DE2005729A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Her stellung von schadstoffhaltigen, feucht warmen Prufmedien zur Simulierung von Industrieluftaggressivitaten - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur herstellung von schadstoffhaltige, feuchtwartneii Prüfmedien zur Simulierung von Industrieluftaggressivitäten Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von schadstoffhaltigen, feuchtwarmen Prüfi;ie dien zur Simulierung von rndustrieluft aggre ss iit ät en für technische Erzeugnisse. Werkstoffe und Oberflächenschutzverfahren zur Abschätzung des Verhaltens unter spater zu erwartenden Umgebungsaggressivitäten durch klimatische und industrielle Einflüsse.
• Es ist bekannt, daß zur Simulation von Umgebungsaggressivitäten bestimmte physikalische und chemische Zustände in der Gasphase reproduzierbar erzeugt werden. Bekannterweise bedient .man-sich dabei der Komplexe Temperatur und Feuchtigkeit sowie beabsichtigter Zusatze von chemischen Reagenzien. Die Prüfaggressivitat dieser Verfahren wird dadurch eingeleitet, daß bei genügend hohem Feuchtigkeitsgehalt auf den Prüflingen eine Wasserhaut gebildet wird oder sich bei Erreichung des Taupunktes sichtbares Kondenswasser abscheidet. Diese Verfahren geben industriell bedingte Umgebungsaggressivitäten nur ungenügend wieder, da das abgeschiedene oder absorbierte Wasser eine geringere elektrische IJeitfähigkeit als unter Einsatzbedingungen und keine Acidität aufweist.
• Bekannterweise werden ionisierte Salze als Elektrolytbildner dem Wasser zugesetzt und diese Lösung versprüht, z. B. als Salznebelsprühtest. Jedoch ist die Wirkung des Verfahrens davon abhängig, inwieweit das Aerosol mit den Prüflingsoberflächen in Berührung kommt. Das Prüfergebnis ist damit abhängig von der Form des Prüflings und von den sich einstellenden Strömungsverhältnissen.
• Bekannterweise werden ferner lösliche Gase dem feuchtwarmen Medium zugesetzt. Damit entsteht auf allen wasserhaltigen Prüflingsoberflächen ein Elektrolyt mit erhöhter Leitfähigkeit und chemischer Aggressivität. Hierbei entsteht jedoch eine starke Überhöhung der Konzentration des Schadstoffes gegenüber der für die Umgebungsaggressibität typischen itoilzentration. Darlit wird der Chenismus der Reaktionen sehr stark verändert und der Zonzentrationsabfall abhongig von der Größe der Prüflingsoberfläche, Diese Verfahren lassen daher nur unzureichende Rückschlüsse auf das Langzeitverhalten unter industriellen Umgebungsaggressivitäten am Einsatzort zu. Eine Verbesserung dieser Prüftechniken konnte zuletzt deshalb nicht erfolgen, weil die bekannten Verfahren zur ilessung der Feuchte in Luft, wie z. B. die hygrometrischen, psychrometrischen, chemisch-physikalischen und elektrischen Methoden, bei Anwesenheit von löslichen Gasen vom Prinzip her zu Veränderungen auf den Meßfühlern und damit zu Fehlanzeigen führen.
• Zweck der Erfindung ist es, unter Vermeidung der genannten ITachteile eine zutreffende Aussage über das spätere Langzeitverhalten von Erzeugnissen, Werkstoffen, Werkstoffkombinationen und Schutzverfahren zu erhalten.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Erzeugung von Prüfaggressivitäten zu schaffen, wie sie für industriell beeinflußte Umweltbedingungen typisch und zur Bestimmung des Langzeitverhaltens erforderlich sind.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß daß Prüfmedium gleichmäßiger und gleichbleibender Konzentration, aus wasserlöslichem, gasförmigem Schadstoff, in der dem industriellen Umweltbedingungen entsprechenden Konzentration, einer hohen relativer Luftfeuchtigkeit und einer periodisch wechselnden und konstanten Temperatur in Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen erzeugt wird.
• Zur Durchführung des Verfahrens dient eine in sich geschlossene Prüfkammer mit Ventilatoren zur Luftumwälzung innerhalb des Prüfraumes und einem Umluftkanal zur indirekten Heizung, der mit einer Stufenheizung und einer Kühleinrichtung ausgerüstet ist.
• Ferner sind ein Temperaturmeßgerät, ein Feuchteanalysenmeßgerät und ein Leitfähigkeitsanalysenmeßgerät sowie die dazugehörigen Regelkreise zur Messung und Steuerung des Prüfmediums in der Prüfkammer entspr@chend angeordnet.
• Um eine Feuchtemessung und Regelung zur Aufrechterhaltung der relativen Feuchte zu realisieren, muß eine Meßwerterfassung unter den Bedingungen der Schadstoffkonzentration erfolgen.
