DE3914585C2

DE3914585C2 - Verfahren und Einrichtung zur Ermittlung der korrosiven Wirkung von Prozeßgasen, insbesondere Industrieabgasen, auf Oberflächen von Materialproben

Info

Publication number: DE3914585C2
Application number: DE19893914585
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Phys Ebel; Dieter Dipl Ing Dr Krause
Original assignee: FORSCH PROF DR ING HABIL DR PH
Current assignee: FORSCH PROF DR ING HABIL DR PH
Priority date: 1989-05-03
Filing date: 1989-05-03
Publication date: 1999-02-11
Anticipated expiration: 2009-05-04
Also published as: DE3914585A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ermittlung der korrosiven Wirkung von Prozeßgasen, insbesondere Industrieabgasen, auf Oberflächen von Materialproben.

Die korrosive Wirkung von Prozeßgasen auf insbesondere metallische Werkstoffe für Rohre und Behälter sowie Filtermaterialen, läßt sich im labormäßigen Versuch nur schwer bestimmen, da Druck, Tem peratur und Zusammensetzung von Prozeßgasen zeitlichen Schwankungen unterworfen sein können.

Aus der US-PS 4.563.427 ist eine Einrichtung zur Ermittlung der korrosiven Wirkung von Prozeßabgasen bekannt, bei der rohrförmige oder scheibenförmige Werkstoffproben in Wandöffnungen gasführender Leitungen derart angeordnet sind, daß sie an einem Endabschnitt den heißen Prozeßgasen ausgesetzt sind und mit dem anderen End abschnitt auf der niedrigeren Umgebungstemperatur, d. i. der Wand temperatur der Leitung gehalten werden, so daß der Einfluß des Temperaturgefälles auf die Korrosionswirkung an herausnehmbaren Proben in zeitlichen Abständen überprüfbar ist. Die Schwankungen der Prozeßgasparameter werden hier nicht berücksichtigt.

Eine andere Korrosionsprüfeinrichtung wird in der DE-AS 11 62 107 beschrieben, bei der Werkstoffproben in einer lufteinstellbaren, feuchtigkeitsgehalts enthaltenden Kammer auf temperierbaren Auf lageflächen angeordnet sind, deren Temperatur niedriger als die Innentemperatur der Kammer ist, so daß sich Kondenswasser auf den Proben niederschlägt. Dessen korrosive Wirkung wird in zeitlichen Abständen überprüft. Diese Einrichtung ist jedoch nicht für eine Anwendung in situ verwendbar.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Ein richtung anzugeben, mit welchem, bzw. mit welcher Untersuchungen der Korrosionswirkung von Prozeßgasen bei laufendem Betrieb, also in situ durchgeführt werden können.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des An spruchs 1 und durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des An spruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die spezifischen Verhältnisse einer Prozeßgas führenden Anlage wer den dabei berücksichtigt, da die Probentemperatur ständig der Tau punkttemperatur der in der Leitung strömenden Prozeßgase, insbe sondere der Säuretaupunkttemperatur bei Verbrennungsabgasen nachge führt wird.

Eine zeitraffende Ermittlung der korrosiven Wirkung läßt sich da durch erreichen, daß die Probentemperatur um einen vorgebbaren Be trag unter der Taupunkttemperatur gehalten wird.

Andererseits kann eine korrosionsvermeidende Temperaturführung der Prozeßgase dadurch ermittelt werden, daß die Probentemperatur ober halb der Taupunkttemperatur gehalten wird.

In dem Diagramm nach Fig. 1 ist der Verlauf der Temperatur T4 eines Industrieabgases während eines Betriebstags aufgezeichnet.

Die Temperatur der Werkstoffprobe, also die Probentemperatur T2 wird so geregelt, daß sie der Taupunkttemperatur T1 folgt, also T2 gleich T1 ist.

Zur Beschleunigung der korrosiven Wirkung kann die Probentempe ratur T2 unterhalb der Taupunkttemperatur T1 geführt werden, also T2 = T1 - ΔT.

