Korrosions-Schnelltest

Andreas Mühlbauer,

Die Farbe bringt es an den Tag

Anlagenbauteile aus nichtrostendem Stahl sind durch eine Passivschicht auf der Oberfläche vor Korrosion geschützt. Ist diese beschädigt oder unvollständig ausgebildet, geht der Schutz verloren. Produktionsausfälle und hohe Investitionen für Instandsetzungen können die Folge sein. Das KorroPad-Verfahren ist ein Schnelltest zur Qualitätskontrolle der Passivschicht. Er nimmt nur 15 Minuten in Anspruch. Von Helga Leonhard und Jens Lehmann

© TÜV Süd

In vielen Produktionsanlagen herrschen raue Bedingungen. Die aus nichtrostendem Stahl bestehenden Bauteile müssen tagtäglich einiges aushalten. In der Prozessindustrie beispielsweise haben die Werkstoffoberflächen der meist aus Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl gefertigten Rohre und Behälter direkten Kontakt mit Säuren, korrosiven Gasen oder anderen aggressiven Medien.

Die schützende, aus Chromoxid bestehende Passiv- schicht auf den Stahloberflächen hat entscheidenden Einfluss auf den wirtschaftlichen und sicheren Anlagenbetrieb. Ausgelöst durch fehlerhafte oder ungünstige Bedingungen bei Herstellung, Bearbeitung, Transport oder Lagerung kann der Oberflächenschutz auf den Bauteilen jedoch beschädigt oder nicht durchgängig ausgebildet sein. Ist die Passivschicht defekt, drohen örtliche Korrosionserscheinungen bis hin zu Lochkorrosion. Stoffaustritte, Gefahren für Mensch und Umwelt, ungeplante Anlagenstillstände und aufwendige Reparaturen können die Folge sein.

Anzeige

Mit bloßem Auge sind Beschädigungen der Passivschicht nicht sichtbar. Bislang übliche Methoden zur Überprüfung der Schutzschicht, etwa Salzsprühnebeltests oder elektrochemische Messungen, stellen für kleine und mittelständische Unternehmen eine erhebliche finanzielle Hürde dar. Denn hierfür werden Zeit, eine spezielle Ausrüstung und Expertenwissen benötigt. Was bisher fehlte, war eine einfach zu handhabende Prüfmethode, die keine besonderen Vorkenntnisse bei der Anwendung erfordert. Diese Lücke schließt der sogenannte KorroPad-Schnelltest.

Der TÜV Süd Chemie Service verwendet zur Überprüfung des Passivschichtzustandes routinemäßig elektrochemische Messmethoden. In Labormesszellen oder lokal an Bauteilen werden beispielsweise Stromdichte-Potenzial-Kurven aufgenommen. Daraus lassen sich Lochkorrosionspotenziale ermitteln und damit mögliche Korrosionsgefahren aufdecken. Von besonderem Interesse war es daher, einen Methodenvergleich zu ziehen: Die Experten wollten die Ergebnisse elektrochemischer Untersuchungen und die Prüfungen mit dem KorroPad-Verfahren gegenüberstellen. Ziel war es, den von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) entwickelten Schnelltest zu bewerten und in der Praxis zu testen.

Eisenionen verraten Schwachstellen

Die Funktionsweise des KorroPad-Verfahrens ist verblüffend einfach: Fehlt die schützende Chromoxidschicht auf der Stahloberfläche, treten Eisenionen aus dem Werkstoff aus. Hier setzt das Prüfverfahren an. Die gelartigen KorroPads bestehen aus Wasser mit geringen Mengen an Natriumchlorid und einem Indikator für Eisenionen.

Der in wässriger Lösung gelblich-transparente Indikator Kaliumhexacyanoferrat(III) zeigt bei Kontakt mit den Eisenionen einen Farbumschlag zu „Berliner Blau“. Auf den schwachgelben Pads erscheinen gut sichtbare blaue Punkte als Anzeigen. An diesen Stellen ist die schützende Passivschicht auf der rostfreien Stahloberfläche nicht vorhanden beziehungsweise konnte sich nicht ausbilden.

KorroPad-Prüfung: Bei gestörter Passivschicht treten Eisen-Ionen aus dem Material aus und verfärben das KorroPad aufgrund einer chemischen Reaktion. © BAM

Die KorroPads haben etwa die Größe einer Fünf-Cent-Münze. Pro Prüfung benötigt man drei Pads, die auf die zuvor gereinigte Stahloberfläche gelegt und angedrückt werden. 15 Minuten Prüfzeit reichen aus. Dann löst der Prüfer die Pads mit einem Kunststoffspatel ab und legt sie auf eine Trägerfolie.

Zur Auswertung und Dokumentation kann das Prüf- ergebnis eingescannt oder fotografiert werden. Das Korro-Pad-Verfahren ist eine zerstörungsfreie Prüfung. Rohre, Behälter und andere Bauteile lassen sich bereits vor dem Einbau in eine Produktionsanlage zur Qualitätskontrolle auf Korrosionsgefahr hin untersuchen. Zeigt sich beim Test eine Korrosionsgefahr, beraten die Werkstoff-Experten zusammen mit dem Anlagenbetreiber über die nächsten Schritte.

