Interresanntes, technisches Problem. Platindraht vs. ?

[caesar_andy]

Hallo.

Da mir (uns) langsam die Ideen ausgehen, versuche ich mal hier bei euch Technik-Freaks mein Glück...ich selber bin da leider nicht so bewandert. Vieleicht hat der eine oder andere von euch ja sogar praktische Erfahrung mit sowas, oder zumindest eine Ideen.



Wir setzen in unserer Firma ein Gerät zur Bestimmung von Chlor in Süßwasser ein. Das Gerät sieht ungefähr so aus:

--| |--

Links ist eine Elektrode aus einem Kupfer-Block, rechts aus einem Platin Draht. In der Mitte wird Wasser hindurch geleitet, so dass aus dem Potentialausgleich der zwischen den Elektroden erfolgt, der Chlorgehalt des Wassers bestimmt wird. Wir haben dieses Gerät bis dato bestimmt 1.000 Mal im Einsatz, und nie Probleme gehabt.

Bis auf einen einzigen Kunden.



Bei diesem Stellt sich das Problem dar, das der Platin-Draht immer nach etwa 2 Monaten massive Verformungen aufweist, fast so, als hätte jemand mit einem Hammer darauf geschlagen. Die Verformungen gehen so weit, das die Chlormessung schließlich ausfällt und die Elektrode getauscht werden muss.

Der Hersteller des Gerätes beharrt felsenfest darauf, das diese Beschädigung durch zu hohen Wasserdruck auf der Leitung eintritt. Das können wir aber nach inzwischen mehrfacher vor-Ort-Prüfung ausschließen. Der Wasserdruck passt. Wir haben kunden, mit deutlich mehr Druck auf der Leitung und bei diesen trat ein solches Problem noch nie auf.
Der Hersteller freut sich natürlich, dass der Kunde alle zwei Monate eine neue Elektrode braucht, weil er nachweisen kann, dass an der Platinelektrode kein Herstellungsfehler vorliegt.
Nur will unser Kunde ein Lösung, und deshalb sind wir nun die angeschmirrten.



Jetzt stellt sich also die interessante Frage, wie kann es passieren, das in einem GEFILTERTEN Wasserkreislauf kinetische Schäden an einem Platin-Draht auftreten?
Noch dazu wenn man berücksichtigt, dass keine zwei Zentimeter neben dem Platin-Draht eine Kupferelektrode hängt, die vollkommen unbeschädigt ist, obwohl Kupfer eigentlich noch weicher sein sollte, als Platin.

[irony]

Wenn an der Platinelektrode nicht manipuliert wurde, ist dies sicher rätselhaft. Eine Hightech-Lösung des Problems wäre, kontinuierlich den Druck zu messen. Vielleicht gibt es ja Druckschwankungen.

Ansonsten fällt mir bzgl. Kupfer und Platin nur noch ein, dass Kupfer diamagnetisch und Platin paramagnetisch ist. D.h. Platin kann im Gegensatz zu Kupfer magnetisiert werden.

Interessant ist, dass es so etwas wie Metallverformung durch Kurzpulsmagnetfelder zu geben scheint: http://www.bigel-labs.de/5.Metallver...verformung.htm

[McWire]

Wenn an der Platinelektrode nicht manipuliert wurde, ist dies sicher rätselhaft. Eine Hightech-Lösung des Problems wäre, kontinuierlich den Druck zu messen. Vielleicht gibt es ja Druckschwankungen.

Ansonsten fällt mir bzgl. Kupfer und Platin nur noch ein, dass Kupfer diamagnetisch und Platin paramagnetisch ist. D.h. Platin kann im Gegensatz zu Kupfer magnetisiert werden.

Interessant ist, dass es so etwas wie Metallverformung durch Kurzpulsmagnetfelder zu geben scheint: Metallverformung durch Kurzpulsmagnetfelder

Das wäre eine mögliche Lösung. Ich dachte zunächst an eine thermische Belastung, jedoch beträgt der Ausdehnungskoeffizient von Platin nur 9,0*10^-6 1/K, der von Kupfer jedoch 16,5*10^-6

[Dannyboy]

Ich würde mal irgendwelche Druckstöße im Rohrsystem in Betracht ziehen.

[caesar_andy]

Ich würde mal irgendwelche Druckstöße im Rohrsystem in Betracht ziehen.

