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17.04.2014

Neuer Schnelltest für Oberflächen nichtrostender Stähle entwickelt


KorroPad heißt ein neuer an der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und prüfung entwickelter Farbschnelltest, mit dem die Oberflächen nichtrostender Stähle schnell, preiswert und vor allem auch von Nicht-Fachleuten überprüft werden können. Die Freude an so mancher Konstruktion oder an Bauteilen aus Edelstahl ist manchmal schon nach kurzer Zeit dahin. Statt metallischem Glanz sind nach wenigen Monaten Verfärbungen und Flecken zu sehen. Wenige Optimisten mögen darin noch ein Leopardenmuster, eine belebte Oberfläche erkennen. Die meisten Kunden reklamieren einfach, da das Erscheinungsbild nicht den Erwartungen entspricht.

Für die unerwarteten Verfärbungen und Flecken gibt es eine Ursache: Die schützende Chromoxidschicht - auch Passivschicht genannt - kann sich nicht vollständig ausbilden. Allein dieser Schicht aber verdankt der nichtrostende Stahl seinen Namen. Sehen kann man diese Schicht nicht, folglich auch Fehlstellen darin nicht erkennen. Die Gründe für eine gestörte Schutzschicht sind vielfältig. Häufig entstehen die Fehler bereits bei der Verarbeitung. Aber auch eine fehlerhafte Herstellung der Halbzeuge, die heutzutage weltweit erfolgt, führen zu Abweichungen in der erwarteten Korrosionsbeständigkeit der Werkstoffe.

Mit dem Korropad-Test kann man die Oberfläche der Stähle im Lieferzustand und nach der Verarbeitung überprüfen. Auf diese Weise können sich zum Beispiel Handwerksbetriebe vor kostenintensiven Gewährleistungsansprüchen schützen. Und es muss auch nicht nur bei optischen Problemen bleiben. Denn die nicht rostenden Stähle sind auch Ausgangsmaterial für die Herstellung von Ankern und Dübeln, Behältern für Gefahrgüter oder komplexen chemischen Anlagen. Und diese sind später meist so verbaut, dass ein Fehler gar nicht auffällt, was zu Sicherheitsproblemen führen kann. So dient das KorroPad auch der technischen Sicherheit.

Pro Prüfung werden drei Pads benötigt, die auf den nichtrostenden Stahl gelegt werden. Damit bekommt man eine Momentaufnahme über den Zustand der Passivschicht. Die Pads haben etwa die Größe einer Fünf-Cent-Münze. Zunächst wird die Oberfläche mit Aceton oder Alkohol gereinigt und dann die Pads auf der zu prüfende Oberfläche leicht angedrückt. Nach 15 Minuten werden die Pads mit einem Spatel abgelöst, auf eine Kunststoffträgerfolie gelegt und können eingescannt oder fotografiert werden.

Und die 15 Minuten sind sehr schnell im Vergleich zu anderen Methoden, bei denen die Versuche oft mehrere Stunden oder auch Wochen dauern. Und noch ein Vorteil bietet KorroPad: Das Bauteil kann nach der Prüfung weiterverarbeitet oder beim Kunden eingebaut werden, denn die Prüfung erfolgt praktisch zerstörungsfrei.

Wasser und ein Indikator für Eisenionen sind die Inhaltsstoffe der gelartigen Pads. Fehlt die schützende Chromoxidschicht auf der Stahloberfläche, reagiert der Indikator mit den Eisenionen im Werkstoff. Die Folge: Der Indikator verändert seine Farbe. Auf den leicht gelblichen Pads erscheinen blaue Punkte. Jeder Punkt zeigt an, dass sich die schützende Passivschicht auf der Stahloberfläche nicht ausbilden konnte.

Nichtrostende Stähle bestehen zu mindestens zwölf Prozent aus Chrom. Für die Ausbildung der Schutzschicht an der Oberfläche braucht es Sauerstoff und Wasser (aus der Luftfeuchtigkeit) sowie eine saubere, metallisch blanke Metalloberfläche. Durch die Passivschicht wird die Oberfläche versiegelt. Kann sich die Schutzschicht nicht überall auf den Oberflächen ausbilden, kommt es zur Rostbildung.

"KorroPad ist Hilfe zur Selbsthilfe", sagt Andreas Burkert, der zusammen mit Jens Lehmann den Test an der BAM entwickelt hat. Optisch blank sehen die Oberflächen am Anfang eigentlich immer aus. Aber halten die Bauteile im Einsatz auch das, was der Name des Werkstoffs verspricht? Viele Einflussfaktoren entscheiden darüber: Wie wurden die Oberflächen bearbeitet? Wie die Schweißnähte nachbehandelt? Sind die Legierungselemente gleichmäßig verteilt? Burkert weiter: "Es ist wie beim Kuchen backen: Alle Zutaten drin allein reicht nicht! Der Teig muss richtig durchgerührt werden und die anschließende Wärmebehandlung im Backofen muss bei der richtigen Temperatur und über die richtige Zeit erfolgen."

Quelle: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)




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