Erfolgreich in der Praxis getestet

Das KorroPad-Verfahren eignet sich für den Einsatz an allen relevanten nichtrostenden Stahlsorten. Umfangreiche Praxistests bei TÜV Süd Chemie Service bestätigten dies. Prüfobjekte waren austenitische Chrom-Nickel-Molybdän-Stähle. Alle Tests an Anlauffarben nach dem Schweißen ergaben auch Anzeigen im KorroPad. Zudem haben die Prüfer festgestellt, dass elektrochemisches Reinigen oder Polieren mit dafür geeigneten Vorrichtungen oder die mechanische Bearbeitung wie das Bürsten der Schweißnähte teilweise noch Anzeigen zur Folge hatte. Offensichtlich war die Beseitigung der Anlauffarben zuvor nicht in ausreichendem Maße durchgeführt worden, was die vollständige Neubildung der Passivschicht verhinderte.

Korrosionsanzeigen und Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit der Oberflächen. Die Prozent-Angaben beziehen sich auf die Anteile der Prüffläche mit Farbumschlag. © BAM

Die Praxistests wurden von lokalen elektrochemischen Messungen zu Vergleichszwecken begleitet. Die Ergebnisse zeigten, dass dort, wo KorroPad-Prüfungen zu Anzeigen führten, ein niedrigeres Lochkorrosionspotenzial ermittelt werden konnte. An diesen Stellen ist damit die Korrosionsgefahr erhöht.

Klarheit von Anfang an

Längsnahtgeschweißtes Rohr im Neuzustand mit Korrosionsanzeige. © TÜV Süd

Die Korrosionsbeständigkeit der Stähle lässt sich sowohl im Lieferzustand als auch nach der Verarbeitung prüfen. Damit besteht zu jeder Zeit Klarheit beim Oberflächenschutz. Dies nützt zum Beispiel auch Handwerksbetrieben, die sich so vor kostenintensiven Gewährleistungsansprüchen schützen können. Mit dem KorroPad-Verfahren lassen sich aber auch viele prozessbedingte Einflussfaktoren auf die Oberflächengüte und den Werkstoff charakterisieren. Aufgrund der schnellen Anwendung und der einfachen Auswertung der Prüfergebnisse lassen sich positive wie auch negative Veränderungen in Bezug auf die Passivschichtstabilität sofort erkennen. Anwender sind so in der Lage, schnell zu reagieren, kritische Einflüsse zu eliminieren und eine Optimierung von Inhouse-Prozessen vorzunehmen.

Dr. Helga Leonhard, Prüfingenieurin Materials Eng. & Testing bei der TÜV Süd Chemie Service GmbH, und Dipl.-Ing. (FH) Jens Lehmann, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) / am

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige

Paint Expo in Karlsruhe

Effizienter und flexibler

Auf der einen Seite steigende Qualitätsansprüche, andererseits zunehmender Kostendruck – dieser Spagat lässt sich auch beim Pulverbeschichten nur durch konsequente Prozessoptimierung bewältigen. Welche neuen Entwicklungen bei der Anlagen- und...

mehr...

Glattmotoren

Mit Oberflächenveredelung

Nord Drivesystems stellt neue Glattmotoren vor. Die aus Aluminium gefertigten Motoren erhalten mit der Oberflächenveredelung nsd tupH einen Korrosionsschutz ähnlich Edelstahlantrieben. Das vom Hersteller entwickelte Verfahren erfüllt die...

mehr...

Nitratfreie Beizpasten

Für Großtechnik-Anwendungen

Große, freistehende Edelstahlflächen werden zwecks Korrosionsschutz oft durch Aufsprühen oder -streichen von Beizpasten behandelt, die meist zur Freisetzung nitroser Gase führen, verbunden mit einer Gefährdung für Umwelt und Gesundheit.

mehr...
Anzeige

Indikationsfarbe

Temperaturkontrolle und Korrosionsschutz

Farbreaktive Spezialfarben sind eine einfache Möglichkeit, um in der Verfahrenstechnik das Erreichen von Temperaturgrenzen – etwa an Reaktionsbehältern – zu überwachen. Kager bietet dazu eine funktionelle Kombinationslösung aus der Indikationsfarbe...

mehr...

Deckschichten

Schichten fürs Schrauben

Zum Korrosionsschutz mit der Zinklamellen-Technologie Geomet bietet das Unternehmen NOF Metal Coatings Europe zwei neue Deckschichten für Verbindungselemente. Dabei handelt es sich um die Produkte Plus VLH sowie um die Geokote Produktreihe.

mehr...

Harteloxal-Beschichtung

Atomare Kräfte

Das Unternehmen Groschopp entwickelt, produziert und vertreibt Antriebslösungen für die Investitionsgüterindustrie – unter anderem auch für Anlagenbauer im Bereich Lebensmittelverarbeitung. Ein neues Getriebe für diesen Einsatzbereich erreicht...

mehr...

Multifunktionsfluid

Verlockend

Das Multifunktionsfluid WD-40 bringt bei der Pflege von Maschinen und Werkzeugen seine Stärken auch an schwer zugänglichen Stellen zur Geltung. Das gleiche gilt für die Det-Müller-LED-Teleskop-Taschenlampe: Sie strahlt dank ihres frei schwenkbaren...

mehr...

Newsletter bestellen

Immer auf dem Laufenden mit dem SCOPE Newsletter

Aktuelle Unternehmensnachrichten, Produktnews und Innovationen kostenfrei in Ihrer Mailbox.

AGB und Datenschutz gelesen und bestätigt.
Zur Startseite