DE317603C - - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß bei Maschinenteilen, deren Einzelteile aus Metallegierungen verschiedener Zusammensetzung bestehen und die mit Flüssigkeiten in Berührung kommen, elektrolytische Zerstörungen auftreten, durch die diejenigen Teile, die in der galvanischen

' Spannungsreihe am elektropositiven Ende stehen, zerstört werden. Die Ursache liegt bekanntlich darin, daß die verschiedenartigen

ίο Metallteile, die elektrisch leitend miteinander verbunden sind, durch die Berührung mit der Flüssigkeit Elektroden eines in sich kurzgeschlossenen galvanischen Elementes werden, dessen erregender Elektrolyt die erwähnte Flüssigkeit ist.

Solche Zerstörungen zeigen sich jedoch nicht

■ nur beim Zusammenwirken zweier verschiedener Metallstücke, sondern sie können auch an ein und demselben Metallstück auftreten, sobald

so dasselbe insbesondere an der Oberfläche nicht vollkommen homogen ist. Es kann z. B. vorkommen, daß in einer Metallegierung gewisse Stellen einen höheren Anteil der einen Komponente enthalten als andere Stellen. Tritt eine solche unhomogene Metallische mit einem erregenden Elektrolyten, beispielsweise mit] Seewasser, in Berührung, so sind natürlich die Bedingungen zur Bildung von galvanischen Lokalelementen ohne weiteres gegeben und die Folge davon ist, daß diejenigen Stellen der Metalloberfläche, die sich gegenüber den anderen Stellen elektropositiv verhalten, angefressen weiden.

Die nachteiligen Folgen dieser Zerstörungen ließen es wünschenswert erscheinen, einen einfachen Apparat zu besitzen, mit dessen Hilfe man in der Lage ist, das Auftreten solcher Lokalströme nicht nur zwischen zwei sich berührenden Konstruktionsteilen aus verschiedenem Metall, sondern auch zwischen zwei Stellen verschiedener Zusammensetzung ein und desselben Metallstückes festzustellen.

Diese Aufgabe wurde gemäß der Erfindung in folgender Weise gelöst:

Stellt man sich in Fig. 1 die Teile 1 und 2 45' als zwei einander berührende Konstruktionsteile aus verschiedenartigen Metallegierungen vor, so werden diese, wenn sie mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit in Berührung kommen, die Elektroden eines galvanischen EIementes bilden. Da die beiden Teile in metallischem Kontakt stehen, kann man nicht einfach wie bei einem galvanischen Element das Auftreten von Strömen durch Einschaltung eines Meßinstrumentes sichtbar machen, weil man sonst einen vollständig metallisch in sich kurzgeschlossenen Stromkreis hätte.

Gemäß der Erfindung wird zwischen die Zuleitungen zu dem Meßinstrument und die zu untersuchenden Metallflächen ein Elektrolyt eingeschaltet, der die Erregung galvanischer Ströme zwischen diesen Flächenteilen bewirkt. Nach Fig. 1 ist dies des Beispiels halber in folgender Weise bewerkstelligt.

Auf die beiden verschiedenartigen Metallteile ι und 2 sind Röhren 3 und 4 aus elektrisch nicht leitendem Material dicht anliegend aufgesetzt, die mit einem geeigneten Elektro-

lyten 5 gefüllt sind. In letzteren tauchen Eektroden 6 und 7 aus einem Material ein, welches elektrolytisch nicht angegriffen wird, beispielsweisePlatin oder Kohle. Diese Elektroden stehen durch Leitungen mit einem Meßinstrument 8 in Verbindung, welches geeignet ist, geringe Potentialunterschiede anzuzeigen, beispielsweise mit einem empfindlichen Galvanometer oder noch besser mit einem Kompensationsapparat.

Da gemäß den beigeschriebenen Vorzeichen der in Fig. 1 links liegende Teil 1 des zu prüfenden Konstruktionsteiles als elektropositi v, der rechts liegende Teil 2 als elektronegativ angenommen ist, so wird durch den Stromkreis ein Strom in der Richtung von 1 durch den Elektrolyten 5 im Rohr 3 nach der Elektrode 6, von dort durch das Meßinstrument 8 nach der Elektrode 7, durch den Elektrolyten 5 in dem Rohr 4 nach dem Teil 2 und von dort nach ι fließen. Je nach der Stellung, welche die Teile 1 und 2 in der galvanischen Spannungsreihe einnehmen, wird bei gleichem Elektrolyten der Potentialunterschied zwischen diesen beiden Teilen größer oder kleiner ausfallen, so daß man aus den gemessenen Potentialunterschieden Rückschlüsse auf die zu erwartende Gefahr der Anfressung der Konstruktionsteile ziehen kann.