Bei einem Druckstoß i9m Rohrsystem müsste der draht aber doch gleichmäßig verformt sein, oder nicht?

Es ist schwer zu erklären, ... der Draht ist wie eine Schnecke aufgerollt. Im Beschädigten Zustand hat man dann ein Stück gerollten draht, wie er sein sollte. Dann kommt eine kurze, etwa 2-3 millimeter lange Stelle, wo der Draht etwas plattegdrückt und um etwa einen halben Millimeter gegenüber dem normalen Draht versetzt ist ... wie eine Delle. Dan ist der Draht wieder ein Stück in Ordnung, dann kommt wieder eine Delle ... und so weiter und sofort.
Der Draht ist also nicht als ganzes kaputt, sondern weist deutlich einzelne, unterschiedlich ausgeprögte Beschädigungen auf... wie gesagt, als wenn jemand mit einem Hammer oder einem spitzen Gegenstand an einer Stelle einmal kurz draufgeschlagen hat. Vieleicht schaffe ich es, ein Bild zu organisieren.

Wenn an der Platinelektrode nicht manipuliert wurde, ist dies sicher rätselhaft. Eine Hightech-Lösung des Problems wäre, kontinuierlich den Druck zu messen. Vielleicht gibt es ja Druckschwankungen.

Manipulation des Herstellers ist unwahrscheinlich, der schaden tritt ja nur bei diesem einen Kunden auf, bei keinem sonst. Und bei diesem einen schon mehrfach. Manipulation des Kunden ebenfalls, das gerät logt jeden Neustartvorgang mit und die auswertung erweckt nicht den Eindruck, der Kunde habe unplanmäßige "Wartungsarbeiten" ausgeführt.
Das kuriose ist nur, der Kunde hat mehrere, beugleiche Geräte im Einsatz. Und in jedem tritt dieser Fehler auf, aber nur in diesem einen Gebäude, in dieser einen Stadt, in diesem einen land ... bei diesem einen Kunden.

Das mit den Magnetfeldern wäre eine mögliche erklärung,aber der gute Mann der dieses Stanzen ausprobiert hat, benutzt in seinem Testaufbau Spannungsstärken im Kilovolt-Bereich. Die Elektrode arbeitet mit wenigen Millivolt. Ich habe da so meine zweifel, ob da wirklich nennenswerte Magnetfelder entstehen.

Das wäre eine mögliche Lösung. Ich dachte zunächst an eine thermische Belastung, jedoch beträgt der Ausdehnungskoeffizient von Platin nur 9,0*10^-6 1/K, der von Kupfer jedoch 16,5*10^-6

Thermische Belastung können wir ausschließen. Die Anlage überwacht sich selbst und gibt sofort alarm bzw. blockiert, wenn die Wassertemperatur über 30 grad liegen würde.

[irony]

Das mit den Magnetfeldern wäre eine mögliche erklärung,aber der gute Mann der dieses Stanzen ausprobiert hat, benutzt in seinem Testaufbau Spannungsstärken im Kilovolt-Bereich. Die Elektrode arbeitet mit wenigen Millivolt. Ich habe da so meine zweifel, ob da wirklich nennenswerte Magnetfelder entstehen.

Magnetfelder entstehen durch Ströme, die müssten schon im Ampere-Bereich liegen. Die Voltangaben bringen dir da nichts. Und ich denke auch nicht an Ströme, die durch die Elektrode selbst fließen, sondern wenn schon, dann an externe Felder. Aber es war nur so eine erste Idee, wodurch sich Kupfer und Platin unterscheiden (das eine diamagnetisch, das andere paramagnetisch), aber nicht wirklich ernsthaft als Ursache des Problems gedacht.

Viel wahrscheinlicher sind Druckschwankungen, aber ohne irgendetwas konkretes zu sehen, kann ich mir wirklich keine vernünftige Vorstellung machen.

Platin hat im Vergleich zu Kupfer auch eine drei Mal so hohe Dichte und kann Wasserstoff aufnehmen, aber welche Rolle das spielen mag, kann ich anhand der wenigen Angaben nicht mal erträumen . Vielleicht ist es Wasserstoffversprödung, die deine Elektroden ruiniert, ich weiß es einfach nicht. Ich müsste mehr wissen.

