PRACTISCH ZAKHANDBOEK VOOR DEN
MACHINIST – BANKWERKER Door J.E.Bos, machinist.
Bewerkt door vrijwilligers bij Het Scheepvaartmuseum te Amsterdam ten bate van instructie aan boord van het SS Christiaan Brunings
BAARN. – J. F. VAN DE VEN.
1
VOORWOORD. Het doel dat wij ons voor ogen stelden bij de samenstelling van dit werkje was, om den machinist-bankwerker bij de vele moeilijkheden waarvoor hij bij nauwgezette plichtsvervulling komt te staan, met raadgevingen en wenken behulpzaam te zijn. Tevens kunnen Eigenaren en Directeuren van stoombedrijven hierin vinden, wat zij nodig hebben te weten om het werk van hun machinepersoneel te kunnen beoordelen. Zonder aanspraak te maken op volledigheid, menen wij toch, mede op grond van deskundige beoordeling, te mogen verwachten; dat dit handboek velen tot nut zal kunnen zijn. J. E. BOS. TER IDZARDT.
Voorwoord bij de bewerking. Het boekje wilde gevonden worden, het lag in een onoverzichtelijke berg, tussen meerdere onoverzichtelijke bergen van boeken, in een grote hal, tijdens de Nationale Boekendumpdag te Amsterdam. Het kan geen toeval zijn, dat het juist door iemand, bezig met het schrijven van instructies voor een stoominstallatie, wordt gevonden. De titel schrikt nog even af, “bankwerker”, maar een vluchtige blik op de inhoud overtuigde dat het vele nuttige tips voor “de amateur” bevatte. Natuurlijk, sommige informatie is verouderd, andere overbodig, en daar het een deel van het machine handboek voor de SS Christiaan Brunings wordt, zal er in gesnoeid en verbeterd worden. Het juiste jaartal van schepping is niet bekend, na 1910, voor 1920, het genoemde patent op gelijkstroommachines duidt op 1900, het noemen van twee patenten voor expansie kleppen lijkt na ’20 minder relevant, de taal kan in die periode. De taal wordt zoveel mogelijk met rust gelaten, maar daar waar aanvullingen nodig zijn, wordt er overgeschakeld naar modern Nederlands. De onvermoeide speurtochten van Inus van Hekken naar computertoepassingen maakten het eenvoudig aanpassen en bewerken mogelijk. 04 april 2006 Het Scheepvaartmuseum
Frans A. Meijer
2
I. ONDERHOUD. Vergelijkt men de comfortabele machinekamers met hunne prachtige machines van heden, met de ongezonde en bekrompen installaties van vroeger, dan valt ook op dit gebied een belangrijke verbetering op te merken. Behoorde men voorheen wel een bizonderen ijver te bezitten om alles netjes in orde te houden, thans wordt de lust daartoe als van zelf aangekweekt. Het dagelijksch verblijf in een frissche gezonde omgeving schenkt energie naar lichaam en geest 1. Schoon houden en poetsen. Alle blank bewerkte machinedeelen en appendages moeten zuiver blank worden gehouden, en mogen niet worden geschilderd. Het schuurlinnen mag niet te scherp zijn, men gebruike dus de fijnste nummers. Door het gebruik van grof schuurlinnen ontstaan groeven en krassen, welke bij den vakman niet voorkomen. De scherpe kantjes der machinedeelen mogen niet met schuurlinnen worden geraakt, omdat het afronden der hoeken de machine ontsiert, en een verouderd aanzien geeft. Men poetst steeds volgens de lijn van afwerking en in concentrische lijnen van cilinder en pompdeksels, moeren, koppen van bouten enz. kan, bij gemis van een draaibank, zeer goed op de spil ener boormachine worden gedaan. Groote deksels met eene lijst. Valsche lijnen, als slangen op assen en dergelijke, worden door den vakman niet aangebracht. Hoe blanker (dieper) men staal en ijzer polijst, des te langer blijft het schoon en roestvrij. Machinedeelen welke vetvrij kunnen worden gehouden, zooals de blanke buitenkant van vliegwielen, cylinderdeksels, bekleedingsbanden, klepstoelen; ook hekwerken enz., kan men het best blank houden met vloeibare poetspommade. Ook koper en brons poetst men nimmer met schuurlinnen; roode poetspommade geeft een dieper glans, welke langer blijft dan witte. Vastgebakken machineolie lost men op met zeep, wanneer door dagelijksch bedrijf het staal en ijzer niet roest, kan men deze metalen als stangen, assen, moeren enz., langen tijd met zeep en een weinig water blank houden. Gebakken cylinderolie kan men oplossen met benzine of terpentijn, enkele soorten ook met petroleum. Ketelappendages ziet men vaak ontsierd door chemicaliën, tijdig verpakken is hiertegen het beste middel.
3
Het frame der machine moet netjes zijn geschilderd, chocoladekleurig met zwart afgezet staat goed. De fundering schildert men grijs. Voor de kleuren van pijpleidingen zijn vaste voorschriften gegeven, opdat men aan de kleur met meerringen kan zien of men stoom-, water-, lucht of andere pijpleidingen voor zich heeft. De merken toonen nadere bizonderheden aan. Voor stoom is de pijpkleur: wit; met één rooden band: verzadigde stoom, één groene band: afgewerkte stoom; voor water is de kleur groen; met één zwarten ring: vuil water; met witte stippen: drinkwater; met één rooden ring: druklucht; Voor vacuumleiding is de kleur gijns; De ringen en teekens overal aan te brengen waar deze het best in het oog lopen. Men zij voorzichtig met de olie, opdat geen vlekken hiervan op den vloer hetgeen dezen een onzindelijk aanzien geeft, en tevens gevaar voor uitglijden doet ontstaan. Gebeurt het dat er olie op den vloer gemorst is, dan veegt men die direct op. Machine- en cylinderolie worden op een geschikte plaats dicht bij de machinekamer opgeslagen, de vaten zijn te voorzien van kranen met flinken doorlaat; opdat men vlug en zonder morsen kan aftappen. Lekbakken met roosters onder de kranen zijn gewenscht. Het afnemen der machine moet geregeld plaats hebben, ook bij doorgaand bedrijf kan afloopolie enz. wel verwijderd worden; gevaarlijke punten late men liever wachten tot de machine is gestopt. Men begeve zich niet moedwillig in gevaar. De gereedschappen en sleutels hange men aan daartoe bestemde borden, waarop elk stuk zijn vaste plaats moet hebben. Blank gereedschap houde men blank. Vijlen, beitels enz. berge men in laden of kastjes onder de werkbank, doch ook zóó, dat elk stuk direkt kan worden gevonden. Verpakking, peilglazen en verdere machinekamerbehoeften moeten op een stofvrije plaats worden geborgen, en zoo geëtaleerd dat men alles kan overzien, en bij behoefte voor het grijpen heeft. Men houde van verbruik en voorraad boek, opdat alles op tijd kan worden besteld en ontvangen. Orde en zindelijkheid in alles is steeds het kenmerk van een goed machinist en stoker; en behoort de geheele installatie daarvan het toonbeeld te zijn.
4
Niemand meent dat poetsen en schoonmaken zijner onwaardig zijn; de meest bekwame vakman zorgt dat het aan hem toevertrouwde niet slechts onberispelijk en voordeelig werkt; hij maakt ook dat alles in netten staat verkeert, zoodat het geheel er zelfs na jaren dienst al als nieuw uitziet, en geniet ook daarom de waardeering van zijn meerdere. 2. Verpakken. Op tijd verpakken verhoogt de bedrijfszekerheid is voordeelig en vermindert het gevaar. De flensen van stoomleidingen, cilinder en schuifkastdeksel, verpakt men in den laatsten tijd met succes met klingerit, of soortgelijke. Wel alles asbestvrij. De flensen van waterleidingen, luchten andere pompdeksels, kunnen verpakt met rubberplaat doorweven met koperdraad of linnen. Om goed te verpakken moet men de vlakken zuiver schoonmaken met een scherpen driekant. Voor vlakke, dus bewerkte flensen of deksels neme men zeer dunne pakking (1 a l½ m.M.). Bij ruwe vlakken moet de pakking iets dikker zijn, opdat de oneffenheden goed gevuld kunnen worden. Dunne pakking geeft minder kans op wegblazen. De doorlaatopeningen en boorgaten schrijve men zuiver af, en neme deze ruim opdat de doorlaat niet verkleind, en de bouten vrij door de gaten gaan. Flensen en ronde dekselpakking snijde men uit met den cirkelsnijder, gaten met holpijpen, die in de meest voorkomende maten voorhanden moeten zijn. De moeren moeten licht op den draad der bouten loopen, is de draad beschadigd, dan snijde men deze eerst goed op. Gelijkmatig aantrekken van alle bouten is een vereischte, daar bij scheef doortrekken de pakking niet zal kunnen aanknijpen, terwijl flens of deksel zouden kunnen breken. Man en slijkgaten worden verpakt met speciale pakkingringen, het draagvlak schrape men goed af. Bij het aanzetten dezer deksels, zij men er op bedacht dat de rand evenredig naar buiten komt bij het aanhalen, en niet klemt. Alle verpakking bestrijkt men aan de eene zijde met potlood, opdat bij het losnemen de pakking loslaat en onbeschadigd blijft. Stopbussen van zuiger of schuifstangen, afsluiters, kranen enz., welke onder stoomdruk staan, verpakt men met succes met Klingers' patent stopbuspakking. Deze pakking verdraagt hoogen druk en temperatuur, is zelfsmerend en veerkrachtig.
