7
Kutzelnigg: Der zeitliche Verlauf der Betauung im Testorgerat 151 Der zeitliche Verlauf der Betauung im Testorgerat und die Abhangigkeit der Betauung von den Werkstoffeigenschaften Von A. Kutzelnigg, Koln ‘>) Die gefundene Werkstoffabhangigkeit der Betauung steht mit fruheren Ergebnissen von Tammann in Einklang. 1. Zusammenfassung Die Betauung im Testorgerat verlaufi grundsatzlich wie a) Rasher Anstieg zu einem ersten Maximum, dessen Hohe von der Art des WerkstofTes und bei gleichem Werk- stoff von der Blechdicke abhangig ist. b) Langsamer ansteigender Wellenzug, dessen Maxima mit Temperaturmaxima der Blechoberflache und der Rege- lungsperiode zusammenfallen. Die Steigung ist von der Werkstoffart und der Dicke wenig abhangig. Die Am- plitude der Wellen nimmt mit steigender Warmekapazitat Metalle werden starker betaut als Glas und organische Ein Einflui3 der Rauhtiefe war nicht festzustellen. folgt: zu. Oberzuge, Zink starker als Cadmium. 2. Anlot3 und Zweck Die zunehmende Verwendung des Testorgerates fur die Korrosionsprufung liefi es wunschenswert erscheinen, den Vorgang der Betauung in diesem Gerat naher zu untersuchen und den Einflussen der Werkstoff abmessun- gen nachzugehen. Die Untersuchung sollte, ohne auf die Korrosion selbst einzugehen, gesicherte Grundlagen fur die Durchfuhrung von Korrosionsprufungen unter Kon- densationsbedingungen erbringen. 3. Bisheriger Stand Ober die Eignung des Testorgerates zur Erzielung starker und anhaltender Betauung wurde bereits kurz berichtet I). ) Die Arbeit wurde im Laboratorium Niirnberg der Zentral- werksverwaltung der Siemens-Schuckertrer~e AG. durch- gefiihrt. l) A. Kutzelnzgg: Werkstoffe u. Korrosion 9 (1958) 431. 4. Versuhsmaterial Zahlentafel I Volumen Spez. Gew. Absol. Gew. Spez. Wlrme- kapazirat cm3 ~ kg/dm3 ~ g ~ Wirme ~ Oberflache Abmessungen mm b d 1 dmz Nr. ~ Werkstoff I I M e t a ~ ~ e I I I I I 0,0558 1 !,6 4.1 1 Silber I 74 60 1 0,6 0,90 Kupfer unbehandelr glanz gebrannr elektropoliert 100 50 I 2 1 ,oo 4.24 1 gesandstrahlt 1 ~ 0,91 4.31 1 l - 58,5 1 2 0,84 0.12 I 799 4.32 1 V 2 A 1 673 I I 95 I 95 4.33 1 4.41 1 Stahl 4.42 1 St VII 23 4.5 Zinkblech elektrolytisch ~ 100 entfettet 4.61 1 Aluminium 1 100 13,s 1 1 109 57 1 3,2 59 1 0.5 47 1 2,s 0,86 0.96 0,96 10 ~ 7,2 ~ 72 0,09 ~ 6,5 50 ~ 2 50 1 1 l,oo 1 ,oo 1,oo 4.62 1 99,O 1 100 50 1 2 sche Uben 0,85 Stahlband vernickelt (0,5 bzw. 2 p) 4.81 St VII 23, 4.82 St 37, 67 4.91 ~ SrkLVgd23, 4.92 67 I 67 ~ 67 1 6 IL Zn ~ 6Pzn ~ ~ 0,82 0,85 ~ I 63 7,7 98 (Stahl) ~ ~ 11’3 ~ 7,7 0,115 (Stahl) 1 11,3 I 63 0,82 0,85 I 98 llische We1 57,5 1 1,85 O,82 4.10 1 Glas 1 67S 4.11 1 Hartpapier IV 1 67 02 1 3,y 0,3 1 5,35 58 1 3 0,85 Jahrgan,g 1962 Heft 3

Der zeitliche Verlauf der Betauung im Testorgerät und die Abhängigkeit der Betauung von den Werkstoffeigenschaften

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Der zeitliche Verlauf der Betauung im Testorgerät und die Abhängigkeit der Betauung von den Werkstoffeigenschaften

Kutzelnigg: Der zeitliche Verlauf der Betauung im Testorgerat 151

Der zeitliche Verlauf der Betauung im Testorgerat und die Abhangigkeit der Betauung von den Werkstoffeigenschaften

Von A. Kutzelnigg, Koln ‘>)

Die gefundene Werkstoffabhangigkeit der Betauung steht mit fruheren Ergebnissen von Tammann in Einklang.

