DE2027306C - Vorrichtung zur Zugbelastung von Prüflingen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Zugbelastung von Prüflingen, die einer korrodierenden Lösung in einem geschlossenen Gefäß bei konstanter Temperatur ausgesetzt sind, mit einer Einrichtung zur Erfassung der Bruchdehnung der Prüflinge.

Man kennt bereits verschiedene Vorrichtungen, durch die das Verhalten von Prüflingen untersucht werden kann, die einer korrodierenden Lösung im Innern eines geschlossenen Gefäßes bei hohem Druck und hoher Temperatur ausgesetzt sind (französische Patentschriften 972 819, 1467 037, 1514405, 524 301). Den bekannten Vorrichtungen gemeinsam ist das Merkmal, daß man damit zwar bei bestimmten Temperaturen arbeiten kann, es jedoch schwierig ist, mit eindeutig definierten Drücken zu arbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß damit nicht nur bei konstanter hoher Temperatur, sondern gleichzeitig auch bei konstantem, definiertem hohen Druck gearbeitet werden

ίο kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination gelöst, daß sich über der korrodierenden Lösung in dem geschlossenen Gefäß deren Sattdampf befindet, daß ein Rohrstutzen vor-

gesehen ist, dessen Hohlraum einerseits in dem den Sattdampf enthaltenden Teil des Gefäßes und andererseits in einer an ein Manometer angeschlossenen öffnung mündet, daß am Gefäß ein Rohr befestigt ist, das teilweise in die korrodierende L.o

ao sung und teilweise in den Sattdampf hineinragt, längs der Achse des Hohlraumes des Rohrstutzens angeordnet ist und eine Anzahl von hintereinandt.: befestigten Prüflingen umgibt, von denen ein äußei ster Prüfling an dem vom Rohrstutzen entferntesten

as Ende des Rohrs befestigt ist, während der andere äußerste Prüfling mit einem Ende einer Stange verbunden ist. die mit geringem Spiel koaxial im Hohlraum des Rohrstutzens angeordnet istunddere· anderes Ende an e.nem Kolben befestigt ist, d^r dicht in einem mit dem Rohrstutzen einstückigen Zylinder gleitbar und in Berührung mit dem im Hohlraum enthaltenen Sattdampf ist, und daß als Bruchdehnungs-Erfassungseinrichtung eine obere Stange des Kolbens und ein von ihr betätigter Mikro-

schalter der Erfassung der der Dehnung der Prüflinge gleichen Verschiebung des Kolbens in seinem Zylinder unter der Wirkung eines der konstanten Temperatur der korrodierenden Lösung zugeordneten konstanten Druckes des Sattdampfes dienen.

Der einwirkende Druck ist also erfindungsgemäß im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtung der Druck von Sattdampf der korrodierenden Lösung, ao daß der Druck für eine gegebene Lösung und eingegebene Temperatur konstant ist Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind die Prüflinge durch Verbindungsstücke verbunden und das die Prüflinge umgebende Rohr ist mit öffnungen zum Einlaß der korrodierenden Lösung in Kontakt mit den Prüflingen durchsetzt.

Vorzugsweise sind diese Verbindungsstücke aus Metall und durch Ringe elektrisch isoliert, um eine zusätzliche elektrochemische Korrosion zu vermeiden.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der ein Ausfühningsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt ist.

Die abgebildete Vorrichtung hat ein Gefäß 1, das z. B. am Verschluß eines Autoklaven befestigt oder Teil eines Kreises für ein gegebenes Fluid ist. Das Gefäß 1 ist dick genug, um den hohen Arbeitsdruck auszuhalten, und durch einen Stopfen 2 abgedichtet sowie durch einen Rohrstutzen 3 verlängert, der an seinem oberen Abschnitt durch eine Mutter 4 verschlossen ist.

Das Gefäß 1 sitzt in einem Ofen 5 oder ist von einem Mantel aus wärmeisolierendem Werkstoff umgeben.
Prüflinge 6, deren Verhalten unter hohem Druck

und hoher Temperatur durch die erfindungsgemäße Vorrichtung untersucht werden soll, sind durch bügelartige metallische Verbindungsstücke 7. 8 und 9 untereinander verbunden, die durch Ringe 10 (z. B. aus oxydiertem »Zircaloy 2«) elektrisch isoliert sind, um eine zusätzliche elektrochemische Korrosion zu vermeiden.

Die Prüflinge, die beispielsweise aus rostfreiem Stahl bestehen, befinden sich in einem Rohr 11. das ihre Ausrichtung gewährleistet und mit seinem unteren Abschnitt in eine korrodierende Lösung 12 eingetaucht ist, während sein oberer Abschnitt in Sattdampf 13 der Lösung ragt.

Dos Rohr 11 ist von Öffnungen durchsetzt, so daß die Lösung in Kontakt mit den Prüflingen 6 kommen kann, und hält den untersten Prüfling fest.

Eine Stange 14 ist an ihrem unteren Ende mit dem Verbindungsstück 7 und an ihrem oberen Ende mit einem Koiben 15 verschraubt. Zwischen der Stange 14 und dem Rohrstutzen 3 ist ein Ringraürn 21 vorhanden, durch den der Satloampf 13 eindringt.

