Titel: Ueber die Abnutzung der Dampfkessel.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1864, Band 173, Nr. LXXIX. (S. 338–342)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj173/ar173079

LXXIX. Ueber die Abnutzung der Dampfkessel.

Nach dem Mechanics' Magazine vom 29. Januar 1864; aus dem Breslauer Gewerbeblatt, 1864, Nr. 14.

Wenn ein Dampfkessel sorgfältig und aus gutem Material hergestellt ist und mit Vorsicht betrieben wird, so sollte eigentlich seine Dauer eine sehr lange seyn. Es existiren in der That Cylinder-Kessel, welche seit 30 Jahren Dienste thun. Der Dampfdruck ist mehr oder weniger einem ruhenden Wasserdruck zu vergleichen, und verändert daher die sehnige Structur des Eisens nicht, wie es bei Eisenbahnwagen-Achsen z.B. die rasch auf einander folgenden Stöße thun. Natürlich darf der Druck die Elasticitätsgrenze des Eisens nicht überschreiten. Trotzdem lehrt die tägliche Erfahrung, wie kurz verhältnißmäßig die Lebensdauer |339| der Dampfkessel ist. Bei stationären Kesseln ist es vorzugsweise die chemische Wirkung, welche denselben gefährlich wird; bei Locomotiven und Locomobilen treten auch noch mancherlei mechanische Einwirkungen, Vibrationen und Zerrungen des Eisens hinzu. Die Marinekessel sind die kurzlebigsten von allen.

Man kann mit ziemlicher Bestimmtheit behaupten, daß in neun Fällen unter zehn der Hauptgrund der Kesselexplosionen in der allmählichen Schwächung der Wandungen durch Oxydation und Corrosion zu suchen ist. Bedenkt man, welchen Schaden und Unglück eine solche Explosion herbeiführt, so ist leicht einzusehen, wie wichtig es ist, den Ursachen derselben nachzuforschen.

Vor allem ist beim Einmauern der Kessel die größte Vorsicht zu beobachten. Unzählige Erfahrungen beweisen, daß die Schwächung der Kesselbleche durch Oxydation von außen, besonders an den Stellen beginnt, wo sich im Mauerwerk durch irgend eine Ursache Feuchtigkeit festsetzt. Irgend eine kleine Pore im Eisen, eine nicht genügend angezogene und verstemmte Niete, vielleicht sogar eine übertriebene Steigerung des Drucks bei der anfänglichen Prüfung mittelst hydraulischen Drucks, wodurch einige Nietlöcher sich erweiterten, bringt ein Durchschwitzen des Kesselwassers hervor, das sich nun, besonders wenn der Kessel nicht continuirlich gefeuert wird, im Mauerwerk festsetzt, und eine oft ungemein rasche Oxydation des Kesselblechs hervorbringt. Besonders bei der Construction, wo der Kessel auf eine Zunge von Mauerwerk aufgesetzt wird, findet man häufig, daß gerade dieser, dem Feuer nicht ausgesetzte Theil des Kessels einer sehr raschen Abnutzung von außen unterliegt. Der Kessel kann übrigens ganz dicht seyn und doch die Oxydation durch Feuchtigkeit von außen erleiden. Ist er mit kaltem Wasser gefüllt, und wird er dann mit feuchtem Brennmaterial angefeuert, so schlagen sich daran die Wasserdünste aus der Flamme in Tropfen nieder, rinnen herab und können sich im Mauerwerk oder in unbedeutenden Rissen und Schiefern des Kesselblechs festsetzen. Dieses Wasser reagirt nebenbei meistens sauer, sey es bei Holzfeuerung von Essigsäure, sey es bei Steinkohlenfeuerung von schwefliger und Schwefelsäure. So unbedeutend dieser Vorgang erscheint, so kann er doch nachtheilig genug wirken, wenn er sich öfter wiederholt. Wir finden daher auch, daß die Kessel sich am besten halten, bei denen der Betrieb möglichst selten unterbrochen wird, dieses Anfeuern des kalten Kessels daher am wenigsten vorkommt.

