Der Salzsprühnebeltest wurde für die Bewertung des Leistungsniveaus von Beschichtungssystemen ausgezeichnet. Es gibt jedoch wenig Korrelation zwischen den Ergebnissen von Standard-Salzsprühnebeltests und der realen Korrosionsschutzleistung. Insbesondere wird es nicht in der Lage sein, eine genaue Beurteilung für verzinkte Beschichtungen abzugeben, da die kontinuierliche Nässe während des Salzsprühnebeltests die Entwicklung dieser passiven Oxid- und Karbonatschicht nicht zulässt und diese haftende Schicht das Zink vor Korrosion schützt, während Zink den Substratstahl vor Erosion schützt. Wenn beschichtetes Material durch den Salzsprühnebeltest bewertet wird, hat es jedoch kein ultraviolettes Licht, das zu einer Verschlechterung der Farben und Grundierungen führt. Daher ist die Verwendung von Salzsprühnebel-Testergebnissen zur Auswahl von Schutzbeschichtungen für Stahl ein ziemlich ernstes Problem im Technischen Bereich. Trotz der gut verstandenen Einschränkungen des Tests verwenden viele Projektentwickler das Salzsprühnebel-Testergebnis als Richtlinie, um ihre Lieblingsbeschichtungen auszuwählen. Seit Jahrzehnten hat dieser Test irreführende Informationen über die Beschichtungsleistung generiert, und seine Ergebnisse spielen immer noch eine wichtige Rolle in den Marketingmaterialien von Produkten, die günstigere Ergebnisse erzielen als in der praktischen Welt. Dieser Artikel soll einen Einblick in die Grenzen dieser Art von beschleunigtem Testen geben.
Was ist ein Salzsprühnebeltest?
Es gibt zwei Arten von Salzsprühnebeltests im allgemeinen Gebrauch, neutrale und Essigsäure, aber keiner von ihnen tut das, was wir in einem Test wollen, nämlich die Natur auf einer beschleunigten Zeitbasis zu replizieren. Es wird auch Salznebeltest genannt, der eine standardisierte und beliebte Korrosionstestlösung ist und zur Überprüfung der Korrosionsbeständigkeit von Materialien und Oberflächenbeschichtungen verwendet wird. In der Regel sind die zu prüfenden Materialien metallisch und mit einer Oberflächenbeschichtung versehen, die dem darunter liegenden Metall einen gewissen Korrosionsschutz bieten soll. Es handelt sich um einen beschleunigten Korrosionstest, der einen korrosiven Angriff auf beschichtete Proben erzeugt, um die Wirksamkeit der Schutzbeschichtung zu beurteilen. Das Auftreten von Korrosion wird nach einer gewissen Zeit bewertet, und die Testdauer hängt von der Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung ab. Im Allgemeinen gilt: Je korrosionsbeständiger die Beschichtung ist, desto länger ist der Testzeitraum vor dem Auftreten von Korrosion oder Rost. Der Salzsprühnebeltest ist einer der am weitesten verbreiteten und seit langem etablierten Korrosionstests, und ASTM B117 war der erste international anerkannte Standard, der 1939 veröffentlicht wurde. Die weiteren wichtigen relevanten Normen sind ISO 9227, JIS Z 2371 und ASTM G85.
Werfen wir zunächst einen Blick auf den Testprozess. Das Salzsprühverfahren beinhaltet das Sprühen einer Salzlösung mit 5% Salz (Natriumchlorid) auf die Proben, und der Test wird in einer temperaturgesteuerten Kammer durchgeführt. Die Temperatur in der Kammer wird auf einem konstanten Niveau gehalten, und die Proben unterliegen ständig dem Salzwassersprühnebel, und das Testverfahren von ASTM B117 ist unten aufgeführt:
√ Holz in die Kammer legen
√Legen Sie die Proben in einem kleinen Neigungswinkel auf ein Holzgestell
√5% NaCl in Leitungswasser, das aus einem Reservoir in Sprühdüsen gepumpt wird
√Lösung gemischt mit befeuchteter Druckluft an den Düsen
√Druckluft zerstäubt NaCl-Lösung an den Düsen zu einem Nebel
√Heizungen halten eine Schranktemperatur von 95 ° F aufrecht
√Die Testdauer kann zwischen 24 Stunden und 1000 Stunden betragen und die Proben werden häufig gedreht, so dass alle Proben dem Salzsprühnebel möglichst gleichmäßig ausgesetzt sind.
