen, Metall-, Gummi- undPTFE-Kompensatoren.

Die enge Zusammenarbeit mit der BOABKT GmbH hat bewirkt, dass qualitativeSpitzenprodukte auf diesen Gebieten ent-wickelt wurden. DINATECNICA beschäftigtca. 280 Mitarbeiter in ihren Werken in SaoPaulo und Buenos Aires.

Gummikompensatoren

Das Gummikompensatoren-Programm wur-de von der DINATECNICA, Brasilien ent-wickelt. Die Produkte entsprechen deninternationalen Vorschriften und besondersden Anforderungen der spezifischen DIN-Normen.

Aufgrund der verwendeten Gummi-Qualitä-ten ist ein Einsatz in Leitungssystemen, indenen die verschiedenartigsten Medientransportiert werden, möglich.

Unsere Beteiligungs-gesellschaften DINATECNICA SA inArgentinien undDINATECNICA Ind. eCom. Ltda in Brasilien

Grundlagen

4

Entsprechend ihrer physikalischen Eigen-schaften dehnen sich die meisten Materia-lien bei Temperaturerhöhung aus und zie-hen sich mit abnehmender Temperaturzusammen.

In Rohrleitungssystemen macht sich dieserVorgang im wesentlichen durch Längenän-derungen in den einzelnen Rohrleitungs-strängen bemerkbar.

Da Rohrleitungen im allgemeinen an min-destens zwei Anschlusspunkten fixiertsind, treten zwangsläufig Reaktionen ausbehinderter Wärmedehnung auf, mit ent-sprechender Spannungserhöhung imWerkstoff und Reaktionskräften an denAnschlusspunkten.

Soweit es die Randbedingungen zulassenwird in der Regel versucht, die Rohrlei-tungsdehnung durch eine elastische Verle-gung im System aufzunehmen, d. h. natür-lich zu kompensieren.

Wenn alle Möglichkeiten des natürlichenDehnungsausgleichs ausgeschöpft sind,werden zur Aufnahme von Längenände-rungen Kompensatoren vorgesehen.

Darüber hinaus sind beim Betrieb vonKompressoren, Pumpen, Turbinen oderMotoren die entstehenden mechanischenSchwingungen so zu dämpfen, dass anden angeschlossenen Rohrleitungen,Armaturen und Unterstützungskonstruktio-nen keine Schäden verursacht werden.

Außerdem dürfen an den Stutzen von Ver-dichtern, Turbinen, Behältern und Kolon-nen die zulässigen Kräfte und Momentenicht überschritten werden.

Für die vorgenannten Anwendungsfällewerden Kompensatoren eingesetzt.

Kernstück eines jeden Kompensators istder Metallbalg(*), der durch seine Wellen-geometrie und dünnwandige Ausführungals Feder wirkt, wobei er nachfolgendeBasisbedingungen erfüllen muss, um alsDehnelement Verwendung zu finden:

Er muss

– den Betriebs- und Probebedingungen(Druck, Temperatur) des Rohrleitungssy-stems standhalten,

– gegenüber inneren und äußeren Einflüs-sen korrosionsbeständig sein,

– flexibel Dehnungen und ggf. Schwingun-gen aufnehmen können und dabei einegeforderte Lebensdauer erreichen,

– ausreichende Knickstabilität aufweisen.

(*) Ausnahmen stellen die Gummi-Kom-pensatoren mit ihren besonderen Einsatz-bedingungen dar.

Dieserart ausgelegte Metallbälge werdenje nach aufzunehmender Bewegung zuKompensatoren zusammengebaut, wobeiman im wesentlichen drei Grundtypenunterscheidet:

AxialkompensatorenAngularkompensatorenLateralkompensatoren

Axialkompensatoren eignen sich zur Auf-nahme von Dehnungen in geraden Rohrlei-tungsstrecken, die durch Festpunktebegrenzt und durch zusätzliche Unterstüt-zungen axial geführt werden.

Zur Verringerung des Strömungswiderstan-des sowie zur Vermeidung von Schwin-gungsanregungen des Balges werden Leit-rohre vorgesehen.

