Das Design und die Leistung von Balg hängen stark von der Auswahl geeigneter Materialien ab. Von rostfreiem Stahl bis hin zu modernen Polymeren – die Wahl des Balgmaterials beeinflusst kritische Faktoren wie Haltbarkeit, Flexibilität und Korrosionsbeständigkeit.
Dieser Artikel bietet einen detaillierten Einblick in die verschiedenen metallischen und nichtmetallischen Werkstoffe, die üblicherweise in Faltenbalganwendungen verwendet werden. Wir untersuchen die Eigenschaften, Vorteile und Überlegungen für jede Materialkategorie, damit Ingenieure und Einkaufsleiter fundierte Entscheidungen bei der Auswahl von Faltenbälgen für ihre Projekte treffen können.
Metallische Balgmaterialien
Rostfreier Stahl
Edelstahl gehört aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Formbarkeit zu den am häufigsten verwendeten Materialien für Metallbälge. Der Chromgehalt in Edelstahl bildet eine passive Schicht auf der Oberfläche und schützt das Material vor Oxidation und Korrosion. Bei der Herstellung von Bälgen werden üblicherweise verschiedene Edelstahlsorten verwendet:
- 304 (UNS: S30400): Dieser austenitische Edelstahl enthält 18 % Chrom und 8 % Nickel und bietet gute Korrosionsbeständigkeit, Formbarkeit und Schweißbarkeit. Er wird häufig in Anwendungen mit mäßigen Korrosionsanforderungen eingesetzt.
- 304L (UNS: S30403): 304L ist eine kohlenstoffarme Variante des Edelstahls 304 mit verbesserter Schweißbarkeit und Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion. Er wird häufig für Anwendungen mit Schweißarbeiten oder leicht korrosiver Umgebung eingesetzt.
- 316 (UNS: S31600): Durch die Zugabe von Molybdän bietet Edelstahl 316 eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit, insbesondere gegen Lochfraß und Spaltkorrosion in chloridhaltigen Umgebungen. Er eignet sich für anspruchsvollere Anwendungen, beispielsweise im Umgang mit Meerwasser oder Chemikalien.
- 316L (UNS: S31603): Ähnlich wie 304L bietet diese kohlenstoffarme Version des Edelstahls 316 eine verbesserte Schweißbarkeit und Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion. Sie wird häufig in Schweißkonstruktionen verwendet, die korrosiven Umgebungen ausgesetzt sind.
- 321 (UNS: S32100): Dieser titanstabilisierte austenitische Edelstahl verhindert die Ausfällung von Chromkarbiden beim Schweißen oder bei hohen Temperaturen. Er behält seine Korrosionsbeständigkeit und seine mechanischen Eigenschaften auch bei Anwendungen mit hohen Temperaturen.
Nickellegierungen
Nickellegierungen bieten außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit. Sie werden häufig für Faltenbälge verwendet, die in extremen Umgebungen eingesetzt werden, wie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, der chemischen Verarbeitung sowie der Öl- und Gasindustrie. Zu den gängigen Nickellegierungen für Faltenbälge gehören:
- Inconel: Inconel-Werkstoffe (z. B. Inconel 625, Inconel 718) sind eine Familie austenitischer Superlegierungen auf Nickel-Chrom-Basis und bieten hervorragende Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen. Sie werden in korrosiven Umgebungen mit hohen Temperaturen eingesetzt, beispielsweise in Düsentriebwerken und chemischen Verarbeitungsanlagen.
- Hastelloy: Diese Nickel-Molybdän-Legierungen (z. B. Hastelloy C-22, Hastelloy C-276) bieten eine hervorragende Beständigkeit gegen oxidierende und reduzierende Säuren sowie Spannungsrisskorrosion. Sie werden in stark korrosiven Umgebungen eingesetzt, beispielsweise in der chemischen Verarbeitung und in Umweltschutzsystemen.
- Monel: Monel ist eine Nickel-Kupfer-Legierung mit guter Beständigkeit gegen Meerwasser, Flusssäure und Schwefelsäure. Es wird in der Schifffahrt, der Säureverarbeitung sowie in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie eingesetzt.