1. Zusammenfassung Die Betauung im Testorgerat verlaufi grundsatzlich wie

a) Rasher Anstieg zu einem ersten Maximum, dessen Hohe von der Art des WerkstofTes und bei gleichem Werk- stoff von der Blechdicke abhangig ist.

b) Langsamer ansteigender Wellenzug, dessen Maxima mit Temperaturmaxima der Blechoberflache und der Rege- lungsperiode zusammenfallen. Die Steigung ist von der Werkstoffart und der Dicke wenig abhangig. Die Am- plitude der Wellen nimmt mit steigender Warmekapazitat

Metalle werden starker betaut als Glas und organische

Ein Einflui3 der Rauhtiefe war nicht festzustellen.

folgt:

zu.

Oberzuge, Zink starker als Cadmium.

2. Anlot3 und Zweck

Die zunehmende Verwendung des Testorgerates fur die Korrosionsprufung liefi es wunschenswert erscheinen, den Vorgang der Betauung in diesem Gerat naher zu untersuchen und den Einflussen der Werkstoff abmessun- gen nachzugehen. Die Untersuchung sollte, ohne auf die Korrosion selbst einzugehen, gesicherte Grundlagen fur die Durchfuhrung von Korrosionsprufungen unter Kon- densationsbedingungen erbringen.

3. Bisheriger Stand

Ober die Eignung des Testorgerates zur Erzielung starker und anhaltender Betauung wurde bereits kurz berichtet I).

) Die Arbeit wurde im Laboratorium Niirnberg der Zentral- werksverwaltung der Siemens-Schuckertrer~e AG. durch- gefiihrt.

l ) A . Kutzelnzgg: Werkstoffe u. Korrosion 9 (1958) 431. 4. Versuhsmaterial

Z a h l e n t a f e l I

Volumen Spez. Gew. Absol. Gew. Spez. Wlrme- kapazirat cm3 ~ kg/dm3 ~ g ~ Wirme ~

Oberflache Abmessungen mm

b d 1 dmz Nr. ~ Werkstoff

I I M e t a ~ ~ e I I I I I 0,0558 1 !,6 4.1 1 Silber I 74 60 1 0,6 0,90

Kupfer unbehandelr

glanz gebrannr

elektropoliert

100 50 I 2 1 ,oo

4.24 1 gesandstrahlt 1 ~

0,91 4.31 1 l - 58,5 1 2 0,84 0.12 I 799 4.32 1 V 2 A 1 6 7 3

I I 95

I 95

4.33 1 4.41 1 Stahl

4.42 1 St VII 23

4.5 Zinkblech elektrolytisch ~ 100 entfettet

4.61 1 Aluminium 1 100

13,s 1 1 109 57 1 3,2

59 1 0.5

47 1 2,s

0,86

0.96

0,96

10 ~ 7,2 ~ 72 0,09 ~ 6,5 50 ~ 2

50 1 1

l,oo

1 ,oo 1,oo 4.62 1 99,O 1 100 50 1 2

sche Uben

0,85 Stahlband vernickelt (0,5 bzw. 2 p)

4.81 St VI I 23,

4.82 St 37, 67

4.91 ~ SrkLVgd23,

4.92 67

I 67

~ 67

1 6 IL Zn

~ 6 P z n ~

~

0,82

0,85 ~

I 63 7,7 98

(Stahl) ~

~ 11’3

~ 7,7

0,115 (Stahl)

1 11,3 I 63

0,82

0,85 I 98

llische We1

57,5 1 1,85 O,82 4.10 1 Glas 1 6 7 S

4.11 1 Hartpapier IV 1 67

02 1 3,y

0,3 1 5,35 58 1 3 0,85

Jahrgan,g 1962 Heft 3

Page 2: Der zeitliche Verlauf der Betauung im Testorgerät und die Abhängigkeit der Betauung von den Werkstoffeigenschaften

152 Kutzclnigg: Der zeitliche Verlauf der Betauung im Testorgerat

I Abmessungen mill

I N I . Werksroff

4.12 I 100 I 50 I 1 I 1,30 I

5. Versu chsdu rchf u hr ung

5.1 Versmhsanordnung (s. Abb. 1 und 2).

Abb. 1. Versuchsanordnung

Abb. 2. P r o b e n a u f h i n g u n g und Tempera turmesrung

Folgende Arbeitsbedingungen wukden eingehalten: Waiinenbeschickung 3 1 Wasser. Keine Zugabe von CO,

und SO,. Heizung iiach 8 bis 10 min auf Stufe I1 um- geschaltet. Kontakt-Thermonicter, seitlich angeordnet, un- mittelbar iiber dem Wasserspiegel auf 51" C eingestellt. ,,Innentlicrmometer" in der Mitte etwa 70 nim uber dem Wasserspiegel. Bleche 360 bis 400 mm iiber dem Wasser- spiegel waagerecht (z. T . auch senkrecht) aufgehangt (s. Abb. 2).

