DE19637788C1

DE19637788C1 - Mobile, modulare Anlage zur Erzeugung von korrosiven Konstant- und Wechselklimaten für parallel betreibbare Prüfkammern

Info

Publication number: DE19637788C1
Application number: DE1996137788
Authority: DE
Inventors: Eckhard Dr Lachmann; Holger Fortmeier
Original assignee: IABG Industrieanlagen Betriebs GmbH
Current assignee: IABG Industrieanlagen Betriebs GmbH
Priority date: 1996-09-17
Filing date: 1996-09-17
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2016-09-18

Description

Die Erfindung betrifft eine mobile Anlage zur Erzeugung von konstanten oder wechselnden Korrosionsklimaten zur Prüfung von statisch oder dynamisch belasteten Bauteilen oder Komponenten bezüglich Funktionstüchtigkeit, Festigkeit und Langzeitbeständigkeit unter realen Einsatzbedingungen.

Der Stand der Technik ist durch ortsfeste Korrosionskammern gekennzeichnet, in denen die Prüflinge chemischen Korrosionsklimaten (z. B. nach DIN 50905) ausgesetzt werden. Die mechanischen Belastungsprüfungen erfolgen üblicherweise im Anschluß an die Korrosi onsprüfung auf separaten Prüfständen. Diese Korrosionsermündungsversuche müssen des halb als nicht hinreichend wirklichkeitsnah eingestuft werden. Als nächstkommender Stand der Technik ist die DE 93 09 063 U1 anzusehen. Dort wird eine Korrosionskammer beschrie ben, die es erlaubt, die mit korrosiven Klimaten beaufschlagten Prüflinge in kontrollierter Weise gleichzeitig auch mechanisch zu belasten. Nachteilig erscheint, daß die Kammer zur Erzeugung der Klimate und die Kammer, die die Prüflinge enthält, sowie die Vorrichtung zur Erzeugung der mechanischen Belastungskräfte einschließlich des zugehörigen Antriebs eine Einheit bilden. Diese Anlage muß aus Volumen- und Gewichtsgründen ortsfest eingesetzt werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Korrosionskammer nach DE 93 09 063 U1 jeweils nur einen Test fahren kann, parallele Tests in mehreren Kammern, die auch unterschiedliche Prüflinge enthalten können, sind nicht möglich. Während die DE 93 09 063 U1 davon ausgeht, daß die Korrosionskammer und die mechanische Prüfvorrichtung konstruktiv aufeinander angepaßt sind, schlägt die DE 27 26 957 B2 eine andere Lösung vor: Dort wird eine faltenbalgartige Kammer beschrieben, die als Umhüllung beliebige Prüfanlagen passender Größe in sich aufnehmen kann. Das Innenvolumen ist auf Grund der faltenbalgartigen Seitenwände in Grenzen variierbar; es ist eine Öffnung vorhanden, durch die die Prüfanlage mit Prüfling eingebracht wird und die mit einer Art Reißverschluß geöffnet und verschlossen wird. Über die Abdichtung, insbesondere der Zu- und Ableitungen, werden keine Aussagen gemacht. In der DE 27 26 957 B2 sind das Aggregat zur Erzeugung und Steuerung der Klimaten und die Prüfkammer separate Einheiten, ein Aggregat kann mehrere Prüfkammern gleichzeitig betreiben. Der Vorteil der dort vorgeschlagenen Lösung ist, daß die faltenbalgartige Prüfkammer leicht transportabel ist und daß sie nachträglich mit Prüfanlagen geeigneter Größe kombiniert werden kann, was auch improvisierte Einsätze zuläßt. Der Dauereinsatz mit Wechselklimaten unter hohen Belastungswerten sowie hohen Anforderungen bezüglich Dichtigkeit scheint weniger erfindungsrelevant.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage anzugeben, in der Prüflinge in einer Umgebung mit korrosiven Konstant- und Wechselklimaten mechanisch belastet werden, und die im einzelnen folgende Forderungen erfüllt:

