-
Die Erfindung betrifft eine Testeinrichtung zur Untersuchung von einem Korrosionsverhalten, insbesondere von Spannungsrisskorrosion, an einer unter Biegespannung gesetzten U-Probe sowie ein Testsystem.
-
Testeinrichtungen sind prinzipiell bekannt um Untersuchungen von einem Korrosionsverhalten, insbesondere einem Spannungsrisskorrosionsverhalten, an einer unter Biegespannung gesetzten Probe durchzuführen.
-
Aus der amerikanischen Patentschrift
US 9,541,485 B1 ist ein System zum Prüfen von Spannungsrisskorrosion (SCC, Stress Corrosion Cracking) bekannt, wobei das System einen Autoklaven mit mindestens einem Heizelement beinhaltet, welches selektiv betätigt wird, um den inneren Teil des Autoklaven zu erwärmen. Der Autoklav ist konfiguriert, um eine Flüssigkeit und/oder ein Gas aufzunehmen und eine korrosive Flüssigkeit zu bilden. Das System beinhaltet auch eine Zirkulationsanordnung mit einer Strömungsleitung und einer Messstreckenleitung. Eine Vielzahl von Prüfabschnitten wird in Reihe entlang der Messstreckenleitung positioniert und konfiguriert, um das korrosive Fluid über die Messstreckenleitung aufzunehmen, sobald die erforderliche Temperatur erreicht ist, um die Proben direkt dem korrosiven Fluid auszusetzen. Das Fluid fließt durch einen Abschnitt der Strömungsleitung parallel zur Messstreckenleitung, bis die erforderliche Temperatur erreicht ist. Die Zirkulationsanordnung beinhaltet eine Umwälzpumpe, einen Durchflussmesser, welcher entlang der Strömungslinie angeordnet ist, und eine Druckanordnung, die am Autoklaven montiert ist.
-
Aus der amerikanischen Patentschrift
US 8,474,324 B2 ist eine Spannungsrisskorrosionsprüfvorrichtung (SCC) bekannt, wobei die Spannungsrisskorrosionsprüfvorrichtung eine Korrosionszelle zur Aufnahme eines zu prüfenden Prüflings beinhaltet. Die Korrosionszelle ist konfiguriert, um die extrem hohen Temperaturen und Drücke sowie die korrosiven Umgebungen von technischen Industriekomponenten zu simulieren. Ein Heizelement und eine Druckhalteanordnung sind funktionell an der korrosiven Zelle angebracht, um die Hochtemperatur- und Druckumgebung zu simulieren. Eine Zirkulationsanordnung ist ebenfalls an der Korrosionszelle angebracht, um sowohl fließende als auch stehende Bedingungen der Korrosionslösung zu simulieren, denen ein Industriebauteil ausgesetzt werden kann. Eine Belastungsanordnung mit einem Probenhalterungsschaft wird funktionell an der Probe befestigt, um eine vorbestimmte und konstante Zugbelastung auf die Probe bis zum Bruch zu übertragen, um KI- und KI
sec-Wert der technischen Komponente zu bestimmen. PTFE-Dichtungen werden zur Abdichtung der Probenhalterwelle während der Prüfung verwendet.
-
Die aus dem Stand der Technik bekannten Testeinrichtungen mit beispielsweise Federvorspannungen sind meist sehr teure Einrichtungen, um eine konstante Last aufzubringen. Häufig wird dabei die konstante Last mittels einer Druckprüfanlage aufgebracht und/oder angelegt.
-
Dies hat insbesondere den Nachteil, dass durch die teuren Einrichtungen hohe Investitionskosten verursacht werden beziehungsweise notwendig sind, wobei zudem eine manuelle Beobachtung notwendig ist, weswegen - neben den Investitionskosten - auch noch Personalkosten entstehen. Darüber hinaus sind die entsprechenden Einrichtungen sehr groß und unhandlich. Somit sind die Einrichtungen nicht einfach transportierbar und zudem in einem zur Verfügung stehenden Raum nur wenige Einrichtungen aufstellbar. Darüber hinaus ist ein paralleler Test von mehreren Proben mit einer einzigen Einrichtung, insbesondere einer einzigen Druckprüfanlage, insbesondere Biegeprüfanlage, meist nicht möglich.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Testeinrichtung zur Untersuchung von einem Korrosionsverhalten, insbesondere von Spannungsrisskorrosion, an einer unter Biegespannung gesetzten U-Probe sowie ein Testsystem zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
-
Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten bevorzugten Ausführungsbeispiele.