5.2 Wagung Die Wagung wurde in der schon fruher geschilderten

Weise 1) durchgefiihrt. Die Versuchsanordnung ist aus Abb. 2 ersichtlich. Das Blech ist an einem Faden auf- gehangt, der an dem einen Waagebalken einer Hartner- Feinwaage befestigt ist. Um den Faden durchfuhren zu konnen, besitzt die obere Glasplatte des Gehauses eine kleine Offnung.

5.3 Temperaturmessung Die Temperatur des Kontakt- und des ,,Innenthermo-

meters" wurde alle 5 niin abgelesen. Um die Temperatur an der Blechoberflache verfolgen zu konnen, wurde in der Mitte eines zweiten, nicht gewogenen Bleches, ein Kupfer- Konstantan-Thermoelement mit Hilfe eines Tesadur- Bandes G 1 befestigt. Ferner wurden fallweise weitere Thermoelemente angebracht zur Beobachtung des Tempe- raturganges in verschiedenen Hohen.

Zur Aufzeichnuiig der Temperaturkurven diente ein Siemens & Halske-Gleichstrom-Linienschreiber (SD 12 L 251 OOl), kombiniert init einem Gossen-Kompensations- verstarker (1 136-96 G). Die Schreibgeschwindigkeit war 4 cm/min. Ein Wahlumschalter gestattete die Aufzeich- nung von 8 vcrschiedenen Messungen je min.

6. Die Versuchsergebnisse und deren Deutung

6.1 Allgemeiner Charakter der Betauungskurve

lauf. Qualitativ zeigeii alle Betauungskurven ahnlichen Ver-

1. Phase. Mehr oder weniger steilcr Anstieg der Tau- menge in den ersten 40 bis 60 min bis zu einem 1. Maxi- mum.

2. Phase. Horizontal hangeiides Blech: Leichter Abfall gefolgt von einem weiteren ziemlich regelmafligen, wellen- formigen Anstieg innerhalb der nachsten 8 bis 10 h.

3. Phase. Horizontal hangendes Blech: Nach dieser Zeit treten unregelmaflige Gewichtsschwankungen auf, die durch abrollende Tropfen bedingt sind.

Das Testorgerdt ist beschrieben im Normentwurf DIN 50 018/1960 und bei Kutzelnigg: ~i~ Priifung metallischer Uberziige (Saulgau, 1960; Leuze-Verlag) S. 103.

Werkstoffe und Korrosion

Page 3: Der zeitliche Verlauf der Betauung im Testorgerät und die Abhängigkeit der Betauung von den Werkstoffeigenschaften

Kutzelnigg: Der zeitliche Verlauf der Betauung im Testorgerat 153

Die Steigung der an die Minima des Wellenzuges an- gelegten Tangente diente als Mai3 fur die zeitliche Zu- nahme der Taumenge. Sie wurde bezogen auf 1 dmz und 1 h.

6.2 Die Ursache der Betauung im Testorgerat und der Verlauf der Betauungskurve

Die Messung der Temperatur an der Blechoberflache sowie kurz oberhalb und unterhalb des Bleches gibt ein klares Bild von der Ursache des Zustandekommens der Betauung im Testorgerat. In Abb. 3 ist die Temperatur- verteilung in Abhangigkeit von der Hohe iiber dem Was- serspiegel nach verschiedenen Zeiten dargestellt. Verwen- det wurde ein Aluminiumblech, das in 400 mm Hohe auf- gehangt war. Bei Beginn des Versuches ist die Temperatur des Bleches der Raumtemperatur kurz oberhalb und unter-

m in nnn L 0' L.5 9 ' 18' 27' L95' 51'585' 72' 81' B55'90'91.5'