- Die Einheit zur Erzeugung und Steuerung der Korrosionsklimate soll von den Versuchs kammern abkoppelbar und mobil sein.
- Sie soll modular aufgebaut sein.
- Sie soll schnell und in einfacher Weise an unterschiedliche Versuchskammern an schließbar sein.
- Es sollen mehrere Versuchskammern gleichzeitig mit unterschiedlichen korrosiven Kli maten beaufschlagt werden können.
- Es sollen mindestens zwei Prüfklimate - z. B. Schwitzwasser und Salzsprühnebel - erzeugt werden können.
- Die Medien sollen bis wenigstens T = 50°C temperiert werden können.
- Es sollen Konstant- und Wechselklimaten über die Zeitachse gefahren werden können.
- Reihenfolge und Dauer der einzelnen Prüfklimate sowie die Zyklenzahl im Prüfablauf sollen für jede Versuchskammer frei wählbar und programmierbar sein.
- Es sollen Wärmeprüfungen bis T max. = 150°C und Kälteprüfungen bis T min. = -30°C gefahren werden können.
- Die Tanks mit den korrosiven Medien sollen von außen optisch auf den Füllstand kontrollierbar sein.
- Die Anforderungen der einschlägigen Normen und Standorte für Konstant- und Wechselklimate (z. B. DIN 50 021, DIN 50 017, ASTM 117-94 sowie VDA Prüfblatt 621-415 und VW-P1200) müssen erfüllbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß wie folgt gelöst:

Eine Einheit 1 zur Erzeugung und Steuerung von korrosiven Klimaten ist wahlweise mit einer oder mit mehreren Prüfkammern 2 mittels einer oder mehreren Zuleitungen 5, 6, 7, 8 bzw. Rückleitungen 9, 10 (je ein Satz Zu- und Ableitungen je Prüfkammer) verbunden.

In jeder Prüfkammer 2 befinden sich ein oder mehrere Prüflinge 3, die während der Beauf schlagung mit den korrosiven Klimaten mechanischen Belastungsprogrammen ausgesetzt werden können. In den einzelnen Testkammern 2 können gleichzeitig und unabhängig von einander unterschiedliche Korrosionsprogramme bei gleichen oder unterschiedlichen me chanischen Belastungsprogrammen gefahren werden. Dies wird ermöglicht durch eine Programmsteuerung mit entsprechender Hard- und Software. Form, Größe und Ausstattung jeder Prüfkammer 2 ist den jeweiligen Testerfordernissen angepaßt. Die Einheit 1 zur Erzeugung und Steuerung von korrosiven Klimaten und die Prüfkammern 2 sind mobil, d. h. nach Abkoppeln der Zuleitungen 5 bis 8 und der Ableitungen 9 und 10 mittels der Anschlußstutzen 11 sind die Einheit 1 und die Prüfkammern 2 separierbar und jede für sich auf Rollen 30 bewegbar bzw. verlastbar, wozu die Bodenbleche Verstärkungen aufweisen.

Die Einheit 1 kann korrosive Klimate mit Temperaturen zwischen ca. -30°C und ca. 150°C erzeugen und deren Anwendung mittels der Überwachungs- und Steuerungseinheit 23 steu ern und überwachen. Hierzu ist ein Heizaggregat 18 vorhanden; die Temperaturwahl, -ein stellung und -kontrolle erfolgt mittels der zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit 23. Jedes Klima kann während der Testdauer entweder als Konstantklima oder als Wechsel klima erzeugt werden, wobei bei Wechselklimaten die Zyklenzahl, die Dauer je Zyklus und die Reihenfolge der Zyklen sowie das Temperaturprofil je Zyklus separat für jede Prüfkam mer 2 frei wählbar und frei programmierbar ist. Ebenso sind gewünschte Temperaturgra dienten programmierbar.

Zum Aufbau (Fig. 1):
Die Einheit 1 zur Erzeugung und Steuerung von korrosiven Klimaten besteht aus vier Grup pen von Bauelementen:

I. Salzwassertank 12 für das korrosive Medium mit Befüllvorrichtung 26, Füllstandsan zeiger 14 sowie Tankheizung 13. Als Hilfselemente können hierzu die Salzwasser pumpe 15, der Zweiwegehahn 38, die Zuleitung Nebel 6, die Zuleitung Regen 8, der Rücklauf Korrosionsmittel 10 sowie Sicherheitsventile und Überläufe. Sämtliche Behälter, Leitungen, Ventile und Anzeigegeräte sind materialmäßig so ausgeführt, daß sie keine Fremdionen (z. B. Kupferionen) abgeben und somit keinen Einfluß auf das Korrosionsklima ausüben können; beispielsweise sind alle Rohrleitungen in PVC ausgeführt (Fig. 1).