• Erfindungsgemäß sind die bisher für die Feuchtemessung nicht angewandte Wärmeleitfähigkeitsmeßmethode dergestalt verwendet, daß eine thermostatisierte, korrosivbeständige Neßzelle in das Prüf@edium gebracht wird und die gemessene Wi-der -standsänderung durch Wärmeleitfähigkeitsveränderungen ein Maß für die Feuchte ist. Ein wesentliches Nerkmal der Erfindung besteht darin, daß zur Umwandlung des chemisch-physikalischen Meßeffektes in ein elektrisches Signal der aktive Meßteil des Feuchtemeßgerätes unmittelbar im Prüfraum angeordnet ist, um von vornherein sämtliche Totzeiten und Störgrößen, die das Meßergebnis beeinflussen, auszuschalten.
• Zur Regelung der hohen relativen Luftfeuchtigkeit in Prüfraun ist das Feuchtemeßgerät über einen Zweipunktregler und einem Relais mit der Heizung eines Verdampfergerätes verbunden. Die Aufzeichnung der rela-tiven Feuchte erfolgt auf einem Schreiber.
• Die Messung und Regelung der Gaskonzentration des Schadstoffes im Prüfraum erfolgt vorzugsweise mit einem Leitfähigkeitsanalysenmeßgerät, welches mit einem Schreiber und einem Nehrpunktregler verbunden ist. Der Ausgang des Mehrpunktreglers ist mit binären Stellgliedern verbunden, denen Druckabfallstrecken zugeordnet sind.
• Die Gasmengendosierung des Schadstoffes erfolgt durch Erzeugung eines konstanten Vordruckes mittels Thermostatisierung des Flüssiggasbehälters und der Zerlegung des Gesamtgasstromes in mehrere abgestufte Teilströme. Die Zerlegung des Gesamtstromes wird durch mehrere als Laminarwiderstände ausgebildete und parallel angeordnete Kapillarstrecken - sogenannte Druckabfallstrecken - mit der zum Druckabbau notwendigen Länge erzielt, die ihrerseits wiederum von einem Regler über entsprechende Stellglieder binär geschaltet werden. Damit erfolgt eine Quantisierung des an sich schon äußerst geringen Gasstromes in regelungstechnische beherrschbare Einzelströme.
• Mit der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird es möglich, mit großer Sicherheit eine Aussage über das Langzeitverhalten von technischen Erzeugnissen unter Industrielufteinflüssen zu treffen, durch eine gezielte ?öhDachstellenanalyse den Instandhaltungsaufwand zu senken und Folgeschäden durch den Ausfall von Erzeugnissen zu vermeiden.
• Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung stellt den Baugliedplan einer Prüfkammer zur Simulierung von Industrieluftaggressivitäten dar.
• Die Prüfkammer 1 besteht aus einem Aluminiumrahmen mit einer Aluminiumblechverkleidung. Ventilatoren 2 sorgen für die Luftunwältzung im Prüfraum. Die Beheizung der Kammer erfolgt indirekt über einen Umluftkanal. Die Temperatur wird mittels eines geeigneten Temperaturreglers, vorzugsweise eines zeitplangesteuerten Dre ipunktre glers, und der dazugehörigen Temperaturmeßwerterfassung und Stelleinrichtung auf die geforderten Sollwerte konstant gehalten.
• Die Feuchte in der Prüfkammer wird mit dem beschriebenen Feuchteanalysenmeßgerät 3 erfaßt. Das Ausgangssignal des Analysengerätes als IIaß der Feuchte wird als Eingangssignal auf einen zeitplangesteuerten Zweipunktregler 4 geschaltet.
• Gleichzeitig- wird das Ausgangssignal des Analysenmeßgerätes mit einem Schreibgerät 5 registriert. Mit dem Ausgangssignal des zeitplangesteuerten Zweipunktreglers wird das Stellsignal über einen Schütz 6 die Heizung eines Verdampfergefäßes 7 geschaltet. Der sich entwickelnde Dampf wird der Prüfkammer zur »aufrechterhaltung des Feuchtegehaltes zugeführt.
• Der Schadstoffanteil in der Prüfkammer wird mit einem Analysenmeßgerät 8, vorzugsweise mit einem teitfäliigkeitsanalysenmeß gerät erfaßt. Das Ausgangssignal des Analysenmeßgerätes als Maß der Gaskonzentration wird als Eingangssignal auf einen Mehrpunktregler 9 vorzugsweise mit Fünfpunktverhalten geschaltet. Gleichzeitig wird das Ausgangssignal des Analysenmeßgerätes mit einem Schreiber 10 registriert.
• Die Ausgangssignale des Mehrpunktreglers gelangen hier beispielsweise auf 5 binäre Schaltglieder 11. Diese Schaltglieder sind in dem aufgezeigten Hauptgasstrom nach den Druckabfallstrecken 12 eingebaut. Durch die binären Schaltstellungen der Stelleinrichtung gelangt der Schadstoff aus der druckkonstanten Vorratsflasche quasi stetig in die Prüfkammer zur Aufrechterhaltung der geforderten Schadstoffkonzentration.

