Titel: | Polytechnische Schau. |
Fundstelle: | Band 346, Jahrgang 1931, S. 85 |
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Polytechnische Schau.
Polytechnische Schau.
Wirkungsweise, Bau und Verwendung von
Elektrolytkondensatoren. Dr.-Ing. W. Hösch im Elektrotechnischen Verein.
Fachsitzung für elektrisches Nachrichtenwesen. Berlin, Januar 1931.
Durch ihre steigende Verwendung insbesondere in der Rundfunktechnik haben die
Elektrolytkondensatoren in der letzten Zeit an Interesse gewonnen. Die
Elektrolytkondensatoren zeichnen sich durch große Durchschlagsfestigkeit aus und
haben gegenüber den Kondensatoren mit permanentem Dielektrikum einen sehr geringen
Raumbedarf. Der Vortr. erörtert zunächst den Vorgang der Elektrolyse und die
chemischen Grundlagen der Wirkungsweise der Elektrolytkondensatoren. Für das
Ventilmetall spielt, wenn es als Anode geschaltet wird, der Sauerstoff eine große
Rolle. Hat man eine Metallelektrode, um die eine Art Gasschlauch entstehen kann, so
bildet diese Gasschicht ein gutes Dielektrikum von sehr hoher
Durchschlagsfestigkeit. Die Schwierigkeit ist nur, den bei der Elektrolyse
gebildeten Sauerstoff oder Wasserstoff an der Elektrode festzuhalten. Dies gelingt
etwas besser, wenn man das Metall aufrauht und sich das Gas dann durch Adhäsion als
Gasschicht um die Elektrode anlegt. Der gewünschte Erfolg, ein gutes Dielektrikum zu
erzielen, tritt erst ein, wenn man aus dielektrischen Stoffen selbst die Halter für
das Gas machen kann. Die Reaktionsgebilde des Sauerstoffs mit einigen Metalloxyden
sind selbst schlechte Leiter. Wenn es gelingt, auf einer Metallschicht eine
Oxydschicht zu bilden, diese mit Sauerstoff auszufüllen, dann kann sich um die Anode
herum ein gutes Dielektrikum bilden. Untersucht man nun, welche Metalle geeignet
sind, derartige Oxyde zu bilden, so sieht man, daß die Elemente der ersten Gruppe
des periodischen Systems, die Alkalimetalle, wegen ihrer Reaktion mit Wasser
ausfallen. Auch die Erdakalimetalle scheiden aus, erst das Magnesium bildet ein
einigermaßen zuverlässiges Oxyd, das aber noch nichtals Dielektrikum geeignet
ist. In der dritten Gruppe des periodischen Systems ist das Aluminium das
Ventilmetall der Praxis, in der 4. Gruppe des periodischen Systems ist das Zinn zu
nennen, in der 5. Gruppe wäre das Tantal das ideale Ventilmetall. Es bildet im
Gegensatz zu dem weißen Aluminiumoxyd Al2O3 und dem Zinnoxyd SnO2 ein dunkelblaues Oxyd T2O4, das bei wissenschaftlichen Untersuchungen an
Ventilzellen benutzt wird. Von anderen als Ventilmetalle geeigneten Elementen kommen
aus den verschiedenen Gruppen des periodischen Systems noch in Frage Beryllium,
Kupfer, Kadmium, Zink; Kobalt, Eisen; Platin, Blei, Nickel; Wismut, Niob, Antimon:
Uran und Wolfram. Aber während Aluminium und Tantal in jedem normalen Elektrolyten
funktionieren, braucht man für diese anderen Metalle bestimmte Elektrolyten, die auf
diese Metalle abgestimmt sein müssen, um Ventilwirkungen zu erzielen. Sie haben sich
in der Praxis daher nicht sehr einführen können. An den Elektrolyt sind eine Reihe
von Bedingungen zu stellen. Man muß alles vermeiden, was die Oxydbildung verhindert
und wenn das Oxyd entstanden ist, alles vermeiden, was die Oxyde angreifen kann.
Wenn bei der Elektrolyse ein Säurerest entsteht, muß man vermeiden, daß durch diesen
das Elektrolytmetall aufgelöst werden kann. Man darf also keine starken Elektrolyten
verwenden. Am besten eignen sich als Säuren Oxalsäure, Essigsäure und Borsäure, als
Salz bevorzugt man die Ammoniumsalze. Es ist zu beachten, daß man möglichst
vermeiden muß, daß im Anion wieder ein Metall vorhanden ist, wie z.B. bei der
Elektrolyse von Kaliumpermanganat oder gelbem Blutlaugensalz. Das Material der
Kathode ist im allgemeinen so zu wählen, daß es nicht mit dem Elektrolyt reagiert
oder mit dem sich bildenden Wasserstoff. Praktisch wird man auch für die Kathode ein
Ventilmetall wählen. Die sich leicht oxydierenden Metalle bleiben durch den
gebildeten Wasserstoff blank. Man hat weiter den Vorteil, daß, wenn man für die Kathode
ein Ventilmetall nimmt, man den Kondensator auch einmal umgekehrt anlegen kann. Der
Vortr. geht dann auf die Wirkung des Sauerstoffs ein und verweist auf die
verschiedenen Theorien. Am besten dürfte nach Günther-Schulze sich zur Erklärung der
dielektrischen Wirkung die Elektronentheorie eignen. Die hohe Kapazität der
Elektrolytkondensatoren ergibt sich dadurch, daß Elektrolyt und Anode sich dicht
gegenüberstehen. Die Kapazität ist von elektrischen und chemischen Faktoren
abhängig. Erhöhte Temperatur ist für den elektrolytischen Kondensator wie für jeden
anderen schädlich. Aufgäbe des guten Kondensatorbaus ist es, den Reststrom klein zu
halten, indem man den Elektrolyt und die anderen Faktoren dementsprechend regelt. In
einem richtig zusammengesetzten Elektrolyt bildet sich, nach kurzer Zeit das
Dielektrikum, und bei richtiger Ausformierung bei etwas höherer Spannung als die
spätere Betriebsspannung stellt sich der Reststromwert richtig ein. Die Kapazität
der Elektrolytkondensatoren ist sehr stark spannungsabhängig, auch abhängig vom
Ventilmetall, nicht aber vom Elektrolyten. Man kann also die Kapazität nicht
verbessern durch andere Zusammensetzung des Elektrolyten, der nur für den Reststrom,
nicht aber für die Kapazität verantwortlich ist. Die Eigenschaft des
Elektrolytkondensators, nicht durchzuschlagen, hat dazu verleitet, derartige
Kondensatoren auch dort anzuwenden, wo man es nicht tun sollte. Die
Elektrolytkondensatoren sind besonders geeignet für hohe Kapazitäten und geringe
Spannungen. Bei hohen Spannungen dürfte nach Ansicht des Vortr. ein Kondensator mit
einem der modernen permanenten Dielektrika wie Wachspapier vorzuziehen sein. Man
unterscheidet heute zwei Arten von Elektrolytkondensatoren, die reinen
Flüssigkeitselektrolytkondensatoren und die Trockenelektrolytkondensatoren. Die
ersteren haben sich wegen ihrer äußeren Instabilität in der Technik nicht sehr
einführen können. Wo die Anode aus dem Elektrolyt an die Luft tritt, ist immer die
Möglichkeit einer Korrosion gegeben. Man kann dem vorbeugen, wenn man um das
Ventilmetall eine Schicht von paraffinum liquidum gibt. Der Zutritt des Sauerstoffs
wird dadurch nicht gehindert, aber die Gasblasen, die bei der Formierung entstehen,
können entweichen. Früher hat man versucht, die Elektrolytkondensatoren zum Anlassen
von Einphaseninduktionsmotoren und zur Verbesserung des Leistungsfaktors in
Wechselstromnetzen zu verwenden. Heute liegt der Schwerpunkt der Verwendung der
Elektrolytkondensatoren in der Radiotechnik zum Glätten niedrig gespannter
Gleichströme in Rundfunkgeräten. Man kann in den Elektrolytkondensatoren auf sehr
kleinem Raum bei hohen Betriebsspannungen viel Elektrizität unterbringen. Man wird
aber den Raum nicht auf ein Mindestmaß herabdrücken, wenn es nicht unbedingt
verlangt wird. Ueber die Meßmethoden für Elektrolytkondensatoren möchte für die
Messung noch den Hinweis genur darauf hinweisen, daß diese Kondensatorendie
Meßtechnik vor neue Aufgaben gestellt haben infolge der Messung so hoher
Kapazitäten, und möchte für die Messung noch den Hinweis gehen, grundsätzlich nur
mit den Spannungen zu messen, bei denen die Elektrolytkondensatoren später verwendet
werden.