Ein zusätzliches Schutzrohr sichert denBalg vor äußeren Beschädigungen. ZurVereinfachung der Montage werden Axial-kompensatoren oft im vorgespanntenZustand geliefert.

Durch Zusammendrücken oder Auseinan-derziehen des Metallbalges wird die Rohrlei-tungsdehnung aufgenommen. Besonderszu berücksichtigen sind die nicht unerhebli-chen Druckreaktionskräfte, die durch dieFestpunkte aufgenommen werden müssen.

Die Gesamtfestpunktbelastung ergibt sichaus der Addition von

– Druckreaktionskraft,– Balgverstellkraft und,– Auflagerreibung.

Bei großen Durchmessern und/oder höhe-ren Drücken wird der Einsatz von Axialkom-pensatoren durch hohe Reaktionskräfteund entsprechend auszulegenden Fest-punkten unwirtschaftlich, so dass bevor-zugt andere Kompensatoren-Bauartenzum Einsatz kommen.

Angular- und Lateralkompensatorenwerden üblicherweise mit Rückhaltekon-struktionen zur Aufnahme der Druckreakti-onskräfte ausgeführt, so dass lediglich dieBalgverstellkräfte und Reibkräfte nachaußen wirken.

Der Angularkompensator ist zur Aufnahmevon Winkelbewegungen geeignet. DerLateralkompensator kann seitliche Ver-schiebungen (90 o zur Rohrachse) aufneh-men.

Durch Zusammenschalten zweier Angular-kompensatoren lässt sich ebenfalls einelaterale Bewegungsaufnahme erreichen.

Durch unterschiedliche konstruktiveGestaltung der Rückhaltekonstruktionensind sowohl Bewegungen in einer Ebenewie auch räumliche realisierbar.

Dehnungsausgleich in Rohrleitungen

Grundlagen

5

BOA liefert Kompensatoren von DN 15 bisDN 12 000 und größer aus ferritischen undaustenitischen Stählen, Nichteisenmetallenund hochlegierten Sonderwerkstoffen. Jenach Typ, Form und Werkstoff sind dieKompensatoren für drucklosen Betrieb undbis zu höchsten Drücken und Temperatu-ren geeignet.

Außer den bekannten Kompensatoren-Grundtypen werden alle Arten von Sonder-ausführungen wie druckentlastete Axial-kompensatoren, eckentlastete Kompensa-toren, kombinierte Axial-Lateral-Kompen-satoren, Angularkompensatoren für Zwei-und Dreigelenksysteme konstruiert undgefertigt.

BKT-Kompensatoren werden in allen Be-reichen der Technik eingesetzt, in denenDehnunsausgleicher oder Schwingungs-dämpfer erforderlich sind:

– Rohrleitungsbau– Fernheiznetze– Chemieanlagenbau– Petrochemische Anlagen– Kraftwerksbau– Druckbehälterbau– Motorenbau– Kraftfahrzeugbau– Schiffbau

Auf Grund der Leitungsführung, der Rohr-leitungslängen sowie der Betriebstempera-tur ist die Dehnung zu ermitteln, die vonden einzelnen Kompensatoren aufzuneh-men ist.Je nach Kompensatorenausführung kön-nen axiale oder seitliche Dehnungen auf-genommen werden. Für die genaue Ermitt-lung der auftretenden Dehnungen, beson-ders bei Verwendung warmfester und nicht-rostender Rohrwerkstoffe, empfiehlt sichdie Berechnung nach Formel:

ΔRo = Rechnerische Rohrdehnung (mm)Lo = Rohrlänge zwischen den Fest-

punkten (m)Δt = Temperaturdifferenz� = Temperaturkoeffizient

Temperaturkoeffizient α

ΔRo = Lo · Δt · � [mm]100

War

mfe

ste

Röh

rens

tähl

e

Aus

teni

t1.

4541

/1.4

878

Aus

teni

t1.