Iw859.31 Abb. 3. Temperaturverreilung im Testorgerit in Abhangigkeit von der Hohe iiber dem Wasserspiegel nach verschiedenen Zeiten (Aluminiumblech)

halb bis auf +0,2'C gleich. Bereits nach 9 min ist die Blechtemperatur aber um 1,5' C gegeniiber der Tempe- ratur 50 mm unterhalb des Bleches zuriickgeblieben. Im ersten Stadium des Heizens wird die Warme innerhalb des Gerates wohl vorwiegend durch Konvektion iiber- tragen. Es ist bekannt, dai3 diese Art der Erwarmung wenig wirksam is:. Die entstandene Temperaturdiff erenz hat aber zur Folge, dai3 sich aus der warmeren, feuchtig- keitsgesattigten LuR Kondenswasser ausscheidet. Dabei wird der hohe Betrag der Verdampfungswarme (539 calig Wasser) frei, die im Falle der Tropfenkondensation weit- gehend auf das Blech direkt iibertragen wirdz). Die Tem-

min - pGEF

Abb. 4. Temperaturverlauf bei der Betauung Temperatur auf dem Al-Blech, 400 mm a

b Temperaturdifferenz 400/350 m m c Temperaturdifferenz 400/450 mm

Schraffierte Flichen: Blech warmer als die angrenzende Luft

peraturdifferenz vermindert sich und nach 54 min ist das Temperaturgleichgewicht erreicht. Bis etwa zur 81. min eilt die Blechtemperatur voraus. Dementsprechend ver- dampfi ein Teil des Wassers, indem der Umgebung Warme entzogen wird. Das Blech kiihlt sich daher wieder ab. Kondensation und Wiederverdampfung erfolgt nun wei-

terhin im Rhythmus der Regelschwankungen der Heizung, die _+ 2,5' C betragen.

In Abb. 4 ist der Temperaturverlauf an einem Alu- miniumblech und der Unterschied der Blechtemperatur gegeniiber der Umgebungstemperatur 50 mm ober- und unterhalb des Bleches in den einzelnen Phasen dargestellt. Es ist zu erkennen, dai3 die Temperaturdifferenz etwa im Wendepunkt des aufsteigenden Astes der Temperatur- kurve ihr positives Maximum, im Wendepunkt des ab- steigenden Astes ihr negatives Maximum erreicht, wobei dieses dem absoluten Betrag nach kleiner ist als jenes. Am Maximum und Minimum ist sie Null.

Abb. 5 gibt den Zusammenhang zwischen Betauung und der Temperatur des Bleches wieder, und zwar fur ein Aluminiumblech. Die zeitliche Obereinstimmung der Maxima und Minima beider Kurven ist klar zu erkennen.

m i n - ) und Blechtemperatur (- - - -)

mJ Abb. 5. Taumenge (-- ~

(AI-Blech, 1 dmP, d = 2 mm)

In Zahlentafel 2 werden einige sich entsprechende Tau- mengen und Temperaturanstiege zusammengestellt und mit den bei der Kondensation der betreeenden Tau- mengen frei werdenden Warmebetragen verglichen.

Z a h l e n t a f e l 2

Kupfer 1 dm? 100 4

d = 2 m m I 105 I 4 I I I

V 2 A 1 dme 160 5 6 7 I 150 I 5 I 6,3 d = 3,2 mm

I l9 I 450 I 26

Aus der Zahlentafel 2 ist ersichtlich, da13 die tatsach- lichen und die berechneten Temperaturanstiege an der Blechoberflache groi3enordnungsmai3ig iibereinstimmen, daf3 also tatsachlich die Blecherwarmung als eine Folge der Kondensation aufgefaBt werden kann.

Die Tatsache, dai3 die Taumenge von einer Regelungs- periode zur anderen zunimmt, so daiS ein gleichmai3ig ansteigender Wellenzug entsteht, findet offenbar darin ihre Erklarung, dai3 ein Teil der zugefuhrten Warme in- folge von Konvektion und Strahlung nach a d e n ab- gefiihrt wird.

*) A. Schack: Der industrielk Warmeiibergang, 5. A. (1957), S. 179.

Jahrgang 1962 =eft 3

Page 4: Der zeitliche Verlauf der Betauung im Testorgerät und die Abhängigkeit der Betauung von den Werkstoffeigenschaften

154 Kutzelnigg: Der zeitliche Verlauf der Betauung im Testorgerat

6.3 Die Tropfengro/3e Der erste beobachtbare Taubeschlag besteht aus sehr

feinen Tropfchen. Wahrend der Versuchsdauer nimmt die Tropfengroae merkbar zu. Dies entspricht dem Thomson- schen Gesetz, nach welchem der Dampfdruck des Wassers vom Krummungsradius der Wasseroberflache wie folgt abhangt:

P a r Pr Dampfdruck der Tropfen vom Radius r p mDampfdruck iiber der ebenen Oberflache G Oberflachenspannung des Tropfchens gegen den Dampf v Molvolumen des fliissigen Wassers.