Plohn.
Moderne Mahlanlagen. J. C. Farrant in: Society of Chemical
Industry. Chemical Engineering Group. Derby, Januar 1931.
In vielen Industrien betragen die Zerkleinerungs- oder Mahlkosten den größten Teil
der Gestehungskosten des Erzeugnisses. Der Vortr. will an verschiedenen Beispielen
zeigen, in welchen Betrieben die verschiedenen Typen von Mühlen wirtschaftlich
angewandt werden können. Die Wahl der richtigen Mahlanlage ist oft sehr schwierig
infolge der zahlreichen auf dem Markt befindlichen Konstruktionen. Der Vortr. teilt
die Mahlanlagen in drei Hauptgruppen ein und gibt für jede derselben einige
Beispiele der wirtschaftlichen Verwendung an. Das den allerersten Mahlvorrichtungen
zugrunde liegende Prinzip wird auch in vielen modernen Mühlen noch angewandt, bei
denen gesteigerte Leistung durch Verbesserung der Konstruktion erzielt wurde. Der
bedeutendste Fortschritt der modernen Mahlanlagen war die Einführung von
Hilfsgeräten, die mit der Mühle zusammen eine vollkommene Einheit bildete und deren
Entwicklung sich auf dem richtigen Gedanken stützt, daß das Material, das bereits
einen genügenden Feinheitsgrad erreicht hat, aus der Mahlanlage beseitigt werden
muß. Die älteste primitivste Form des Mahlens bestand in der Verwendung zweier
Steine, zwischen welchen das zu zerkleinernde Material durch Handkraft verrieben
wurde. Mörser und Pistill arbeiten heute noch nach dem gleichen Prinzip. Das
Verfahren nützt die drei Kräfte Stoß, Druck und Reibung aus. Eine der ältesten
technischen Mahlanlagen ist die Arrastra-Mühle, bei der das zu zerkleinernde
Material in eine Stein ausgekleidete Kammer gebracht wurde, in der eine zentrale
Welle durch Hand- oder Tierkraft bewegt wurde. Nach diesem Mahlprinzip kann man wohl
ein sehr feines Produkt erzielen, aber die Nachteile sind geringe Leistung je
Krafteinheit und hohe Arbeitskosten. Eine Entwicklung dieser Type stellt die
Chile-Mühle dar, aus der sich dann eine Reihe anderer Konstruktionen entwickelt
haben, so die Huntingdon-Mühle, die hauptsächlich zum Naßmahlen verwendet wurde,
insbesondere für die Zerkleinerung von Golderzen, da sie nur einen sehr geringen
Amalgamverlust bedingt. Die Betriebskosten sind jedoch sehr hoch. Die Mahlelemente
werden rasch verschleißt bei der Bearbeitung von hartem, kieselerdehaltigen
Material. Dies führt zu einem raschen Leistungsabfall. So lange die Mahlelemente
jedoch noch nicht abgenutzt sind, ist der Kraftbedarf je Tonne Mahlgut
verhältnismäßig gering. Dies führte zur raschen Entwicklung dieses Mahlprinzips für
die trockene Vermahlung von Mineralien mäßiger Härte. Der Vortr. verweist auf die
Raymond-Mühle, auf die Mühlen von Sturtevant Griffin, Bradley, auf die Maxecon-Mühle
und die Fuller-Mühle sowie die letzten Entwicklungen, die Rome- und Lopulco-Mühle.
Bei all diesen Mühlen mit mittlerer Geschwindigkeit bewirkt die Zentrifugalkraft
durch Druck die Zerkleinerung. Die Stoßwirkung wird in den Stampfmühlen ausgenutzt,
die praktisch nur für die Naßzerkleinerung von Erz verwendet werden. Die
Konstruktion der Mühlen mit hoher Geschwindigkeit ist einfach und nicht teuer. Dies
führte zur Entwicklung von minderten verschiedenen Typen, Als bekannteste Vertreter
dieser Gruppe nennt der Vortr. die Raymond-, Resolutor- und Miracle-Mühle.
Variationen dieser Mühlen sind eine Reihe von Mühlen, die hauptsächlich den
Schereffekt ausnutzen. Der Vortr. nennt hier die Harrison-Garter-, Kek- und
Attritor-Mühlen. Ganz verschieden von diesen arbeiten die Mühlen mit geringer
Geschwindigkeit, die Röhrenmühlen, deren Entwicklung die Kugel- und Walzmühlen sind.
Von den drei Hauptgruppen der Mühlen arbeiten die Mühlen mit hoher Geschwindigkeit,
hauptsächlich mit Stoß- und Scher Wirkung, die Mühlen mit mittlerer Geschwindigkeit
mit Druckwirkung und die Mühlen mit geringerer Geschwindigkeit durch Reibung und
Stoß. Neben der Härte des Materials spielen für die Auswahl der Mühle noch eine
Reihe von Faktoren eine ausschlaggebende Rolle, so daß man unmöglich eine Liste der
Stoffe aufstellen kann, die mit jeder Mühlenart am besten zerkleinert werden kann.
Der Vortr. beschränkt sich auf die Angabe von drei Stoffen, die am vorteilhaftesten
durch die angegebenen Mühlentypen zerkleinert werden können. Silikate werden am
vorteilhaftesten durch langsam arbeitende Mühlen, Phosphate durch Mühlen mit
mittlerer Geschwindigkeit und Mineral-Farben und Chemikalien durch Mühlen mit hoher
Geschwindigkeit zerkleinert. Für die verschiedenen in der Technik zu zerkleinernden
Materialien verwendet man am geeignetsten für Karborundum, Koks, Zement-Klinker,
Feldspat, Fritte, Glas, Quarz und Schlacke die Mühlen mit langsamer Geschwindigkeit,
für Bauxit. Tonerde, Magnesit, Rohocker, Oxyde, Phosphate und Talk Mühlen mit
mittlerer Geschwindigkeit, für Borax, Schwefel, geglättete Ocker Mühlen von hoher
Geschwindigkeit, für Lithopone kommen sowohl die Mühlen mit geringer und mittlerer
Geschwindigkeit in Frage, für Fullerde, Graphit und Farbstoffe Mühlen von mittlerer
und hoher Geschwindigkeit, Kalkstein wird sowohl mit Mühlen von geringer, mittlerer
und hoher Geschwindigkeit zerkleinert. Man sieht also, daß in vielen Fällen
Ueberschneidungen auftreten infolge örtlicher oder sonstiger Verhältnisse. Der
Vortr. führte dann einige Ausnahmen von der üblichen Arbeitsweise an, so wurde für
einen sehr festen Koks eine Mühle von hoher Geschwindigkeit verwendet, weil nur
geringe Mengen Koks periodisch verlangt wurden. In einem andern Fall wurde für sehr
bröckligen Kalk eine Kugelmühle verwendet, da Wochen hindurch eine durchgehende
Produktion erforderlich war mit geringster Aenderung im Feinheitsgrad und Ausbeute.
Im allgemeinen nimmt man an, daß, je härter ein Material, desto größer der
Kraftbedarf je Tonne Mahlgut ist, das ist jedoch nicht richtig, Zähigkeit beeinflußt
den Kraftbedarf ammeisten. Für die Auswahl der Mahlanlage unterscheidet man das
Mahlgut als hart, zäh, bröcklig, klebrig, seifig, hygroskopisch, spezifisch schwer.