Wenn der Salzsprühnebeltest für die Prüfung von metallisch beschichtetem Stahlblech verwendet wird, wird die Korrosionsleistung wie folgt bewertet:
√Anzahl der Stunden bis zum ersten Rost des Stahls
√Anzahl der Stunden, bis 5% der Oberfläche verrostet sind
√Anzahl der Stunden, bis 10% der Oberfläche verrostet sind
Die Bewertung der Leistung von Lackvorbehandlungen, Lackgrundierungen oder Decklacken wird anhand folgender Kriterien gemessen:
√Messung der Breite der Farbunterschneidung entweder entlang einer durch die Farbe geritzten Linie oder an einer geschorenen Kante nach 250, 500, 750 Stunden Exposition in der Testkammer
√Messung der Menge an Farbblasenbildung, die auf den Oberflächen der lackierten Stahlplatte in 250, 500, 750 Stunden aufgetreten ist.
Warum ist der Salzsprühnebeltest irreführend?
Wie Sie vielleicht wissen, beinhaltet der Salzsprühnebeltest (B117) keine Exposition gegenüber ultraviolettem Licht, Farbverblassen und Kreidung. Obwohl G85 mehrere Modifikationen mit zyklischen Zusätzen von Säure und SO2 aufweist, kann es immer noch nicht mit der Leistung im Freien in Chloridatmosphäre korrelieren. Es gibt drei wichtige Gründe dafür, dass der Salzsprühnebeltest nicht mit den meisten realen Expositionsbedingungen übereinstimmt.
√Die Oberfläche der Testproben ist ständig nass, was in einer realen Umgebung nicht der Fall ist.
√Die Kammertemperatur liegt konstant bei 95 ° F, was den Wasser-, Sauerstoff- und Ionentransport im Vergleich zur realen Atmosphäre erhöht.
√Der Chloridgehalt ist auf einem sehr hohen Niveau von 5%, was verhindert, dass Zink einen passiven Film bildet.
Natürlich ist es nicht fair zu sagen, dass Salzsprühnebel keinen Wert hat, da er eine quantitative Analyse der Korrosionsschutzleistung liefert, und daher wird dieser Test häufig in der Pulverbeschichtungs- und Lackierindustrie verwendet, um die Qualität des Beschichtungsmaterials zu überprüfen. Wenn beispielsweise die normale Leistung im Salzsprühnebeltest 750 Stunden vor Beginn der Korrosion liegt, ist dies eine schnelle Möglichkeit, festzustellen, ob größere Produktionsprobleme vorliegen, die die Produktqualität beeinträchtigen. Der Test kommt möglicherweise nicht zu dem Schluss, dass die Produktqualität akzeptabel ist, aber wenn die Leistung in diesem Test minderwertig ist, ist die Leistung im Freien möglicherweise auch nicht so gut wie erwartet. Es überrascht nicht, dass ISO 9227 empfiehlt, dass Salzsprühnebeltests nur als Qualitätskontrolltests geeignet sind.
Kurz gesagt, der Salzsprühnebeltest ist keine genaue Methode zur Bewertung der Korrosionsbeständigkeit, in erster Linie, da der Salzsprühnebel den Mechanismus zerstört, mit dem die verzinkte Oberfläche den Stahl schützt, indem er eine Barriere darstellt, und diese Barriere ist auch ein wichtiger elektrolytischer Schutz. Aus diesem Grund kann das Testergebnis zu einer falschen Schlussfolgerung darüber führen, wie das verzinkte Finish abschneiden wird, was den Test bedeutungslos macht. Kein Wunder, dass dieser Test mittlerweile auch von der Automobilindustrie weitgehend aufgegeben wird.
Leider ist dieser Test immer noch sehr beliebt. Trotz der klaren Aussage der ISO 9227: "Es besteht selten ein direkter Zusammenhang zwischen der Beständigkeit gegen die Einwirkung von Salzsprühnebel und der Korrosionsbeständigkeit in anderen Medien, da mehrere Faktoren, die den Fortschritt der Korrosion beeinflussen, wie z. B. die Bildung von Schutzfolien, mit den angetroffenen Bedingungen stark variieren." Wenn der Projektentwickler weiß, was der Salzsprühnebeltest wirklich bedeutet, kann er seine Grenzen verstehen und die Ergebnisse sinnvoll nutzen.