5
Zelfs in uiterste gevallen gaf deze pakking absolute dichting, en is, daar zij jaren goed blijft, goedkoop. Voor de stopbussen van lichten voedingpompen, kan vierkante henneppakking worden toegepast, welke gemaakt moet zijn van prima zachte hennep. Voor de voedingpomp mag de henneppakking niet zijn ingevet, omdat de vetdeelen het water mee naar buiten nemen. Een voedingpomp die geregeld doorwerkt (geregelde voeding) loopt steeds nat, waardoor smeren onnondig en zonder resultaat is. Goed schoonmaken der pakkingbus, zuiver op lengte snijden der pakking, gelijkmatig indrijven en aanzetten, is voor een goed resultaat vereischte. De einden der afzonderlijke ringen moeten elkander dekken, zoodat de aanzetting steeds weer op een andere zijde der bus komt. De moeren moeten met de hand op de bouten gaan en ook de gland zonder klemmen in de pakkingbus kunnen zakken. De moeren moeten losjes worden aangehaald, daar anders de pakking hard wordt. Stopbuspakking moet niet door stijf aanzetten, doch door veerkracht dicht zijn, daar anders de wrijving te veel wordt vergroot. De oude pakking verwijderd men met een pakkingtrekker, en wel zóó, dat de punt van den trekker is gericht naar den buitenkant der bus, daar anders de stang wordt beschadigd. Ook kan men de oude pakking verwijderen met stoom. Het indrijven doet men met houten pakkingdrijvers. Is een stopbus met licht aanzetten niet meer dicht, dan is dit een bewijs dat de veerkracht der pakking verloren is, en moet de pakking worden vernieuwd. De stangen zullen door afslijting te veel ruimte krijgen in de bussen, opnieuw verbussen is dan noodig. Bij goede behandeling en tijdig verpakken zuilen de stangen geen groeven bekomen. De pakking houde men vrij van zand, vijlsel enz., daar ook hierdoor groeven in de stangen kunnen ontstaan. 3. Inslijpen van kranen en kleppen. Lekkende kranen of kleppen van afsluiters behooren, zoodra het bedrijf dit toelaat, ingeslepen te worden. Wacht men hier te lang mede, dan zal het draagvlak meer en meer wegvreten tot inslijpen met meer mogelijk is. Een begin van doorlaten kan men verhelpen door opwrijven. Voor het inschuren of slijpen kan men eerst grof amaril of carborundumpoeder
6
nemen, en daarna met zeer fijn poeder naslijpen. Van het slijppoeder maakt men een pasta door toevoeging van water of olie. Kleppen bestrijkt men op het draagvlak van den rand, en draait de klep op de zitting heen en weer, tot de geheele rand van beide geheel blank is geslepen. Kleine kleppen draait men met een booromslag, grootere met een kraansleutel of wringijzer. Veiligheidskleppen die geen binnengeleiding hebben, stelt men onder den hefboom (onbelast). Onder het slijpen drukt men licht op den hefboom. De in- en uitlaatkleppen slijpt men meestal in bij de werkbank; men neemt daartoe den geheele klepstoel met bedding en klep uit de machine. Kranen en kleppen welke door langdurig lekken te veel zijn ingevreten, moeten op de draaibank worden opgezuiverd. Bij lekkage kan men zonder moeite plug en voering, of klep en bedding verwisselen, en de lekke deelen bij de bank opzuiveren en inslijpen, om later weer dienst te kunnen doen. Lekkende afsluiters in stoomleidingen zijn nog schadelijker, omdat deze stoom, dus verdampingswarmte doorlaten, (per K.G . stoom 650 calorieën, heet ketelwater 170 calorieën per K G ).
4. Bekleeden van stoomleidingen enz. Ter vermijding van warmteverlies wordt bekleeding aangebracht op stoomleidingen, afsluiters, stoomdrogers enz. De bekleeding bestaat uit de warmte slecht geleidende stoffen. Let op geen ASBEST.
7
II. HET STOKEN, enz. l. De brandstoffen Het hoofdbestanddeel van steenkolen is steeds koolstof, dan volgt gebonden water, daarna eenige procenten vrije waterstof, terwijl de meeste soorten ook zwavel bevatten. Het warmtegevend vermogen of de calorische waarde der steenkool, wordt bepaald door het koolstofgehalte. Kolen met een zeer laag gehalte vrije waterstof, zijn voor stoomketels minder geschikt omdat zij verbranden zonder vlam. Het is daarom dat anthraciet geschikter is in een vulkachel, dan voor ketels. Deze kolensoort wordt om zijn gasrijkheid en zuiverheid veel gebruikt voor de generator van zuiggasmotoren. De magere kolen uit de Nederlandsche mijnen mengt men meestal met vettere soorten. De voor ketels meest geschikte soort is de vlamkool. Het gehalte aan gebonden water is zeel verschillend, doch bij de vlamkool het hoogst. Slechts enkele stokers kunnen rookvrij (of rookzwak) stoken. Somtijds kunnen, door geschikte menging met magere, goede resultaten worden verkregen, Duitsche kool bakt meer dan Engelsche, en moet dus meermalen worden doorgehaald. Dat de Engelsche kool niet aaneen bakt is oorzaak dat er gemakkelijk gaten in de brandstoflaag ontstaan, hetgeen zeer schadelijke gevolgen kan hebben. Daar de Engelsche kool echter veel beter de lucht doorlaat, kan de brandstoflaag dikker zijn dan bij Duitsche. Overigens zijn de kolensoorten zóó verschillend van samenstelling, dat de kool uit de eene Duitsche mijn b.v. wel 1/3 meer calorische waarde heeft dan die uit een andere mijn van Duitschland. Ook de Engelsche is zeer verschillend van kwaliteit, terwijl er veel Schotsche kool (die minderwaardig is) voor Engelsche wordt verkocht. Bij proefnemingen lette men ook vooral op het asch- of sintelgehalte, daar bij het vuurschoonmaken verlies ontstaat, maakt het een belangrijk verschil als men om de drie, dan wel om de zes uur moet afslakken. De proef moet dus steeds zoolang duren, dat men ook dit verlies kan vaststellen. Bij stookproeven moet, zou mogelijk het voedingwater gemeten worden, in elk geval moet de proef met de verschillende kolen steeds onder gelijk stoomverbruik plaats hebben.
8
De machinist make veel studie van steenkool en de verbranding daarvan, opdat hij zijne superieuren kan voorlichten met kennis van zaken, welke kolensoort in een gegeven bedrijf is te verkiezen. 2. Stoken volgens theorie en praktijk. Verbranding noemt men de verbinding der koolstof met de zuurstof der lucht. Heeft deze verbinding in de juiste verhouding, en onder gunstige temperatuur plaats, dan is de verbranding volledig. Het den schoorsteen verlatende gas heet dan koolzuur. Is de verhouding van luchtvervoer en temperatuur niet goed geweest, dan is de verbranding, wat men noemt onvolledig, het gas heet dan kooloxyd. In het eerste geval komen er 8000 calorieën per K.G. kolen vrij, in het laatste slechts 2400. Zoodat bij verkeerde luchtregeling en onoordeelkundig stoken, 70% der in de kolen aanwezige warmte-eenheden verloren gaan. Het is dus van groot belang dat de stoker-machinist weet, onder welke omstandigheden de volledige verbranding kan worden bereikt. In vele bedreven is echter nog een zekere sleur waar te nemen, als maar stoom wordt gehouden is men tevreden. Vele stokers en machinist-stokers weten nauwelijks hoeveel stoom zij per K.G. kool kunnen produceeren, stook maar raak! Wij willen in het kort uiteenzetten, onder welke omstandigheden het hoogste nuttig effect van de brandstof kan worden bereikt. Theoretisch is voor elk K.G. koolstof 11 K.G. lucht noodig voor verbranding. Daar echter de steenkool, zooals is opgemerkt, behalve koolstof, ook andere stoffen bevat, waaronder vooral voor waterstof veel lucht noodig is, rekent men in de praktijk gemiddeld 20 K.G. lucht per K.G. kolen. Men spreekt daarom van een luchtoverschot. Deze groote luchthoeveelheld zouden we niet noodig hebben, wanneer de dampkring behalve zuurstof (waar het om te doen is), geen veel grooter percentage stikstof bevatte. Zuivere lucht bevat 23% zuurstof en 77% stikstof. Aangezien dus de luchtvervoer een zeer nauw verband houdt met de hoeveelheid te verbranden kool, moet de trek steeds in verhouding staan tot de dikte van de brandstoflaag. De trek moet zo sterk zijn, dat een goed liggend vuur tijdens het doorbranden de witgloeihitte nabij komt (1000-15000). Deze temperatuur moet voortdurend blijven bestaan, waaruit volgt dat de opgeworpen kool niet over het geheele vuur mag worden gestrooid, doch slechts op een gedeelte (nooit meer dan de voorste helft, kopstoken).
9
Bij geheele bedekking van den rooster met versche kolen, zal de temperatuur plotseling sterk dalen, waardoor de uit de kool ontwikkelende gassen door te lage ontstekingstemperatuur, onverbrand den schoorsteen ontwijken. Bij te lage temperatuur gaan in den vorm van rook, de uit waterstof en koolstof samengestelde koolwaterstofgassen verloren, die bij de juiste verbrandingstemperatuur een groote hoeveelheid warmte kunnen ontwikkelen. Om een en ander te bereiken is het noodzakelijk dat de uit de versch opgeworpen kolen ontwikkelde gassen, direct bij hun ontstaan de voor hun verbranding noodige hitte en luchthoeveelheid vinden. Is de laatste te groot, dan heeft dit ook daling der temperatuur ten gevolge. Is de trek te zwak, zoo wordt de gloeihitte niet bereikt. In beide gevallen gaat een groot deel der in de kolen aanwezige warmte verloren. Een sterke rookvorming wijst steeds onvolkomen verbranding, hetzij dit ligt aan den stoker, of aan te weinig schoorsteentrek. Het vuur moet gesloten zijn, mag geen open of doode plekken vertoonen, daar hierdoor de voor verbranding noodige lucht stroomt, zoodat deze niet in innige aanraking met de brandstof komt. De lucht ondervindt n.l. in een opening van het vuur minder weerstand, zoodat door een kleine open plek van den rooster reeds een groote hoeveelheid lucht wordt gezogen, welke behalve het genoemde nadeel, ook nog daling der temperatuur in den vuurhaard ten gevolge heeft.. Gaat het stoomhouden moeilijk (zwaar stoken), dan voldoet het best om telkens vóór het opwerpen de brandende kolen naar achteren te schuiven, zoodat op de voorste helft niets anders dan geheel doorgebrande cokes ligt te gloeien, waarop de versche kool wordt geworpen. De bediening van het vuur moet vlug uitgevoerd worden, daar de door de geopende vuurdoor binnen stroomende koude lucht, afkoeling ten gevolgd heeft. Voor sommige kolensoorten is het geven van bovenlucht noodzakelijk, doch moet deze in goede verhouding staan tot de onderlucht. De bovenlucht ondersteunt de verbranding, bevorderd de innige verbinding der gassen, en kan dikwijls het middel zijn tot verkrijging van een rookvrije verbranding. Het telkens openen van de vuurdeur doet de inwendige temperatuur sterk dalen. Men zou dit kunnen voorkomen door knijpen van het register, doch dit heeft weer het nadeel dat de verbranding onvolkomen is door gebrek aan lucht. Ook het herhaald doorhalen, en daarna direkt opwerpen is verkeerd, de gassen worden dan gesmoord, het vuur krijgt wel een groote inwendige hitte, (waarvan slakvorming en roosterverhitting het gevolg is) doch het verwachte resultaat laat te