Ein Sicherheitsabstand der Prozeßgastemperatur von der Taupunkt temperatur kann durch Erhöhung der Probentemperatur T2 ermit telt werden, also T2 = T1 + ΔT.

Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau einer Einrichtung zur Durch führung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3.

In die Wand einer Prozeßgas-, z. B. Rauchgas 1 führenden Leitung ist in einem Gehäuse ein Taupunkttemperaturfühler 2 bekannter Bauart angeordnet, mit einem Meßumformer 3 dessen elektrisches Ausgangssignal die Taupunkttemperatur T1 abbildet.

Räumlich neben dem Taupunkttemperaturfühler 2 ist eine rohrför mige Halterung 4 angebracht in deren Stirnfläche eine scheiben förmige Probe 5 des zu untersuchenden Werkstoffs so befestigt ist, daß ihre Oberseite dem Rauchgas 1 und ihre mit einem Temperatur fühler 6 versehene Unterseite einem gasförmigen oder flüssigen Temperiermittel ausgesetzt ist.

Das in einem Wärmetauscher 7 aufbereitete Temperiermittel wird durch ein Zentralrohr 8 gegen die Unterseite der Probe 5 geführt und fließt durch den Ringraum zwischen der Innenwand des Gehäuses 4 und dem Zentralrohr 8 wieder zurück.

Die Stellgröße für die Regelung der Temperatur und dem Wärmetau scher 7 liefert ein Regler 9, der als Regelgröße die mit dem Temperaturfühler 6 ermittelte Probentemperatur 2 und als glei tende Führungsgröße die mit dem Taupunktfühler 2 gemessene Taupunkttemperatur T1 erhält.

Diese kann über eine Additionsstelle 10 um einen Betrag ±ΔT erhöht oder erniedrigt werden.

Claims

1. Verfahren zur Ermittlung der korrosiven Wirkung von Prozeß gasen, insbesondere Industrieabgasen, auf Oberflächen von Werkstoffproben, bei dem

1. eine Oberfläche der scheibenförmigen Werkstoffprobe (5) dem in einer Leitung strömenden Prozeßgas (1) ausgesetzt wird,
2. die Probe (5) derart temperiert wird, daß ihre Temperatur T2 der aktuellen Taupunkttemperatur T1 entspricht,
3. in zeitlichen Abständen die Probenoberfläche auf korro sive Veränderungen überprüft wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe (5) derart temperiert wird, daß ihre Temperatur T2 um einen vorgebbaren Wert +ΔT oberhalb der aktu ellen Taupunkttemperatur T1 liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe (5) derart temperiert wird, daß ihre Temperatur T2 um einen vorgebbaren Wert -ΔT unterhalb der aktu ellen Taupunkttemperatur T1 liegt.

4. Einrichtung zur Ermittlung der korrosiven Wirkung von Prozeß gasen, insbesondere Industrieabgasen, auf Oberflächen von Werkstoffproben, mit

a) einem in einer Meßstrecke einer Prozeßgasleitung ange brachten Taupunktmeßfühler (2),
b) einer neben dem Taupunktfühler (2) angebrachten rohrför migen Halterung (4) in deren Stirnseite eine scheiben förmige Werkstoffprobe (5) so befestigt ist, daß ihre Oberseite dem Prozeßgas und ihre, mit einem Temperatur fühler (6) versehene Unterseite einem durch die Halterun (4) von außen zugeführten Temperiermittel ausgesetzt ist,
c) einem Regler (9) mit der Taupunkttemperatur T1 als Führungsgröße und der an der Unterseite der Probe (5) gemessenen Probentemperatur T2 als Regelgröße und der Temperatur des Temperiermittels als Stellgröße.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Additionsstelle (10), deren Ausgang mit dem Ein gang für die Führungsgröße des Reglers (9) verbunden ist, deren einer Eingang mit einem der Taupunkttemperatur T1 entsprechenden Signal und deren anderer Eingang mit einem dem Wert ±ΔT entsprechenden Signal beaufschlagt ist.