Was verursacht Korrosion in einer realen Umgebung?
Die häufigste metallische Korrosion ist atmosphärisch. Werden Metalle wie Stahl, Kupfer, Magnesium und Aluminium der Atmosphäre ausgesetzt, reagieren sie mit freiströmender Luft und Feuchtigkeit zu Oxiden. Die atmosphärische Korrosion hängt von fünf Hauptfaktoren ab:
√Temperatur
√Feuchtigkeit
√Niederschlag
√Schwefeldioxid, es wird hauptsächlich durch Verschmutzungskonzentration in der Luft gebildet
√Salzgehalt der Luft.
Keiner dieser Faktoren kann als Hauptverursacher der Korrosion herausgestellt werden. An diesen Metallen wurden umfangreiche Studien durchgeführt, und eine vorhersagbare Korrosionsrate für jedes Metall wird eindeutig geschätzt. Die allgemeinen Korrosionsraten von Kohlenstoffstahl in den folgenden Mikroumgebungen können diese Korrosionsraten bei weitem übersteigen.
√Im Boden ist Stahl einer Reihe von korrosiven Kräften ausgesetzt, die sich von denen unterscheiden, die unter atmosphärischen Expositionsbedingungen auftreten. Allein in Nordamerika gibt es mehr als 200 verschiedene Bodentypen, und die Korrosionsrate wird durch vier Hauptfaktoren bestimmt: Bodentemperatur, Feuchtigkeitsgehalt, pH-Wert und Chloride. Wenn einer von ihnen fehlt, wird die Korrosionsreaktion aufhören oder sehr langsam ablaufen. Stahl korrodiert schnell in saurer Umgebung und langsam oder gar nicht, wenn die Alkalinität zunimmt. Die Korrosionsrate von Stahl im Boden kann unter günstigen Bedingungen von weniger als 0,2 Mikrometern pro Jahr bis zu 20 Mikrometern pro Jahr oder mehr in sehr aggressiven Böden reichen.
√ Meer oder Wasser ist eine weniger verbreitete Umgebung für Metall in Wasser eingetaucht oder wasser ausgesetzt. Feuchtigkeit ist für die meisten Metalle, einschließlich Stahl, Aluminium und Zink, sehr korrosiv. Es gibt viele verschiedene Arten von Wasser (reines Wasser, natürliches Süßwasser, Trinkwasser und Meerwasser, und jede hat unterschiedliche Mechanismen, die die Korrosionsrate bestimmen. Zu den Parametern, die die Korrosion von Metallen im Wasser beeinflussen, gehören der pH-Wert, der Sauerstoffgehalt, die Wassertemperatur, die Bewegung, das Vorhandensein von Inhibitoren und die Gezeitenbedingungen. Zu den Onshore-Bereichen der Meereskorrosion gehören Docks, Häfen, Marinewerften, in denen Opferanoden mit kathodischem Schutz eingesetzt werden können, sowie Schutzbeschichtungen wie Schiffsfarben und Galvanisierung. Offshore-Öl- und Gasplattformen sind besonders aggressiver Korrosion durch Meersalzsprühnebel und Eintauchen ausgesetzt.
Oberirdisch gibt es fünf wichtige Faktoren, die für die atmosphärische Korrosion wesentlich sind: Feuchtigkeit (Tau und Kondensation), Temperatur, Feuchtigkeit, Aerosolpartikelablagerung und Schadstoffe. Zum Beispiel kann jeder Temperaturanstieg von 50 ° F (10 ° C) die Korrosionsaktivität verdoppeln. Ein weiteres interessantes Phänomen ist, dass salzreiche Umgebung und Aerosole dazu neigen, eine hohe Luftfeuchtigkeit zu haben.
Das Verständnis der atmosphärischen Korrosion ist unerlässlich, da diese Art von Schäden unter den verschiedenen Arten von Korrosionsschäden am weitesten verbreitet ist und sowohl Außen- als auch Inneninstallationen wie Versorgungsunternehmen betrifft.Infrastrukturen,Solarenergie-Projekte,Telekommunikationsprojekte,AgrarprojekteFahrzeugeDockbauund Wohnstrukturen.