10
wenschen over, door onvolkomen verbranding. Ook daarom is het zoo van belang dat men slechts voor op het rooster versche kolen brengt. Verder kan slechts bij te weinig trek een dun vuur voordeelig zijn. Een dun vuur toch biedt den onder den rooster staande luchtdruk zóó weinig weerstand, dat deze zonder wrijving de brandstof passeert. Bij natuurlijken trek rekent men dat gemiddeld 75 K.G. kolen per M2. roosteroppervlak per uur kunnen verbranden. Gewoonlijk echter wordt niet meer dan 6 K.G. Stoom per K.G. kolen geproduceerd, terwijl men vele installaties aantreft waar men niet hoger dan 5 K.G. komt. Tijdig vuur schoonmaken is voordeelig, daar de gevormde slakken de warmte opnemen en den luchttoevoer belemmeren. De ketel moet tijdig worden schoongemaakt, asch, roet en ketelsteen zijn slechte warmtegeleiders. De schoorsteen-temperatuur zij niet hooger dan 2800. 3. Behandeling van ketels. De levensduur van een stoomketel is afhankelijk van de behandeling. Gelijkmatig uitzetten en krimpen is van belang voor de instandhouding. Door heftig opstoken na voorafgaande afkoeling b.v., ontstaan schadelijke materiaalspanningen, deze spanningen hebben tijdelijke vormverandering ten gevolge, waardoor op den duur scheuren onvermijdelijk is. Gegolfde vuurkanalen kunnen beter tegen plotseling uitzetten en krimpen, omdat de golven den rek of krimp opnemen waar deze bij de gladde kanalen geheel op den rek komt. Langzaam opstoken, geregeld stoken en voeden is raadzaam; het opstoken van den kouden ketel moet zeer langzaam plaats hebben Tijdens het vuur schoonmaken sluite men gedeeltelijk het register, om schadelijke afkoeling te voorkomen. Bij een zeer ongeregeld stoomverbruik moet de stoker-machinist bijtijds kennis worden gegeven van veranderlijk stroomverbruik, opdat hij niet door plotselinge vermeerdering genoodzaakt is het vuur ineens te forceeren. 4. Afspuien. Het afspuien b.v. voor schoonmaken moet niet onder vollen druk, doch bij 2 à 3 Atm. plaats hebben. Vooral het laatste, waarbij door wegblazen van den stoom de druk verminderd, moet zeer geleidelijk gaan. Na lediging moet de ketel afkoelen met gedeeltelijk gesloten register, menige
11
ketel is door te snelle afkoeling gekraakt. Het dagelijksche afspuien doe men bij korte tusschenpoozen en kleine hoeveelheden. Zoo mogelijk na eenigen stilstand van het bedrijf. Groote hoeveelheden in eens spuien heeft geen resultaat, daar dan het slik geen tijd heeft zich om de spuikraan te verzamelen. 5. Lekkage aan ketels. Lekke klinknagels, steunbouten en ook de naden, stuikt of kookt men dicht met den kookbeitel; bij voorkeur aan den binnenkant. Gescheurde halsen of nekken van vuurkanalen, worden met succes versterkt door het bijtijds opklinken van een ring aan den binnenkant. Lappen van ketelplaten is niet raadzaam, men doet beter de ingeteerde of puttige plaatsen geheel uit te hakken, en daarna een stuk op den binnenkant te klinken. Tegenwoordig wordt op de ingeteerde platen eenvoudig een laag ijzer geweld met de autogene welinrichting. Ook welt men op deze wijze wel geheele stukken in de ketelplaat. Het succes van autogeen wellen en lasschen hangt vooral van den werkman af. Ketels die gedurig onder stoom zijn hebben minder gevaar voor oxydatie, dan wanneer zij langen tijd buiten bedrijf zijn. Moet een ketel langen tijd buiten bedrijf gesteld worden dan vulle men hem geheel met water, totdat alle lucht wordt uitgedreven. Ook kan men het roesten tegengaan door den ketel droog te houden, waartoe het inplaatsen van potten met ongebluschte kalk aanbeveling verdient. Lekke vlampijpkragen worden gedicht met een pijpenwals, scheurtjes in de einden door het indrijven van ringen. Gesprongen vlam- en waterpijpen (bij pijpketels) sluit men tijdelijk af met een ankerbout, welke op beide einden van draad is voorzien, door middel van dichte flensen met verpakking. Tap, haak en flensbouten moet men tijdig vernieuwen. 6.Regels tot het voorkomen van ketelexplosie. Gangbaarhouden der veiligheidskleppen Zorgvuldig openhouden van alle appendages, als peilglastoestellen, proefkranen, laagwatersignalen enz., enz. Degelijk onderhoud van voedingpompen, spuikranen, voedingkleppen enz. Vermijding van schokken door plotseling openen van afsluiters.
12
Geleidelijk stoken en regelmatig voeden om plotseling uitzetten en krimpen te voorkomen. Tijdig herstellen van ontdekte gebreken. Vrijhouden van olie en ketelsteen, omdat door beide oververhitting der ketelplaten kan optreden.
13
III. STOOTEN IN DE MACHINE. Een rustig loopende machine is de trots van den machinist, terwijl elke stoot hem een ergernis moet zijn. Niet alleen is de stoot onaangenaam, doch ook schadelijk voor de machine en tevens van invloed op het stoomverbruik. Bij enkele stoommachines treft men hardnekkige stooten of trillingen aan, die moeilijk zijn op te sporen. Voor het met succes zoeken naar een stoot dient men bekend te zijn met de richting der tijdens den stoot werkende krachten. Elke stoot is een gevolg van ruimte tusschen eenige verbinding, of in de lagers der krukas, ongunstige traagheidswerking van het vliegwiel, doorbuigend frame, veerende kruk of krukas, of onjuiste stoomverdeeling. De hoorbare, zowel als de voelbare werking van den stoot wordt voortgeplant in de richting der kracht die den stoot veroorzaakte. Tijdens de inlaat- en expansieperiode werken de zuigerkrachten in de bewegingsrichting van den zuiger, terwijl gedurende de compressie een tegenovergestelde kracht op den zuiger, en door deze op de massa wordt overgebracht. Door de overbrenging van den druk zal wrijving en slijtage optreden in de richting der tijdelijke zuigerkrachten. Zoo neemt b.v. slechts één der leibaanzijde den druk op, terwijl de andere zijde slechts even draagt tijdens de compressie. Gevolg hiervan is dat bij slijtage het kruishoofd van onderen (dus aan de zoogenaamde werkzijde) moet worden opgevuld of nagesteld. De metalen zijn ook aan eenzijdige slijtage onderworpen, meestal in schuine richting naar beide kanten voor elken halven slag. Ontstaat een stoot door ruimte eenige verbinding, (in de metalen) dan zal deze steeds optreden tijdens de wisseling van druk voor, in of achter het doode punt. Ontstaat de stoot door wringen of doorbuigen dan neemt men hem waar tijdens de compressie, omdat dan de vliegwiel-energie den zuiger drijft. Voor hen die in het opsporen van stooten minder ervaring hebben opgedaan, zullen wij de meest voorkomende oorzaken nader omschrijven. 1. Stooten in den cilinder met zuiger en veeren. De zuiger is los op het tapsche gedeelte der stang, en wordt bij het omkeren (terug weg) tegen de moer geworpen; de stoot is het meest hoorbaar aan de krukzijde, omdat de geleidelijke compressiedruk aan dekselzijde den zuiger weer
14
opschuift. De spie die het kruishoofd aan de zuigerstang verbindt is losgewerkt of kromgeslagen; ook hier zal door inschuiven aan dekselzijde de stoot meest hoorbaar zijn aan de krukzijde. Het loswerken van zuiger en kruishoofd moet direkt worden verholpen, omdat de losse zuiger den cilinder zou kunnen verbrijzelen. Van dergelijke ongevallen zijn de gevolgen niet te overzien. De spie in de kruishoofdnaaf moet zuiver dragen, het spiegat moet zuiver op trek zijn gevijld, terwijl de spie voor wegslingeren moet geborgd zijn met een splitpen. De moer op den zuiger behoort gezekerd te zijn door een gespleten spie. Een der stopbussen van de zuigerstang is scheef of te stijf aangezet, of met te veel pakking gevuld; waardoor het ongesleten deel der stang tegen de pakking stoot. Bij niet verlengde zuigerstang kan de zuiger (dekselzijde) tegen den cylinderwand worden geworpen, het geluid is kloppend, doch kan vrij hevig zijn bij zware machines. Het klapperen of slaan der zuigerveeren kan ontstaan door te zwak gespannen veeren, de stoom drukt aan het begin van den slag de veeren in elkaar. Bij te sterke spanning kan een zuigerveer ook klapperen, of bij klemming zelfs stooten, omdat de klemmende veer telkens bij de omkeering der beweging een toestand van betrekkelijke rust moet verlaten. Verder kan een zuigerveer klapperen door te ver over den rand loopen. Door slijtage der metalen, of opschuiven van den zuiger en indringen der stang in het kruishoofd, kan de vrijslag zijn veranderd; zoodat tengevolge daarvan de veer te ver over den verwijden rand loopt waardoor deze door den stoomdruk plotseling in elkaar wordt gedrukt, om daarna zich weer tegen den cylinderwand te ontspannen. Is het loopvlak van den cylinder te lang, dan zal na slijtage een braam ontstaan, waartegen de veeren kunnen stooten. Enkele fabrieken maken den zuiger buiten de eindveeren kleiner in diameter, de veeren worden dan in de sponning aangedrukt door den compressiedruk, en kunnen dan niet meer klapperen. Dit is vooral een uitstekend middel bij veeren die door slijtage een weinig ruimte in de sponning hebben gekregen. Zware stooten kunnen optreden door dat de cilinder niet zuiver is gemonteerd, zoodat de hartlijnen van cilinder en leibaan niet samenvallen. Of dat de cilinder niet precies haaks op de krukas ligt. Ook kan de cilinder zijn losgewerkt van het frame. Bij metaalpakking kan het voorkomen dat de onderste laag hard is geworden, en
15