-
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Testeinrichtung zur Untersuchung von einem Korrosionsverhalten, insbesondere von Spannungsrisskorrosion, an einer unter Biegespannung gesetzten U-Probe geschaffen wird, aufweisend ein U-Probenhalter, eine Biegevorrichtung, eine Vorspannvorrichtung sowie ein Induktionssensor. Der U-Probenhalter ist dazu eingerichtet eine U-Probe zu halten, wobei die Biegevorrichtung dazu eingerichtet ist, die U-Probe unter Biegespannung zu setzen. Der Induktionssensor ist dazu eingerichtet und angeordnet, einen Bruch der U-Probe zu detektieren, wobei die Vorspannvorrichtung dazu eingerichtet und angeordnet ist, einen Schenkel der U-Probe, welcher vorzugsweise dem Induktionssensor zugeordnet und/oder zugewandt ist, derart vorzuspannen, dass bei einem Bruch der U-Probe der Schenkel vom Induktionssensor wegverlagert wird. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise ein Bruch der Probe detektiert werden kann, wobei der Induktionssensor vorzugsweise mit der Probe, insbesondere einem ungespannten Schenkel - manchmal auch als Seite bezeichnet - der Probe, einen direkten Kontakt hat. Der Induktionssensor ist dabei vorzugsweise mit einem Polymer beschichtet, weswegen durch einen Kontakt keine Gefahr durch Kontaktkorrosion besteht. Hierdurch kann insbesondere vermieden werden, dass korrosive Flüssigkeiten mit dem Induktionssensor in Verbindung kommen. Ferner wird hierdurch insbesondere erreicht, dass eine Zuverlässigkeit oder Robustheit des Versuchs signifikant erhöht wird.
-
Darüber hinaus handelt es sich bei einem Induktionssensor um ein sehr kostengünstiges Bauteil, weswegen insgesamt im Ergebnis eine günstige Testeinrichtung geschaffen werden kann, welche keine manuelle Beobachtung, beispielsweise durch einen Mitarbeiter, bedarf.
-
Darüber hinaus ist der Platzbedarf für einen Induktionssensor sehr gering, weswegen die Testeinrichtung insgesamt einen sehr geringen Bauraumbedarf aufweist. Hierdurch ergibt sich weiterhin der Vorteil, dass die Testeinrichtung einfach transportierbar und weltweit, beispielsweise auf einem LKW-Anhänger, verwendet werden kann.
-
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Testeinrichtung aus einem Material hergestellt ist, wobei das Material ein korrosionsresistentes Material, wie beispielsweise Edelstahl oder Aluminium, aufweist oder das Material aus einem korrosionsresistenten Material, wie beispielsweise Edelstahl oder Aluminium, besteht. Hierdurch wird insbesondere erreicht, dass keine Bimetallkorrosion - manchmal auch als Kontaktkorrosion oder galvanische Korrosion bezeichnet - auftritt. Überdies wird ebenfalls eine Spaltkorrosion vermieden.
-
Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass in einem Einspannbereich der Probe, insbesondere im Bereich durch welche die Biegevorrichtung hindurchgeführt wird, ein Spalt mit einer Größe von mindestens 0,5 mm vorgesehen ist.
-
Ferner ist es vorteilhaft möglich, die exakte Zeit zu bestimmen, nach welcher ein Bruch der Probe stattfindet, da durch den induktiven Sensor direkt ein entsprechendes Signal zur Verfügung steht, welches maschinell erfasst werden kann. Hierdurch ist es insbesondere nicht mehr notwendig, dass die Proben manuell - beispielsweise durch einen Mitarbeiter - beobachtet werden müssen. Dies ist insbesondere für die entsprechenden Mitarbeiter vorteilhaft, da sie nicht mehr dem entsprechenden Testklima - entweder besonders heißt oder besonders kalt - und/oder darüber hinaus auch nicht dem korrosiven Milieu - beispielsweise einer klimatischen Korrosionskammer - ausgesetzt sind. Ferner ist es mit der Testeinrichtung möglich auch durch eine Wasserstoffversprödung induzierte Spannungsrisse zu untersuchen.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Biegevorrichtung mindestens eine Gewindestange, vorzugsweise aus Kunststoff, zum Erzeugen der Biegespannung aufweist und/oder gebildet ist. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass auf einfache und kostengünstige Art und Weise die Biegevorrichtung realisiert werden kann.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die U-Probe mittels zwei Muttern, welche mit der Biegevorrichtung, insbesondere der Gewindestange, zusammenwirken in der Testeinrichtung befestigt, insbesondere unter Biegespannung gehalten, ist. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass auf kostengünstige Mittel zurückgegriffen werden kann, um die U-Proben in der Testeinrichtung zu befestigen.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorspannvorrichtung durch eine Feder ausgebildet ist. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise die Vorspannvorrichtung ausgebildet werden kann.