GroBe Wassertropfen wachsen also auf Kosten der kleineren.

6.4 Einflufl der Werkstofidicke Aus Zahlentafel 3 ist ersichtlich, dai3 die Taubildung

bei gleichem Werkstoff von der Materialdicke bzw. der Warmekapazitat abhangig ist (vgl. auch Abb. 6 und 7). Diese Abhfngigkeit besteht aber nur hinsichtlich des 1. Maximums und der Amplitude des Wellenzuges, nicht dagegen des gleichmaBigen Anstieges. Die Proportionali- tat zwischen Warmekapazitat und erstem Taumaximum ist recht gut erfullt.

Die Gewichtszunahme infolge des Rostens betrug bei dem 2,5 mm-Blech nur 12,5 mg, war also gegenuber dem Taubelag zu vernachlassigen.

1100 ~

ioaa -

900 -

700 -

Fsaa ~

Lao -

300 -

200 -

800 -

$ 600 -

Z a h l e n t a f e l 3

Berauung und Warmekapazitat bei gleichem Werkstoff

Amplitude Dike1 Warme- 1 m g T a u 1 i;i;I';; 1 willkiirl. mm kapazi ta t (1. Max.) Einheit

0,5 7,13 188 210 4 2,5 1 l i .6 1 56; 1 155 1 10 5 0,74 2.5

2 7,9 395 130

1,6 1 ':,6 1 '";,5 1 l3;?l 1 ':,7 3,2

2 7,7 443 195 5 660 176 11 S t gal

8/7*) 1 1 :,5 1 '::: 1 1,5 1 0,9 1 2 , 1

9 2,9 300 10 ~ A1 ~ i ~ ;,8 ~ 44:,6 ~ ti:,, ~

lO /9 ) 1.33

9 In Bezug auf das Rosten war folgendes fesrzusrellen:

(Aussehen der Bleche nach dem Versuch):

'$) Verhaltniswerre!

I Oberseite I Unterseite

7 8

I I ' ' I ' I I i l l t l , 9 20 LO 60 80 loo iza I L O 160- IBO zoo zza zLa 260 zea 300 min - IW859.61

I Abb. 6 . Betauung: EinfluR der Werkstoffdicke

A / Zrnrn ,/y

schwacher Rosranfiug

R 5 (feine Rosrpunkte)

0,5 mm

2,5 mm

Berauung und

Z a h l e n t a f e l 4

Wirmekapazi tar bei verschiedenartigen

Nu. Werkstoff

Stahl V 2 A S t gal Zn 6 Sr gal Cd 6 c u Zinkblem Glas Silber St vernickelr

(Band)

D i k e mm

2 3 2 2 2 2 2 1,85 0,6 1

Warme- kapazitar bezogen

auf 1 dm'

mg Tau (1. Max.)

563 395 5x0 440 455 360 360 3 50 350

6u I n 2. Versuch

Werkstoffen

ig Tau, Imv. h

155 130 257 195 170 165 163 155 245

~

kmpli- tude

10 7

10 5

11 1c 6 -

100 0 ' " y I I 1 1 1 1 1 1 1

loo a 5 20 LO 60 80 100 izo 140 160 180 zoo zzo zco 260 zea 300 zo La 60 80 100 120 i ~ o 160 180 200 min - lw859.81 min - /w859.71

Abb. 7. Betauung auf Al-Blech verschiedeuer D i k e Abb. 8. Betauung auf Cd- und Zn-Uberziigen; 2-mm-Blech

Werks tome und Korrosion

Page 5: Der zeitliche Verlauf der Betauung im Testorgerät und die Abhängigkeit der Betauung von den Werkstoffeigenschaften

Kutzelnigg: Der zeitliche Verlauf der Betauung im Testorgerat 155

BOO Hartpapier IV 3rnm Die untersuchten nichtmetallischen Stoff e zeigten grund-

satzlich den gleichen Betauungsverlauf wie die Metalle. s"

/' . -

...... [w859.111

Abb. 11. Betauung auf Epoxylack (4.12)

1 I \

6.7 Einflufl der Anordnung des Bleches 600 -

500

Auf die starkere Betauung eines waagerecht hangenden 0,6 mm dicken Silberbleches wurde bereits fruher hin- gewiesen. Wie aus Abb. 14 zu ersehen ist, gilt fur V2A- Blech der Dicke 0,5 mm das gleiche. Fur 3,2 mm dickes V2A-Blech dagegen fallen die beiden Kurven fast ZU-

sammen.