4571

FürTemperaturen

von[oC]

von -190 bis 100 –0,88 –1,42 –1,46über 0 bis 100 1,11 1,64 1,68über 100 bis 200 1,21 1,71 1,75über 200 bis 300 1,29 1,76 1,80über 300 bis 400 1,35 1,80 1,84über 400 bis 500 1,39 1,83 1,88über 500 bis 600 1,43 1,86 1,91

Die Beanspruchung der Kompensatoren-bälge erfolgt einerseits durch den Innen-druck und andererseits durch die Wechsel-verformungen aufgrund des Federweges.Diese beiden Beanspruchungen verhaltensich bezüglich der konstruktiven Gestal-tung des Wellenprofils genau entgegenge-setzt.

Abb. 1

So besitzt ein torusförmiges Wellenprofilnach Abb. 1 eine hohe Druckfestigkeit beigeringer Beweglichkeit, wohingegen einmembranförmiges Wellenprofil nach Abb. 2höchste Flexibilität bei nur geringer Druck-festigkeit aufweist.

Abb. 2

Die lyraförmige Profilform der Welle nachAbb. 3 stellt einen Kompromiss zwischenDruckfestigkeit und Beweglichkeit dar undhat sich in der Praxis bewährt. Die Geome-trie der lyraförmigen Welle lässt sich durchVeränderung der Radien, Profilhöhe,Lagenzahl und Wandstärke den jeweiligenDruck- bzw. Dehnungsanforderungenanpassen.

Abb. 3

Ermittlung vonRohrdehnungen

Festigkeitsverhaltender Stahlbälge

Grundlagen

6

Die in den technischen Datenblättern auf-gelisteten Kompensatoren sind nach Kom-pensatortyp, Nennweite (DN), Nenndruck(PN) und Dehnungsaufnahme geordnet.

Für die richtige Auswahl eines Kompensa-tors sind verschiedene Faktoren zu beach-ten.

Nennweite DN

Die Nennweite des auszuwählenden Kom-pensators richtet sich nach den vorhande-nen Flanschanschlüssen oder Rohrlei-tungsabmessungen.

Die Außendurchmesser der Kompensator-schweißenden entsprechen der ISO-Reihe.Die genauen Anschlussabmessungen, ins-besondere die Wanddicke, sind in dentechnischen Datenblättern aufgeführt.

Die Anschlussabmessungen der Kompen-satoren mit Flanschanschluss sind nachDIN 2501 ausgeführt.

Nenndruckstufe PN

Die Druckstufenangabe (PN) ist für dieStandardkompensatoren eine Kennzahl,die den zulässigen Betriebsüberdruck PBbei Nenntemperatur (120 oC bzw. 20 oC)angibt.

Wird ein Kompensator bei einer Tempera-tur oberhalb der Nenntemperatur einge-setzt, so reduziert sich seine Druckbelast-barkeit um den Abminderungsfaktor Kp. Zureinfacheren Handhabung sind die Abmin-derungsfaktoren Kp in Abhängigkeit vonder Temperatur direkt auf den technischenDatenblättern angegeben.

Der zulässige Betriebsüberdruck PB einesKompensators bei einer Betriebstempera-tur tB berechnet sich wie folgt:

Soll ein Kompensator für den Betriebsüber-druck PB und die Betriebstemperatur tBausgewählt werden, so ist zunächst der aufNenntemperatur umgerechnete Ersatz-druck Pe zu ermitteln, der kleiner odergleich der erforderlichen NenndruckstufePN sein muss.

Nominale Dehnungsaufnahme

Die nominalen Dehnungsaufnahmen inden technischen Datenblättern geben dieBewegungsgröße an, die der entsprechen-de Kompensator bei Nenntemperatur aus

seiner Neutralstellung aufnehmen kann.Bei einem Axialkompensator beispielswei-se bedeutet die Angabe ±Δax, dass derKompensator in der Lage ist, 1000 Voll-Lastspiele bei Nenndruck und einemGesamtdehnweg von 2 · Δax innerhalb derum Δax gestauchten bzw. um Δax gestreck-ten Neutralstellung aufzunehmen. Hierbeiist es unerheblich, ob der Lastspielzyklus inder gestauchten, neutralen oder gestreck-ten Lage beginnt.