Vor Allem ist zu vermeiden, daß in das Kesselmauerwerk von unten Grundwasser hineintritt, und durch Haarröhrchenkraft aufgesogen wird. In einem Falle, wo dieß zu befürchten, thut man jedenfalls gut, unmittelbar |340| über dem Fundamente eine Isolirschicht von Asphalt, Bleiblech, Glastafel etc. anzubringen. Ich wiederhole, daß Mauerwerk, das aus irgend einer Ursache feucht wird und mit dem Kesselblech in Berührung steht, auf das Allernachtheiligste auf den Kessel einwirken kann.

Noch mehr als von außen wird der Kessel von innen vom Wasser angegriffen. Ich spreche hier nicht einmal von den sauren Grubenwässern, die durch ihren Gehalt an freier Schwefelsäure oder an schwefelsaurem Eisenoxyd oft in kürzester Zeit, in 4–6 Wochen einen Kessel zerstören können. Hier kann man sich nöthigenfalls durch Zusatz von Chemikalien, Kalk, Soda etc. helfen, und liegt auch die Erklärung der Zerstörung sehr nahe. Viel dunkler sind die Erscheinungen, wenn man beobachtet, daß z.B. Wasser, das in dem einen Kessel vollkommen unschädlich ist, den daneben liegenden rasch angreift, daß manchmal ein Kesselblech desselben Kessels und von derselben Eisensorte tief angegriffen und fast durchlöchert erscheint, während das danebenliegende noch so unverletzt ist, daß man die Hammerschläge des Kesselschmiedes daran erkennt. Ob dieß in beigemischten Unreinigkeiten des Eisens, ob etwa in einer krystallinischen Anordnung der Theile, in einer mehr oder weniger dichten Oberfläche, in der Ueberhitzung des Blechs beim Walzen seinen Grund hat, wer vermag das zu bestimmen?

Eben so wenig ist es zu erklären, daß die Kessel, die mit dem reinsten destillirten Wasser gespeist werden, wie dieß z.B. bei den Marinekesseln der Fall ist, welche mittelst Oberflächencondensatoren das Vacuum herstellen und das condensirte Wasser immer wieder zurück erhalten, fast am schnellsten zerstört werden.93) Es bildet sich in ihnen ein schlammiger Absatz, der fast nur aus Eisenoxyd besteht, und daneben nur Spuren von fettigen Substanzen und Kupferpartikelchen (von den Kupferröhren des Condensators) enthält. Das Merkwürdigste ist dabei, daß die Platten hier ebenfalls nicht gleichmäßig angegriffen werden, sondern tiefe Gruben zeigen, an deren Grunde man gewöhnlich ein glänzendes Kupfer- oder Messingtheilchen bemerkt haben will. Man schließt daraus auf eine galvanische Action, die indessen unnöthig ist, wenn man annimmt, daß destillirtes Wasser auf reines metallisches Eisen unmittelbar oxydirend einwirkt und daß im Eisen selbst, durch die Bildung von krystallinischen Theilen das ungleichmäßige Angreifen der Platten begründet liegt. Beim Blei hat man dieselbe Erscheinung beobachtet. Vor Allem |341| destillirtes Wasser bietet die Gefahr, durch aufgelöstes und aufgeschlämmtes Bleioxydhydrat vergiftet zu werden.