A,~'3. Versuch /

-

Po[yathY/enibeWJ YH*'lmm Sfah'b'ech'

$300 z 1. Versuch -

F200 - I"'""

7. Diskussion der Ergebnisse

d o 110 I ~ O lib Z ~ O Z;O 220 Z ~ O zw 3 b 7.1 Vergleich mit den Ergebnissen von Tarnrnann Als wichtige EinfluBgrofle erwies sich die stoffliche

Natur der Werkstoff oberflache. Demgegenuber traten die Rauhigkeit und die Warmekapazitat zuruck.

In einer 1935 veroffentlichten Arbeit mit dem Titel: ,,Die Zahl der Wassertropfchen bei der Kondensation auf verschiedenen festen Stoffen"4) zeigten Tarnmann und

4 ) G. T~~~~~~ u. w, B B ~ ~ ~ : physik 5. F. 22 (1935) 77/80. ::.) RMS-Werte

min - lw859.121 Abb. 12. Betauung auf Polyithyleniiberzdgen (4.131)

6.5 Spezifische Werkstoffeinfltisse 6.51 Metalle

Im Gegensatz zu dem klaren ~ ~ f ~ ~ d bei gleichem We&- stoff ist kein Zusammenhang zwischen der Warmekapazi- tat und den Kennwerten fur den Tau zu erkennen, wenn

Jahrgang 1962 Heft 3

Page 6: Der zeitliche Verlauf der Betauung im Testorgerät und die Abhängigkeit der Betauung von den Werkstoffeigenschaften

156 Kutzelnigg: Der zeitliche Verlauf der Betauung im Testorgerat

goo

Bohme bereits, dai3 diese ,,in recht hohem Mafie von der Natur des festen Stoffes abhangt".

Sie benutzten folgende Versuchsanordnung: Durch eine Kondensationskammer wurde LuR geleitet, die bei 18' C mit Wasserdampf gesattigt war. Gekuhlt wurde mit Lei- tungswasser von 12> C. Die nach 30 sec gebildeten Tropf- chen wurden bei 2Ofacher Vergrofierung beobachtet. In der Zahlentafel 5 sind fur einige Werkstofie den Tropfen- zahlen nach4) die mgidm, fur das 1. Maximum gegen- ubergestellt.

In beiden Fallen findet man die gleiche Reihenfolge. Der auffallige Unterschied zwischen Zink und Cadmium dokumentiert sich auch in den Tropfchenzahlen.

7.2 Kondensation an der Oberflache oder in der Luff? Wahrend Tammann betont, dai3 sich die Tropfchen

nicht etwa in der Luf? dicht uber der Oberflache bilden

900 -

Baa -

700 -

600 - ,t 500 ~

2 Lao ~

F

' 300 -

200 -

100 - x/

kondensation beobachtet. Hier erreicht man also ohne -- V2A 3mm

und auf die Oberflache senken, die Kondensationszentren also auf der Oberflache selbst zu suchen sind, nimmt H . Cauev5) als Vertreter der ,,Chemischen Meteorologie" den extrem entgegengesetzten Standpunkt ein. Er ist der Ansicht, dai3 der Taubelag (in der Natur) seiner uber- wiegenden Menge nach nicht durch unmittelbare Konden- sation von Wasserdampf auf der Oberflache erfolgt, son- dern durch Absitzen feiner Aerosoltropfchen, die zuvor an hygroskopischen Kernen gebildet worden waren.

Im Testorgerat sind tatsachlich etwa 20 min nach dem Einschalten der Heizung bei starker Beleuchtung gegen einen dunklen Hintergrund feinste Nebeltropfchen zu er- kennen, die sich in unregelmaaiger wirbelnder Bewegung befinden. Wenn die Temperatur innerhalb des Regel- zyklus steigt, verstarkt sich die Nebelbildung, wenn die Temperatur fallt, wird sie schwacher. Die Tropfchen konnen sich nur auf waagerecht angeordneten Flachen absetzen. Im Testorgerat betauen sich aber auch senk- rechte Flachen. Die sehr feinen Aerosolteilchen setzen sich nur langsam ab und konnen die kurzperiodischen Ge- wichtsschwankungen nicht verursachen. Unter den Bedin- gungen des Testorversuches wiegt daher die Kondensation unmittelbar an der Oberflache bei weitem vor.