daar de zuigerstang vroeger is uitgezet dan de verpakking, stoot de slijpzand der stang op de pakking, of de pakkingringen klemmen om den zuigerstang. Deze stoot komt meestal voor even na het aanzetten, zoodra ook de ringen zijn uitgezet verdwijnt de stoot. 2. Stoot in het kruishoofd. Wanneer het kruishoofd te veel ruimte heeft, zal het bij de wisseling van den druk tegen de werkzijde worden geworpen. Door verkeerd opvullen of stellen der sloffen kan de zuigerstang uit het hart geraken, waarvan sterke wrijving stooten en heetloopen het gevolg is. Ook door te stijf opvullen of aanzetten der sloffen ontstaat door klemming een stoot bij de omkleding der beweging. Eindelijk kunnen door onjuiste smering en drooglopen ook stooten ontstaan. De werkzijde moet het meest worden gesmeerd. 3. Stoot in kruishoofdpen en krukmetalen. Het kruispenmetaal kan te ruim zijn, scheef gevijld in de deelvlakken, scheef opgevuld, of klemmen, het kan te ruim zijn in den drijfstangkop of overlangs in den kruishoofdgaffel. Alle genoemde oorzaken kunnen ook optreden bij het krukmetaal. Ook wanneer het krukmetaal te kort is, kan door zijdelingsche uitwijking een klapperde stoot ontstaan. De kruishoofd- of krukpen kan onzuiver rond, en losgewerkt in kruishofd of kruk zijn. Door af en toe de kruishoofdtap een hoek van 900 te draaien kan men hem rond houden. Door de lengteuitzetting der pen kan deze in den diksten conus te ruim worden; (daar door de lengteuitzetting het dikste gedeelte naar buiten gaat) men kan dit verhelpen door dit gedeelte met een latoen op te vullen, zoodat in kouden toestand het dikste einde te stijf is, na uitzetting passen beide einden. Om een stoot in kruispen- of krukmetaal te ontdekken voert men een voor een grootere hoeveelheid olie toe. 4. De krukas met kussenblokken of lagers. Behalve ruimte in de lagermetalen kan de oorzaak van stooten hier zijn: De krukas ligt niet zuiver haaks op het hart van cilinder en leibaan, of niet
16
waterpas. 5. Stoot In de excentriekbeweging. Scheef opgestelde excentrieken loopen heet of stooten. Een stoot treedt op wanneer de spie is losgewerkt. Dit komt dikwijls voel met spieën welke op platte kanten zijn gedreven In spiegleuven van behoorlijke diepte komt het loswerken zelden voor. Verder door ruimte der ringen of beugels om de schijven. De ringen moeten in de zijden vrijlopen; daar zelfs met veel ruimte nog heetloopen kan ontstaan, het zou dus stooten en heetloopen kunnen worden. De scharniermetaaltjes hebben te veel ruimte om de bouten, of zitten los in den vork of kop der stang; ook kan hier stooten voorkomen door te stijf aanzetten daar dan de schuifstang de zijdelingsche uitwijking tracht mede te maken. De stopbussen der schuifstangen zijn te stijf aangezet, of scheef aangehaald, met te veel pakking gevuld, of droog geloopen. De stoot der schuif wordt op het excentriek overgeplant, heeft dus de schuif overlangsche ruimte, (meer dan noodig is voor het aanleggen) zoo zal bij de omkeering een stoot ontstaan. Sommige fabrieken maken de verbinding der grondschuif met de stang door een zwaluwstaart-vormige inkeping, waarin het passtuk aan de schuifstang grijpt, deze verbinding is alleen dan duurzaam, wanneer de speelruimte kan worden nagesteld. Ook bij klemmen en droogloopen kan een stoot optreden. Wat voor excentriek en schuif is aangegeven is ook van toepassing op expansieschuif met excentriek. Lekkende schuiven veroorzaken een fluitend geluid. 6. Stooten in de luchtpomp. De zuiger kan zijn losgewerkt. De zuigerpakking kan te zwaar zijn, doordat men te weinig rekende op de uitzetting der pakking. De stoot kan verder worden teweeg gebracht: door ruimte in eenige verbinding van de overbrenging der beweging, als excentriek, stangmetalen, stropmetalen; (bij balans beweging) of bij overbrenging met een volg- of contra-kruk, komt het voor dat de hartlijnen niet overeenkomen. Door: gebrek aan lucht tusschen zuig en perskleppen, welk gebrek door een snuifklepje of door een omloopkraan met leiding kan worden verholpen. Door te weinig lichthoogte der kleppen, hetgeen dikwijls voorkomt bij toename van het stoomverbruik; de kleppen zijn dan te klein van doorlaat voor de meerdere condensatie-producten.
17
Door: het loswerken der borgen, of door lekke versleten kleppen, te stijve kleppen of te hooge compressie op het wastewater. (Spreek uit: weeswater). Doordat er te weinig water op de perskleppen blijft staan, kan de luchtpomp erg knallen. Bij uitmonding der wasteleiding onder water, moet de persruimte voorzien zijn van een standpijp voor afvoer van de lucht, de ophooping van lucht heeft anders knallen tengevolge. 7. Stooten in de voedingpomp. Wanneer de stoot niet wordt veroorzaakt door ruimte in de verbindingen van de overbrenging der beweging en ook de pakkingbus zonder gebreken is, dan ligt de oorzaak van stooten meestal in nadeelige luchtophooping. Luchtstooten kunnen ontstaan door het te hoog liggen der persleiding. De persleiding moet, ter vermijding van luchtophooping, niet hoger zijn gelegd dan de windketel; zoodat de bovenkant windketel het hoogste punt vormt, het water zal dan geen lucht mede voeren in de persleiding. De voedingpomp stoot of klappert ook wanneer de zuigleiding een te kleinen doorlaat heeft; doordat nu het door den plunger verplaatste volume niet met water kan worden gevuld, ontstaan de bekende slagen. De zuigleiding kan te klein zijn gekozen, doch deze kan ook inwendig zijn aangegroeid, of deels verstopt door vuil. De zuighoogte kan te groot zijn. De kraan in de zuigleiding moet steeds geheel open zijn, elke vernauwing van doorlaat verhoogt den weerstand en schaadt de goede werking der pomp. Door inslijpen en afslijting, verandert op den duur de lichthoogte der zuigklep en kan deze hierdoor te weinig lichthoogte krijgen. Bedoeld is hier, dat, zooals meestal het geval is, de persklep boven de zuigklep ligt, en dus door slijtage van de eerste, de laatste te weinig lichthoogte krijgt.
18
IV. DE STOOMVERDEELING, Alle moeite en zorgen voor het zuiver passend maken der verschillende metalen zijn te vergeefsch, wanneer niet tevens de organen der stoomverdeeling zuiver zijn geconstrueerd en gesteld. 1. De compressie. Zware stooten kunnen optreden wanneer de compressie te hoog is. De einddruk der compressie mag nooit hooger zijn dan de spanning van den verschen stoom, doch liefst ook niet veel lager. Ook kan de stoot veroorzaakt worden door te weinig compressie; in dit geval wordt de energie der bewegende massa van zuiger, zuigerstang, kruishoofd en drijfstang, niet tijdig opgevangen door een veerend stootkussen, gevormd door de compressie. Compressie ontstaat door samendrukking der in den cilinder achtergebleven uitlaatstoom. Hieruit volgt dat bij machines met condensatie het resultaat der compressie kleiner is dan bij die zonder condensor; omdat bij de eersten tijdens den uitlaat een vacuum in den cilinder ontstaat; zoodat op het ogenblik dat de uitlaat wordt gesloten de spanning bijna nul is. Teneinde hieraan eenigszins tegemoet te komen; laat men bij de machine met condensatie den uitlaat korter duren; waardoor de compressie-periode langer wordt, en dus de einddruk der compressie hooger. De compressie-periode moet voor beide cylindereinden even lang zijn. Vermoedt men een stoot tengevolge van te weinig compressie, dan vermindere men door het openen van een aftapkraan het vacuum; vermindert nu de stoot, dan is vastgesteld, dat de oorzaak ligt in te weinig compressie bij hoog vacuum; omdat door vermindering daarvan de stoot minder sterk was. In dit geval helpt men zich bij schuifmachines door het inzetten van koperen strookjes (compressie-strooken) aan de uitlaatzijde der schuif (uitlaatlappen). De breedte dezer strooken moet door proefnemingen worden gezocht. Men moet echter wel bedenken dat door vergrooting der compressie, tevens de vroege uitlaat wordt verkleind. De compressie-periode mag zoo lang duren als een goed cylindervacuum toelaat. Zoo kan b.v. de oorzaak liggen aan een lekke schuif of klep; waardoor tijdens de compressie nog versche stoom achter den zuiger komt. Doorlatende zuigerveeren verhoogen op dezelfde wijze den compressiedruk.
19
Bij een juist gestelde compressie zal de schadelijke ruimte op het einde van de samendrukking gevuld zijn met stoom van gelijke spanning als de versche inlaatstoom. Wanneer dit ideaal te bereiken is, zal er geen val in druk zijn bij den vóórinlaat; hetgeen zeer voordelig is. Ongelijke compressie kan ook ontstaan door slijtage der metalen, waardoor de vrijslag van den stoomzuiger eenerzijds verkleint, en anderzijds vergroot wordt. Door opvullen kan men den vrijslag herstellen. 2. Vóóropening. De vóóropening, of vóórinlaat, heeft plaats vóórdat de zuiger den eindstand heeft bereikt, dus vóór het doode punt. Deze vóórinlaat is noodig, omdat voor het instroomen zekere tijd wordt vereischt, waaruit volgt dat een snelloopende machine meer vóóropening moet hebben dan een langzaam loopende. De vóóropening moet zoo groot zijn dat de zuiger zijn weg onder vollen druk kan aanvangen. Naloopen der schuif kan groot stoomverlies veroorzaken. De vóórinlaat kan evenwel ook te groot zijn, zoodat vóór den eindstand (voor het doode punt) reeds de volle stoomdruk tegen den zuiger komt. Het gevolg van te groote vóóropening is dan ook dat de machine stoot, en somtijds zeer zwaar. De vóóropening moet voor alle vullingsgraden even groot zijn, en liefst aan beide zijden van den zuiger gelijk. Is de vóóropening te groot, dan kan, wanneer de uitlaat dit toelaat, het excentriek iets worden achteruit gezet, of bij kleppen verandering der nokken of duimen, eventueel verplaatsing der excentrieken. Is de vóórinlaat te klein, dan handele men omgekeerd. Laten uitlaat en compressie geene verplaatsing van het excentriek toe, dan kan men meestal door wijziging der inlaatlappen het gewenschte bereiken. Verwacht men dat de oorzaak van den stoot in ongelijke vóóropening ligt, dan probeert men door verschuiven der schuif; (slechts 1/10 m/m. ) verplaatst de stoot, dan is het gebrek gevonden. Ook bij te groote, en te kleine vóóropening, kan door verschuiven der schuif de oorzaak worden vastgesteld. Men kan deze proefnemingen van buiten uitvoeren door het wegnemen of tusschenleggen van plaatjes, tusschen de verbinding van excentriekstang met excentriek.