Zu den harten Mineralien sind diejenigen zu rechnen, die in der Härteskala über 5
liegen, wie Karborundum, Koks, Quarz, Feldspat und die verschiedenen kieselhaltigen
Mineralien. Zäh und hart sind Grauschiefer, Basalt, Korund, zäh und weich Ebenit,
Hörn, Hufe und faserige Stoffe, seifig Talk und Graphit, bröcklig verschiedene
Salze, chemische Verbindungen und gedämpfte Knochen, klebrig manche Oxyde und
Phosphate, Naturasphalt, Gummi, Harze, Leim, Kreide und Titanoxyd. Auch die
klimatischen Verhältnisse, der Einfluß der in der Mühle erzeugten Wärme,
Verunreinigungen des Endprodukts und die Hygroskopizität des Materials müssen
berücksichtigt werden, weiter ist zu berücksichtigen, daß Materialien mit annähernd
gleicher chemischer Analyse sich sehr verschieden verhalten können. Insbesondere hat
die Formation eines Materials auf die Mahlausbeute großen Einfluß. So gehören die
verschiedenen Kohlen, Anthrazit, amorpher und blättriger Graphit wohl alle zur
gleichen Kohlen-Familie, aber sie unterscheiden sich alle in dem Grad ihrer
Vermahlbarkeit. Der Vortr. gibt mm eine Uebersicht über die verschiedenen Mahltypen
und die von diesen am besten zu verarbeitenden Stoffe. Er zeigt dann, wie man
erhöhte Leistung in den Mahlanlagen erzielen kann durch einen geschlossenen
Kreislauf unter Entfernung des feinen Mahlguts. Naßmühlen sind im Vergleich zu den
zahlreichen Konstruktionen von Trockenmühlen nur in wenigen Typen vertreten. Das
größte Anwendungsgebiet der Naßmühle ist die Erzzerkleinerung. Heute sind derartige
Mühlen mit einer Leistung von 10 bis 15000 t im Tag nichts Ungewöhnliches mehr. An
diese Erzzerkleinerungsanlagen stellt man die Forderung, daß eine möglichst große
Menge in möglichst geringer Zeit verkleinert werden kann. Kontinuierlicher Betrieb
ist meist erforderlich und daher die Entwicklung der langsam arbeitenden Mühlen.
Einen großen Fortschritt brachten auf diesem Gebiet die Kegelmühlen von H. W.
Hardinge. Seit der Einführung derselben (1907) sind eine Reihe kleiner zylindrischer
Kugelmühlen für die Erzzerkleinerung entwickelt worden. Eine der bekanntesten ist
die Marcy-Mühle. Neben den Kugelmühlen wurden auch Walzmühlen entwickelt, deren
Anwendung jedoch nur begrenzt ist. Es sind nicht Feinmühlen, sondern mehr
Granulatoren, brauchen aber weniger Kraft zur Erzielung der gleichen Korngröße. Sie
erzeugen weniger Feingut. Für viele Zwecke der Erzzerkleinerung sind diese Mühlen
jedoch geeigneter als die Kugelmühlen. Größere Verwendung finden diese Mühlen in der
Zellstoffindustrie. Viele naß zu vermählende Stoffe werden heute in Stampfmühlen
vermählen. Diese kontinuierlich arbeitenden Naß Mahlverfahren werden verwendet für
die Zerkleinerung von Feldspat, Oxyden und dergl. Einen neuen Fortschritt der
Vorrichtungen zur Trennung der verschiedenen Anteile bedeutet der Apparat von
Andrews, der die Trennung durch hohe Geschwindigkeit erzielt und automatisch die der
Vermahlung wiederzuzuführenden Anteile herauswäscht. Ein Vorteil dieser Anlage
ist der geringe Raumbedarf und der hohe Nutzeffekt der Scheidung. In den übrigen
Industrien sind die zu behandelnden Stoffmengen geringer als bei der
Erzzerkleinerung, dafür wird aber ein feineres Endprodukt verlangt. Feinere Mahlung
ist aber mit höherem Kraftbedarf verbunden. Der Vortr. erörtert dann drei Beispiele
der Naßvermahlung, nämlich Kupfererz, kleinstückiges Bleizinkerz, das sehr fein
vermählen werden soll, und Kieselerde, die so vermählen werden soll, daß auf dem 200
Maschensieb weniger als 1/20 % Rückstand entsteht. Bei den geschlossenen
Mühlsystemen wird die Feinheit des Endprodukts bestimmt durch die Charge, die Menge
des verbrauchten Wassers, die Geschwindigkeit der Mühle und die Größe der
Mahlelemente. Bei der zunehmenden Verwendung der Kohlenstaubfeuerung für die
Dampferzeugung und in metallurgischen Betrieben haben sich sehr bald eine Reihe von
Mahlsystemen für die Kohlenstauberzeugung entwickelt, über die der Vortr. dann eine
Uebersicht gibt. Er erörtert dann die Zementvermahlung, über die viele Versuche
durchgeführt worden sind. In der Regel verwendet man Compound-Mühlen. Im allgemeinen
hält man in der Zementindustrie Windsichtung für das Endprodukt für nicht sehr
günstig. Trotzdem werden in vielen Fällen, insbesondere in Amerika, derartige
Separatoren angewandt. Bei der Schwefel Vermahlung sind durch Zusammenarbeit der
Fabriken eine Reihe von Fortschritten erzielt worden, die nicht nur dazu führten,
die Entzündungsgefahr herabzusetzen, sondern auch die Vermahlung in größeren Mengen
gestatten. Früher hat man schnell arbeitende Mühlen mit verhältnismäßig geringer
Kapazität verwendet. Die Entzündungs- und Explosionsgefahr war verhältnismäßig
gering. Es erwies sich notwendig, ein neutrales Gas zu verwenden, in der Regel
Kohlensäure, die durch Verbrennung von Oel oder Koks im Ofen erzeugt wurde. Das Gas
wurde dann unter Druck der Mühle zugeführt, die Konzentration durch
Registrierapparate aufgezeichnet. In der Regel soll die Konzentration der
Kohlensäure nicht unter 8 % sinken, damit Explosionsgefahr vermieden wird. Die
verbrauchte Gasmenge hängt ab von dem Ueberschuß an Luft. Zum Schluß gibt der Vortr.
in zahlreichen Tabellen eine Uebersicht über die Vermahlung einer großen Reihe von
Stoffen unter Angabe des Kraftbedarfs je Tonne Mahlgut und unter Angabe des
erzielten Feinheitsgrades in den verschiedenen Mühlen. Der Vortr. betont, daß es
notwendig ist, das Mahlprodukt genau zu analysieren, alle Faktoren zu ermitteln, um
eine Herabsetzung der Mahlkosten zu erreichen. Die Mahlanlage selbst stellt nur
einen Faktor dar, der die Gestehungskosten beeinflußt. Sehr mangelhaft ist noch die
Angabe des Feinheitsgrades des Endproduktes. Die zulässigen Rückstände auf Sieben
gegebener Maschenweite sind sehr schwankend, außerdem sind die Meßmethoden in den
verschiedenen Industrien ganz verschieden. Der beste Nutzeffekt kann nur erreicht
werden durch systematische Ueberwachung aller Arbeitsteile in regelmäßigen
Zeitabschnitten. Diese Zeitabschnitte hängen natürlich von der Art der Maschine ab,
sowie auchvon dem zu vermählenden Material. Wichtig ist auch ein engeres
Zusammenarbeiten zwischen den Maschinenfabriken und ihren abnehmenden Industrien.
Durch genauere Angaben des Betriebsvorganges könnten sicher noch die
Gestehungskosten durch Herabsetzung der Mahlkosten verringert werden.
Plohn.
Frühjahrstagung des britischen Metallinstitutes. Von den
auf der Frühjahrstagung des britischen Metallinstitutes zu London am 11. und 12.
März 1931 gehaltenen Vorträgen seien folgende dem Inhalte nach wiedergegeben.