7.3 Tropfen- oder Filmkondensation Kondensation des Dampfes in Tropfenform fuhrt zu

einem weit gunstigeren Warmeubergang als Filmkonden- sation ". Daher wurden der Tropfchenkondensation zahl- reiche Arbeiten mit technischer Zielsetzung auf dem Ge-

Werkstoffe und Korros'ion

Page 7: Der zeitliche Verlauf der Betauung im Testorgerät und die Abhängigkeit der Betauung von den Werkstoffeigenschaften

Referate: Allgemeines, Theorie und Messung der Korrosion 157

sehr feinen Tropfchen sowie ein geschlossener Wasserfilm weniger korrodierend wirkt, als dies einzelne Tropfen mittlerer GroGe tun. Danach ist keine Proportionali tat

digkeit nicht bei der Kondensation einer moglichst groi3en Wassermenge auftri t t , sondern bei gewissen Optimal- werten (2,5 bis 3,O g/dm2).

zwischen dem Gewicht des Taubelages u n d der Korro- sionsgeschwindigkeit z u erwarten. Neuere Versuche so- wietischer Autoren 9) erbrachten dafur den exakten Be-

Herrn G. dankt der Verfasser f..r die Durch- fiihrung der Versuche.

weis. Sie ergaben, dai3 die maximale Korrosionsgeschwin-

9, I . L. Rosenfeld u. K . A . Shigalowa: Zawodskaja Laboratorija UdSSR (1959) Nr. 2, Ref. Werkstoffe u. Korrosion 11 (1960) 707/8. Koln-Lindenthal

-~ AnschYiff: Prof. Dr.-Ing. habil A. Kutzelnigg a

Referate

e

Allgemelnes, Theorie und Messung der Korrosion

von 211 kg/mm2 in Entwicklung ist, dessen Festigkeit auch von einem weiteren, niedriger legierten (V, Cr, Ni, Mo) er--

-

b

C

d

ZweckmHSigere Werkstoffauswahl verringert die Kosten und verbessert die Qualitat. Materials in Design Engng. 53 (1961) Nr. 5, S. 131/54. - Uberblick iiber die Arbeiten der 16 Gewinner des 5. Jahreswettbewerbs der zitierten Zeitschrift in Stichworten: Aufbau eines 465' C-Motors mit Isolierungen aus glasfaserverstarktem Glimmer oder einem keramisch- pulverformigen Spezialzement, einer Welle aus nitriertem Nitralloy rnit flammgespritztem Al,O,-Uberzug und Gra- phitlagern; - Keramischer Gyroskop-Motor mit Gas- polster; - Fluorsiliconblase zur sicheren Speicherung von H,O,; - Selbstschmierendes Lager (300' C) rnit TFE-Spreng- ringen; - Verbesserte und leistungsfahigere Zahnradpumpen aus Acetalplastik; - Diallylphthalat als Leiter und Isolator in Prazisionspotentiometern; - Al-Stofifanger, die bei bestimm- ter Belastung z. B. durch Explosionsdruckwellen zerbrechen; - Mikrolotung der Zwischenbindungs-Blatter von Dunn- filmrechnern; - Grofie vernickelte Winddiisen; - Ultra- schallverschweifiung fur nichtrostende Stahle mit A1 in Kern- energieanlagen; - Polyesterglasfaserverwendung verkleinert Hochspannungshilfsgerate; - Rohrenkathoden werden durch vorher aufgeschmolzene, strahlungsaktive Uberzuge ver- bessert; - Antistatische Antennenuberziige widerstehen Diesterschmiermitteln; - Elektromagnetspulen rnit Hiillen aus spritzgeformtem Nylon; - Traktorenraupe aus geschmie- detem A1 ist leicht und billig; - Polypropylenarmaturen fur Herz-Lungen-Gerate. - B. W. (1.7168d)

Fortschritte auf dem Gebiet des Raketenantriebs. F. J. H e n d e 1. Chem. Engng. 68 (1961) Nr. 7, S . 131148. - Der Uberblick beriicksichtigt 64 Lit.stellen und berichtet uber die Gewichts-Vorteile von fliissigem Wasserstoff, iiber die Pro- bleme, die der Umgang niit F bietet, iiber Speicherungs- fragen bei derartigen Treibstoffen, uber Ausriistungsarma- turen, uber Untersuchungsmethoden fur die fliissigen Treib- mittel einschliefllich der Verbrennungsstabilitat, uber feste Raketentreibstoff e (Konstruktionswerkstoffe, Tieftemperatur- mittel, Stofifestigkeitspriifung), uber sog. ,,hybrid rockets", die z. B. aus festen Oxydantien und flussigem Brennstoff oder umgekehrt bestehen und weniger komplex sind als die vollig fliissigen, uber chemisch-nukleare Mischantriebe, wobei die Treibstoffe zunachst in einem Kernreaktor verdampft und dann in einer Druckkammer zusammengebracht werden, iiber die Schwierigkeit der Wellenkiihlung bei Atomar-Turbo- dusenantrieben und endlich uber Freiradikalantriebe, bei denen Spaltgase, wie CH,+H (z. B. aus CH,) oder NH+H, (aus NH,) oder H+QH (aus H,O) oder die metastabilen Ne bzw. H e (aus den betreffenden normalen Edelgasen) in der Rakete bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt gespeichert und erst wahrend des Fluges durch eine Turbo- pumpe in die Druckkammer eingeleitet werden. Unter Hin- weis auf die Originalarbeit sei hinsichtlich der Werkstoffe unterstrichen, dai3 ein neuer So-Stahl mit einer Zugfestigkelt