-
Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem ein Testsystem geschaffen wird, aufweisend mindestens eine Testeinrichtung gemäß der Erfindung oder gemäß einem der zuvor genannten Ausführungsbeispiele und mindestens eine Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung mit jeder Testeinrichtung, insbesondere jedem Induktionssensor der Testeinrichtung, der mindestens einen Testeinrichtung wirkverbunden ist, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Fehlerfallzeit für jede einzelne Testeinrichtung der mindestens einen Testeinrichtung separat zu bestimmen, wobei die Fehlerfallzeit ab einem vorgebbaren Zeitpunkt beginnt und endet, wenn der Induktionssensor den Bruch der Probe in der Testeinrichtung anzeigt. Hierdurch ist es insbesondere möglich, dass auf einfache Art und Weise eine Vielzahl von verschiedenen U-Proben gleichzeitig und ohne notwendige Beobachtung getestet werden können. Darüber hinaus ist das Testsystem äußerst günstig in der Anschaffung, weswegen auch keine großen Investitionskosten notwendig sind. In Zusammenhang mit dem Testsystem verwirklichen sich insbesondere die bereits in Zusammenhang mit der Testeinrichtung erläuterten Vorteile.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, für jede der mindestens einen Testeinrichtung die Fehlerfallzeit anzugeben, insbesondere akustisch und/oder visuell und/oder digital. Hierdurch wird es insbesondere möglich, dass sich ein Mitarbeiter in kurzer Zeit auf einfache Art und Weise, insbesondere wenn die Fehlerfallzeit visuell angegeben wird, einen Überblick über den aktuellen Stand einer Vielzahl von parallelen Versuchen mittels des Testsystems verschaffen kann.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Fehlerfallzeit in Stunden, und vorzugsweise auch in Minuten, anzugeben. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass besonders genau eine Fehlerfallzeit bestimmt werden kann.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Testsystem mindestens 10, vorzugsweise 50, besonders bevorzugt 65, Testeinrichtungen der mindestens einen Testeinrichtung aufweist. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise eine Vielzahl von Testeinrichtungen parallel mit dem Testsystem betrieben werden können.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Testsystem mindestens eine, bevorzugt 5, Reihentesteinrichtungen aufweist, wobei die mindestens eine Reihentesteinrichtung mindestens zwei bis höchstens dreißig, bevorzugt mindestens fünf bis höchstens zwanzig, besonders bevorzugt mindestens zehn bis höchstens fünfzehn, besonders bevorzugt dreizehn, in einer Reihe angeordnete Testeinrichtungen aufweist.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
-
Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Testeinrichtung zur Untersuchung von einem Korrosionsverhalten an einer unter Biegespannung gesetzten U-Probe, wobei die Probe der Testeinrichtung noch nicht gebrochen ist,
- 2 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels aus 1, wobei die Probe einer korrosiven Umgebung ausgesetzt wurde, jedoch noch nicht gebrochen ist,
- 3 eine detaillierte Ansicht der schematischen Darstellung des Ausführungsbeispiels aus 1 oder 2, wobei der Induktionssensor wie auch die Vorspannvorrichtung zu erkennen sind,
- 4 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels aus einer der 1 bis 3, wobei die Probe in 4 gebrochen ist und zu erkennen ist, wie die Vorspannvorrichtung den Schenkel der U-Probe, welcher dem Induktionssensor zugewandt ist, vom Induktionssensor wegverlagert,
- 5 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Testeinrichtung, wobei eine Vielzahl von Testeinrichtungen in einer Reihentesteinrichtung zusammengefasst sind,
- 6 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Testsystems,
- 7 eine Detailansicht der schematischen Darstellung des Ausführungsbeispiels des Testsystems aus 6.