Da es sich aber, wie oben erwähnt, nicht allein darum handelt, solche Potentialdifferenzen zwischen zwei Konstruktionsteilen aus verschiedenem Material festzustellen, sondern auch Unhomogenitäten in ein und demselben Material aufzufinden, wobei in vielen Fällen anders zusammengesetzte Stellen von kleiner Ausdehnung in Frage kommen, ist es erforderlich, die Berührungsstellen zwischen den zu untersuchenden Metallflächen und dem Elektrolyten möglichst eng zu begrenzen. Dies wird gemäß der Erfindung -nach der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform dadurch erreicht, daß die den Elektrolyten enthaltenden Röhren 3 und 4 die zu untersuchenden Metallflächen nicht mehr mit ihrer ganzen Querschnittsfiäche, sondern mittels Tastspitzen 9 und 10 aus porösem oder mit kapillaren Kanälen versehenem, elektrisch nicht leitendem Material berühren, die in das untere Ende der Röhren 3 und 4 eingesetzt sind und sich infolge ihrer porösen oder kapillaren Eigenschaft mit Elektrolyt vollsaugen und dadurch elektrolytische Leiter werden.

Als Material für die Herstellung dieser Tastspitzen ist jeder Stoff von genügender, mechanischer und chemischer Widerstandsfähigkeit brauchbar, der infolge poröser oder kapillarer Struktur die Fähigkeit hat, sich mit Flüssigkeit vollzusaugen. Auch bezüglich der Form der Tastspitzen sind Abänderungen verschiedener Art möglich. Sie können beispielsweise die Form eines Dochtes oder eines Pinsels ■' haben, oder sie können aus einem porösen mineralischen Material, wie z. B. Bimsstein, I oder einem keramischen Material, wie beispielsweise gebranntem Ton, Magnesia o. dgl., hergestellt sein. Als besonders zweckmäßig haben ^: sich Tastspitzen aus Holz erwiesen, weil dieses [ einerseits eine ausreichende mechanische und chemische Widerstandsfähigkeit und andererseits von Natur aus zahlreiche kapillare Kanäle besitzt. Seiner Härte und guten Porosi-ί tat wegen wird man zweckmäßig Buchsbaumholz hierzu wählen.

Im übrigen weist die Anordnung nach Fig. 2 keine grundsätzlichen Änderungen gegenüber ; derjenigen nach Fig. 1 auf. Die mit den Tastspitzen 9 und 10 versehenen Röhren 3 j und 4 aus isolierendem Material sind mit dem Elektrolyten 5 gefüllt. In diesen tauchen die Elektroden 6 und 7 aus elektrolytisch nicht ' angreifbarem Material ein, die durch Leitungen mit dem Meßinstrument 8 verbunden sind. In Fig. 2 ist der zu prüfende Teil des Beispiels halber als ein zusammenhängendes Me- • tallstück ι mit einer anders zusammengesetzten Stelle 2 von geringer Ausdehnung (durch andere Schraffur gekennzeichnet) dargestellt.
' Für die zuverlässige Wirkung der Anord- \ nung ist es Bedingung, daß der Elektrolyt in den beiden Röhren 3 und 4 nicht nur die gleiche chemische Zusammensetzung und Kon- : zentration, sondern auch die gleiche Tempera-•j tür aufweist, da sonst die beiden Elektrolyt-

röhren auch bei vollkommener Homogenität der zu untersuchenden Metalloberfläche als j sogenannte Konzentrationskette wirken und einen Potentialunterschied ergeben, der in jedem Falle nicht der Beschaffenheit des zu : untersuchenden Materials zuzuschreiben ist. Die gleiche Beschaffenheit des Elektrolyten er-■ zielt man am sichersten durch jedesmalige Neufüllung der Röhren 3 und 4 vor dem Gebrauch, während man die Temperatur des Elektrolyten durch in die Röhren 3 und 4 eingeführte Thermometer jederzeit kontrollieren kann.

