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Auf dem Gebiet des mechanischen Fügens ist eine rege Entwicklung zu verzeichnen. Der Einsatz neuer Materialien, neuer Nietformen, neuer Schutzschichten, veränderter Fertigungstechnologien, die Notwendigkeit zur Mischbauweise, veränderte mediale Belastungen, geforderte Langzeitgarantien usw. lassen vielfältige alte und neue Fragen hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit auftreten. Herkömmliche Korrosionsprüfverfahren geben oft nur unzureichende Antworten auf diese Fragen. Mit einer neuen Methode (Rauschdiagnostik) ist es möglich, in kurzer Zeit aussagekräftige Ergebnisse über Material- und Bauteileigenschaften zu erhalten. Hierbei macht man sich die Tatsache zu Nutze, dass eine Oberfläche, gleichgültig ob man misst oder nicht misst, ständig kleinste Strom- und Spannungsimpulse generiert, die bei richtiger Messung und Interpretation wertvolle Aussagen liefern. Neben der Möglichkeit, die Korrosionsneigung zu bestimmen, lassen sich über diese Messungen auch bestimmte Verarbeitungsfehler und Oberflächendefekte nachweisen. Die Anwendung dieser Methode bietet somit Möglichkeiten zur Prozessoptimierung und Qualitätssicherung mechanisch gefügter Bauteile, oder auch zur Einschätzung des Zustandes von Fügeverbindungen in der Praxis.
In der industriellen Praxis ist die Sprühnebelprüfung eine häufig eingesetzte Prüfmethode zum Nachweis der Produktqualität von Halbzeugen und Zulieferteilen hinsichtlich ihrer Korrosionsbeständigkeit. Aus diesem Grund gehören die Klima- und Sprühnebelprüfungen zu den am weitesten verbreiteten Korrosionsprüfverfahren. Jedoch kann man über den zeitlichen Verlauf der Korrosion, ob linear, exponentiell, logarithmisch o.ä. keine Aussage treffen. Weiterhin sind die Prüfbedingungen bei den Sprühnebelprüfungen verschärft, um eine Verkürzung der Messzeit zu erreichen. Damit verändert man unter Umständen die Korrosionsmechanismen. Die Sprühnebelprüfung kann jedoch auch ohne Verwendung von zu scharfen, praxisfremden Prüfmedien deutlich an Erkennbarkeit gewinnen, indem man elektrochemische in-situ Messungen (Rauschmessungen) anwendet. Im Gegensatz zu herkömmlichen elektrochemischen Messungen, bei denen die untersuchten Proben von einem bulk-Elektrolyten umgeben sind, basieren die Messungen unter Sprühnebelbedingungen auf der Bildung eines Elektrolytfilms an den Probenoberflächen, sowie an den Innenwänden der Prüfkammer und der Anbauten (z. B. Probenhalter). Die Messeffekte weichen nicht grundlegend von konventionellen Messungen ab, die nutzbaren Signale sind jedoch von den Eigenschaften des Elektrolytfilms (Ausbreitung auf der Oberfläche, Leitfähigkeit, Dicke) abhängig. Die erfolgreiche Anwendung von Rauschmessungen unter Sprühnebelbedingungen wird für einige Beispiele der Korrosionsprüfung gezeigt.
Translated Abstract
Instrumentation of salt-spray test procedures
Salt-spray test procedures are frequently used in industrial practice as a test method for proof of product quality with semi-finished products and received parts with regard to their corrosion resistance. For this reason, salt-spray testing is one of the most well-established corrosion test procedure. However, no statement can be made about the way in which corrosion develops over time (linear, exponential or logarithmic). Furthermore, the test conditions for salt-spray tests are intensified in order to shorten the measuring times, which can lead to a change in the corrosion mechanism. Nevertheless, also without intensifying test conditions salt-spray testing can be brought to a qualitatively higher level and the clarity of the results can be improved by means of in-situ electrochemical noise measurements. In contrast to established electrochemical tests in which the specimens are surrounded by a common bulk electrolyte, electrochemical measurements in the spray chamber are based on the development of an electrolyte film on the surface of the specimen, but also on the inside walls of the testing chamber and on all fittings present (e. g. specimen holder). The measured effect thus has the same basis as in conventional electrochemical measurements. The exploitable signal is limited by the shortest connection route between the specimens, as well as by the thickness and the conducting ability of the electrolyte film. The successful application of noise measurements under salt-spray conditions is shown on various examples for corrosion testing.
Sicherheit und Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken sind einer der wichtigsten Ansprüche bei der Bemessung von Gebäuden. Normen und Vorschriften beinhalten nur allgemeine Anforderungen an Betonqualität und Betondeckung. In besonders kritischen Fällen, beispielsweise dem Eindringen von Chloriden ist die Applikation von Beschichtungen häufig die einzige Möglichkeit die Bewehrung effektiv vor der Initiierung der Korrosion zu schützen. Im Fall der Depassivierung der Bewehrung ist die Modellierung der Korrosion eine geeignete Methode um eine Lebensdauerbemessung zu gewährleisten. In der Praxis wird die Bewehrung lokal durch in den Beton eingedrungene Chloride depassiviert und es bilden sich an dieser Stelle eng begrenzte, loch und muldenartige anodische Bereiche aus, die kathodischen Bereichen gegenüber stehen. Nach einer Zeit tritt an der Anode ein signifikanter Massenverlust auf, der aufgrund einer anodischen Eisenauflösung infolge eines Stromflusses zwischen anodischen und kathodischen Bereichen verursacht wird. Dabei kann das Flächenverhältnis zwischen anodischen und kathodischen Bereichen in einer Größenordnung von mehreren Dekaden schwanken und wird als Makroelementkorrosion bezeichnet. Die realen Massenverluste, die in der Praxis vorgefunden werden, liegen allerdings of bedeutend höher. Dieser zusätzliche Anteil an Korrosionsabtrag, der nicht auf Makroelementkorrosion zurückzuführen ist, wird als Eigenkorrosion bezeichnet. Dabei handelt es sich um eine zusätzliche Eisenauflösung auf der Anode, die durch die Hydrolyse in den Löchern verursacht wird. Dieser Eigenkorrosionsanteil muss daher bei der Lebensdauerbemessung eines Bauwerkes berücksichtigt werden. Ziel der vorliegenden Arbeit ist daher die Entwicklung der Eigenkorrosion, sowie die Entwicklung der anodischen Bereiche mit Hilfe elektrochemischer Parameter, Massenverluste und der Computertomografie zu beschreiben. Die elektrochemischen Parameter wurden dabei mit üblichen elektrochemischen Methoden aufgezeichnet und in Abhängigkeit von verschiedenen Betonparametern und Klimaten aufgetragen. Abschließend wird die Entwicklung der Eigenkorrosion in Abhängigkeit der verschiedenen Parameter in dieser Arbeit gezeigt und diskutiert.