Claims (6)

Patent ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von schadstoffhaltigen, feuch@-warmen Prüfmedien zur Simulierung von Industrieluftaggressivitäten, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfmedium, gleichmäßiger und gleichbleibender Konzentration, aus wasserlöslichem, gasförmigen Schadstoff, in der industriellen Umweltbedingungen entsprechenden Konzentration, einer hohen relativen Luftfeuchtigkeit und einer periodisch wechselnden und konstanten Temperatur, in Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen, erzeugt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach înspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine in sich geschlossene Prüfkammer (1) mit Ventilatoren zur Luftumwälzung innerhalb des Rrüfraumes, einem Umluftkanal mit einer Stufenheizung und Kühleinrichtung, einem Temperaturmeßgerät, einem Feuchteanalysenmeßgerät (3) und einem Leitfähigkeitsanalysenmeßgerät zur Bestimmung des Schadstoffanteils sowie den dazugehörigen Regelkreisen ausgerüstet ist.

3. Vorrichtung nach aspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Feuchteanalysenmeßgerät (3) an einer thermostatisierten, korrosiv bestandigen Meßzelle zur Wä.rmeleitfähigkeitsmessng besteht und über einen Zweipunktregler (4), einen Relais (6) mit der Heizung eines Verdampfergerätes (7) sowie einem Schreiber (5) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitfähigkeitsanalysenmeßgerät mit einem Schreiber (io) und einem Mehrpunktregler (9) verbunden ist, dessen Ausgang mit binären Stellgliedern (11), denen wiederum Druckabfallstrecken (12) zugeordnet sind, in Wirkverbindung steht.

5. Vorrichtung' nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gasmengendosierung des Schadstoffes ein konstanter Vordruck hergestellt wird und eine Zerlegung des Gesamtgasstromes in mehrere abgestufte Teilströme mittels mehrerer als Laminarwiderstände ausgebildeter, parallel angeordneter Kapillarstrecken (12) mit der zum Druckabbau notwendigen Länge, die ihrerseits über einen Regler und Stellglieder (11) binär geschaltet werden, erfolgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umwandlung des chemischen-physikalischen Meßeffektes in ein elel;trisches Signal, der aktive leßteil des Feuchtemeßgerätes unmittelbar i@@ Prüfraum angeordnet ist.

L e e r s e i t e