Obwohl die Elektrolytröhren 3 und 4 aus beliebigem, elektrisch nichtleitendem Material bestehen können, ist es besonders zweckmäßig, no sie aus Glas herzustellen und'die zur Schliessung des Stromkreises dienenden, in diesem Falle zweckmäßig aus Platin bestehenden j Elektroden unmittelbar in die Wandung der Röhren einzuschmelzen. ■

Häufig wird es erwünscht sein, eng benachbarte Stellen einer Metalloberfläche auf ihr [ elektrolytisches Verhalten zu prüfen. Zu diesem Zwecke ist es dann nötig, die Tastspitzen möglichst nahe aneinander zu bringen. Man iao kann dies entweder durch entsprechende Formung der Tastspitzen oder der unteren Enden

Claims (9)

1. der- Elektrolytröhren oder zweckmäßiger und einfacher dadurch erreichen, daß man die Elektrolytröhren 3 und 4 unter einem spitzen Winkel gegeneinanderneigt.

   Ein besonders zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der Anordnung für Messungen der eben erwähnten Art ist in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt. Fig. 3 zeigt den Apparat in Vorderansicht, Fig. 4 in Seitenansicht, wahrend Fig. 5 den Apparat unter Weglassung der Elektrolytröhren in Draufsicht darstellt. Wie Fig. 3 bis.5 zeigt, sind die beiden Elektrolytröhren 3 und 4 in einem gemeinsamen Halter zu einem handlichen Apparat vereinigt.

   L5 Die Röhren 3 und 4 sind in ,zweckmäßig federnd ausgebildeten Metallschellen 11 und 12 gefaßt, die an metallenen Stielen 13 und 14 befestigt sind. Diese Metallstiele sind an ihren den Schellen 11 und 12 zugewandten Enden, als Anschlußklemmen 15 und 16 ausgebildet, während sie mit den entgegengesetzten Enden in einem isolierenden Querstück 17 eingeschraubt und durch Gegenmuttern 18, 19 in ihrer Lage gesichert sind. Das Querstück 17 ist zwecks bequemer Handhabung des Apparates an einem Handgriff 20 befestigt. .

   Die Elektroden 6 und 7 sind, wie besonders aus Fig. 4 ersichtlich, in die aus Glas bestehenden Elektrölytröhren 3 und 4 eingeschmol- zen und durch je. einen Anschlußdraht 21 mit den Anschlußklemmen 15 und 16 gut leitend, beispielsweise durch Einlötung, verbunden. An ihrem oberen Ende sind die Elektrolytröhren durch mit einer Längsbohrung versehene Stopfen 22, 23, beispielsweise aus Gummi, verschlossen, durch welche Thermometer 24, 25 in die Röhren eingeführt sind.

   Die in den Fig. 3 bis 5 abgebildete Vorrichtung läßt sich in einfacher Weise zweck mäßig so weiterbilden, daß man die Entfernung der Tastspitzen 9 und 10 der Elektrölytröhren nach Bedarf verändern kann. Um nur einige Beispiele zu nennen, könnte man die Metallstiele 13 und 14 derart in dem isolierenden Querstück 17 befestigen, daß sie von Hand um einen gewissen Betrag um ihre Längsachse gedreht werden können, aber doch so viel Reibung haben, daß sie in jeder Lage selbsttätig feststehen. Durch diese Maßnahme ist man in der Lage, die Entfernung der Tastspitzen voneinander durch Änderung des Neigungswinkels der Röhren 3 und 4 zu ändern. Andererseits könnte man die Stiele 13 und 14 in dem Querstück 17 auch mit Gelenken befestigen und auf diese Weise die Entfernung der Tastspitzen durch Seitwärtsschwenken der Stiele 13 und 14 verändern. Durch eine Kombination beider Maßnahmen kann man die Beweglichkeit der Elektrolyt-, röhren noch weiter steigern.

   Die in der Zeichnung dargestellten und beschriebenen Anordnungen sind natürlich nur Ausführungsbeispiele der Erfindung, die in der konstruktiven Durchbildung der Einzelteile sowohl als auch der Gesamtanordnung mannigfache Abweichungen zulassen, ohne daß hierdurch von dem Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird. So könnte man beispielsweise die Elektroden 6 und 7 gleichfalls durch die Stopfen 22 und 23 nach oben herausführen und durch einen Verbindungsdraht an die Klemmen 15 und 16 anschließen.