Messing und Bronze
Messing und Bronze sind Kupferlegierungen mit mittlerer Festigkeit, guter Formbarkeit und Beständigkeit gegenüber bestimmten korrosiven Umgebungen. Messing, eine Legierung aus Kupfer und Zink, ist für seine gute Zerspanbarkeit und Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion bekannt. Bronze, typischerweise aus Kupfer und Zinn, bietet im Vergleich zu Messing eine höhere Festigkeit und Verschleißfestigkeit. Diese Materialien werden häufig in weniger anspruchsvollen Anwendungen oder zu dekorativen Zwecken eingesetzt.
Berylliumkupfer
Berylliumkupfer ist eine Kupferlegierung mit geringem Berylliumanteil, was ihre Festigkeit, Verschleißfestigkeit und elektrische Leitfähigkeit deutlich verbessert. Dieses Material wird in Faltenbälgen verwendet, die eine hohe Dauerfestigkeit, gute Wärmeleitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit in milden Umgebungen erfordern. Berylliumkupfer-Faltenbälge finden sich häufig in elektrischen und elektronischen Anwendungen sowie in Präzisionsinstrumenten.
Titan
Titan und seine Legierungen sind für ihr außergewöhnliches Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, ihre Korrosionsbeständigkeit und ihre Biokompatibilität bekannt. Sie werden in Faltenbälgen für die Luft- und Raumfahrt, die Medizin und die Schifffahrt eingesetzt.
Aluminium
Aluminiumlegierungen wie 5052 und 6061 bieten eine Kombination aus geringem Gewicht, guter Formbarkeit und mittlerer Festigkeit. Aluminiumbälge werden häufig in Fahrzeugabgassystemen, Heizungs-, Lüftungs- und Klimageräten sowie leichten mechanischen Baugruppen verwendet.
Nichtmetallische Balgmaterialien
Polyurethan
Polyurethan ist ein vielseitiges Polymer, das für seine hervorragende Abriebfestigkeit, Reißfestigkeit und Flexibilität bekannt ist. Es ist beständig gegenüber einer Vielzahl von Chemikalien, Ölen und Lösungsmitteln. Polyurethan-Faltenbälge eignen sich gut für Anwendungen, die hohe Flexibilität und Haltbarkeit erfordern, wie z. B. Staubschutzkappen, Schutzmanschetten und Maschinendichtungen.
PVC
Polyvinylchlorid (PVC) ist ein thermoplastischer Kunststoff, der für seine gute chemische Beständigkeit, Flammhemmung und isolierenden Eigenschaften bekannt ist. PVC-Faltenbälge werden häufig in Rohr- und Kanalsystemen sowie als Schutzabdeckungen für Maschinen verwendet. Sie bieten eine kostengünstige Lösung für Anwendungen, die mäßige Flexibilität und Haltbarkeit erfordern.
Neoprenbeschichtetes Nylon
Neoprenbeschichtete Nylonbälge vereinen Flexibilität, Festigkeit und chemische Beständigkeit. Das Nylongewebe sorgt für hohe Zugfestigkeit, während die Neoprenbeschichtung die chemische Beständigkeit und Witterungsbeständigkeit verbessert. Diese Bälge werden häufig im Außenbereich eingesetzt, beispielsweise als Schutzhüllen für Baumaschinen und als Schiffsbälge.
Hypalon-beschichtetes Nylon
Hypalon-beschichtete Nylonbälge bieten im Vergleich zu Neopren-beschichtetem Nylon eine höhere Beständigkeit gegen Chemikalien, Ozon und UV-Strahlung. Die Hypalon-Beschichtung bietet hervorragende Witterungsbeständigkeit und Haltbarkeit und macht diese Bälge ideal für raue Außenbedingungen. Zu den gängigen Anwendungen gehören Schutzabdeckungen für Industriemaschinen und -geräte, die Sonnenlicht und Ozon ausgesetzt sind.
Fiberglas mit Beschichtungen
Glasfaserbälge mit verschiedenen Beschichtungen bieten hohe Festigkeit, Temperaturbeständigkeit und isolierende Eigenschaften. Das Glasfasergewebe bietet hervorragende Zugfestigkeit und Dimensionsstabilität, während die Beschichtungen die chemische Beständigkeit und Witterungsbeständigkeit verbessern. Gängige Beschichtungen sind Silikon, PTFE und Neopren. Glasfaserbälge eignen sich gut für Hochtemperaturanwendungen wie Abgassysteme und Wärmeausdehnungsfugen.