II. Antriebsaggregate und zugeordnete Geräte: Hierzu zählen das Luftheizungs- und Luftkühlungsaggregat 18, ein Kompressor 28, ein Verdampferlüfter 20, ein Luftbe feuchter 19, die Zuleitung Luft 7, die Ableitung Luft 9, der Preßluftbefeuchter 16 mit Zuleitung 5 sowie Absperrventile vor und hinter jedem Aggregat (Fig. 1).

III. Überwachungs- und Steuerungseinheit 23: Diese Einheit enthält die Hard- und Soft ware für die Programmsteuerung, mit deren Hilfe für jede Prüfkammer 2 das ge wünschte Korrosionsprogramm gewählt werden kann, z. B. Art der Klimate, Tempera tur sowie Dauer der Aufbringung und - bei Wechselklimaten - das Aufbringungsprofil.

Die Überwachungs- und Steuerungseinheit 23 hat neben der Programmsteuerung folgende Kontroll- und Anzeigefunktionen (Fig. 2):

- Salzwassertank 12: Kontrolle und Anzeige des Füllstandes sowie Temperaturmessung, -anzeige und -regelung.
- Luftbefeuchter 19: Regelung, Kontrolle und Anzeige des Befeuchtungs grades.
- Verdampferlüfter 20: Regelung und Anzeige der Fördermenge, Messung und Anzeige der Lufttemperatur.
- Prüfkammer 2: Messung, Anzeige und Regelung der Temperatur und der relativen Feuchte.
- Salzwasserpumpe 15: Regelung und Anzeige des Fördervolumens, Anzeige "Ein/Aus".
- Luftheizungs-/Luftkühlungs aggregat 18: Regelung und Überwachung sowie Anzeige der eingestellten Temperaturen, optische und akustische Störmelder.
- Absperrventile 29: Ansteuerung der Absperrventile mit optischer Anzeige "Auf/Zu" für folgende Leitungen: Zuleitung Preßluft, Zuleitung Salzwasser Regen, Zuleitung Salzwasser Nebel.

IV. Elektrische Versorgung und Betriebsanzeigen:
Hierzu zählen das Stromanschlußkabel, der Hauptschalter für die Energieversor gung, der NOT-AUS-Schalter sowie Leuchtanzeigen für die Energieversorgung, für "Betrieb" und "Störung" aller wichtigen Baugruppen. Diese Teile der Einheit 1 sind, da nicht erfindungsrelevant, nicht in den Fig. 1 und 2 angegeben.

Die Einheit 1 zur Erzeugung und Steuerung ist mit Schalldämmatten 33 bestückt, um einen geräuscharmen Betrieb zu ermöglichen. Ferner weist sie allseitig Wartungsöff nungen auf, teils als Klappen, teils als abschraubbare Gehäuseteile.

Bezugszeichenliste

1

Einheit zur Erzeugung und Steuerung von korrosiven Klimaten

2

Prüfkammer

3

Prüfling

4

Nebeldüse

5

Zuleitung Preßluft

6

Zuleitung Korrosionsmedium

7

Zuleitung Luft warm/kalt

8

Zuleitung Korrosionsmedium

9

Ableitung Luft warm/kalt

10

Rücklauf Korrosionsmedium

11

Anschlußstutzen Leitungen

11

',

11

'' Anschlußstutzen für weitere Prüfkammern

12

Salzwassertank/Korrosionsmediumtank

13

Tankheizung

14

Füllstandsanzeiger

15

Salzwasserpumpe/Korrosionsmediumpumpe

16

Preßluftbefeuchter

17

Außenzuleitung Preßluft

18

Luftheizungs-/-kühlungsaggregat

19

Luftbefeuchter

20

Verdampferlüfter

21

Außenzuleitung Wasser

22

Zuleitung Verdampferlüfter

23

zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit

24

Abwasserleitung

26

Befüllvorrichtung

28

Kompressor

29

Absperrventile

30

Rollen

31

Brause

32

Entkalker

33

Schalldämmatten

34

Korrosiver Regen

35

korrosiver Nebel

36

Abfluß Korrosionsmedium

37

Abluftleitung

38

Zweiwegehahn

39

Weiche Abluft/Luftrückführung

Claims

1. Anlage zum Testen von mechanisch belasteten Prüflingen unter der Einwirkung von korrosiven Klimaten mit folgenden Merkmalen:

- Es ist eine Einheit (1) zur Erzeugung und Steuerung von korrosiven Klimaten vorhanden.
- Es ist mindestens eine zur Aufnahme des Prüflings (3) ausgebildete Prüfkammer (2) vorhanden.
- Die Einheit (1) zur Erzeugung und Steuerung von korrosiven Klimaten und die Prüfkammern (2) sind separate Baueinheiten.
- Die die Einheit (1) zur Erzeugung und Steuerung von korrosiven Klimaten und die Prüfkammern (2) verbindenden Rohr- und Schlauchleitungen (5 bis 10) sind abnehmbar ausgeführt.
- Die Einheit (1) zur Erzeugung und Steuerung von korrosiven Klimaten enthält eine zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit (23) deren Hard- und Software so ausgelegt ist, daß über parallele, identische Ausgänge (11, 11', 11'') unterschiedliche korrosive Belastungsprofile in den angeschlossenen Prüfkammern (2) gleichzeitig gefahren werden können.

2. Anlage gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die von der zentralen Steuerungs- und Überwachungseinheit (23) erzeugten korrosiven Klimate Konstant- oder Wechselklimate sein können.

3. Anlage gemäß den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit (23) frei programmierbare Software dergestalt enthält, daß bei Wechselklimaten die Gesamtzeitdauer des Korrosionstests pro Prüfkammer (2), die Zahl und die Dauer der Korrosionszyklen sowie die obere und die untere Temperaturgrenze einschließlich der Temperaturgradienten und die Luftfeuchte eines jeden Belastungszyklus programmierbar ist.

4. Anlage gemäß den Ansprüchen 1-3, gekennzeichnet dadurch, daß ein Luftheizungs-/Luft kühlungsaggregat (18) vorhanden ist, mit denen der den Prüfkammern (2) zugeleitete Luftstrom gemäß Steuerprogramm zwischen ca. -30°C und +150°C temperierbar ist.

5. Anlage gemäß den Ansprüchen 1-3, gekennzeichnet dadurch, daß eine Heizung (13) zur Anwärmung des korrosiven Mediums in einem Salzwassertank (12) bis auf ca. +50°C vorhanden ist.

6. Anlage gemäß den Ansprüchen 1-3, gekennzeichnet dadurch, daß das korrosive Medium wahlweise im auf den Prüfling gezielten Strahl oder in Tropfenform mittels Brause (31) oder mittels Nebeldüse (4) als Nebel in die Prüfkammer (2) eingebracht werden kann, wobei die für das Einblasen des Nebels aus einer Preßluftleitung (17) zugeführte Preßluft mit einem Preßluftbefeuchter (16) auf vorwählbare Luftfeuchten einstellbar ist.

7. Anlage gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der den Prüfkammern (2) zugeleitete temperierte Luftstrom wahlweise im Kreislauf geführt oder nach Durchtritt durch die Prüfkammern (2) ins Freie geleitet wird.

8. Anlage gemäß den Ansprüchen 1 und 7, gekennzeichnet dadurch, daß ein Verdampfer (19) mit vorgeschaltetem Entkalker (32) vorhanden ist, der das aus einer Außenzuleitung (21) zugeführte Wasser nach Deionisierung verdampft und daß ein Verdampferlüfter (20) die gemäß Steuerprogramm auf die vorgewählte Luftfeuchte befeuchtete Luft in die Prüfkammern (2) einbläst.

9. Anlage gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Korrosionsmedium - oder bei Schwitzwasserklimaten das Schwitzwasser - mittels einer Pumpe (15) und einer Rücklaufleitung (10) im Kreislauf geführt werden kann.

10. Anlage gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß alle Leitungen (5-10) zur Förderung von korrosiven Medien oder von Luft mit korrosiven Nebelteilen aus Materialien, vorzugsweise PVC, ausgeführt sind, die keine Fremdionen abgeben.

11. Anlage gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Einheit (1) zur Erzeugung und Steuerung von korrosiven Klimaten und die Prüfkammern (2) mit Rollen (30) ausgestattet sind.

12. Anlage gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Einheit (1) mit Schalldämmatten (33) ausgestattet ist.

13. Anlage gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Einheit (1) allseitig Wartungsklappen aufweist.