„EDELSTAHL“ (Kryogestreckte Edelstahldruckgasbehälter)

 

Herstellung

 

Ein besonderer Gasflaschentyp ist zweifelsohne der so genannte kryovergütete oder kryogestreckte Druckgasbehälter aus CrNi-Stahl.
Diese, schon auf den ersten Blick außergewöhnlich erscheinende Druckgasflasche, bietet gleich mehrere, von herkömmlichen Stahlflaschenunerreichte, Vorzüge. Der glatte, unlackierte und glänzende Edelstahlkörper hat relativ wenig Gewicht. Eine 45 Liter kryogestreckte Druckgasflasche wiegt nur knapp 50 kg. Die Materialeigenschaften zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit und edelstahltypisch, große Korrosionsbeständigkeit aus. Durch das Verfahren des Elektropolieren sind diese Druckgasbehälter, innen wie außen, leicht zu reinigen. Kryovergütete Edelstahlflaschen sind vorgesehen für den Transport von verdichteten, verflüssigten und unter Druck gelösten Gasen, Reinstgasen und Sondergasen, die auf Grund der Reinheitsanforderrungen oder der korrosiven Eigenschaften des Gases nicht in herkömmlichen Druckgasbehälter abgefüllt werden können, wie z.B. Chlor UHP, Chlorwasserstoff UHP, Dichlorsilan UHP, Elektronikgasgemische und sonstige Gasgemische und Reinstgase mit Reinheitsgrad UHP. Es gibt kryogestreckte Edelstahldruckgasbehälter mit 10 l und 45 l. Volumen. Der maximal zulässige Betriebsdruck liegt bei 200bar.

Ein Nachteil soll jedoch nicht verschwiegen sein. Durch die höheren Materialkosten und den relativ hohen Fertigungsaufwand bei der Herstellung nur geringer Stückzahlen sind kryogestreckte Druckgasbehälter relativ teuer.  Die nachfolgend beschriebene Herstellungstechnik ist durch die Messer Griesheim GmbH patentiert. Daher wird dieser Flaschentyp bis heute auch nur bei Messer Griesheim betrieben und eingesetzt.

 

    



Herstellung

Der Druckgasbehälterrohling wird aus mehreren Bauteilen gefertigt. Dem Flaschenkopf mit dem Gewinde für das Ventil und einem Gewinde für die Ventilschutzkappe, der Flaschenschulter, dem zylindrischen Flaschenkörper sowie dem Halbkugelboden mit Fußring.

Alle Elemente werden mit dem WIG-Schweißverfahren zu einer Einheit zusammen gefügt und die Schweißnähte mittels 100% Röntgenprüfung auf Fehlerfreiheit überprüft.

Nun wird es interessant. Der Rohling wird in einem Bad aus flüssigem Stickstoff, bei einer Temperatur von -196°C einer Kryostreckbehandlung unterzogen und mit flüssigem Stickstoff unter sehr hohem Innendruck (zwischen 600 und 700 bar) verformt. Dabei dehnt sich der zylindrische Teil des Flaschenkörpers von ursprünglich ca. 190 mm Durchmesser bis auf etwa 220 mm aus. Die Mindestwanddicke reduziert sich entsprechend von etwa 6 mm auf ca. 5 mm. Durch diese gesteuerte Tieftemperaturverformung wird ein Teil des CrNi-Stahlgefüges in Martensit umgewandelt.
Dabei steigt die mechanische Festigkeit des Flaschenmaterials auf ihren vierfachen Ausgangswert, ohne dass die günstigen Zähigkeits- und Korrosionseigenschaften des Edelstahls verloren gehen.

Es folgen noch die, für alle Druckgasbehälter vorgeschriebenen, Prüfungen wie z.B. Leergewichts- und Volumenfeststellung so wie eine Wasserdruckprüfung. Um den typischen Hochglanz zu erreichen wird der Druckbehälter innen wie außen einer Elektropolitur unterzogen.

Die Flaschenkennzeichnung erfolgt zum einen durch Hartstempeln und zum anderen mit einem speziellem Ätz- bzw. Signierverfahren auf der Flaschenschulter umso das Material vor örtlichen Verfestigungen und Kerbwirkung zu bewahren. Hartgestempelt werden nur die folgende Kennzeichnungen:
Bauartzulassungs- und Flaschennummer, Leergewicht und Volumen so wie die Daten des Baujahres und der Wiederkehrenden Prüfungen.
Nach der Visuellen Oberflächenkontrolle, einer Maß- und Gewindekontrolle erfolgt die technische Prüfung durch den TÜV mit der abschließenden TÜV-Abnahmestempelung.
Damit ist der Druckgasbehälter für seinen bestimmungsgemäßen Einsatz betriebsbereit.

 

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