reicht wird. Ti macht in Bezug auf 'Schweiflung, Formung und ungiinstigen Verhaltens oberhalb 425' C Schwierigkeiten. Fur Diisen oder Entspannungskegel haben sich durch Glas- faser oder Asbest verstarkte Kunststoffe neben ganzlich aus Glas bestehenden Konstruktionen bewahrt. Kammerausklei- dungen aus Gummi und Asbest schutzen zwar chemisch wahrend der verhaltnismaflig langen (uber 3 min) Brennzeit, sind aber mechanisch so wenig giinstig, dafl sich schon aus diesem Grunde Obergang zu Feststoffen empfiehlt, die binnen f weniger Jahre spezifische Impulse von 270 erreichbar erschei- nen lassen. Sie benutzen dabei eine Kombination der Elemente 0, H, N, F, C, Al, Mg, B und Be. - B. W. (1.71 75d)

Bessere Kenntnisse iiber Spannungskorrosion. Chem. Engng. 68 (1961) Nr. 8, S. 206/10. - Fur die Auslosung der Span- nungskorr. sind folgende Hauptursachen maflgebend: Legie- rungszusammensetzung, Zugbelastung, Aggressivitat der Um- -- gebung, Temp. und Zeit. Die auftretenden Briiche konnen wie z. B. bei austenitischen Stahlen oder Mg-Leg. transgranu- lar oder sonst intergranular sein. Reinste Metalle unterliegen der Spannungskorr. nicht und auch Legierungen daraus sind an sich weniger gefihrdet, als solche aus unreineren Metallen. Zugkrafte an der Oberflache und innere oder Restspannungen erhohen die Gefahr, dal3 es bei starkeren augeren Belastungen zu Briichen kommt. Ausschlaggebend ist das Vorhandensein von korr. Medien. Zu ihnen gehoren fur C-Stahle Salz-, Schwefel-, Salpeter- und Mischsauren, Nitrate, YS, Kiisten- und Industrieluft, Zn-Schmelzen usw., fur nichtrostende Cr- Stahle vor allem Halogenide, Nitrate, Wasser und Dampf sowie fur austenitische Sonderstahle NaCl bzw. andere Chloride, Fluoride, Alkalien, FeCl,, FeCI,, Kustenatmosphare, H,S04 0. dgl. Bei Al-Legierungen sind NaCI, Kiisten- und Tropenklima, Wasser und Dampf, bei Cu-Leg. Alkalien, NH, bzw. Amine, Hg, HgNO,, Wasser, Dampf und H,SO, ver- derblich. Au-Leg. sind in HCN, FeC1, bzw. FeCI, und Mg- -- Leg. in NaC1, Fluoriden, HF, Kustenluft, Wasser und Dampf gefahrdet. Fur Ni-Leg. besteht Anfalligkeit in HF, Alkalien und Kieselfluflsaure bzw. bei Ti-Legierungen in NaC1, Chlori- den, HC1, roter rauchender HNO,, oder in Cd-Schmelzen. Abhilfe kann durch konstruktive Anderungen, durch ther- mische Vorbehandlung, durch Vermeidung korrodierender Medien, durch Druck (ausgesprochen auf Druck beanspruchte Werkstoffe sind nicht anfallig), dujch Kathodenschutz oder durch geeignete Beschichtungen geschaffen werden. - B. W. h

(1.7176d)

Diskussionsbeitrage zu Korrosionsproblemen neuzeitlicher Dampfkesselbetriebe. Schweiz. Arch. Wiss. Techn. 27 (1961) 217/20. - Zu den hier referierten Arbeiten von B u k o - w i e c k i , Z e h n d e r , G r e e n w o o d I W a d e und P e t e r liegt eine Reihe von erganzenden Mitteilungen vor. Danach kiinnen Uladditive auf die spatere Korr. wohl giinstig wirken, aber zweifellos nur von Fall zu Fall und nach einwandfreien

Jahrgang 1962 Heft 3