Titel: Festigkeitsuntersuchungen mit Condensationsrohren aus Messing.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1892, Band 286/Miszelle 1 (S. 142–143)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj286/mi286mi06_1

Festigkeitsuntersuchungen mit Condensationsrohren aus Messing.

In den Mittheilungen aus den Königl. technischen Versuchsanstalten zu Berlin befindet sich in Heft 3 des laufenden Jahrganges ein ausführlicher Bericht über Festigkeitsuntersuchungen mit Condensationsrohren aus Messing, angestellt vom stellvertretenden Vorsteher M. Rudeloff. In Nachstehendem wollen wir nur die Veranlassung zu den Untersuchungen und deren Endergebnisse mittheilen.

Die Beobachtung, dass gezogene Messingrohre in Anwärme- und Verdampfungsapparaten rissig wurden, gaben auf Antrag von zwei Maschinenfabriken Gelegenheit zur Ergründung der Ursache dieser Rohrbrüche sowie zum Vergleich der Güteeigenschaften gezogener Rohre und solcher, die nach dem Mannesmann-Verfahren erzeugt waren, eingehende Versuche anzustellen.

Die gezogenen Röhren waren von der Sangerhäuser Actien-Maschinenfabrik und Eisengiesserei vormals Hornung und Rabe in Sangerhausen. Genannte Fabrik hatte „Messing-Siederohre“ zu einem Anwärmeapparate verarbeitet, bei dem die etwa 1860 mm langen Rohre auf beiden Seiten in schmiedeeisernen Böden festgewalzt waren. Die gebördelten Böden waren mit dem Mantel des Apparates von 800 mm lichter Weite vernietet und wurden in der Mitte durch einen Längsanker zusammengehalten. Der Apparat war im J. 1885 für Ausstellungszwecke gefertigt, aber niemals in Betrieb gewesen, sondern hatte nach Rücknahme von der Ausstellung in einem ungeheizten Raume auf einer Tribüne gestanden. Als er im November 1891 in Benutzung genommen werden sollte, fand mau, dass sämmtliche Rohre geborsten waren. Zu den vorliegenden Untersuchungen dienten Abschnitte von diesen Röhren. Zu den Vergleichsversuchen dienten Stücke von Mannesmannrohren, die in Abschnitten von 150 mm aus einem längeren Rohr entnommen waren.

Die ausführlichen Ergebnisse sind mit Genehmigung der Antragsteller in der Quelle mitgetheilt; sie führten zu nachstehenden Schlussfolgerungen:

1) Die Spannung an der Streckgrenze lag bei dem gezogenen Rohr in der Längsrichtung um 125 Proc. und in der Querrichtung um 34 Proc. höher als bei dem Mannesmannrohr.

2) Die Bruchspannung überwog in der Längsrichtung bei dem gezogenen Rohr um 9 Proc., in der Querrichtung bei dem Mannesmannrohr um 18 Proc.

3) Die Bruchdehnung erreichte bei dem gezogenen Rohr in der Längsrichtung nur etwa ⅔ und in der Querrichtung nur etwa 1/10 der Dehnung des Mannesmannrohres.

4) Die Biegungsfähigkeit war bei dem Material der gezogenen Rohre erheblich geringer als bei dem der Mannesmannrohre.

5) Beide Rohre wiesen örtliche Fehlstellen auf. Bei dem Mannesmannrohr waren sie indessen sehr gering und ohne nennenswerthen Einfluss auf die Festigkeitseigenschaften, dagegen beeinträchtigten sie die Zähigkeit des Materials im gezogenen Rohr in dem Grade, dass das Rohr stark brüchige Längsstreifen zeigte.

6) In Folge dieser örtlichen Fehlstellen gingen die gezogenen Rohre bei Prüfung auf inneren Druck zum Bruch, ohne dass die Materialspannung der mittleren Zugfestigkeit auch nur annähernd gleichkam und ohne dass dem Bruch eine merkliche Aufweitung des Rohres voraufging. –