20
3. De vulling. Voor een rustiger gang is verder van groot belang dat de toelaatduur, of vullingsgraad aan beide zijden van den zuiger gelijk is; door ongelijke vulling zijn de krachten ongelijk verdeeld, waardoor tijdelijke versnelling en vertraging optreed. De evenredige verdeeling van arbeid, is bij machines met meerdere cilinders, werkende op meerdere krukken beter te bereiken dan bij de gewone ééncylindermachine. Zoo kan het voorkomen dat een machine bij grootere vulling (zwaar belast) goed loopt, en bij kleinere vulling (gedeeltelijke belasting) gaat stooten. Elke stoommachine heeft zijne eigenaardigheden: wat voor de eene machine een gunstigen invloed heeft kan bij de ander wel eens geheel niet passen; men heeft dus door proefnemingen het juiste te zoeken voor zijne machine. 4. Het stellen van schuiven. Niet alleen de rustige gang, ook het stoomverbruik staat in zeer nauw verband met de stoomverdeeling, een zeer kleine fout hierin begaan kan groote verliezen tengevolge hebben. Wij willen derhalve zoo duidelijk mogelijk omschrijven, hoe men de organen der stoomverdeeling nauwkeurig kan stellen. Bij het stellen van stoomschuiven (gewone bakschuif) mete men eerst of de afstand, hart krukas tot middenspiegel, precies gelijk is aan: middelpunt excentriekschijf tot middenschuif. Ook kan men het excentriek in den middenstand plaatsen, waarbij hartschuif op hartspiegel moet staan. Door verstellen der schuif is de juiste lengte der schuifstang te zoeken. Bij een juiste constructie zal nu de schuif voor alle perioden . Vóóropening, vulling, vroege uitlaat, en compressie goed staan. Doch aangezien hier wel eens iets aan hapert, controleert men door eerst aan dekselzijde den aanvang der perioden te noteeren en dan aan de krukzijde. Vindt men verschil, en is men overtuigd dat de meting nauwkeurig was, dan staat het bijna vast dat de constructie der lappen niet aan de eischen voldoet. Men vergete echter niet dat wegens de beperkte lengte der drijfstang eene fout in de stoomverdeeling ontstaat, waardoor aan de dekselzijde de inlaat en compressie iets grooter worden dan aan de krukzijde. De invloed der fout is afhankelijk van de lengte der drijfstang.
21
De fout ontstaat n.l. doordien bij den heengang van den zuiger zeker deel van den slag overeenkomt met een kleiner deel van den krukcirkel, dan bij den terugweg. De schuif zal dus bij den heengang ook gedurende een kleiner deel van den kruk-cirkel moeten vullen, om toch gelijke vulling, gemeten op den zuigerweg, te geven. Daar dan echter aan de andere zijde van den zuiger de vulling weer te groot wordt, zoekt men den invloed der fout te ontgaan door ongelijke lappen aan de schuif te construeren, zoodat, gemeten op den zuigerweg, de vulling zoo goed mogelijk evenlang wordt. In dit geval noemt men de constructie der schuif onsymmetrisch. De invloed is echter niet geheel te ontgaan, daar ook de schuinte (door beperkte lengte) der excentriekstang oorzaak is dat de uitwijking der schuif uit den middenstand, niet overeenkomt met eenzelfden afstand der excentriciteit uit het hart der as. De schuiflappen voor in- en uitlaat, moeten zoo zijn gekozen, dat vulling en compressie nagenoeg even lang kunnen zijn bij een juisten stand der schuif. Ten einde nu wat uitlaat en compressie betreft, de opening en sluiting der schuif uitwendig aan de bakschuif te kunnen zien; teekent men de kanten der dammen van den spiegel tot buiten de schuif over, en tevens de kanten der lappen van den achterkant der schuif naar dezelfde zijde (buitenkant schuif). Men is nu in staat, elke periode buiten aan de schuif af te lezen. Hoe men eventueele gebreken, als verschil in vulling en compressie, kan veranderen is reeds gezegd bij compressie, vóór opening en vulling. Kan men geen gebrek vinden en is toch de compressie aan een der zijden te hoog; dan kan het voorkomen dat door opvullen, resp. slijtage der metalen, de vrijslag ongelijk is, zoodat de schadelijke ruimte, waarin toch aan het einde van den slag de samendrukking plaats heeft, aan de eene zijde grooter is dan aan de andere, waardoor ook de einddruk der compressie ongelijk moet worden. Heeft men eenmaal een voordeeligen en rustigen gang bereikt, dan noteert men nauwkeurig alle perioden achter in dit handboek, ten einde bij eventuele verandering, hiermede zijn voordeel te doen. Door steeds elke bijzonderheid te boeken, verzamelt men zich zelf een schat van ervaringswetenschap, welke vooral bij de van zoo groot belang zijnde stoomverdeeling te pas komt. 5. Kentekenen van lekkage of fouten in de stoomverdeeling. Den uitlaat moet men als korte stooten kunnen hooren aan de uitlaatpijp. Is de uitlaat continu, wordt dus de stoom niet scherp afgesneden dan lekt de schuif of
22
kleppen. Is de uitlaat niet even lang op beide einden dan kan men dit ook zeer goed waarnemen. Wil men weten of de lekkage aan den zuiger, dan wel aan de schuif of kleppen ligt, dan handele men als volgt. Stel den zuiger in een stand dat eenerzijds expansie anderzijds compressie plaats heeft. Bij schuifmachines dus de schuif in den middenstand, en bij klepmachines zóó dat alle kleppen gesloten zijn; hoort men bij openen van den afsluiter geen stoom doorblazen, dan is de schuif of de inlaatkleppen dicht. Blaast de stoom door; dan probeere men door beurtelings sluiten der afblaaskranen op welk einde het doorlaten plaats heeft. Om te onderzoeken of de zuigerveeren dicht zijn, draaie men den zuiger in den eindstand en opene den afsluiter, laat de afblaaskraan aan het andere cylindereinde geen stoom door, dan is de zuiger dicht. Nu turne men de kruk in het andere doode punt en kan men zich ook hier van de dichtheid der zuigerringen overtuigen. Op dezelfde wijze kan men de dichtheid der schuif, uitlaatzijde nagaan. 6. Oorzaken van stoomverlies. Behalve onjuiste stoomverdeeling: Doorlatende schuiven Te licht gespannen zuigerveeren. Onjuist geslepen zuigerdeksels. Ovaal uitgeloopen cylinder. Groeven in den cylinder, veroorzaakt door ruwe behandeling of onzuivere cylinderolie, ook wel door te weinig smeren. Knijpen van den stoom in afsluiters of leiding. Condensatie van den stoom door te dunne of verkeerde bekleeding van leidingen en cylinder. Afkoeling van den cylinder door een te lange gemeenschap met den condensor (te lange uitlaatperiode). Doorlatende voedingkleppen, spuikraan en afsluiters, (wat de eersten betreft heetwaterverlies) lekkende pakkingbussen en pijpverbindingen. Natte stoom tengevolge van te kleine stoomruimte in den ketel. Te groote schadelijke ruimte in den cilinder met toelaatkanalen. Aan bedrijven van eenigen omvang behoort een indicateur aanwezig te zijn, en moet de machinist door een ingenieur met de behandeling daarvan op de hoogte
23
worden gebracht. De indicateur diagrammen toonen elk gebrek in de stoomverdeeling nauwkeurig aan, zoodat men met behulp van den indicateur minder lang heeft te zoeken naar gebreken. Ook aan kleine bedrijven loont het de kosten diagrammen te laten nemen.
24
V. BEDRIJFSTORINGEN. In het algemeen behoort de machinist elke bedrijfsstoring te voorkomen door nauwgezette bediening en zorgvuldig opzoeken en verhelpen van gebreken. De meeste storingen in het bedrijf bleken bij onderzoek te kunnen zijn voorkomen. 1. Waterslag. Waterslag was meermalen oorzaak van breuk bij stoommachines. Vooral bij het eerste aanzetten na afkoeling van de leiding en cilinder bestaat er gevaar. Daar stoom na afkoeling tegen de koudere wanden overgaat tot water, moet de stoomleiding vooraf zoolang worden verwarmt met stoom tot de stoomtemperatuur is bereikt, terwijl het gevormde condenswater vóór den afsluiter aan de machine door een geopende aftapkraan kan afvloeien. Eerst daarna laat men langzaam stoom in de schuifkast. Men verwarmt door omtornen den cylinder op beide einden. Zorgt men na goede vóórwarming dat bij het aanzetten de aftapkranen alle geheel open staan, dan is het gevaar niet groot. Geeft men daarentegen het water niet den tijd af te stroomen en zet men reeds aan voor de geheele cylinder enz. op stoomtemperatuur is gebracht, zoo kan het gevormde water zich achter den zuiger ophoopen; en daar water niet zoo snel door de poorten (tijdens uitlaat) kan ontwijken en zich niet laat samendrukken, zoo hoort men de waterslagen die reeds zoo vaak aanleiding gaven tot vernieling van cylinder en cylinderdeksel, enz., enz. Langzaam openen van de afsluiters, en geleidelijk vóórwarmen is tevens een vóórbehoedmiddel tegen de spanningen welke in het materiaal van leidingen, afsluiters en cylinder ontstaan door ongelijke uitzetting; de stoom kan n.l. niet alle deelen aanraken, zodat de gehele verwarming door overbrenging der warmte moet plaats vinden. Opent men nu plotseling den afsluiter, dan kan er van geleidelijke verwarming geen sprake zijn. Na vóórwarming moet de machine onbelast worden aangezet. Bij compound en triple expansiemachines worden de lage, resp. middel- en lagedrukcylinders voorgewarmd door middel van hulpschuiven, waarmede men stoom toelaat. Bij toepassing van stoommantels kan het vóórwarmen zeer volledig plaats hebben. Veerbelaste veiligheidskleppen zijn een goed middel ter voorkoming van breuk
25
bij optredende waterslag. Vooral bij staande machines zijn deze noodzakelijk, omdat hierbij het condenswater niet geregeld afvloeit, doch door den zuiger moet worden uitgedreven. Bij langere stilstand dienen de aftapkranen geopend te worden. Ook door te hoog ketelpeil, of door opkoken van het ketelwater kan water naar den cylinder worden gevoerd. Bij vorst zorge men voor afvloeien van alle water uit leidingen enz. (bij stilstand der machine). 3. Afslaan der luchtpomp en slecht vacuum. De oorzaken waardoor een luchtpomp afslaat zijn gewoonlijk: Lekke zuig- of perskleppen. Verstopte injectiepijp. Verstopte injectiekraan. Doorlatende pakkingbussen van de luchtpomp of injectiekraan. Versleten zuigerpakking. De luchtpomp eener scheepsmachine slaat wel eens af wanneer in nauwe vaarwaters te snel wordt gevaren; de achterwaartsche beweging van het water langs den rooster van den koudwaterbak, is oorzaak dat deze wordt leeggetrokken. Een ruime koudwaterbak met schuin naar voren geboorde roostergaten Een vacuum van 68 c.M. of ± 90%, is als normaal te beschouwen bij de gewone luchtpompen. De aanwijzing van den vacuummeter is eenigszins afhankelijk van den barometerstand, hoe hooger de luchtdruk des te hooger is ook de aanwijzing van den vacuummeter; het instrument is nl. ingesteld bij den gemiddelden barometerstand van 76 c.M. Slecht vacuum kan behalve door de gebreken der luchtpomp ook ontstaan door: Lekkende pakkingbussen der stoomzuigerstang. Ook kan op een of andere wijze lucht met de voeding in den ketel geraken, welke met de stoom naar de machine gevoerd, en in den condensor komt, waardoor het luchtledig zal verminderen. Gebreken aan de luchtpomp, waardoor het vacuüm vermindert, moeten zoo spoedig mogelijk verholpen worden, daar elke c.M. vacuumverlies, arbeidsverlies beteekent. De hoeveelheid benoodigd koelwater is afhankelijk van de temperatuur daarvan; zoo zal men in den zomer meer injectie moeten geven dan in den winter.
