Edelstahlrohre

Ein Artikel mit dem Titel “Comparing Stainless Steel and Other Metals” (Edelstahl und andere Metalle im Vergleich), der vor Kurzem auf MachineDesign.com veröffentlicht wurde,  setzt sich mit den verschiedenen Edelstahltypen, ihren Eigenschaften sowie den Herausforderungen bei der Herstellung auseinander und gibt einen ausgezeichneten Überblick darüber, was Edelstahl eigentlich ist. Der von Norm Ellis verfasste Artikel beschäftigt sich in erster Linie mit der Verwendung von Edelstahl in der Luft- und Raumfahrt-Industrie. Dabei zeigt er in einer Vergleichstabelle die unterschiedlichen Chrom- und Nickelanteile sowie Eigenschaften (Zugfestigkeit, Streckgrenze, Bruchdehnung und Härte) der verschiedenen Edelstahltypen (austenitisch, ferritisch, martensitisch, ausscheidungshärtend und Duplex) auf.  Stahl ist zwar um 66 % schwerer als Aluminium. Aber für die Luftfahrzeugingenieure ist in erster Linie die spezifische Festigkeit des Stahls von Interesse. (Die spezifische Festigkeit ist das Verhältnis von Festigkeit zu Dichte.)

Laut Definition des American Iron and Steel Institute (Amerikanisches Institut für Stahl und Eisen) handelt es sich bei Edelstahl um Stahl, der mit oder ohne andere Legierungselemente mehr als 10 % Chrom enthält. Edelstahl ist beständig gegen Korrosion, bewahrt seine Festigkeit bei hohen Temperaturen und ist leicht instandzuhalten oder keimfrei zu machen. Aus diesen Gründen wird Edelstahl häufig in der Nahrungsmittelindustrie, in der Medizin und im Transportwesen  sowie in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt.

Eine der meist verwendeten Edelstahlsorten ist Stahl vom Typ 316, den auch Lytron für die Rohre seiner serienmäßigen Edelstahl-Wärmetauscher und einige Röhrenkühlplatten gebraucht. Dabei handelt es sich um austenitischen Edelstahl (Chrom-Nickel) mit 2 % – 3 % Molybdängehalt. Die Einbeziehung von Molybdän verleiht dem 316er Stahl eine bessere Beständigkeit gegen verschiedene Formen der Qualitätsverschlechterung, während Nickel und Mangan dafür sorgen, dass das Metall seine austenitische Mikrostruktur bewahrt. Austenitischer Edelstahl weist im Allgemeinen die besten Korrosionsschutzeigenschaften von allen Edelstahlsorten auf, da er mindestens 16 % Chrom enthält. Diese Legierungen sind außerdem schweißbar, was insbesondere bei der Herstellung von Wärmetauschern und Kühlplatten wichtig ist.   

Bei der Auswahl von Metallen für Komponenten oder Systeme zur Flüssigkühlung sind zahlreiche Faktoren zu berücksichtigen. Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit sind nur zwei davon. Bei den meisten Anwendungen zur Flüssigkühlung in der Raum- und Luftfahrt ist das Gewicht ein weiterer wichtiger Faktor. Vakuumgelötete Aluminium-Wärmetauscher werden normalerweise als Kühltechnik gewählt, weil sie nicht nur leicht, sondern auch stabil sind. Bei Anwendungen, bei welchen das Gewicht eine eher untergeordnete Rolle spielt, könnten die Festigkeit und Reinheit des Edelstahls ein gutes Argument dafür sein, diesem Material treu zu bleiben.