   Eine andere zweckmäßige Ausführung der Elektroden ist ferner in Fig. 6 im Längsschnitt dargestellt. Dort ist die aus Platin bestehende Elektrode 6 in Form eines Kapillarröhrchens in das untere Ende des Glasrohres 3 eingeschmolzen. Das untere Ende der Platinkapillare ist durch einen Stopfen 9 aus porösem oder kapillarem Material, z. B. Holz, verschlossen. Die Ableitung nach der Anschlußklemme 16 erfolgt auch hier wieder durch einen Verbindungsdraht 21, der unmittelbar um die Platinkapillare 6 herumgelegt .und mit ihr zweckmäßig durch Lötung verbunden ist. Auch die Form der als Tastspitzen benutzten porösen oder kapillaren Stopfen kann' mannigfach, verändert werden. Fig. 7 zeigt des Beispiels halber im Längsschnitt einen solchen Stopfen, der zum Zwecke der leichteren Durchdringung mit dem Elektrolyten eine innere, möglichst weit bis an die Spitze vordringende Ausbohrung besitzt, die jeddfch den Stopfen nicht gänzlich durchbricht.

   Zweckmäßig kann man die Einrichtung auch so treffen, daß man die Tastspitzen mit Hilfe von Verschraubungen, Aufsteckkapseln, Stopfen ι o. dgl. auswechseln kann, wodurch es ermöglicht wird, die Wirkung verschiedener Elektro-Iyte auf die zu untersuchenden Metallteile in rascher Aufeinanderfolge zu studieren.

   P Λ ϊ Ε Ν Ϊ - A N S P R ti C H E:

   ■ i. Verfahren zur Untersuchung von Metallteilen auf Verschiedenheiten in der Zusammensetzung, daduich gekennzeichnet, daß die zu prüfenden Stellen der Metalloberfläche bzw. Oberflächen durch Aufsetzen räumlich zusammengehaltener Mengen eines no geeigneten Elektrolyten zu Elektroden eines galvanischen Elementes gemacht werden, . dessen mittels Meßelektroden abgeleiteter Strom nach Größe und Richtung durch den Ausschlag eines Potential unterschiede anzeigenden Meßinstrumentes kenntlich gemacht wird.
2. 2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß für das räumliche Zusammenhalten des Elektrolyten auf den zu prüfenden Stellen der Metalloberfläche bzw.

   Oberflächen Tastspitzen aus porösem oder mit kapillaren Kanälen versehenem, nicht leitendem Material dienen, deren Poren bzw. Kapillaren|mit dem Elektrolyten gefüllt sind, mit dem elektrolytisch nicht angreifbare Elektroden in Berührung stehen, die über das Potentialunterschiede anzeigende Meßinstrument elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastspitzen in Öffnungen am unteren Ende je einer Röhre aus elektrisch nichtleitendem Material so eingesetzt sind, daß der in den Röhren befindliche Elektrolyt die Tastspitzen durchdringen kann, wobei die zur Schließung des Stromkreises dienenden Elektroden in den Elektrolyten eintauchen.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Elektrolytröhren mit einem Thermometer ausgestattet ist, durch welches die Temperatur des Elektrolyten kontrolliert werden kann.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolytröhren aus Glas bestehen und die zur Schließung des Stromkreises dienenden, zweckmäßig aus Platin bestehenden Elektroden in die Wandung der Röhren eingeschmolzen sind.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolytröhren von Ringen bzw. Schellen umfaßt werden, die zweckmäßig federnd ausgebildet und mit Anschlußklemme und Handgriff ausgestattet sind.
7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei elektrisch voneinander isolierte Elektrolytröhren an gemeinsamem Handgriff zu einem handlichen Apparat vereinigt sind, wobei die Röhren zweckmäßig derart gegeneinander geneigt werden, daß die an ihrem unteren Ende befindlichen Tastspitzen einander möglichst genähert werden.
8. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung der Elektrolytröhren bzw. der Tastspitzen voneinander nach Bedarf verstellbar ist.
9. 9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastspitzen mittels Verschraubungen, Aufsteckkapseln, Stopfen 0. dgl. auswechselbar an der Elektrolytröhre befestigt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.