Untersuchungen zur Vergleichbarkeit der statischen und dynamischen Überdruckprüfung von druckfesten Kapselungen
Tóm tắt
Der Einsatz von elektrischen Geräten in explosionsgefährdeten Bereichen erfordert besondere Schutzmaßnahmen, um eine Zündung der explosionsfähigen Atmosphäre zu verhindern. Eine mögliche Schutzmaßnahme ist die Zündschutzart „Druckfeste Kapselung“. Hierfür müssen die Gehäuse nach den Vorgaben der Norm IEC 60079‑1 ausgelegt und geprüft werden. Neben anderen Prüfungen muss das Gehäuse entweder einer statischen oder einer dynamischen Überdruckprüfung unterzogen werden. Diese basieren auf dem maximalen Druck einer Explosion, dem sogenannten Bezugsdruck. Auf Grundlage der Überdruckprüfung wird die Festigkeit des Gehäuses beurteilt. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Frage, ob eine dieser beiden Prüfmethoden das Material stärker beansprucht als die andere. Es wurden Gehäuse aus verschiedenen Materialien und Wandstärken statisch und dynamisch belastet. Die dynamischen Explosionsversuche wurden mit verschiedenen Gasen, Vordrücken und Gehäusegeometrien durchgeführt. Hierbei wurden der Innendruck mit piezoelektrischen Drucksensoren und die Dehnung des Materials mit Hilfe von Dehnungsmessstreifen gemessen und die Ergebnisse verglichen. Bei einfachen Geometrien treten unterhalb der Dehn- bzw. Streckgrenze bei der dynamischen und bei der statischen Prüfung vergleichbar große Dehnungen des Materials auf. Bei Geometrien, bei denen Drucküberhöhungen, pressure piling, auftreten, kommt es zusätzlich zu einer Schwingungsanregung, welches sich in erhöhten Dehnungswerten zeigt. Es kann dennoch in diesem Fall keine Aussage darüber getroffen werden, welche Prüfmethode zu einer höheren Belastung des Prüfmusters führt.
Tài liệu tham khảo
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Versuchsgehäuse: Material 1.4306, Länge 25 cm, Wandstärke 3,4 mm, Ø 168,3 mm, Anschlussflansch: DN 150, PN 16 nach EN 1092-1/11
Aluminium: Werkstoffnr. AW6082, E‑Modul 69.000 MPa, Dehngrenze 240 N/mm2
Baustahl: Werkstoffnr. 1.0038, E‑Modul 212.000 MPa, Streckgrenze 225 N/mm2
Edelstahl: Werkstoffnr. 1.4462, E‑Modul 200.000 MPa, Streckgrenze 450 N/mm2
Oszilloskop: Yokogawa, Scope Corder, Typ DL850
Druckmesskarte: HS10M12, Typ 701250 HS10M12
Dehnungsmesskarte: Strain NDIS, Typ 701270
Piezoresistiver Verstärker: Kistler, Typ 4603
Piezoresistiver Drucksensor: Kistler, Typ 4045 A100
Piezoresistiver Drucksensor: HBM, Typ P8AP
Piezoelektrischer Verstärker: Kistler, Typ 5015, 4167A & 5165A
Piezoelektrischer Drucksensor: Kistler, Typ 6031
Piezoelektrischer Verstärker: Kistler, LabAmp Typ C20196
Piezoelektrischer Drucksensor: Kistler, Typ 601CAA
DMS-Rosetten: HBM, Gekreuzt: Typ RY91-6/120, Planar: Typ RY81-6/120, Klebstoff: Z70, Abdeckmittel: SG250
Brückenköpfe: Yokogawa, Model 701955
DMS-Rosetten: HBM, Gekreuzt: Typ RY91-3/120, Planar: Typ RY81-3/120, Klebstoff: Z70, Abdeckmittel: SG250
Messsystem: HBM, Messverstärker, QuantumX MX1615B