Um den Gesamtdehnweg 2 · Δax für dieKompensation nutzbar zu machen, ist eserforderlich, den Kompensator um 50 %des Gesamtdehnweges, d. h. um Δax vor-zuspannen. Entsprechendes gilt auch fürdie laterale bzw. angulare Bewegungsauf-nahme (± Δlat, ± �).

Besonders montagefreundlich sind diejeni-gen Axialkompensatoren unseres Stan-dardprogramms, die ohne bauseitige Vor-spannung geeignet sind, ihre Gesamtdeh-nung auf Kompression aufzunehmen.

Bei diesen Kompensatoren entspricht dienominale axiale Dehnungsaufnahme Δaxder Gesamtdehnungsaufnahme auf Kom-pression.

Wird ein Kompensator bei einer Tempera-tur eingesetzt, die oberhalb der Nenntem-peratur für die Dehnungsaufnahme liegt, soreduziert sich die Dehnungsaufnahme umden Abminderungsfaktor KΔ.

Die Abminderungsfaktoren KΔ(tB) sind inAbhängigkeit von der Temperatur auf dentechnischen Datenblättern angegeben.

Die zulässige Dehnungsaufnahme ± Δzul(tB) bzw. ± �zul (tB) eines Kompensators beieiner Betriebstemperatur tB berechnet sichwie folgt:

Benötigt man für einen Betriebsfall eineDehnungsaufnahme von ±ΔB bei einerBetriebstemperatur von tB, so ist die erfor-derliche nominale Dehnungsaufnahme desauszuwählenden Kompensators wie folgtzu ermitteln:

Lebensdauer

Unter der Lebensdauer eines Kompensa-tors versteht man die Anzahl der Voll-Last-spiele, die bis zum Auftreten einer Leckageaufgenommen werden kann.

Die in den technischen Datenblättern ange-gebenen nominalen Dehnungsaufnahmenbeziehen sich auf eine Mindestlebensdau-er von 1000 Voll-Lastspielen bei Nennbe-dingungen.

Nennbedingungen

±Δzul (tB) = ±Δ · KΔ (tB)

±Δ ≥ ±ΔB / KΔ (tB)

PB (tB) = PN · Kp (tB) [barü]

Pe = PB / Kp (tB) ≤ PN [barü]

Grundlagen

7

Unter einem Lastspiel versteht man hierbeiden Beanspruchungszyklus, der zwischenden beiden Extremstellungen beim Aufbrin-gen und Wegnehmen der Gesamtdeh-nungsaufnahme durchlaufen wird.

Wird beispielsweise eine Rohrleitung vonUmgebungstemperatur auf volle Betriebs-temperatur gebracht und kühlt an-schließend wieder ab, so stellt dies füreinen in der Leitung eingebauten Kompen-sator ein Voll-Lastspiel dar.

Für den Normalfall ist eine Auslegung auf1000 Lastspiele vollkommen ausreichend.

Werden höhere Lastspielzahlen benötigtwie z. B. bei Industrieanlagen mit mehrerenBetriebsintervallen pro Tag, so muss dieDehnungsaufnahme um den entsprechen-den Lastspielfaktor KL (siehe Tabelle) redu-ziert werden.

Lastspielfaktor KL

Lebensdauermindernde Zusatzeinflüssewie Korrosion, schlagartige Beanspruchun-gen durch Verpuffungen, Wasserschlägeoder Thermoschocks, Resonanzen durchströmungsinduzierte bzw. mechanischeAnregungen lassen sich rechnerisch nichterfassen und sind deshalb unzulässig.

Treten im Betrieb neben dem statischenInnendruck zusätzliche dynamische Druck-schwankungen auf, so reduzieren diese dieLebensdauer. Bei einer geringen spezifi-schen, auf den Nenndruck bezogenenDruckschwankungsbreite ist der Einflussauf die Lebensdauer gering, meist sogarvernachlässigbar. Bestehen Unsicherhei-ten hinsichtlich der Beurteilung des Einflus-ses, bitten wir im Einzelfall um Ihre Rück-frage.

Lastkollektiv

Soll ein Kompensator für verschiedeneLastfälle ausgelegt werden, so ist derErschöpfungsgrad (Di) der einzelnen Last-kollektive linear zu akkumulieren

wobei ni die erforderliche und Ni die zuläs-sige Lastspielzahl des jeweiligen Lastfallesbedeuten.