L. J. Brice sprach über „Eigenschaften der siliziumhaltigen Aluminiumbronzen“.
Untersucht wurden Bronzen mit 5,00, mit 7.25 und mit 10 Prozent Aluminium mit
geringen Silizium-Anteilen. In der Bronze mit 5 Prozent Aluminium steigt die
Brinellhärte von 60 auf 180 mit zunehmendem Silizium-Gehalt. Die Härte einer Bronze
mit 7,25 Prozent Aluminium und 3,43 Prozent Silizium beträgt 300, bei 10 Prozent
Aluminium und 2 Prozent Silizium 322. Eine bei 800° gehärtete Bronze mit 9,86
Prozent Aluminium und 0,17 Prozent Silizium besitzt eine Zerreißfestigkeit von 75
kg/mm2, eine Elastizitätsgrenze von 23,5
kg/mm2 und eine Dehnung von 4,5 Prozent. Die
Schlagfestigkeit nimmt bei 5 Prozent Aluminium und mit Silizium bis zu 1,94 Prozent
zu. Bei höheren Silizium-Gehalten wird die Legierung spröde. Enthält die Legierung
7,25 Prozent Aluminium und über 3 Prozent Silizium, so werden die Dehnung und
Schlagfestigkeit so gering, daß diese Legierung praktisch nicht verwendbar ist.
Allgemein verbessert der Zusatz von Silizium bis zu 2 Prozent die Eigenschaften der
Bronze mit 5 Prozent Aluminium. Es ist auch möglich, Dehnungen bis zu 25 Prozent zu
verwirklichen.
J. D. Grogen und D. Clayton berichteten über „Volumenveränderungen nach der
Warmbehandlung und Korrosionswiderstand der Aluminium-Legierungen“. An
Aluminium-Legierungen mit verschiedenen Kupfer-, Silizium-, Nickel-, Magnesium-,
Eisen- und Magan-Gehalten wurde festgestellt, daß diese Legierungen nach
Warmbehandlung, nach Altern und ohne anschließende Bearbeitung keine nennenswerte
Volumenveränderung erfahren haben. Dagegen ist diese Volumenveränderung
wahrnehmbarer, wenn die Legierungen nach dem Härten in kaltem Wasser bearbeitet
wurden. Bei der sogenannten Y-Legierung und beim Duralumin wird die
Volumenveränderung weniger wichtig, wenn die Legierungen in Oel gehärtet werden;
noch günstiger ist das Härten in kochendem Wasser. In gewissen Legierungen
vermindert das Anlassen nach dem Härten die Volumenveränderung, in anderen erhöht es
sie. Was das Härten in kochendem Wasser anbetrifft, so ist allerdings hier der
Nachteil gegeben, daß die so gehärteten Legierungen weniger korrosionsbeständig
sind. Das Härten in kochendem Wasser wird man wohl daher vorzugsweise für solche
Stücke vornehmen, die der Korrosion nicht unterworfen sind.
In dem Vortrag von D. Hanson und A. Wheeler über „Verformungen der statischen
Dauerbeanspruchungen ausgesetzten Metalle“ wurde zum Ausdruck gebracht, daß
man die Verformung eines Metalles, die sich unter einer statischen Dauerbelastung
bis zum Bruch des Metalles vollzieht, in drei Perioden zergliedern kann: in einer
ersten Periode der Ausdehnung, während welcher die Fließgeschwindigkeit allmählich
abnimmt, in einer zweiten Periode, während welcher die Fließgeschwindigkeit äußerst
langsam geworden ist, jedoch noch nicht zum Stillstand kommt, und in einer dritten
Periode, bei welcher das Fließen wieder zunimmt bis zu dem Augenblick, bei dem der
Bruch schließlich erfolgt.
„Einige Eigenschaften des metallischen Kadmiums“ lautete der Vortrag von G. H.
M. Jenkins. Das untersuchte Kadmium hatte einen Reinheitsgrad von 99,95 bis 99,98 %.
Die elektrische Leitfähigkeit von Kadmium-Draht beträgt bei 10° 7,30, bei 100° 9,94
und bei 200° 13,34 Microhm/cm2, die
durchschnittliche Dichte 8,65. Kadmium läßt sich bei 350° leicht in kalten Formen
gießen. Die Zerreißfestigkeit schwankt zwischen 6 und 7,5 kg/mm2. Das Altern bei gewöhnlicher Temperatur scheint
ohne nennenswerten Einfluß auf das Kadmium im gegossenen Zustande zu sein. Beim
Kaltwalzen erfolgt zunächst eine schnelle Zunahme der Härte; wenn aber die
Querschnittsverminderung rund 50% erreicht hat, wird das Metall wieder weicher. Das
Walzen geht dann leicht und bei größeren Querschnittsverminderungen ohne
Zwischenerwärmungen vonstatten. Mechanisch bearbeitetes Kadmium besitzt eine größere
Festigkeit als gegossenes.
Archbutt und Prytherch hielten einen Vortrag über „Einfluß der Verunreinigungen
auf das Kupfer“, wobei vor allem der Einfluß von Antimon und Arsen
untersucht wurde. Das verwendete Elektrolyt-Kupfer enthielt 99,98 % Kupfer.
Kupfer-Legierungen mit bis 0,47 % Antimon können noch einwandfrei warm gewalzt
werden, während Kupfer mit 0,85 % Antimon warmbrüchig ist. Das Kaltwalzen bietet bis
zu einem Gehalt von 0,85 % Antimon keine Schwierigkeiten. Die Dichte der gegossenen
Blöcke ist verschieden und beträgt rund 8,92. Die Zerreißfestigkeit warm- und
kaltgewalzter Blöcke wird durch Antimon bis zu 0,47 % verbessert, dagegen vermindert
das Antimon die elektrische Leitfähigkeit des Kupfers; der Einfluß des Arsens ist in
dieser Beziehung noch stärker. Sonst beeinträchtigt das Arsen die Walzeigenschaften
des Kupfers nicht.
O. W. Ellis sprach über „Walzen der Kupfer-Phosphor-Legierungen“. Die
Legierung enthielt zum größten Teil Kupfer, dann 2 bis 8 % Phosphor, 5 bis 15 %
Mangan und 5 bis 15 % Nickel. Es ergab sich, daß die Legierungen mit weniger als 6 %
Phosphor zu Streifen ausgewalzt werden können, die eine gewisse Dehnung besitzen.
Auch Schweißversuche an diesen Legierungen verliefen befriedigend. Wenn dagegen der
Phosphor-Gehalt 6 % übersteigt, so lassen sich die Legierungen zwar noch schweißen,
doch ist es schwer, wenn nicht gar unmöglich, sie in Gestalt geschmeidiger Streifen
zu erhalten.
Dr. –rs.
Wahl von Werkstoffen für den Bau von Einrichtungen in
Natron- und Kalilaugefabriken. Der korrosive Einfluß kalter alkalischer,
selbst stark konzentrierter Lösungen auf das Gußeisen und mehrere Nichteisenmetalle
ist unbeträchtlich, er wird aber bei zunehmender Temperatur und besonders dann
größer, wenn sich die Alkalien im Schmelzfluß befinden. Man kann daher die an kalten
und verdünnten Lösungen erhaltenen Korrosionswerte nicht als Maßstab für das
Verhalten der betreffenden Werkstoffe nehmen. Gewöhnliches Gußeisen widersteht an
sich schon ziemlich gut den Alkalien; ein Apparat aus Gußeisen kann im Durchschnitt
während eines Jahres aushalten. Seine Widerstandsfähigkeit hängt in gleichem Maße
von seiner chemischen Zusammensetzung wie von seinem Kleingefüge ab. Je dicker und
ungleichmäßig verteilter sein Korn ist, um so mehr wird es von den Alkalien
angegriffen. Man muß daher von einem guten Gußeisen an erster Stelle verlangen, daß
es gleichmäßig und von feinem Gefüge und daß seine Bearbeitung leicht ist. Das
Kleingefüge des Gußeisens seinerseits hängt von der Warmbehandlung und von der
chemischen Zusammensetzung ab. Bei den neuen von V. Perschke und L. PopovaChimie et Industrie, Sonderheft 1930, S.