26
4. Weigeren en afslaan der voedingpomp. Tot de gewone oorzaken kan men rekenen: Verstopte zuigleiding. Vuil tusschen de kleppen. Ondichte zuigleiding. Doorlatende kleppen. Lekkende pakkingbussen van plunger en zuigkraan. Verder kan men door tijdig verpakken, inslijpen der kleppen enz., ook de genoemde gebreken verhelpen; en wanneer men dit tijdig doet er geen storing door krijgen. Er zijn echter ook speciale gevallen, waaronder wij noemen: Luchtophooping in de zuigleiding: De zuigleiding moet stijgend naar de pomp loopen, en mag niet hooger liggen dan deze. Vormt de pomp het hoogste punt, dan kan in de zuigleiding geen luchtophooping plaats hebben. Dikwijls ziet men de persleiding naar boven geleid; doordat de lucht het hoogste punt zoekt zal zich dezelve ophoopen in de pijp; door de samendrukking ontstaan slagen in de pijp die de goede werking der pomp schaden. De windketel moet het hoogste punt van de persleiding vormen, en moet door middel van een kraantje met leiding den luchtafvoer uit deze kunnen worden geregeld. Het slaan der kleppen verhelpt men door spiraalveeren op de kleppen te maken. De zuigkraan moet tijdens de werking der pomp geheel openstaan, opdat het door den plunger verplaatste volume geheel met water kan worden gevuld. Nog beter is het de voedingpomp steeds door te laten werken en het te veel opgevoerde water af te leiden door een takpijp met kraan aan de persleiding. Ook kan men een omlooppijpje met kraan maken tusschen zuig- en persruimte der pomp; zoodat steeds een te regelen gedeelte wordt teruggeperst. Op deze wijze kan men de voeding nauwkeurig stellen, zoodat de waterstand in den ketel steeds normaal blijft. Verder verhoogt een en ander de bedrijfszekerheid der pomp; de kleppen hebben minder te lijden, het vermindert de slijtage der pakking, en verhoogt door de gelijkmatige temperatuur den levensduur van den stoomketel. Ook is regelmatig voeden voordeelig. De nieuwere voedingpompen worden dan ook met een omloop ingericht op regeling. Zuigt de voedingpomp uit den warmwaterbak eener luchtpomp, dan kan (door
27
de pulsende werking der kleppen) het zijn dat de pomp lucht zuigt en afslaat. Een schotje uit plaatkoper voor de monding der zuigpijp geeft meestal voldoening. Hoewel theoretisch de waterkolom door dan dampkring 10,30 M. wordt opgehouden, kan op deze zuighoogte geen wateropvoer plaats hebben, daar in de leiding een weerstand moet worden overwonnen; welke afhankelijk is van de opvoerhoogte, van de hoeveelheid water, en van den doorlaat der pijpen. Waaruit wij de praktische gevolgtrekking maken dat de pomp het beste werkt met ruimen doorlaat en weinig opvoerhoogte. Voor een zekere werking kan men 5 meter als grens beschouwen. Wel werkt de pomp op 7 meter nog, doch niet zeker. Zoodra de zuighoogte meer dan 3 meter bedraagt is een voetklep gewenscht. Bij grootere opvoerhoogten laat men de pomp zakken, omdat de pershoogte minder begrensd is. Bij waterleidingpompen met diepbronnen brengt men compressors aan. 5. Weigeren en afslaan van een injecteur. De oorzaak ligt veelal in iets dat het condensatieproces tegenwerkt. De goede werking berust n.1. op de juiste afmetingen der conussen of bussen; in verband met een stoomdruk passend bij een gegeven zuighoogte. De aanzuiging heeft plaats doordat in den zuigconus een vacuum ontstaat door condensatie van den stoom, waaruit volgt dat het apparaat niet heet mag zijn. Als gewone oorzaken van weigeren kan men noemen . Verstopping der pijpen. Luchtophooping in de leiding. Lekke zuigpijp. Te kleine doorlaat der leidingen. De zuigleiding neme men één maat grooter dan den aansluitnippel of flens van den injecteur. De morspijp mag niet lang zijn. De perspijp moet voorzien zijn van een luchtkraantje, om bij het aanzetten de lucht te kunnen uitlaten. Scherpe bochten in de leiding vermijde men zooveel mogelijk. De stoomleiding van het apparaat mag niet van een andere leiding aftakken, doch moet direkt op den ketel aangesloten zijn. De gebruikte stoom moet droog zijn, door opkoken van den ketel slaat de injecteur af. Wanneer door langdurig voeden de stoomdruk daalt, moet de afsluiter méér
28
worden geopend. Voor zuigleiding kan geene slang worden gebezigd daar deze wordt platgezogen (tenzij met inwendige spiraal). Een voetklep aan de zuigpijp is van groot belang voor de goede werking, daar anders de injecteur bij het aanzetten telkens eerst de leiding luchtledig moet halen. Van tijd tot tijd moet het apparaat uit elkaar genomen, de kleppen opgeschuurd, en de bussen en conussen van eventueele aanzetting ontdaan; bij het opzuiveren der bussen enz. zorge men dat deze niet te veel afnemen, daar hierdoor de juiste afmeting wordt gemist. Bij het verpakken moet men de pakking even dik nemen als voorheen, daar door te dikke of te dunne pakking de afstand der bussen wordt gewijzigd. 6. Heetloopen der metalen. Ook door heetloopen kan men bedrijfsstoring krijgen . Zorgvuldig onderhoud der metalen, zooals dat in een ander gedeelte is omschreven, en goede smering, is het middel om deze storingen te voorkomen. Treedt toch heetloopen op dan is een weinig bloem van zwavel aan de olie toegevoegd uitstekend, het metaal wordt hierdoor spoedig weer gepolijst. Waterkoeling is af te raden. Toont een metaal ook bij goed onderhoud steeds neiging tot heetloopen, dan ligt dit meestal aan verkeerde montage. Ligt b.v. de krukas niet haaksch op het hart van den cylinder, of niet zuiver waterpas, dan is heetloopen van het hoofdlager en ook van de andere metalen onvermijdellijk.
29
VI. ONDERHOUD. 1. Demonteeren van machinedeelen. Het losnemen van enkele deelen brengt dikwijls moeilijnkheden mede. Het demonteeren enz. moet voorzichtig plaats hebben, ter vermijding van beschadiging. Wanneer de hellingshoek van de conische einden der zuigerstang gering is, kan men het kruishoofd of den zuiger niet zonder hulpmiddelen van de stang krijgen. Het beste is de naaf van het kruishoofd te verwarmen met een soldeerlamp, terwijl de zuigerstang koel gehouden wordt met natte doeken. De naaf zal nu uitzetten terwijl de stang dit niet doet, door toepassing van trek op het kruiswoord met de torninrichting of vliegwiel, en slagen met den koperen drijfhamer op de naaf terwijl de zuigerstang wordt gesteund, zal de stang spoedig loslaten. Men zorge vooral dat tijdens het slaan, aan het kruishoofd wordt getrokken, daar anders de slagen geene uitwerking zullen hebben. Bij het losnemen van den zuiger, moet deze worden verwarmd. De toegebrachte slagen moeten echter niet op den zuiger, doch tegen de stang worden gegeven; terwijl de zuiger gesteund en aan de stang per kruishoofd en drijfstang met de torninrichting wordt getrokken. De methode van verwarming kan men ook toepassen bij het losnemen van krukken, krukpennen vliegwielnaaf enz. Men mag nimmer met een stalen hamer op machine deelen slaan, doch gebruike steeds koperen drijfhamers welke in minstens twee grootten voorhanden moeten zijn. Bij het lichten van de krukas drage men zorg dat deze op minstens 2 plaatsen wordt gelicht, daar anders gevaar voor beschadiging, of zelfs voor knikken bestaat. Vóór men onder eenig machinedeel gaat werken, moet dit voldoende met stophout zijn ondersteund, en vertrouwe men dus niet geheel op den takelketting. Voor hijschwerktuig gebruike men meestal schroeftakels, welke door middel van loopkatten op balken juist boven het te lichten machinedeel kunnen worden gesteld. Een goed onderhouden machine mag nergens eenige braam of beschadiging vertoonen. 2. Onderhouden der metalen. De metalen van kussenblokken, kruk en kruishoofdpen, zijn van brons, of wat
30
de eersten betreft, met witmetaalvoering, ter vermindering van de wrijving. Kruishoofdmetalen zijn geheel van brons, omdat de eenheidsdruk op dit metaal te groot zou worden voor witmetaal. Bij het stellen of napassen der metalen bij kleine, of middelgroote machines, kan men door met de losse stang heen en weer te draaien gemakkelijk voelen of het metaal de juiste speelruimte heeft. Ook kan men bij deze machines wel aan het zwaardere draaien (aan het vliegwiel) voelen, of een kussenblokmetaal te stijf is aangezet. Het toepassen van vulplaatjes is zeer aan te bevelen, daar men dan vlug een plaatje latoen koper kan uitnemen wanneer te veel ruimte is ontstaan. Bij zware machines kan men niet meer op zijn gevoel de metalen stellen. Men beproefd hier de speelruimte door tusschen metaal en tap of ashals een looddraadje te knijpen. De dikte van het draadje geeft precies de speelruimte aan. Bij eenige ervaring weet men nu spoedig hoe dik het draadje kan zijn, dat zeker metaal voldoende speelruimte houdt voor de smering, en toch ook niet stoot. De dikte van het looddraadje varieerd van 1/10 tot een 1/20 m/m., gemeten met een micrometer. Een heetgeloopen metaal moet worden uitgenomen, en door uitschrapen met een aangeslepen stalen driekant worden bijgewerkt, zoodat alle ingevreten groeven zijn verwijderd en daarna gepolijst worden. Door toevoeging van een weinig bloem van zwavel aan de olie, loopt het metaal spoedig weer glad. Elk metaal moet in de zijden vrij loopen, daar anders de olie wordt afgestreken. In de zijden dragende metalen, schrape men dus zooveel uit, dat de zij vrij ligt. Bij beschadigde (bedorven) tappen of ashalsen gebruikt men een houten klem met amaril of carborundum-poeder, men kan op deze manier vele gebreken verhelpen. De oliegroeven houde men ruim, opdat de olie zich kan verdeelen over het geheele metaal. Na afslijting verwijde men de groeven met een daartoe aangeslepen beiteltje. Een heetgeloopen metaal of excentriekring krimpt bij plotseling afkoelen, men moet dit trachten te voorkomen door langzaam te laten afkoelen. Zoo mogelijk stopt men, en make het metaal of ring niet dadelijk los, zoodat het geheel met de massa afkoelt. Is toch krimpen ingetreden, dan zal de boring van metaal of ring te klein zijn geworden over de zijden zodat deze te stijf zullen gaan dragen, bijwerken is nu noodig. Ashalsen en kruktappen vertoonen dikwijls langsscheurtjes welke vreten van het