Beispiel:

Lastfall 1 mit n1 = 500 Lastspielen bei100 % Nenndehnungsaufnahme mit N1zul =1000.

Lastfall 2 mit n2 = 10 000 Lastspielen bei30 % Nenndehnungsaufnahme (KL = 0,3)mit

ergibt einen Gesamterschöpfungsgrad von

und stellt mit 66 % Auslastung ein zulässi-ges Lastkollektiv dar.

Einsatztemperaturen

Die Kompensatoren der Fertigungspro-gramme 7 und 8 sind in der Standardaus-führung von –10 oC bis 300 oC einsetzbar.

Eine Ausnahme stellen die Schallschutz-kompensatoren mit einer Grenztemperaturvon 200 oC sowie die Axialkompensatorenmit Gewindeanschluss mit unterschiedli-chen Grenztemperaturen (siehe techni-sche Datenblätter) dar.

Im Temperaturbereich oberhalb 300 oCwird für die Schweißverbindung zwischenBalg und Anschweißende ein geeigneterSchweißzusatzwerkstoff erforderlich. Ober-halb 400 oC kommen für die Rohr- und Ver-spannungsteile hochwarmfeste Werkstoffezum Einsatz, die bei der Bestellung zu ver-einbaren sind.

Die Standardkompensatoren des Ferti-gungsprogramms 6 mit dem warmverform-ten Stahlbalg aus dem warmfesten Fein-kornbaustahl 16 CrMoV 4 sind von –10 oCbis 400 oC einsetzbar.

Nennbedingungen

Lastspiele LastspielfaktorNzul KL

1000 1,002000 0,823000 0,735000 0,63

10000 0,5130000 0,3750000 0,32

100000 0,26200000 0,22

1000000 0,1425000000 0,05

KL = (1000 / Nzul) 0,29

D = Σ Di = Σ (ni/Ni) ≤ 1

N2zul = 1000 / (KL 3,45) = 63670

D = n1 / N1zul + n2 / N2zul = 0,66 < 1

Die Werkstoffe für Metallbälge, ob einwan-dig, mehr- oder vielwandig, müssen vielfäl-tigen Randbedingungen genügen.

Diese sind:

– SchweißbarkeitSie muss grundsätzlich gewährleistet sein.Die Balglängsnähte haben die gleichenBedingungen wie der Grundwerkstoff zuerfüllen.

– VerformbarkeitSie ist Voraussetzung für die Herstellungvon kaltverformten Bälgen, wobei genü-gende Restbruchdehnung gewährleistetsein muss.

– mechanische FestigkeitseigenschaftenFür die Druckfestigkeit ist eine hohemechanische Festigkeit Voraussetzung.Sie erweitert gleichzeitig den elastischenBereich.

– technologische EigenschaftenHierzu zählen die Biegewechseleigen-schaften bei Kompensatoren. Sie werdennicht nur von den Legierungsbestandteilenbestimmt, sondern auch vom Oberflächen-zustand, von der Korngröße und vommetallurgischen Gefügezustand.

– KorrosionsbeständigkeitBei Kompensatorenbälgen wird kein Korro-sionszuschlag berücksichtigt. Er würde dieDehnungseigenschaften des Balges nach-teilig beeinflussen. Es kommen somit nurWerkstoffe in Frage, die für das betreffendeMedium korrosionsbeständig sind.

– TemperatureigenschaftSie bezieht sich auf die Warmfestigkeitoder die Kaltzähigkeit sowie das Langzeit-verhalten der Werkstoffe. Fast alle austeni-tischen Chrom-Nickelstähle sind kaltzähbis -200 oC und erfüllen meist bis 550 oCalle Voraussetzungen.

Für den Einsatz in höheren Temperaturbe-reichen ab ca. 550 oC kommen speziellewarmfeste Werkstoffe in Betracht.

Die vorgenannten Kriterien werden vorwie-gend von nichtrostenden Stählen erfüllt.Der Sammelbegriff für diese Werkstoffelautet „Edelstahl rostfrei“. Sie enthalten imallgemeinen mehr als 12 % Chrom (Cr) undsind beständig gegen oxidierende Angriffs-mittel.