296/300. unternommenen Versuchen wurden die Gußeisenproben
alkalischen Dämpfen von 160 bis 400° während 6 Stunden ausgesetzt, diese
Versuchsbedingungen werden als ausreichend für die Vornahme von Vergleichen zwischen
den verschiedenen Proben auf Grund der Gewichtsverluste erachtet. Die Proben waren
vorher sorgfältig poliert, mit Wasser, Alkohol und Aether gewaschen und genau
gewogen. Der Gewichtsverlust wurde je Flächeneinheit und je Stunde berechnet.
Gewöhnliches Gußeisen verhielt sich dabei folgendermaßen:
Nr.
Gesamt-kohlen-stoff
graphit.Kohlen-stoff
Silizium
Mangan
Phosphor
Schwefel
Chrom
1
3,43
2,43
1,00
0,40
0,560
0,059
–
2
4,00
3,05
1,52
1,00
0,125
0,050
0,03
3
3,22
2,70
1,91
0,79
0,117
0,140
–
4
3,37
2,60
1,58
1,02
0,103
0,245
–
5
3,85
3,10
1,10
1,04
0,247
0,066
–
6
3,52
2,55
1,51
0,92
0,128
0,047
–
Nr.
Kleingefüge
Korrosion
Summein % von gebundenemKohlenstoff
u. Silizium
in g/m2 i.
d. Std.
NaCH
KaOH
12
gleichmäßig(feines Korn)
0,1050,115
0,603–
2,002,47
34
nicht gleichmäßig(grobes Korn)
0,5520,548
0,6130,567
2,432,35
56
nicht gleichmäßig(zieml. grob. Korn)
0,1540,278
0,4350,500
1,852,48
Aus diesen Ergebnissen geht hervor, daß die Gleichmäßigkeit
des Gefüges im Verhalten des Gußeisens zu den Laugen eine vorherrschende Rolle
spielt, die Zusammensetzung dagegen eine weniger große. Von 2 Gußeisensorten von
gleicher Korngröße und gleicher Kornfeinheit wird diejenige am meisten angegriffen,
die am meisten gebundenen Kohlenstoff und Silizium enthält. Da in der Praxis die
Korrosion auf der Oberfläche und im Werkstoff sehr unregelmäßig fortschreitet, kann
die Zerstörung des Metalles sehr tief erfolgen. Für die genannten Zwecke wird man
daher auf die Dauer mit gewöhnlichem Gußeisen nicht auskommen. Es wurden daher weitere Versuche mit
nickel- und chromhaltigem Gußeisen gemacht, die zu folgenden Ergebnissen
führten:
Zusatz in % von
Korrosion in g/m2 i. d. Std.
Nr.
Nickel
Chrom
Kupfer
NaOH
KaOH
7
3,06
–
–
0,037
–
8
3,02
–
–
0,051
0,064
9
6,50
–
–
0,039
0,042
10
12,36
–
–
0,002
0,009
11
–
3,09
–
0,081
0,223
12
–
7,27
–
0,055
0,268
13
–
11,58
–
0,023
0,207
14
5,86
4,88
–
0,002
0,006
15
–
–
3,95
0,201
0,477
16
–
–
5,08
0,143
0,652
17
100,00
–
–
0,000
0,004
Der Zusatz von Nickel zum Gußeisen vermindert demnach die
Korrosion durch Natron- und Kalilauge in kennzeichnendem Maße; in der Praxis wird
die Korrosion bei 12% Nickel volkommen beseitigt. Chrom erniedrigt ebenfalls, wenn
auch nicht in gleicher Weise wie Nickel, die Angreifbarkeit von Gußeisen durch
Natronlauge, dagegen nur wenig die durch Kalilauge. Der gleichzeitige Zusatz von 6%
Nickel und 5% Chrom kommt in seiner Wirkung einem Zusatz von 12% Nickel sowohl beim
Angriff durch Natronlauge als durch Kalilauge gleich. Der Zusatz von 4 bis 5% Kupfer
beeinflußt die Korrosion nicht. Im allgemeinen zeigen diese Versuche, daß die
Korrosion aller Gußeisenarten im Durchschnitt durch die Kalilauge 2,5- bis 3mal so
stark ist wie die durch Natronlauge. Selbst das Rein-Nickel, das durch Natronlauge
gar nicht angegriffen wird, erfährt durch die Kalilauge eine leichte Korrosion. Der
beste Werkstoff für die bei der Herstellung von Natronlauge dienenden Apparate
dürfte nach diesen Versuchen Gußeisen mit 10 bis 12% Nickel und rund 1% Silizium
oder Gußeisen mit rund 12% Chrom oder Gußeisen mit insgesamt 10 bis 12% Nickel und
Chrom zusammen sein. Bei der Herstellung von Kalilauge müssen die gußeisernen
Apparate Nickel oder Nickel und Chrom zusammen enthalten.
Da Kupfer und Nickel als Reinmetalle der Wirkung der Alkalien widerstehen, ist
anzunehmen, daß auch die Legierungen dieser Metalle der Korrosion durch die Alkalien
gut widerstehen werden. Andererseits widerstehen die Legierungen des Kupfers mit
Zink (Messing), Aluminium, Blei und Zinn (Bronze) nur wenig, da all diese Metalle
durch die Alkalien aufgelöst werden. Dagegen kommt anderen Legierungen auf diesem
Gebiete eine Bedeutung zu, nämlich folgenden:
Monel-Metall:
28%
Kupfer
67%
Nickel
5 % Eisen, Mangan u. Silizium
Luniloy-Metall:
25 „
„
65 „
„
3,5% Mangan 1% Blei oder
„
25 „
„
65 „
„
3,0 „ „ 7 „ Eisen
Ambroc-Metall:
75 „
„
20 „
„
5 „ Zink
In einer Natron- und Kalilaugefabrik sind die Armaturen der Höchsttemperatur von 140°
ausgesetzt. Um nun einwandfreie Ergebnisse zu erhalten, wurden die Versuche bei
Temperaturen angestellt, die während 11 Stunden von der gewöhnlichen Temperatur bis
zu 260° anstiegen. Die Zubereitung der Proben und die Ausführung der Versuche
erfolgte in der gleichen Weise wie bei den Gußeisen-Versuchen. Die Ergebnisse mit
den Kupfer-Nickel-Legierungen sind:
Nr.
Cu
Ni
Zn
Sn
Pb
P
Fe
Mn
Co
Al
1
99,98
–
–
–
–
–
–
–
–
–
2
–
100,00
–
–
–
–
–
–
–
–
3
78,33
21,22
–
–
–
–
0,41
–
0,06
–
4
30,72
67,46
–
–
–
–
1,24
–
0,12
–
5
86,98
0,12
0,56
9,18
2,1
0,09
0,16
–
–
0,09
6
64,46
–
33,52
0,42
1,03
–
0,19
–
–
–
7
61,16
–
36,88
0,46
1,18
–
0,31
–
–
–
8
50,80
2,82
43,80
–
–
–
1,20
0,66
–
0,72
Korrosion
g/m2/Stunde
0,0011
0,0035
0,0000
0,0003
0,0006
0,0020
0,0000
0,0017
0,0017
0,040
0,0093
–
0,0084
0,0707
0,0320
0,1464
Auch aus diesen Werten geht hervor, daß die Kalilauge 2,5- bis
3mal die Werkstoffe so stark angreift wie die Natronlauge. Kupfer besitzt zwar einen
genügenden chemischen Widerstand gegen beide Laugen, doch ist seine geringe Härte
hinderlich für seine Verwendung zu Armaturen für die genannten Fabrikationszwecke.
Vielmehr eignen sich hierzu am besten die Kupfer-Legierungen, besonders die
Legierung mit 21% Nickel, die ziemlich widerstandsfähig ist und sich gut bearbeiten
läßt. Gute Ergebnisse erhielt man auch mit der Bronze (Legierung Nr. 5 der letzten
Zahlentafel), die sich in bezug auf die Korrosion dem Kupfer nähert, während die
gewöhnlich für Armaturen verwendeten Messingsorten (Legierungen 6, 7 und 8) sich dem
Angriff von Natron- und Kalilauge gegenüber am schlechtesten verhalten.