Hierfür spricht auch der Umstand, daß ganz ähnliche Erscheinungen und zwar mit derselben capriciösen Unregelmäßigkeit im Dampfraume, besonders der Schiffsdampfkessel, beobachtet worden sind. Hier ist es ebenfalls die Einwirkung des reinen Wassers, der die Erscheinungen zuzuschreiben sind, und hier wird man wohl nicht eine galvanische Action vermuthen, da Kupfer- und Messingtheilchen vollkommen ausgeschlossen sind. Im Allgemeinen kann man sagen, daß für den Wasserraum der Kessel ein geringer Ueberzug von Kesselstein das beste Schutzmittel ist. Man soll den Kesselstein nicht bis zu einer Dicke anwachsen lassen, daß die Leitung der Wärme zu sehr behindert wird, daß enge Theile ganz mit Kesselstein zuwachsen, indem dadurch einmal die Bleche dem Verbrennen ausgesetzt sind, andererseits aber auch das Durchdringen der Wärme zum Wasser so behindert wird, daß eine Masse Brennmaterial unnütz verschwendet wird. Eine vollständige Entfernung des Kesselsteins ist indessen jedenfalls eben so nachtheilig, und die üble Wirkung der im Uebermaaß angewendeten Soda, welche man nach Fresenius dem zuweilen darin vorkommenden Cyannatrium zuzuschreiben geneigt war, ist wahrscheinlich auf diese vollständige Entfernung des Kesselsteins zurückzuführen. Eine dünne Schicht Kesselstein wirkt wie ein Emailüberzug auf das Eisen und schützt dasselbe besser als Anstriche mit Theer, Leinölfirniß, Mennigefarbe, Anstriche, welche sich doch bald ablösen. Bei den Marinekesseln mit Oberflächencondensatoren hat man sich jetzt dadurch geholfen, daß man etwa 1/5–1/6 des Wassers durch frisches Seewasser ersetzt. Bei einigen Explosionen von Locomotivkesseln, die in neuester Zeit vorgekommen sind, hat man beobachtet, daß der erste Riß im Bleche wahrscheinlich an der Berührungsstelle des Dampfdomes mit dem Kessel lag, eine Stelle, an welcher das im Dampfdom condensirte destillirte Wasser gewöhnlich abtropft. Man hat den Grundsatz aufgestellt, daß die Leitung der Wärme durch die Dicke der Platten nur unbedeutend beeinflußt werde. Dieß ist indessen durchaus nicht richtig. Schwere Feuerbüchsen mit dicken Kupferplatten brennen viel leichter durch, als leichte, abgesehen noch davon, daß man dicke Platten selten ganz homogen im Metall, frei von Schweißfehlern u.s.w. erhält. In amerikanischen Locomotiven hat man beobachtet, daß die 7/16 Zoll dicken kupfernen Feuerbüchsen anfangs sehr rasch ausbrannten, bis sie die Dicke von 1/4 Zoll erreicht hatten, wo sie dann sehr gut aushielten. Sehr nachtheilig wirkt eine übertriebene Steigerung des Zugs, ein sogenanntes Forciren des Feuers, vor Allem die sogenannte Stichflamme. Man |342| sorge daher für eine gehörig große Rostfläche, damit man, um genügend hochgespannten Dampf zu erhalten, das Feuer nicht zu übertreiben braucht.

Bei Locomotivkesseln tritt noch sehr nachtheilig, wenn auch weniger direct wirkend, die Erschütterung während der Fahrt auf. Es scheint, als ob die verschiedenartigen Zerrungen, welche das Kesselblech durch die daran, wenn auch mittelbar befestigten Theile, Cylinder u.s.w. erleidet, den Grund bilden zu einer eigenthümlichen molecularen Anordnung der Eisentheilchen, wodurch das sehr eigenthümliche furchenartige Ausfressen der Bleche bedingt wird. Man findet oft einige Linien tiefe Furchen, die ganz gerade fortlaufen, und dann plötzlich aufhören, ohne irgend eine sichtbare Ursache dafür angeben zu können.

Mit Sorgfalt, mäßigem Feuer und gutem Wasser mag man einen Kessel lange gut erhalten. Oft genügt aber eine kleine Abänderung in der Art des Feuerns, ein Wechsel der Kohlen, eine andere Einmauerung, um eine rasche Zerstörung herbeizuführen. Nur eine in kurzen Zeiträumen wiederkehrende, regelmäßige Prüfung des Kessels in allen seinen Theilen vermag die Garantie dafür zu bieten, daß ein sonst ganz gut erhaltener Kessel nicht plötzlich zu einer Explosion Veranlassung gibt.

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Man s. Jack's Abhandlung im polytechn. Journal Bd. CLXXII S. 109.

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