31
metaal kunnen veroorzaken. Deze scheurtjes ontstaan door optredende spanningen, (druk en trek) dichtstuiken helpt weinig, beter is het dat men de scheurtjes verwijde tot groeven die dan de wisselende werking bij uitzetten en krimpen opnemen. Bij te grooten eenheidsdruk op een metaal kan het gebeuren dat er deeltjes van het metaal worden weggedrukt, welke vastloopen en daarna heetloopen veroorzaken. Toepassing van een harder metaal is meestal het beste in dit geval. Zaakkundig onderhoud der metalen, brengt de wrijving tot een minimum terug, en beperkt het smeerolieverbruik. Het normaalhouden der metalen excentrieken enz., tijdens bedrijf, is dan ook niet een gevolg van grooten olietoevoer, doch van de gunstige verhouding van druk en wrijving en oordeelkundige smering. Vierdeelige metalen zijn gemakkelijker passend te stellen dan tweedeelige. Bij grootere machines zijn de hoofdlagers dan ook steeds met vierwielige metalen uitgevoerd. 3. Aangieten van ijzeren of koperen schalen met witmetaal. Wanneer een metaal te veel is uitgeloopen, kan men het zelf bij eenige geoefendheid weder als nieuw maken door aangieten met wit metaal, ook wel babbitsmetaal genaamd. Het witmetaal bestaat uit 80 deelen tin, 10 deelen kapel en 10 deelen antimoon; dit is een goed lagermetaal, hoewel men velerlei samenstellingen onder allerlei namen in den handel brengt (van f 0.60 tot f 1.50 per K.G.). Men smelt in een potlooden kroes, of in een gietlepel van zoodanigen inhoud, dat het geheele metaal in één gieting gesmolten kan worden. Het vuur onder den lepel of kroes moet langzaam branden, daar anders het metaal verbrand. Men smelt onder gedurig omroeren. Het aan te gieten metaal of lager moet vooraf worden vertind, en voor het gieten worden verwarmd, daar anders door stolling de gieting mislukt. De lucht moet n.l. tijd hebben zich te verwijderen. Bij het gieten om een ashals of tap, moet ook deze om dezelfde reden worden verwarmd met de soldeerlamp. De ashals of tap maakt men zwart met een walmende kaars, om aanhechting te voorkomen. Het gieten moet geleidelijk, en onder voortdurend omroeren worden uitgevoerd, daar anders door bezinken van het zwaarste de samenstelling verandert waardoor
32
de duurzaamheid zou kunnen verminderen. Best witmetaal weerstaat een druk van 50 K.G. per c.M2. Het smelt reeds bij 2750, het vloeit dus spoedig bij ernstig heetloopen. 4. Druk op de metalen. De druk op een metaal vindt men door den totalen stoomdruk over te brengen op het metaal. De verhouding der oppervlakken van zuiger en draagvlak metaal geeft tevens het verschil in druk per c.M2. Bij voorbeeld: een stoommachine werkt met stoom van 7 Atm. begindruk, het zuigeroppervlak is 1200 c.M2.; gevraagd wordt de druk op het kruishoofdmetaal, waarvan het dragend oppervlak 60 c.M2. is. Het metaaldraagvlak is dus 1/20 van het zuigeroppervlak, de druk alzoo 20 maal grooter, of 7 x 20 = 140 K.G. per c.M2. Deze eenheidsdruk heeft dus het kruishoofdmetaal tijdens den inlaat. Op deze wijze kan mijn den druk per eenheid van oppervlak, alsmede den totalen druk, berekenen voor elk metaal. Het dragend gedeelte is gewoonlijk niet meer dan 1/3 van het totale metaaloppervlak. Draagt een metaal over te groot oppervlak zoo vermeerdert de wrijving; neemt men te veel uit de zijden, dan verhoogt men door verkleinen van het oppervlak den druk per eenheid, waardoor ook weer de wrijving toeneemt. Uit een en ander maken wij de gevolgtrekking dat men gemakkelijk een metaal kan bederven. Een metaal dat slecht draagt, loopt niet spoedig in. Wanneer men een metaal bewerkt, geve men goed acht op de gedeelten van het metaal waarop de druk komt, dat men daar niet afneme, juist de plaatsen die niet aankomen werke men bij tot de juiste cirkel is gevonden. Het metaal wordt n.l. ovaal door slijtage. 5. Wrijving. De wrijving wordt verminderd door goede smering, en verhoogt door elken druk, en is mede afhankelijk van de effenheid der oppervlakte. Door de wrijving wordt warmte opgewekt; welke geregelden afvoer vindt in aangrenzende machinedeelen als het frame, de fundeering enz. Was dit niet het geval dan zou heetloopen bijna onvermijdelijk zijn. Door het opwekken der warmte wordt, tengevolge der wrijving, arbeid
33
verbruikt, welke voor het bedrijf geen waarde heeft. Men heeft dus te zorgen dat de wrijvingsverliezen tot een minimum blijven beperkt. De wrijvingsarbeid wordt berekend naar den druk per eenheid en de snelheid, uitgedrukt in K.G. M., en mag zekere waarde met overschrijden. Aangenomen dat elk metaal nauwkeurig door de fabriek werd berekend, moet men bij hardnekkig heetloopen de oorzaak zoeken in verkeerd bijwerken, gevreten oppervlak, of door afslijting te groot draagvlak, waarbij de dragende zijden de olie afstrijken. De weerstand tegen wrijving is bij de verschillende metalen niet gelijk. Babbits of witmetaal bied der wrijving meer weerstand dan het bronsmetaal, en is dus voor metalen met niet te hoogen eenheidsdruk als aangewezen, daar het tevens goedkooper is. Het witmetaal bezit echter minder drukvastheid en kan mede daarom niet worden toegepast voor kruishoofdmetaal. Krukmetalen maakt men uit brons met witmetaalvoering. Geharde tappen hebben een grooteren weerstand tegen wrijving dan zachte, en reeds daarom minder neiging tot heetloopen. 5. Smeerolie. De smering is in het machinebedrijf, een vraagstuk van groot gewicht, vooral bij de groote snelheden en hooge temperaturen, welke bij de moderne machines worden toegepast. De algemeen gebruikte smeerolie is de uit petroleum gewonnen mineraalolie. Naar gelang van vloeibaarheid, zuurgehalte en ontvlammingspunt, onderscheidt men lichte en zware machineoliën, cylinderolie voor verzadigden en oververhitten stoom, verschillende motoroliën, centrifugeolie etc. etc. Voor zware machines neemt men ook zwaardere machineolie, omdat de dunnere soort door den druk wordt uitgedreven zonder de metaaloppervlakte te smeren. De smeerolie moet n.1. zoveel aanklevend vermogen bezitten dat zij een laagje kan vormen tusschen de wrijvingsoppervlakken zonder te worden weggedrukt. Door gebruik van de juist passende olie kan men belangrijk bezuinigen, voor verzadigden stoom zijn verschillende soorten in den handel, men heeft lichte en donkere, met verschillende vloeibaarheid en hooger of lager kookpunt. Cylinderolie voor oververhitten stoom moet een ontvlammingstemperatuur hebben van ± 4000, teneinde bij de toegepaste stoomtemperatuur hare smerende eigenschappen nog ten volle te bezitten. Goede cylinderolie mag geen aankorsting, of onzuivere restanten in den cylinder
34
achterlaten. De smeeroliën afkomstig uit Amerikaansche bronnen, zijn meestal beter dan de Russische; de laatste zijn evenwel goedkooper. Daar het onderzoeken van smeerolie niet ieders werk is, vervalsching dikwijls voorkomt, en het uiterlijk niet altijd een betrouwbare maatstaf is voor de kwaliteit, is het gewenscht de smeerolie te betrekken van eenzelfde firma die op dit gebied ervaring en renomé heeft. De afgeloopen machineolie kan men (na filtratie) weer gebruiken voor drijfwerken enz. Zuinig smeren is een eisch dien men zich eigen moet maken, het overtollige is nutteloos verloren. Een goede stoommachine, welke zoveel in- als uitwendig goed is onderhouden, verbruikt zeer weinig olie. 7. Materialen waarvan machinedeelen zijn vervaardigd. Het frame is van gietijzer. De cylinder moet zijn van prima dicht gietijzer, evenals de zuiger met de veeren, de laatsten van eenigszins zachtere soort. Schuifkast en spiegel, klepstoelen met zettingen en kleppen prima dicht gietijzer, schuiven iets zachter daar deze bij slijtage beter kunnen worden vervangen dan de spiegel. De zuigerstang is van gewoon, doch zeer dicht staal, alle andere stangen, krukassen enz. van het zachte Siemens Martin staal. Het kruishoofd is bij kleine machines van gietijzer, bij grootere van smeedbaar gietstaal, of ook wel van gietstaal. Alle bouten, spieën, moeren en bouten zijn, of behooren van staal te zijn (van staal met veel rek). De kruishoofdtap is van nikkelstaal of van ijzer, en moet glashard zijn. Zuiger, schuif en pompstangen, loopen in bronzen bussen. De luchtpomp met zuiger, kleproosters en borgen is ook van brons evenals de kleppen en zittingbussen der voedingpomp. Stoomafsluiters zijn van prima gietijzer; kleppen beddingen, stangen en bussen van brons. Voor oververhitten stoom neemt men voor de buizen gietstaal, terwijl klep en bedding met nikkel worden gevoerd. Het brons waaruit metalen en bussen zijn gegoten bestaat gewoonlijk uit 83 deelen roodkoper en 17 deelen tin, het smeltpunt is ± 9000.