-
Der 1 ist eine Testeinrichtung 1 zur Untersuchung von einem Korrosionsverhalten, insbesondere von Spannungsrisskorrosion, an einer unter Biegespannung gesetzten U-Probe 3 zu entnehmen, aufweisend einen U-Probenhalter 5, eine Biegevorrichtung 7, eine Vorspannvorrichtung 9 sowie einen Induktionssensor 11. Der U-Probenhalter 5 ist dazu eingerichtet eine U-Probe 3 zu halten, wobei die Biegevorrichtung 7 dazu eingerichtet ist, die U-Probe 3 unter Biegespannung zu setzen. Der Induktionssensor 11 ist dazu eingerichtet und angeordnet, einen Bruch der U-Probe 3 zu detektieren, wobei die Vorspannvorrichtung 9 dazu eingerichtet und angeordnet ist, einen Schenkel 4 der U-Probe 3 derart vorzuspannen, dass bei einem Bruch der U-Probe 3 der Schenkel 4 vom Induktionssensor 11 wegverlagert wird.
-
Ferner ist insbesondere den 1, 2 sowie 5 zu entnehmen, dass die Biegevorrichtung 7 mindestens eine Gewindestange, vorzugsweise aus Kunststoff, zum Erzeugen der Biegespannung aufweist oder die Biegevorrichtung 7 durch mindestens eine Gewindestange, vorzugsweise aus Kunststoff, zum Erzeugen der Biegespannung gebildet ist.
-
Des Weiteren ist insbesondere den 1, 2 und 5 zu entnehmen, dass die U-Probe 3 mittels zwei Muttern 15, welche mit der Biegevorrichtung 7, insbesondere der Gewindestange 13, zusammenwirken, in der Testeinrichtung 1 befestigt, insbesondere unter Biegespannung gehalten, ist.
-
Des Weiteren ist insbesondere den 1 bis 4 zu entnehmen, dass die Vorspannvorrichtung 9 durch eine Feder 10 ausgebildet ist.
-
Der 5 ist insbesondere eine schematische Darstellung einer Reihentesteinrichtung 17 zu entnehmen, welche nochmal gesondert in Zusammenhang mit dem Testsystem erläutert wird.
-
Der 6 ist ein Testsystem 19 zu entnehmen, aufweisend mindestens eine Testeinrichtung 1 gemäß der Erfindung oder gemäß einem der zuvor genannten Ausführungsbeispiele und mindestens eine Steuereinrichtung 21, wobei die Steuereinrichtung 21 mit jeder Testeinrichtung 1, insbesondere jedem Induktionssensor 11 der Testeinrichtung 1, der mindestens einen Testeinrichtung 1 wirkverbunden ist, wobei die Steuereinrichtung 21 dazu eingerichtet ist, eine Fehlerfallzeit für jede einzelne Testeinrichtung 1 der mindestens einen Testeinrichtung 1 separat zu bestimmen, wobei die Fehlerfallzeit ab einem vorgebbaren Zeitpunkt beginnt und endet, wenn der Induktionssensor 11 den Bruch der Probe 3 in der Testeinrichtung 1 anzeigt.
-
Des Weiteren ist insbesondere der 7 explizit zu entnehmen, dass die Steuereinrichtung 21 dazu eingerichtet ist, für jede der mindestens einen Testeinrichtung 1 die Fehlerfallzeit anzugeben, insbesondere akustisch und/oder visuell und/oder digital, wobei in 7 insbesondere die visuelle Anzeige gezeigt ist.
-
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 21 dazu eingerichtet ist, die Fehlerfallzeit in Stunden, und vorzugsweise auch in Minuten, anzugeben.
-
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass das Testsystem 19 mindestens 10, vorzugsweise 50, besonders bevorzugt 65, Testeinrichtungen 1 der mindestens einen Testeinrichtung 1 aufweist. Von der Vielzahl an Testeinrichtungen 1, welche mit der Steuereinrichtung 21 verbunden sind, sind der 6 die entsprechenden Kabelverbindungen 25 zu den Testeinrichtungen 1 zu entnehmen, wobei die eigentlichen Testeinrichtungen 1 in 6 nicht gezeigt sind. Insofern sind auch den 1 und 5 entsprechende Kabelverbindungen 25 zu entnehmen, wobei nur eine der Kabelverbindungen 25 in 5 - zur besseren Übersicht -mit einem Bezugszeichen versehen ist.
-
Darüber hinaus ist insbesondere der 5 zu entnehmen, dass das Testsystem 19 mindestens eine, bevorzugt 5, Reihentesteinrichtungen 17 aufweist, wobei die mindestens eine Reihentesteinrichtung 17 mindestens 2 bis höchstens 30, bevorzugt mindestens 5 bis höchstens 20, besonders bevorzugt mindestens 10 bis höchstens 15, besonders bevorzugt 13, in einer Reihe angeordnete Testeinrichtungen 1 aufweist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 9541485 B1 [0003]
- US 8474324 B2 [0004]