Zusammenfassung: Der Zusatz von Nickel zum Gußeisen hat eine erheblich geringere
Korrosion durch Kali- und Natronlauge zur Folge. Von Nichteisenmetallen werden
einige Legierungen angegeben, die sich ebenfalls für chemische Zwecke bewähren.
Dr. –rs.
Die neuen Kessel des Hell Gate Kraftwerkes.Power 1931 Bd. 73. S. 356.
Als die zwei 160000 kW-Turbinen aufgestellt wurden, kamen gleichzeitig drei neue
Kessel zur Aufstellung, sie waren aber infolge des beschränkten Raumes nur in der
Lage, 75% des für eine der genannten Einheiten erforderlichen Dampfes zu liefern. Es
wurde deshalb eine Erweiterung des Kesselhauses erforderlich. Die neuen Kessel sind
Quertrommelsektionalkessel von je rund 4860 m2
Heizfläche, sie sind als Doppelkessel ausgebildet, von denen jeder seinen eigenen
Wasserkreislauf hat, nur der Feuerraum ist gemeinsam. Da die Kessel mit den
Rückwänden zusammengestoßen sind, waren besondere Maßnahmen nötig, um diese zu
schützen, dies wurde so gelöst, daß die untersten Rohrreihen von rückwärts in die
hinteren Sektionalkammern eingeführt sind und so ein Auflager für das die Kammern
schützende Mauerwerk bilden. Außerdem sind noch die Rohre der untersten Reihe so
gebogen, daß jedes zweite Rohr etwas tiefer liegt als das erste, dadurch wird eine
Art Granulierrost gebildet. Die Kessel liefern normal 363 und maximal 454 t Dampf/h
von 19 at und 400°. Die Ueberhitzer, 2 je Kessel, haben 1115 m2, die Ekonomiser ebenso 1821 m2. Die Kessel haben je 12 Galumetbrenner für Kohlenstaub, und
zwar sitzen 6 in der Vorder-, 6 in der Rückwand, sie sind in zwei Reihen 1219 bzw.
2438 mm über dem Boden des Feuerraumes angeordnet. Der wassergekühlte Feuerraum hat
1300 m3 Inhalt und soll bei 454 t/h mit 213600
kcal/m2/h belastet werden. Der Boden des
Feuerraumes ist luftgekühlt. Die Luft wird durch eine Anzahl Rohre zugeführt, die
sich durch die unterste Mauerwerkschicht bis in eine solche erstrecken, die
luftdurchlässig ausgebildet ist und aus Chromerz besteht. In dieser Schicht strömt
die Luft wagrecht bis zu den Wänden, dort tritt sie in den Feuerraum. Die
Chromerzschicht ist durch eine solche aus feingemahlenem Mangnesit abgedeckt, die
100 mm dick ist, und die Luft nicht durch läßt. Die Kühlluftmenge beträgt 2 % der
erforderlichen Verbrennungsluft. Es wird so nicht nur das Mauerwerk des Bodens
geschützt und die Wärmestrahlung in das Kesselhaus abgeschirmt, sondern die Luft
kühlt auch noch das Mauerwerk oberhalb ihres Weges. Für die Verbrennungsluft sind je
Kessel zwei Lufterhitzer von 5620 m2 Heizfläche
vorhanden. Jeder Kessel hat 4 Kohlenstaubmühlen, von denen jede drei Brenner
versorgt. Die Saugzugventilatoren 4 je Kessel leisten je 3540 m3 Luft/min von 432 mm WS., zwei
Unterwindventilatoren je Kessel leisten je 4247 m2/min bei 292 mm WS. Sie sind in zwei Gruppen unterteilt und von
Zweiwellen-Verbund-Turbinen angetrieben, wobei der Hochdruckteil der Turbine zwei
Saugzug-, der Niederdruckteil einen Unterwindventilator antreibt. Der Antrieb
erfolgt jeweils über Zahnrädervorgelege. Die Dampfleitungen sind so angeordnet, daß
jede Niederdruckturbine den Abdampf einer der beiden Hochdruckturbinen erhalten
kann. Die Leistung der Turbinen beträgt je 1367 PS. Die Umdrehungszahlen der
einzelnen Hochdruck- und Niederdruckturbinen sind regelbar. Sie werden von der
automatischen Kesselregelung aus beeinflußt, können aber auch von Hand geregelt
werden. Die Niederdruckturbinen arbeiten mit verschiedenem Gegendruck, der bei
Vollast 1,76 at beträgt, der Abdampf geht in Speisewasservorwärmer, in denen das
Speisewasser von etwa 88° auf 124° erwärmt wird. Die Ekonomiser erhöhen diese
Temperatur dann auf 166°. Jede Kesseltrommel hat an beiden Enden Speisestutzen.
Die Ueberwachungsinstrumente und Hauptregler für die zwei Kessel sind in einer
halbkreisförmigen Warte untergebracht. Von dort aus können mittels
Druckknopfsteuerung auch die Mühlen, Kohlenförderanlage und Frischluftventilatoren
angelassen werden. Die Saugzug- und Unterwindventilatoren können von hier aus nur
geregelt werden. Das Anlassen erfolgt von Hand und wird durch ein Signal von der
Warte aus veranlaßt.
Wissenschaftliche Ueberwachung der
Schweißung von Kesseltrommeln.Power
1930, Bd. 72, S. 562, nach Ely C. Hutchinson.
Ein Besuch in den Werkstätten der Babcock & Wilcox Co. in Barberton zeigt, wie
wenig die heutigen Kesselschmieden denen der neunziger Jahre gleichen. Die
wissenschaftliche Forschungund Ueberwachung hat die alten Faustregeln verdrängt
und sich den Forderungen, die an moderne Kesselkonstruktionen gestellt werden
müssen, angepaßt Sie beginnt mit der Materialprüfung im metallurgischen Laboratorium
und endet mit der Untersuchung der fertigen Stücke. Die noch vor wenigen Jahren
üblichen Schweißmethoden sind durch die elektrischen Schweißmaschinen abgelöst
worden, so daß letztere heute für Druckgefäße aller Art, beheizte oder unbeheizte,
verwendet werden.
Besonders die letzten fünf Jahre brachten in den genannten Werkstätten große
Fortschritte auf diesem Gebiete. Maschinen der eben genannten Art in spezieller
Ausführung wurden entwickelt. Ihre Elektroden sind durch besondere Ummantelung
geschützt, so daß das aufgetragene Material von einer schützenden Schlackenschicht
umgeben wird, die jede Oxydation verhindert, ein leichter Hammerschlag entfernt
diese Schicht nach Fertigstellung der Naht, sie wird dann durch einen Luftstrahl
völlig beseitigt, und das eingetragene Material bleibt als glänzender konkaver
Meniskus zurück, auf den dann neue Schichten aufgetragen werden. Bei rund 650°
werden dann etwaige Spannungen beseitigt,
Die fertigen Nähte werden dann auf zweierlei Weise geprüft. Einmal werden von jeder
Röntgenphotographien aufgenommen, die je etwa 300 mm lang sind und von einer
Maschine fortlaufend aufgenommen werden, auf diese Weise erhält man bis zu 10 Photos
je Stunde, über die ganze Länge der Nähte. Auf diesem Wege können Luftblasen,
Schlackeneinschlüsse, unvollständige Schweißung usw. nachgewiesen werden.
Da dieses Verfahren aber noch nicht ausreicht, um Luftsäcke oder Blasen zu erkennen,
die die ganze Breite des Films einnehmen, folgt noch eine elektromagnetische
Prüfung, ähnlich derjenigen, die zur Untersuchung von Eisenbahnschienen verwendet
wird. Dabei wird ein elektrischer Strom durch die Naht geschickt, aus den
Aenderungen der Intensität des durch ihn erzeugten mangnetischen Feldes werden
etwaige Fehler bestimmt und aufgezeichnet. Verglichen mit der Röntgenphotographie
ergibt sich dann ein vollständiges Bild über die Güte der Schweißnaht.