Höhere Chrom-Gehalte und weitere Legie-rungsbestandteile wie Nickel (Ni), Molyb-dän (Mo) und Stickstoff (N) verbessern dieKorrosionsbeständigkeit.

Ebenso werden die mechanischen undtechnologischen Eigenschaften mit diesenund anderen Zusätzen nachhaltig beein-flusst. Mit mindestens 8 % Nickel wird der„Edelstahl rostfrei“ austenitisch. DieseStähle werden daher oft z. B. als 18/8,18/10 oder als austenitische Chrom-Nickel-stähle bezeichnet.

Mit der Bildung einer Passivschicht unddem Vorhandensein von Sauerstoff erhält„Edelstahl rostfrei“ seine korrosionsschüt-zende Eigenschaft.

Standardwerkstoffe für Bälge sind

Es handelt sich hierbei um austenitische,titanstabilisierte Stähle mit einer breitenPalette des Anwendungsbereiches.

Bei aggressiveren Korrosionsbedingungensollten höher legierte Stähle oder Nickelba-siswerkstoffe zur Verwendung kommen.

Grundlagen

8

Standardwerkstoffe

Werkstoffe

Werkstoff- sonstige gebräuchlicheNr. Kurzname Bezeichnung Verwendung für1.4541 X6 Cr Ni Ti 18 10 nichtrostender Stahl Balgwerkstoff, in Sonderfällen für

Anschweißenden, Rohrteile, Verspannungsteile, Flansche

1.4571 X6 Cr Ni Mo Ti 17 12 2 nichtrostender Stahl1.7728 16 Cr Mo V4 warmfester Balgwerkstoff

Feinkornbaustahl1.0305/1.0315 St 35.8 / 37.8 warmfester Röhrenstahl Anschweißenden, Rohrteile1.0425 H II Kesselblech Anschweißenden, Verspannungsteile1.0673 19 Mn 6 warmfester Baustahl Verspannungsteile (geschmiedet),

Flansche1.0038 R ST 37-2 (FE 360 B) allgemeiner Baustahl Flansche1.1135 Ck 35 warmfester Stahl für Bolzen in Rohrgelenkstücken

Schrauben und Muttern1.7709 21 CrMoV 5 7 warmfester Stahl für Zugstangen und (Sechskant-) Muttern

Schrauben und Muttern in verspannten Lateralkompensatoren1.5415 15 Mo 3 warmfester Kessel- und in Sonderfällen für Anschweißenden,

Röhrenstahl Rohrteile, Verspannungsteile,Flansche

Werkstoff- Kurzname AISINr. DIN 17006 (USA)

1.4541 X6 Cr Ni Ti 18 10 3211.4571 X6 Cr Ni Mo Ti 17 12 2 316 Ti

Grundlagen

9

Außer der Palette der geeigneten austeniti-schen und Nickelbasis-Werkstoffe hat sichseit über 40 Jahren der ferritische BOA-Werkstoff 16 Cr Mo V4 mit der Werkstoff-Nummer 1.7728 bewährt. Aufgrund seinesfeinkörnigen Vergütungsgefüges und derhohen mechanischen Festigkeit eignet ersich besonders für die Verwendung vonKompensatorenbälgen.Sie werden warm verformt und erfüllenauch bei chloridhaltigen Betriebs- undUmgebungsbedingungen in vielen Einsatz-gebieten die erforderten Eigenschaften.

Für den Einsatz in höheren Temperaturbe-reichen ab ca. 550 oC kommen speziellehochwarmfeste bzw. hitzebeständige Werk-stoffe in Betracht. Nicht alle dieser Werkstoffeeignen sich für Bälge. In diesen Temperatur-bereichen laufen metallurgische Vorgängeab, die zwar die Warmfestigkeit begünsti-gen, aber auch die Biegewechseleigen-schaften und damit die Lebensdauer negativbeeinflussen können. Deshalb ist es wichtig,nur denjenigen hochwarmfesten Werkstof-fen den Vorzug zu geben, bei denen dieDuktilität weitestgehend erhalten bleibt.

