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Verfahren und Vorrichtung zur Schnellbestimmung des Widerstandes gegen
Spannungskorrosion
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung,
mit deren Hilfe man eine Schnellbestimmung des Widerstandes gegen Spannungskorrosion
vornehmen kann.
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Es ist bisher bereits eine Reihe von Verfahren zur Bestimmung des
Widerstandes gegen Spannungskorrosion vorgeschlagen. So taucht man z. B. zu prüfende
Gegenstände aus Messing in eine salpetersaure Lösung von Quecksilbernitrat und beobachtet
das Auftreten von Rissen. Diese Methode hat den großen Nachteil, daß man nur bei
Prüfung einer sehr großen Anzahl gleichartiger Gegenstände ein Bild von dem Ausmaß
der Spannungen erhält.
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So reißen z. B. von 20 auf demselben Wege hergestellten Gegenständen,
die dieselben Spannungen besitzen, nur 10 bis I2 in praktisch brauchbaren Zeiten
auf, während der Rest trotz der zweifellos vorhandenen Spannungen die Prüfung aushält.
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Man hat anderseits vorgeschlagen und auch bei der Prüfung der Spannungskorrosion
von Leichtmetallen angewendet das Eintauchen eines durch Biegung verformten Probestückes
in Seewasser. Da man in diesem Falle die GröBe der aufgebrachten Spannungen nicht
kei- nt, kann man hiermit den Widerstand gegen die Spannungskorrosion nur qualitativ
bestimmen.
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Man hat weiterhin vorgeschlagen, die zu prüfenden Gegenstände der
Einwirkung von feuchten
Ammoniakdämp fen auszusetzen. Diese Methode
spricht zwar besser an als die geschilderten, hat aber den großen Nachteil, daß
die Zeiten, nach denen die Spannungskorrosion sichtbar wird; schon nach der Größe
der Spannungen Monate betragen, also-praktisch zu lange sind. Außerdem lassen sich
bei Anwendung dieser Methode brauchbare Zeiten nicht festlegen, weil die ersten
Stadien des Angriffs der Beobachtung meist entgehen und ein sichtbares Aufreißen
wegen der Kleinheit der Spannungen in den meisten Fällen überhaupt nicht eintritt.
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Erfindungsgemäß werden die Prüfgegenstände im Gegensatz hierzu in
einer Vorrichtung der Einwirkung eines unter erhöhtem Druck stehenden korrodierenden
Mittels ausgesetzt, das nach kurzer Zeit ein Aufreißen bewirkt. Nach diesem Verfahren
werden quantitative Ergebnisse mit außerordentlich geringen Schwankungen erzielt.
Vorteilhaft wird eine gemäß der in Abb, I veranschaulichte Vorrichtung verwendet.
Hierbei ist eine Verschlußplatte I so ausgebildet, daß sie mit Hilfe der Dichtungsringe
2 aus Blei und Gummi auch bei dünnwandigen Hohlkörpern einen absolut dichten Abs,chluß
nach außen: gewährt, wobei die Höhe und der Durchmesser des Prüfkörpers beliebig
sein können.
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Durch ein Rückschlagventil 3 kann Gas unter erhöhtem Druck in den
Innenraum 4 eines in die Vorrichtung eingespannten Hohlkörpers 5 eingebracht werden.
Die in dem abgeschlossenen Innenraum durch vorheriges Einbringen von wässeriger
Ammoniaklösung 6 erzeugte Atmosphäre von feuchtem Ammoniak wird nun durch Preßgas
auf einen bestimmten Druck gebracht und dieser aufrechterhalten. Der Druck wird
durch ein Kontrollmanometer 7 angezeigt. Ein Manograph 8 zeichnet den Druckverlauf
auf und gibt beim ersten Anriß durch raschen Druckabfall die genaue Aufreißzeit
an.
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Die Summe der Eigenspannungen und der zusätzlich aufgebrachten Spannungen
bewirkt das Aufreißen lin wesentlich kürzeren Zeiträumen, als wenn die Eigenspannungen
allein vorhanden sind.
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Diese Zeiträume bis zum Eintreffen des Aufreißens sind in bestimmter
Weise außer von dem korrodierenden Mittel von dem zusätzlich aufgebrachten Druck
abhängig. Somit ist es möglich, die Anfälligkeit gegen Spannungskorrosion quantitativ
zu ermitteln.
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Beispiel I Es wurden die Eigenspannungen einer Anzahl Gruppen von
Hohlkörpern aus Messing durch verschiedene Wärmebehandlungen verschieden stark herabgesetzt
bzw. beseitigt, so daß jede Gruppe einen bestimmten Entspannungszustand darstellte.
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Die Prüfung dieser Gruppen auf Widerstand gegen Spannungskorrosion-ergab
bei Drücken von ungefähr 10 atü Aufreißzeiten von 3, 5, 9, 24 Stunden.
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Diese Aufreißzeiten zusammen mit bei I3, 8, 6 und 4 atü gefundenen
Werten ergaben hyperbolische Druckzeitkurven (Abb. 2), die bei doppeltlogarithmischer
Auftragung zu Geraden werden (Abb. 3). Für die verschiedenen Entspannungszustände
entsteht auf diese Weise eine Kurven-bzw. Geradenschar, aus deren-Abständen man
den Grad der Entspannung ermitteln kann. Bei einer laufenden Anwendung der Prüfmethode
wird man zweckmäßig die gefundenen Werte sogleich wie auch in diesem Beispiel in
doppelt-logarithmischem Koordinatensystem darstellen, weil die Lage der Geraden
durch weniger Punkte bestimmt werden kann als eine hyperbolische Kurve.
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Beispiel 2 Es wurden unentspannte Hohlkörper mit einer galvanischen
Schutzschicht von 20,z Zink geprüft.
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Die Aufreißdauer betrug 3 Tage gegenüber 1/2 Tag ohne die Schutzschicht
bei einem Prüfdruck von 10 atü. Die Lebensdauer in der Praxis war auf das sechsfache
gewachsen, so daß die Prüfmethode einen genauen Aufschluß über die Schutzwirkung
der Verzinkung gab.
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Die Methode eignet sich nicht nur zu der geschilderten Bestimmung
der Geraden der Entspannung, sondern für zahlreiche andere Zwecke. So kann aus dem
Verlauf von Kurven bzw. Geraden, die an nicht entspannten und völlig entspannten
Körpern gewonnen wurden, auf den absoluten Betrag der Eigenspannungen geschlossen
werden. Weiterhin ist die Methode geeignet für die Ermittlung des Einflusses verschiedener
Maßnahmen gegen Spannungskorrosion, insbesondere von Oberflächenschutzschichten,
und die Ermittlung des Widerstandes gegen Spannungskorrosion in Abhängigkeit von
dem Zustand des Metalls oder der Legierung und deren Zusammensetzung.