Zur Beurtheilung dessen, welche der beiden untersuchten Rohrarten nach den gewonnenen Ergebnissen sich hinsichtlich der Betriebssicherheit besser eignet, in Verdampfungsapparaten verwendet zu werden, wird man zunächst zu berücksichtigen haben, welchen Spannungen das Rohrmaterial in den Apparaten genannter Art ausgesetzt ist. Längsspannungen dürften bei |143| der wohl meist gebräuchlichen Aussenkühlung der Rohre ausschliesslich dadurch veranlasst sein, dass zwischem dem Material im Mantel des Apparates und dem der Rohre Unterschiede in der Erwärmung und dem Ausdehnungscoefficienten bestehen, welche als Längsspannungen durch die mit dem Mantel verbundenen Böden von diesem auf die Rohre und umgekehrt übertragen werden. Einen irgendwie erheblichen Betrag können diese Spannungen jedoch schon wegen der geringen Festigkeit der Verbindung zwischen Rohr und Bodenplatte nicht erreichen, so dass in allen Fällen auch die geringere Festigkeit an der Streckgrenze von 15,7 k/qmm, welche für das Mannesmannrohr gefunden wurde, hinreichen wird, den auftretenden Längsspannungen zu widerstehen.

Die Grösse der Inanspruchnahme der Rohre auf äusseren oder inneren Druck wird je nach der Heftigkeit der beim Betriebe auftretenden Dampfentwickelungen und Condensationserscheinungen schwanken, in keinem Falle aber wohl einen solchen Betrag erreichen, dass sie bei ruhiger Entwickelung auch nur die ermittelte geringste Widerstandsfähigkeit der Rohre übersteigt.

Aus den dargelegten Gründen wird man weder die höhere Längsfestigkeit der gezogenen Rohre, sowohl an der Streckgrenze als auch beim Bruch, noch die grössere Widerstandsfähigkeit der Mannesmannrohre gegen inneren Druck als besonderen Vortheil für die Verwendbarkeit dieser oder jener Rohrart als Siederohr ansehen können.

Eine zweite Eigenschaft des Materials, welche hier in Frage kommt, ist die Zähigkeit oder Dehnbarkeit. Sie wird nicht allein angesprochen beim Einwalzen der Rohrenden in die Rohrplatten behufs ihrer Abdichtung, sondern in recht erheblichem Maasse beim Betriebe der Apparate durch die wiederholt auftretenden Wärmeschwankungen. Wie aus den beobachteten Bruchdehnungen der Quer- und Biegeproben hervorgeht, erwiesen sich die Mannesmannrohre ausserordentlich zähe, die gezogenen Rohre dagegen als mit ausgedehnten sehr spröden Stellen behaftet. Dieser letzt erwähnte Umstand ist es denn auch, welcher unter den geprüften Rohren von den auf Mannesmann'sche Art hergestellten eine bedeutend höhere Betriebssicherheit erwarten lässt als von den „auf alte Art“ hergestellten.

In wieweit dieses Urtheil sich verallgemeinern lässt, wird durch weitere Parallelversuche mit verschiedenartigem Material darzuthun sein; denn solange solche nach einheitlichen Gesichtspunkten durchgeführte Versuche fehlen, wird man nicht mit Bestimmtheit aussprechen können, ob die hie und da beobachteten Vorzüge der Mannesmannrohre thatsächlich in dem Herstellungsverfahren begründet sind oder ihr Bestehen nur der Verarbeitung eines reineren, dichteren Materials verdanken.

Vom Standpunkte der praktischen Erprobung der Güteeigenschaften von Rohrmaterial lassen die im Vorstehenden geschilderten Ergebnisse ferner den Schluss zu, dass in den meisten Fällen schon Kaltbiegeproben mit schmalen Querstreifen, welche an beiden Rohrenden entnommen sind, den gewünschten Aufschluss geben dürften. Diese Versuche haben für die Praxis um so höheren Werth, als sie einen nur geringen Materialaufwand erfordern und von jedermann in kürzester Zeit ausgeführt werden können. Beim Aufschneiden der Rohrringe zum Zweck des Geraderichtens wird man sein Augenmerk darauf zu richten haben, dass der Schnitt nicht an einer solchen Stelle geführt wird, welche schon nach dem äusseren Aussehen des Materials als schadhaft erscheint. Zerreissversuche mit herausgeschnittenen Längsstreifen versprechen wenig oder gar keinen Erfolg. Die Materialfehler werden eben beim Ziehen der Rohre in deren Längsrichtung ausgestreckt, fallen daher bei Zugversuchen mit Längsstreifen kaum ins Gewicht, wohl aber bei Querzerreissversuchen und bei Biegeproben mit Querstreifen.

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