Mit dem folgenden Wirksummendiagrammkann die Steigerung der Korrosionsbestän-digkeit in wässrigen Medien abgeschätztwerden. Das Lochkorrosionspotential stellthierbei ein Maß für die Beständigkeit desWerkstoffes gegen Lochfraß in Abhängig-keit von der Wirksumme der Legierungsbe-standteile dar, wobei die Elemente Chrom,Molybdän und Stickstoff einen bedeuten-den Einfluss haben (siehe Wirksummen-faktoren).

Der Werkstoff 1.4439 beispielsweisebesitzt aufgrund seines Molybdän- undStickstoffanteils (4–5 % Mo, 0,1–0,2 % N)gegenüber dem Werkstoff 1.4541 eineetwa zweimal höhere Wirksumme und istdeshalb gegen Lochfraß wesentlichbeständiger.

Wirksummen-Diagramm

1000

800

600

400

200

0

10 20 30 40 50 60 70

Redoxpotential

Loch

korr

osi

ons

po

tent

ial

mV

H

1.45411.4301

1.44061.4571

1.4462

1.4439AVESTA SMO 254

1.4539

2.4856 Alloy 625

2.4610Alloy C4

1N MaCLpH-Wert 7.5Temperatur 80°C

%Cr=Faktor 1 %Mo=Faktor 3.3 %N=Faktor 30

Lochfraßpotential austenitischer Stähle in Abhängigkeit von der Wirksumme

Wirksumme

Kompensatoren-Programm

10

Beim Kompensatoren-Programm 7 sind dieBälge über DN 50 standardmäßig aus demCrNi-Werkstoff 1.4541, bis DN 50 aus1.4571 hergestellt.

Die Standardauslegung umfasst Nennwei-ten von DN 15 bis DN 1000 und die Druck-stufen PN 6, 10, 16, 25, 40.

Je Nennweite und Druckstufe stehen meh-rere Dehnungsaufnahmen zur Verfügung,so dass ein weiter Anwendungsbereich imRohrleitungs- und Apparatebau abgedecktwird.

Programm 7 (307)

Einwandige Bälge aus Edelstahl und Son-derwerkstoffen als besonders preiswertesKonstruktionselement für den Nieder- undMitteldruckbereich bis etwa Nenndruck 40.

Programm 7 (307)

Mehrwandige hochelastische Bälge fürhohe Leistungen, mit besonderen Anforde-rungen an Flexibilität und Dehnung. Auchin Linertechnik für besondere Korrosions-beständigkeit.

Programm 7 mithydraulisch

umgeformten Bälgen

Das BOA-Kompensatoren-Programm um-fasst nach Herstellverfahren und Eigen-schaften zu unterscheidende Bälge sowie

die für die spezifischen Anwendungenausgelegten Kompensatorentypen undBauformen.

Kompensatoren-Programm

11

Programm 3Gummi-kompensatoren

Bei den Gummikompensatoren Programm3 bestehen Balg und Bund aus Elastome-ren. Der Gummibalg erhält durch mehreredurchgehende Nylon-Cord-Gewebeeinla-gen eine hohe Festigkeit gegen Innen-druck. Der wulstförmige und durch Stahl-einlagen verstärkte Bund wirkt als Dich-tung. Eine zusätzliche Dichtung ist dahernicht erforderlich.

Das Programm umfasst die Balgtypen A(313), B (303), D (323), E (343) und S (333)mit unterschiedlichen Baulängen.

In den Standardausführungen sind dieKompensatoren von DN 25 bis DN 500 inden Gummiqualitäten EPDM, CHLORO-PREN, NITRIL und HYPALON lieferbar.Eine Sonderausführung ist der Typ B (303)-PTFE mit einem fest einvulkanisierten Inli-ner aus PTFE im Nennweitenbereich DN100 – DN 500.

In Abhängigkeit der jeweiligen Gummiqua-lität können BKT-Gummikompensatoren inallen Bereichen der Industrie eingesetztwerden.

Gummikompensatoren mit den BalgtypenA und S, DN 25 – 250, sind mit der Elasto-merqualität EPDMT nach DIN 4809 bau-mustergeprüft.