Das Anschlußstück 3, in dessen oberem Abschnitt iLr Kolben 15 verschiebbar ist, hat zwei Öffnungen 16 und 17, die. an ein Manometer, eine Sicherheitseinrichtung und ein schnell ansprechendes Überdruckventil (sämtlich nicht abgebildet) angeschlossen sind.

Die Mutter 4 ist nicht abgedichtet, jedoch ist ein Dichtring 18 vorgesehen, der das Gefäß abdichici. Ein Wasserkreis durch eine Buchse 19 aus Messing kühlt den Kolben. Ferner ist ein Mikroschaker 20 vorhanden.

Die abgebildete erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Das Gefäß 1 enthält die korrodierende Lösung 12, die ruht oder umläuft und auf eine hohe Tmperatur durcl· den Ofen 5 oder eine andere Heizeinrichtung erhitz¹ wird.

Erfindungsgemäß wird der Druck des Sattdampfes 13 der Lösung ausgenutzt, der für eine gegebene Lösung und gegebene Temperatur konstant ist.

Dieser Sattdampf, der durch den Ringraum 21 einströmt, übt diesen konstanten Druck auf die Innenfläche des Kolbens 15 aus, den er nach oben verschiebt.

Über die Stange 14 werden durch den Kolbe:-· 15 alle Prüflinge 6 mit einer bekannten Zugkran beaufschlagt.

Falls einer der Prüflinge bricht, nimmt eine ο .Te Stange 22 des Kolbens 15 eine Stellung 22' el-, in der sie auf den Mikroschalter 20 stößt, de as Heizen durch den Ofen 5 unterbricht sowie > ;n Stundenzähler (nicht abgebildet) abschaltet.

Die Mutter 4 dient nach dem Brechen des -.: _n Prüflings dazu, den K :ben 15 über einen Ans·. ^ 23 aus Gummi und eh.er Ring 24 festzuhalte-

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann im I r fertig vormontiert werden, bevor sie in das J;
Gefäß 1 eingesetzt wird, was unbedingt notw^^ : ist, da vor jedem Zugversuch alle Teile der ■
richtung sorgfältig entfettet und die Prüflinge 6 ■:, ■,■ geeigneten Oberflächenbehandlung unterzogen -.
den müssen.

Für Korrosionsuntersuchungen bei Belastungen ■ der Nähe der Elastizitätsgrenze erlaubt die e
dungsgemäße Vorrichtung beträchtliche Dehnur
der Prüflinge 6 vor deren Bruch.

Da man den Druck von Sattdampf benutzt,
einen konstanten Druck, ist die auf jeden Prüfli· ·;·. für eine gegebene korrodierende Lösung und
gebene Temperatur ausgeübte Zugkraft direkt rporrional zum Querschnitt des Prüflings.

Hierzu 1 3!att Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Zugbelastung von Prüflingen, die einer korrodierenden Lösung in einem geschlossenen Gefäß bei konstanter Temperatur ausgesetzt sind, mit einer Einrichtung zur Erfassung der Bruchdehnung der Prüflinge, gekennzeichnet durch die Merkmalskombination, daß sich über der korrodierenden Lösung (12) in dem geschlossenen Gefäß (1) deren Sattdampf (13) befindet, daß ein Rohrstutzen (3) vorgesehen ist, dessen Hohlraum einerseits in dem den Sattdampf (13) enthaltenden Teil des Gefäßes (1) und andererseits in einer an ein Manometer angeschlossenen Öffnung (16) mündet, daß am Gefäß (1) ein Rohr (11) befestigt U*. das teilweise in die korrodierende Lösung (12) und teilweise in den Sattdampf (13) hineinragt, längs der Achse des Hohlraumes des Rohrstutzens (3) angeordnet ist und eine Anzahl von hintereinander befestigten Prüflingen (6) umgibt, von denen ein äußei ->ter Prüfling (6) an dem vom Rohrstutzen (3) entferntesten Ende des Rohres 11 befestigt ist, während der andere äußerste Prüfling (6) mit einem Ende einer Stange (14) verbunden ist, die nit geringem Spiel koaxial im Hohlraum des Rohrstutzens (3) angeordnet ist ι nd deren anderes Ende an einem Kolben (15) befestigt ist, cW dicht in einem mit dem Rohrstutzen (3) pinstückigen Zylinder gleitbar und in Berührung mit de' ι im Hohlraum enthaltenen Sattdarnpf (13) ist, und daß als Bruchdehnungs-Erfassungseinrichtung eine obere Stange (22) des Kolbens (15) und ein von ihr betätigter Mikroschalter (20) der Erfassung der der Dehnung der Prüflinge (6) gleichen Verschiebung des Kolbens (15) in seinem Zylinder unter der Wirkung eines der konstanten Temperatur der korrodierenden Lösung (12) zugeordneten konstanten Druckes des Sattdampfes (13) dienen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüflinge (6) durch Verbindungsstücke (7, 8, 9) verbunden sind und das Rohr (11) mit öffnungen zum Einlaß der korrodierenden Lösung (12) in Kontakt mit den Prüflingen (6) durchsetzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstücke (7, 8, 9) aus Metall und durch Ringe (10) elektrisch isoliert sind.