Ein weiteres Problem, das bei der Verwendung geschweißter Nähte für Druckgefäße
auftaucht, ist das, ob Naht und anliegendes Material auch gegen Ermüdung
widerstandsfähig sind. Um dies festzustellen, werden an Probestreifen zahlreiche
Ermüdungsversuche vorgenommen (Dauerbiegeversuche) vorgenommen und mit dem
ursprünglichen Blechmaterial verglichen. Es ergaben sich so Festigkeiten von 2109
kg/cm2 in der Naht gegenüber 1969 im
Blech.
Eine weitere Prüfung erfolgt durch Wasserdruckproben mit schwellendem Wechseldruck.
Bei einer maximalen Spannung von 1624 kg/cm2 wurde
ein Probestab 13697400 Wechseln unterworfen, ohne daß ein Bruch erfolgte, ein
anderer Widerstand bei 2109 kg/cm2 mehr als
10000000 Wechseln. Zum Vergleich wurde eine nach den Vorschriften der ASME.
genietete Blechverbindung denselben Ermüdungsversuchen unterworfen und ergab bei 1 Mill.
Druckschwankungen 1160 kg/cm2, bei verdoppeltem
Druck und 100000 Wechseln betrug die Beanspruchung 1547 kg/cm2.
Das Ergebnis der Versuche war folgendes: Die Festigkeit der Nähte ist größer als die
der durch sie verbundenen Bleche. Um deshalb den Bruch bei der Zerreißprobe in die
Naht zu bringen, wurde diese angebohrt. Erst nachdem fünf Löcher in dieselbe gebohrt
waren, war sie soweit geschwächt, daß sie riß.
Einge mittlere Versuchszahlen ergeben nachstehende Verhältnisse:
Zerreißfestigkeit kg/cm2
min.
max.
mittel
Naht
4570
5238
4746
Blech
3867
4570
4219
Streckgrenze kg/cm2
min.
max.
mittel
Naht
2812
3867
3164
Blech
–
–
2109
Dehnung auf 2'' (50,8 mm) in %
min.
max.
mittel
20,5
38
28
Querschnittsverringerung in %
32,0
65,0
40,0
Die Biegungsversuche ergaben in vielen Fällen eine Dehnung der
außen liegenden Fasern um 30 bis 65%, im Mittel 45%.
Die Schlagversuche nach Charpy ergaben:
min.
max.
mittel
indem ASME.-Kesellblech mkg
28,275
49,109
29,763
in der Naht
29,763
66,967
41,668
Die chemische Analyse des Metalls der Schweißnaht ergab:
Gehalt in %
B&W
gewöhnliches Mat.
Schwefel
weniger als 0,04
weniger als 0,04
Phosphor
„ „ 0,04
„ „ 0,04
Mangan
0,30–0,60
„ „ 0,20
Kohlenstoff
0,08–0,15
0,02–0,08
Stickstoff
weniger als 0,02
0,10–0,14
Hieraus zeigt sich, daß die oben genannte Schlackenschicht
einen wirksamen Schutz gegen die Gase der Luft bietet. Ein weiteres interessantes
Charakteristikum der Schweißung ist das spezifische Gewicht des
Schweißmaterials:
min.
max.
mittel
Hohlräumein%
Kesselblech
–
–
7,84
–
reines Elektroden-Material
7,44
7,68
7,59
3,30
B&W-Schweißmaterial
7,80
7,85
7,83
0,12
Zusammenfassend kann man sagen, daß weder an der hohen Qualität des erzeugten
Materials, noch an der Tatsache gezweifelt werden kann, daß es gleichwertig, ja
besser ist, als das der Bleche selbst. Die Schweißung dürfte sich daher bald
allgemein im Kesselbau einführen.
Stellung des Riementriebes in der Kinematik. Vortrag des
Ing. G. Duffing, Hamburg, gehalten am 20. April 1931 auf
der Qualitäts- und Getriebeschau. Düsseldorf.
Ein interessanter Vortrag „Stellung des Riementriebes in der Kinematik
(Getriebelehre) unter besonderer Berücksichtigung der Qualität und Lebensdauer
des Ledertreibriemens“ wurde von Georg Duffing im Vortragssaal der
Getriebeschau gehalten.
Zunächst zeigte der Vortragende, daß beim Riementrieb vom Zwanglauf im Sinne der
technischen Kinematik keine Rede sein kann, weilsich das
Geschwindigkeitsverhältnis von getriebener zu treibender Welle nicht nur mit der
Belastung, sondern auch bei konstanter Belastung mit der Zeit ändert.
Für die Entwicklung der Theorie des Riementriebes war es kein Vorteil, daß er durch
Renleaux und Grashof in der technischen Kinematik untergebracht wurde, wobei dem
Treibriemen als wesentlichem Bestandteil des Getriebes nicht diejenige Beachtung
zuteil wurde, die zum restlosen Verständnis des Verhaltens im Betriebe erforderlich
ist. Der Riementrieb findet infolge der physikalischen Eigenschaften des Riemens
keinen Platz in der technischen Kinematik. Aber gerade die Eigenschaften, die ihn
aus der Kinematik hinausdrängen, machen ihn besonders wertvoll für die praktische
Verwendung bei der Energieleitung, indem sie ihm den Charakter einer elastischen
Sicherheitskupplung von unübertrefflicher Einfachheit verleihen.
Zwecks Erzielung wirtschaftlich günstiger Ergebnisse ist das Erfassen der
physikalischen Eigenschaften des Leders, die die Qualität kennzeichnen, von
grundlegender Bedeutung. Hier spielt eine Eigenschaft, die bei Metallen nur in
verschwindendem Maße auftritt, eine hervorragende Rolle: alle Kräfte, die in der
Vergangenheit auf das Material eingewirkt haben, hinterlassen eine Nachwirkung in
der Gegenwart, die um so kleiner wird, je länger Zeit seit dem Kraftangriff
verflossen ist. Hätte das Leder diese Eigenschaft nicht, sondern wäre der
Zusammenhang zwischen Dehnung und Spannung unabhängig von der Zeit, so würde der
Riemen die ihm einmal gegebene Vorspannung für alle Zeiten behalten, und Nachspannen
wäre nicht erforderlich. Wiederholtes Nachspannen dehnt den Riemen allmählich so
stark, daß schließlich seine elastische Energie erschöpft ist und der Betrieb
unsicher und durch häufige Reparaturen gestört wird. Aufgabe der Riemenhersteller
ist es deshalb, eine Qualität zu schaffen, bei der die Nachwirkung möglichst gering
ausfällt, Aufgabe der Abnehmer ist es, den Riemen so zu belasten, daß nur selten
nachgespannt werden muß und der Riemen eine angemessene Betriebsdauer aushält. Die
Qualität ist so zu wählen, daß ein wirtschaftliches Optimum erzielt wird. Die
Qualität muß durch Elastizitätsversuche festgestellt werden, der Zerreißversuch
führt zu Enttäuschungen.
Mit Hilfe der Vererbungsmechanik, die von dem italienischen Gelehrten, Prof. Vito
Voltera, in weitestem Maße ausgebaut wurde, gelang es, das Dehnungsgesetz des
Lederriemens auf eine sehr einfache Form zu bringen, und es zeigte sich, daß das
elastische Verhalten des Riemens durch drei Konstanten bestimmt wird, die Aufschluß
geben über das Verhalten im industriellen Betrieb.
Im Lichtbild wurden Elastizitätsdiagramme von drei Experimentatoren (Rudeloff,
Stephan, Duffing) vorgeführt, die erkennen ließen, welche Unterschiede bezüglich der
Qualität der einzelnen Riemen bestehen.