Weitere Baumusterprüfungen durch denTÜV, GL und LRS liegen vor.

Programm 3 – A (313)

Programm 3 – B (303)

Programm 3 – S (333)

Programm 3 – D (323) u. E (343)

Qualitäts-sicherung

12

Die Qualitätsanforderungen, ein zentralesThema bei der BOA BKT GmbH, sind imQualitätssicherungshandbuch für den Pro-duktbereich Kompensatoren definiert underfüllen die Anforderungen der DIN/ISO9001 sowie der PED 97/23/EG..

Die angewandten Produktions- und Prüf-verfahren sind über TÜV-Zulassungen wieHPO und WO abgesichert.

Darüber hinaus liegen Zulassungen ande-rer in- und ausländischer Abnahme-Orga-nisationen vor.

Wesentliche Produkte sind durch denDVGW nach DIN 30681 für Gasanlagenzugelassen.

Zusatzprüfungen und -abnahmen sindjederzeit möglich, wobei die Belegung nachEN 10204 erfolgt.

Grundsätzlich wird jeder Kompensatoreiner Maß-, Sicht- und Dichtheitsprüfungunterzogen.

Die Dichtheitsprüfungen werden sowohlnach der Seifenblasenmethode als auchnach dem Unterwasserverfahren vorge-nommen.

Die Nachweisempfindlichkeit der vorge-nannten Prüfungen entspricht einer Leck-rate von ca. 1 x 10-3 mbar l/s. Wasserdruck-prüfungen erfolgen bei 1,3-fachem Ausle-gungsdruck.

Dichtheitsprüfungen mit höherer Nachweis-empfindlichkeit wie Helium-Lecktest sowiebesondere Druckprüfungen können verein-bart werden. Zwischen Besteller und Her-steller können zusätzliche zerstörende undzerstörungsfreie Prüfungen wie z. B. Rönt-genprüfungen, Oberflächen-Rissprüfun-gen, Ultraschallprüfungen, Werkstoff- oderSchweißnahtprüfungen festgelegt werden.Alle Prüfungen werden von qualifiziertenMitarbeitern ausgeführt, die von der Ferti-gung unabhängig sind. Vereinbarungs-gemäß werden darüber die entsprechen-den Prüfzeugnisse ausgestellt.

Die langjährige Praxis der Mitarbeiter sowiedie intensive Werkstoff-Forschung, verbun-den mit modernen Fertigungseinrichtungenund -verfahren, ermöglichen die Herstel-lung qualitativ hochwertiger Dehnungsaus-gleicher für den Rohrleitungs- und Appara-tebau als Axial-, Angular- und Lateralkom-pensatoren.

Qualitäts-sicherung

13

Zertifikat:ISO 9001:2000

Zertifikat:ISO/TS 16949:2002

Zertifikat:Druckgeräterichtlinie 97/23/EG - Modul A1Stahlkompensatoren

Zertifikat:Druckgeräterichtlinie 97/23/EG - Modul C1Gummikompensatoren

14

Einsatzbereichefür Kompensatoren

Kompensatorenfür Kraftwerke

Kompensatorenim Rohrleitungsbau

15

Einsatzbereichefür Kompensatoren

Kompensatoren für die Fernwärme

Einsatzbereichefür Kompensatoren

16

Kompensatoren in der

Chemie undPetrochemie

Einsatzbereichefür Kompensatoren

17

Gummikompensatorenin Kläranlagen

18

Gummikompensatorenin Kühlsystemen

Einsatzbereichefür Kompensatoren

19

Einsatzbereichefür Kompensatoren

Gummikompensatorenin Heizanlagen

Gummikompensatorenin Pumpensystemen

BOA Balg- und Kompensatoren-

Technologie GmbH

Lorenzstraße 2-6

D-76297 Stutensee

Postfach 11 62

D-76288 Stutensee

Telefon: +49 (0)7244 99-0

Fax: +49 (0)7244 99-372

E-Mail: kompensatoren@boa-bkt.com

Internet: www.boagroup.com

60 0

00 2

82B

K.0

512.

7.5.

dt.

Sto

.223

7