35
Wordt meerdere dicht en hardheid verlangt, dan voegt men 10% pfospfor toe, het mengsel heet dan pfospforbrons. Stelt men zeer hooge eischen aan het metaal dan wordt aluminiumbrons toegepast; bestaande uit 90 deelen roodkoper en 10 deelen aluminium. De dichtheid van aluminiumbrons overtreft zelfs het staal. Het brons waarvan appendages als kranen, kleppen, peilglastoestellen enz., worden gegoten, bestaat uit 85 deelen roodkoper en 15 deelen tin. De samenstelling wordt echter berekend naar het doel en den druk waaronder het betreffende deel moet werken. Men onderscheidt dan ook gewone, en hooge druk appendages, gewone tot 8 Atm., hoogedruk 8 Atm. en hooger. De afmetingen van elk onderdeel van machine of ketel worden in de teekenkamer der machinefabriek met groote nauwkeurigheid berekend naar den druk, belasting op druk, knik, buigen, wringen en afschuiven. En hoewel alles zóó is gekozen dat zelfs bij belangrijke drukverhooging nog geen gevaar bestaat, mag men toch niet willekeurig meer vragen van eenig onderdeel. Zoo kan b v. de stoot, teweeggebracht door een te ruim krukmetaal, een ongunstige spanning in de stang veroorzaken, en daar ook de metaalbouten veel lijden door den schok, is gevaar voor breuk niet uitgesloten. Breuk van machinedeelen was dan ook meestal te wijten aan eenige nalatigheid, vooropgesteld dat de machine was gebouwd aan een solide fabriek.
36
VIII. DIVERSEN. 1. Water, stoom en ijs. Het water kennen wij in drie verschillende toestanden, nl.: 1e de vaste = ijs, 2e de vloeibare = water, 3e de gasvormige = stoom. Het water heeft de grootste dichtheid bij eene temperatuur van 40 Celsius. Op deze temperatuur neemt het dus de minste ruimte in; een d.M3. of liter weegt dan juist 1 K.G. Om water van den eenen toestand in den anderen over te brengen, is steeds een vaste hoeveelheid warmte noodig. IJS kan niet boven 00 worden verwarmd, het gaat dan smelten. Ook kan water niet boven het kookpunt (in een open vat bij 76 c.M. kwik) 1000 worden verhit het wordt stoom (het verdampt). Om 1 K.G. ijs te smelten zijn 79 calorieën noodig, tijdens het toevoeren dezer warmte stijgt de temperatuur niet, al de toegevoerde warmte werd verbruikt om het ijs te doen smelten. Men heeft dit verschijnsel van vast warmteverbruik voor smelten, de smeltingswarmte genoemd. Gaat men 1 K.G. water van 1000 in een open vat verdampen, dan zijn daarvoor 587 calorieën noodig; zonder dat de gevormde stoom in temperatuur toeneemt, terwijl ook het water niet boven 1000 stijgt vóór al het water is verdampt. Deze vaste hoeveelheid warmte noemt men de verdampingswarmte (ook wel latente, dat is verborgen warmte). Bij de verdamping zet zich het water 1700 maal uit, m.a.w. 1 d.M3. water neemt in den gasvormigen toestand 1700 maal zooveel ruimte in bij gelijken druk (dampkringsdruk). Het kookpunt van water is afhankelijk van den druk waaronder het verkeert. In het volkomen luchtledige kookt het bij 00, bij 150 m/m druk op 600, op 760 m/m., bij 1000 enz.; het kookpunt bij 10 Atm. is 1790. Voor de productie van 1 K.G. stoom van een druk van 6-12 Atm. zijn gemiddeld 650 calorieën noodig.
37
2. Verklaring van verschillende eenheden. De arbeidseenheid heet kilogrammeter, verkort: K.G.M. De K.G.M. is de kracht welke in één seconde, één K.G. gewicht, één meter hoog kan opvoeren. De warmteeenheid heet calorie, dit is de hoeveelheid warmte die noodig is om 1 K.G. water 1 graad Celsius in temperatuur te doen toenemen. Eén calorie = gelijk aan 424 K.G.M. Met Atmosfeer duidt men den druk aan van 1 K.G. per c.M2. De naam Atmosfeer (verkort Atm.) is afgelegd van den Atmosferischen druk. Een kwikkolom van gem. 76 c.M. wordt in een buis met 1 c.M2. doorsnee oppervlak, door den dampkring in evenwicht gehouden, en daar nu 76 c.M3. kwik ongeveer 1 K.G. weegt, is de gem. Atmosferische druk 1 K.G. per c.M2., vandaar de naam Atmosfeer. Daar kwik 13½ maal zoo zwaar is als water, houdt de luchtdruk een waterkolom van 13½ maal 76 c.M. dus ruim 10 meter in evenwicht. Welke wetenschap ons bij pompen te pas komt. Een Paardekracht (P.k.) is het vermogen om 75 K.G. in één seconde één meter op te voeren, of 1 K.G. in denzelfden tijd 75 meter. Een P.k. levert dus 75 K.G.M. per seconde, of 270,000 K.G.M. per uur. Een indicateur paardekracht, verkort I.P.k., is de theoretische paardekracht die in den cylinder werkt. De Effectieve paardekracht, verkort E.P.k., is de kracht welke na aftrek der wrijving, werkelijk voor overbrenging disponibel blijft. Het verschil tusschen I.P.k. en E.P.k. noemt men den mechanischen werkingsgraad. De thermische werkingsgraad wordt bepaald door het verschil van den warmteinhoud van den stoom bij in- en uittrede der machine, en door de verliezen. Het nuttig effect eener stoominstallatie vindt men, door den geleverden arbeid uitgedrukt in calorieën, te deelen door de in de kolen aanwezige warmte. (De geleverde arbeid in I.P.k. moet dus herleidt tot warmte-eenheden 424 K.G.M. per calorie). 3. Electrische eenheden. De electrische eenheid van arbeid is de Kilo Watt, verkort K.W., de K.W. is gelijk aan 1,36 P.k. Omgekeerd levert 1 P.k. 0,736 K.W. 1 K.W. is 1000 watt. De hoeveelheid elektriciteit, of met andere woorden de stroomsterkte, wordt
38
gemeten in Ampères, met den ampère meter. De spanning wordt gemeten met den voltmeter, in volts. Stroomsterkte maal spanning is arbeid, dus, 1 ampère x 1 volt = 1 watt. 1000 watt is 1 K.W. De weerstand in een geleider wordt gemeten in Ohm. De stroomsterkte wordt bevorderd door den druk, en tegengewerkt door den weerstand. Des te sterker is dus de stroom, naarmate de spanning hooger en de weerstand kleiner is. De sterkte van den stroom, die verlangd wordt, maal de grootte van den weerstand die moet worden overwonnen, bepaald het spanningsverschil dat noodig is. 4. Regels en Wetten in Natuur- en Werktuigkunde. Arbeidsvermogen is de geschiktheid om tegenstand te overwinnen. Arbeidsvermogen is evenmin als de stof, te vernietigen, evenmin zijn wij in staat de minste hoeveelheid stof, of arbeidsvermogen te scheppen. Men noemt dit verschijnsel, de wet op het behoud van arbeidsvermogen. Het arbeidsvermogen van beweging is recht evenredig met de massa en het vierkant van de snelheid der beweging. Een mathematische hefboom is in evenwicht, als het product van kracht en krachtarm gelijk is aan: het product van last en lastarm. Wat men met een hefboom aan kracht wint verliest men dus aan snelheid. Deze wet heet de gulden regel der werktuigkunde, en is een gevolg van de wet op het behoud van arbeidsvermogen. Een vaste katrol is in evenwicht als de kracht gelijk is aan den last. Een losse katrol is in evenwicht als de kracht gelijk is aan de helft van den last. Er Wordt ook hier wel aan kracht gewonnen, maar aan snelheid verloren Een samenstel van vaste en losse katrollen heet een takel, bij een takel van b.v. 3 schijven in elk blok, zal de last in evenwicht zijn als de kracht een zesde is van den last. (Buiten de wrijving getekend). Bij een windas of kaapstander zal de kracht zich tot den last verhouden, als de straal van den cilinder tot de lengte van den hefboom. Bij een hellend vlak (wig of keil) bestaat evenwicht wanneer de macht zich verhoudt tot den last als de hoogte van de wig tot de lengte. Bij eene schroef is evenwicht, wanneer de macht zich verhoudt tot den last, als de spoed tot den cirkelomtrek door het aangrijpingspunt van de macht bij een omwenteling doorlappen.
39
Volgens de wet van Pascal, plant zich de drukking, die op een vloeistof wordt uitgeoefend, naar alle richtingen voort met dezelfde kracht op elk gedeelte van de oppervlakte, als die waarop de drukking plaats heeft. De wet van Archimedes luidt: Een lichaam in een vloeistof gedompeld verliest evenveel aan gewicht, als het gewicht bedraagt der verplaatste vloeistof. Door het soortelijk gewicht eener stof verstaat men het getal, dat de verhouding aangeeft tusschen een zeker volume stof en dezelfde hoeveelheid water. De spanning van eenig gas (dus ook van stoom) is omgekeerd evenredig met het volume, dat het inneemt als de temperatuur gelijk blijft, en omgekeerd: Het volume dat eenig gas inneemt is omgekeerd evenredig met zijne spanning. Deze wet werd het eerst gevonden door Boyle en spoedig daarna door Mariotte, naar wien wij hem noemen. Warmte is een gevolg van de beweging der moleculen. Volgens de mechanische warmtetheorie zijn warmte en arbeidsvermogen slechts verschillende vormen van eenzelfde verschijnsel, er moet dus voor het teweegbrengen van een zekere hoeveelheid warmte steeds een mechanische arbeid van bepaalde grootte worden gevorderd, terwijl omgekeerd voor het leveren van zekeren arbeid ook een bepaalde hoeveelheid warmte wordt vereischt. Deze wet hangt samen met de wet op het behoud van arbeidsvermogen en is het bewijs voor de onmogelijkheid der eeuwigdurende beweging. . Besluit. De machinist moet kennen: De diameter van den cylinder. De slaglengte en het aantal toeren. De gemiddelde vullingsgraad. De duur van uitlaat en compressie. Het stroomverbruik der machine. Het stroomverbruik voor andere doeleinden. Het verwarmingsoppervlak der ketel(s). Het roosteroppervlak in M2. Het kolenverbruik (K.G. per uur). De verdamping. (K.G. stoom per K.G. kolen), Het machine- en cylinderolie-verbruik per uur. De afmetingen van alle in het bedrijf noodige pakking, kleppen, enz. enz. Hij houde van alles, zijnen dienst betreffende, een nauwkeurig journaal bij,
40
hetgeen leerzaam voor hem, en meestal voordeelig voor het bedrijf is. Eindelijk wordt hem het studeeren in technische boeken ten zeerste aanbevolen. De kennis van allerlei constructies is van groot belang voor den machinist, hij kan dan bij voldoende praktische ervaring op elke installatie solliciteeren. Het feit dat het vak niet wordt beschermd, en dus de machinedrijver concurreert tegen den vakman; mag den laatste niet weerhouden zijn best te doen. De eigenaar, directeur of chef, weet zeer goed dat een zuinig stoombedrijf alleen te bereiken is wanneer bediening en onderhoud aan alle eischen voldoen. De machinist die met ijver en liefde voor zijn vak werkzaam is, zal dan ook de waardeering van zijne superieuren ondervinden. Het kunnen en kennen werd altijd beloond.
41
NOTITIES
42