Zum Schluß hob der Vortragende hervor, daß ein richtig bemessener und sachgemäß
behandelter Riementrieb einen so hohen Wirkungsgrad hat, wie er vom Elektromotor bis
heute nicht erreicht wird, ein Punkt, den man nicht übersehen darf, wenn es sich
darum handelt, beim Entwurf von Fabrikbetrieben die Entscheidung zwischen
Gruppenantrieb und Einzelantrieb mit Einbaumotor zu treffen.
Endlich wies der Vortragende noch darauf hin, daß am Anfang der Entwicklung des
Riementriebes der Name „Leonardo da Vinci“ steht und daß im Anfang dieses
Jahrhunderts „Vito Volterra“ mächtige Hilfsmittel zur rechnerischen Erfassung
der Elastizitätsvorgänge geliefert hat, was beweist, daß Gemeinschaftsarbeit
unbehindert durch politische Grenzen für alle Glieder der Gemeinschaft von Nutzen
ist.
Dr. M.
Elektrotagung. Der Verband Deutscher Elektrotechniker und
die Vereinigung der Elektrizitätswerke haben in diesem Jahre beschlossen, ihre
Tagungen gemeinsam abzuhalten und sie zu einer
ELEKTROTAGUNG
auszugestalten.
Die Elektrotagung wird in Frankfurt a. Main vom 21. bis 23. Juni abgehalten, zugleich
in Erinnerung an die 40jährige Wiederkehr der Elektrotechnischen Ausstellung zu
Frankfurt (Main) und der ebenfalls 40jährigen Wiederkehr des Erinnerungstages des
Internationalen Elektriker-Kongresses zu Frankfurt (Main), der seinerzeit den
Auftakt zu der inzwischen erfolgten, ungewöhnlich glänzenden Entwicklung der
Elektrotechnik in Deutschland bildete.
„Grubensicherheit“. Vorbereitungen für die Kölner
Ausstellung. Im Kölner Rathause fand eine Sitzung des großen Arbeitsausschusses für
die Fachveranstaltung „Grubensicherheit“ (25. 6. bis 5. 7.) statt. Vertreten
waren das Grubensicherheitsamt im Preußischen Ministerium für Handel und Gewerbe,
die Oberbergämter Dortmund und Bonn, das Bergrevier Deutz-Ründeroth in Köln, die
Preußische Bergwerksdirektion Saarbrücken (Ueberleitungsstelle Bonn), die Vereine
für die bergbaulichen Interessen in Essen und in Aachen, die
Knappschafts-Berufsgenossenschaft Sektion II in Bochum, der Verein für die
Interessen der Rheinischen Braunkohlenindustrie, der Verein zur Ueberwachung der
Kraft-Wirtschaft der Ruhrzechen in Essen sowie die Gewerkschaften und die
Angestellten-Organisationen.
Die Plangestaltung der Lehrausstellung ist als fertiggestellt zu betrachten.
Besonderes Interesse werden beanspruchen können die Abteilungen des
Grubensicherheitsamtes, des Bergbauvereins in Essen, des Kraftwirtschafts Vereins,
des Braunkohlenbergbaues, der technischen Hochschule in Berlin und des
Bergbauvereins in Aachen. Nach dem Stande der Ausstelleranmeldungen aus
Industriekreisen kann heute schon mit einer geschlossenen Darstellung des
Grubensicherheitswesens gerechnet werden. Die Gruppeneinteilung der Ausstellung fand
die Zustimmung des Arbeitsausschusses. Die Durcharbeitung der Abteilungen im
einzelnen wurde dem Unterausschuß vorbehalten.
Sowohl die ausländischen Bergbehörden wie der ausländische Bergbau selbst sehen
der Kölner Veranstaltung mit großer Spannung entgegen, da der deutsche Bergbau für
sich in Anspruch nehmen kann, in Fragen der Grubensicherheit in Europa führend zu
sein. Zahlreiche amtliche und fachliche ausländische Delegationen haben sich schon
zum Besuch angemeldet. Die ausländische Tages- und Fachpresse beschäftigt sich
bereits lebhaft mit der Veranstaltung. Die führenden ausländischen und deutschen
Reisebüros unterstützen den Besuch der Ausstellung durch Veranstaltung von
Sonderreisen für die fachlich interessierten Kreise.
Berghauptmann Hatzfeld von Dortmund, der sich große Verdienste um die Förderung des
Grubensicherheitswesens in Deutschland erworben hat, sprach seine Befriedigung
darüber aus, daß die Vorbereitungen bereits so weit gediehen seien. Das Deutsche
Ausstellungs- und Messe-Amt im Reichsverband der deutschen Industrie hat in den
Arbeitsausschuß besondere Vertreter zur Wahrnehmung der Ausstellerinteressen
entsandt, die an dieser Sitzung des großen Arbeitsausschusses zum ersten Male
teilnahmen.
Gemeinschaftsarbeit auf dem Gebiete der Korrosion und des
Korrosionsschutzes. Um die Fragen der Korrosion und des Korrosionsschutzes
in einer umfassenden, ihrer Bedeutung entsprechenden Weise zu behandeln, haben der
Verein deutscher Ingenieure, der Verein deutscher Eisenhüttenleute, der Verein
Deutscher Chemiker und die Deutsche Gesellschaft für Metallkunde die Durchführung
einer Gemeinschaftsarbeit beschlossen.
Ohne Schaffung eines neuen Verbandes oder Vereines soll diese Gemeinschaftsarbeit in
denkbar loser, aber das Ziel sichernder Form durch geführt werden. Das Hauptziel
besteht in der Veranstaltung gemeinsamer Tagungen, die jährlich etwa ein- oder
zweimal abgehalten werden sollen. Diese Tagungen sollen dazu beitragen, Fühlungnahme
und Erfahrungsaustausch auf diesem Gebiete zwischen den Vereinen und ihren
Mitarbeitern zu sichern.
Eine erste Tagung ist für den Herbst d. J. in Berlin geplant, Körperschaften und
Fachgenossen, die sich mit Korrosionsfragen befassen, sind als Mitarbeiter sehr
willkommen. Sie sollen, ebenfalls ohne organisatorische und geldliche Bindung, zu
der Veranstaltung der Tagungen und zur laufenden Mitarbeit herangezogen werden.
Die Federführung der Gemeinschaftsarbeit soll wechseln. Sie liegt zurzeit beim Verein
deutscher Eisenhüttenleute (Düsseldorf, Postschließfach Nr. 664), der auf Wunsch
weitere Auskunft erteilt.
Zum Preisausschreiben für ein schweißtechnisches
Prüfgerät. Das Interesse an dem von der Stadt Berlin erlassenen
Preisausschreiben für die Schaffung eines werkstattgerechten Prüfverfahrens für
Schweißnähte ohne Zerstörung ist sehr lebhaft. Es wurde bereits mitgeteilt, daß
solche Geräte ausgeschlossen seien, die eine Lokaluntersuchung der Schweißnaht durch
Heraustrennen erfordern. Es ist vielmehr ein Prüfgerät zu entwickeln, das die Offenbarung der
Fehlerstellen ermöglicht, sei es auch nur durch fortgesetzte Untersuchung der
Naht.
Auf vielfache Anfragen wird nun ergänzend mitgeteilt, daß als Fehler hauptsächlich
folgende anzusprechen sind:
1. Fremdartige Einschlüsse (Schlacken, Seigerungen usw.)
2. Blasen oder Lunker
3. Mangelhafte Bindung zwischen Werkstoff und
Zusatzmaterial
4. Mangelhafte Bindung zwischen den einzelnen Schichten der
Schweißnaht
5. Ungenügendes Durchschweißen in der Nahtwurzel
6. Rißbildung (feine Haarrisse) in der
Schweißverbindung.
Die Abhandlungen zu dieser Aufgabe, für deren Lösung ein Preis von 5000 RM.
ausgesetzt ist, sind bis 30. September 1931 in deutscher Sprache an das Kuratorium
der Zusatzstiftung zu Zeitlers Studienhaus-Stiftung, Berlin O 27, Schicklerstraße 5,
unter einem Kennwort einzureichen. Die Anschrift des Bewerbers muß in einem
verschlossenen Umschlag, mit dem gleichen Kennwort versehen, beigefügt werden.