[McWire]

Es ist schwer zu erklären, ... der Draht ist wie eine Schnecke aufgerollt. Im Beschädigten Zustand hat man dann ein Stück gerollten draht, wie er sein sollte. Dann kommt eine kurze, etwa 2-3 millimeter lange Stelle, wo der Draht etwas plattegdrückt und um etwa einen halben Millimeter gegenüber dem normalen Draht versetzt ist ... wie eine Delle. Dan ist der Draht wieder ein Stück in Ordnung, dann kommt wieder eine Delle ... und so weiter und sofort.
Der Draht ist also nicht als ganzes kaputt, sondern weist deutlich einzelne, unterschiedlich ausgeprögte Beschädigungen auf... wie gesagt, als wenn jemand mit einem Hammer oder einem spitzen Gegenstand an einer Stelle einmal kurz draufgeschlagen hat. Vieleicht schaffe ich es, ein Bild zu organisieren.

Das erinnert stark ein ein Interferenzmuster am Doppelspalt.

Das erinnert mich an Ablagerungsverhalten von Sedimenten in Flüssen, wo man von weitem ein schönes Interferenzmuster hat.. also kleine Berge, die von Tälern unterbrochen werden, wobei kein Berg dem anderen gleicht.

Ich würde hier auf eine Verwirbelung im Wasser tippen, wobei sich ein interferenzförmige Druckverteilung im Flüssigkeitsstrom ergibt. Das heißt, dass Wasser drückt an einigen Stellen stärker auf den Draht als an anderen.

[irony]

Ich würde hier auf eine Verwirbelung im Wasser tippen, wobei sich ein interferenzförmige Druckverteilung im Flüssigkeitsstrom ergibt. Das heißt, dass Wasser drückt an einigen Stellen stärker auf den Draht als an anderen.

Das erklärt aber nicht, warum die Kupferelektrode keine Beschädigungen aufweist. Da glaube ich noch eher an folgendes:

Ein sehr wichtiges Phänomen ist die außerordentlich hohe Diffusionsgeschwindigkeit in Eisen, Platin und einigen anderen Übergangsmetallen, da es dort dann zur Wasserstoffversprödung kommt.

Wasserstoff ? Wikipedia
Wasserstoffversprödung ? Wikipedia

Durch bestimmte chemische Reaktionen gebildeter atomarer Wasserstoff dringt in das Gefüge metallischer Werkstoffe ein, wo er an Gitterstörstellen wieder zu molekularem Wasserstoff rekombiniert und dort verbleibt. Die damit verbundene Druckerhöhung führt zu inneren Spannungen und zu einer Versprödung des Werkstoffes, ohne dass dadurch eine Erhöhung der Festigkeit eintritt. Im Endergebnis entstehen schließlich Risse, die sich von innen nach außen ausbreiten.

wobei es der Beschreibung zufolge aber auch nicht wirklich passt, denn ich würde dann eher Risse erwarten.

[McWire]

Das erklärt aber nicht, warum die Kupferelektrode keine Beschädigungen aufweist. Da glaube ich noch eher an folgendes:
Wasserstoff ? Wikipedia
Wasserstoffversprödung ? Wikipedia

wobei es der Beschreibung zufolge aber auch nicht wirklich passt, denn ich würde dann eher Risse erwarten.

Wenn das Phänomen abhängig von der Strömungsrichtung ist und die Kupfer- und Platinelektrode immer relativ zur Strömung an der selben Stelle sitzen, kann es durchaus sein, dass die Kupferelektrode verschont wird, während die Platinelektrode sich verformt.

Um diese Theorie zu testen, müsste man beide Elektroden vertauschen und sehen was passiert.

Es gibt 1000te Möglichkeiten, was hier passiert ist, von Magnetfeldinduktion, thermische Verformung, kinetische Verformung, chemische Versprödung bishin zu elektrochemischen Materialveränderungen.

Wenn es wirklich ein solches Interferenzmuster ist, kann auch eine Resonanz mit bestimmten Vibrationen vorliegen. Dagegen könnte die Änderungen der Elektrodenlänge und damit deren Eigenfrequenz Abhilfe schaffen.

[bozano]

Ein sehr interessanter Fall.
Um Aussagen machen zu können, braucht man mindestens einige gute Bilder der unbeschädigten Elektroden, der beschädigten Elektroden und natürlich noch die Einbausituation.

[irony]

Gibt es hier noch mal neue Informationen?

[bozano]

Leider nicht. Mit den dürftigen Informationen die hier gegeben waren, konnte man keine Aussagen machen, die hätten einigermaßen richtig sein können.