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Umfassender Leitfaden zur Korrosionsprüfung:Methoden, Standards und Ausrüstung (SST, CCT und mehr)

Korrosion stellt eine erhebliche Bedrohung für die Langlebigkeit und Sicherheit von Metallen und Beschichtungen dar, die in großen Industriezweigen verwendet werden. Das Verständnis der Fähigkeit eines Materials, korrosiven Umgebungen standzuhalten, ist entscheidend für die Gewährleistung von Zuverlässigkeit und Haltbarkeit. In diesem Artikel werden die am häufigsten verwendeten Korrosionsprüfmethoden/-techniken, ihre Verfahren, geltenden Normen und die für jeden Test erforderliche Ausrüstung behandelt. Darüber hinaus geben wir einen detaillierten Einblick in den Salzsprühtest. 

Was ist der Korrosionstest?

Bei der Korrosionsprüfung werden verschiedene Verfahren eingesetzt, um zu bewerten, wie gut Materialien, insbesondere Metalle und ihre Beschichtungen, den schädlichen Auswirkungen von Korrosion widerstehen können. Korrosion tritt auf, wenn Metalle chemisch mit ihrer Umgebung reagieren, was zu Rost, Verschleiß und letztendlich zum Ausfall von Komponenten führt. Der Hauptzweck des Korrosionstests besteht darin, sicherzustellen, dass Schutzbeschichtungen oder Materialien korrosiven Bedingungen standhalten und so die Haltbarkeit und ordnungsgemäße Funktion von Teilen gewährleisten, die rauen Umgebungen ausgesetzt sind.

Diese Tests simulieren korrosive Bedingungen auf kontrollierte und beschleunigte Weise, um vorherzusagen, wie sich Materialien im Laufe der Zeit verhalten werden. Auf diese Weise können Ingenieure und Hersteller die Langlebigkeit, Zuverlässigkeit und Wirksamkeit sowohl der Grundmaterialien als auch ihrer Schutzbeschichtungen beurteilen, bevor sie in realen Anwendungen eingesetzt werden. Dies trägt dazu bei, unerwartete Ausfälle, kostspielige Reparaturen und Sicherheitsprobleme zu vermeiden.

Verschiedene Arten von Korrosionstestmethoden

Die Methoden zur Korrosionsprüfung variieren je nach Branche und spezifischen Anforderungen. Beispielsweise können von Organisationen wie DIN oder ISO festgelegte Standards oder Vorschriften von Automobilherstellern unterschiedliche Prüftechniken vorschreiben. Hier sind einige gängige Arten von Korrosionstests mit ihren Standards, Verfahren, Anwendungen usw.

1. Salzsprühtest (SST).

Der Salzsprühtest, auch Salznebeltest oder SST-Korrosionstest genannt, ist ein hochgradig standardisierter und weit verbreiteter beschleunigter Korrosionstest, bei dem beschichtete oder unbeschichtete Metallproben einer kontrollierten, stark korrosiven Umgebung in einer versiegelten Kammer ausgesetzt werden. Diese Umgebung wird durch Aufsprühen eines feinen Nebels einer Salzwasserlösung (normalerweise Natriumchlorid) auf die Proben erzeugt. Der salzige Nebel simuliert raue Bedingungen, wie sie in Meeres- oder Industrieatmosphären herrschen, die dazu führen, dass Materialien schneller korrodieren.

Was ist der Zweck des Salzsprühtests?

Die Hauptanwendung des Salzsprühnebeltests besteht darin, die Haltbarkeit und Wirksamkeit von Schutzbeschichtungen gegen Korrosion zu beurteilen. Durch die Beobachtung, wie lange eine Beschichtung während des Tests der Bildung von Rost oder anderen Korrosionsprodukten widerstehen kann, können Hersteller und Ingenieure schnell verschiedene Beschichtungen oder Materialien vergleichen und vorhersagen, wie sich die Produkte im Laufe der Zeit im tatsächlichen Gebrauch verhalten werden.

Arten von Salzsprühtests

Basierend auf der Norm DIN EN ISO 9227 gibt es verschiedene Arten von Salzsprühtests, darunter Neutralsalzsprühnebel (NSS), Essigsäuresalzsprühnebel (AASS) und kupferbeschleunigter Salzsprühnebel (CASS).

Vorgehensweise (Durchführung des NSS-Tests)

Standards

Ausrüstung

2. Zyklische Korrosionsprüfung (CCT).

Zyklischer Korrosionstest (CCT) ist eine fortschrittliche Labortechnik, die die Korrosionsprozesse simuliert und beschleunigt, denen Materialien in realen Umgebungen ausgesetzt sind. Im Gegensatz zu herkömmlichen Korrosionstests wie dem Salzsprühtest reproduziert CCT die natürlichen zyklischen Veränderungen in der Umgebung, indem Proben in einer kontrollierten Kammer automatisch verschiedene Umgebungsbedingungen durchlaufen und dabei Salznebel, Trocknungsphasen sowie Feuchtigkeits- oder Kondensationsphasen nachahmen. Auf diese Weise erzeugt CCT Korrosionsschadensmuster wie Rost, Blasenbildung und Spaltkorrosion, die denen ähneln, die in der Natur auftreten, jedoch in viel kürzerer Zeit. Mit dem Test können verschiedene Korrosionsmechanismen bewertet werden, darunter allgemeine Korrosion, galvanische Korrosion und Spaltkorrosion. CCT wurde hauptsächlich in der Automobilindustrie als Reaktion auf die Einschränkungen des Standard-Salzsprühtests entwickelt, der oft nicht gut mit der tatsächlichen atmosphärischen Korrosion korreliert, der Fahrzeuge ausgesetzt sind.

Vorgehensweise

Standards

Ausrüstung

3. Elektrochemische Korrosionsprüfung

Bei der elektrochemischen Korrosionsprüfung handelt es sich um eine Technik, die die Korrosionsbeständigkeit von Metallen und Legierungen bewertet, indem ihr elektrochemisches Verhalten analysiert wird, wenn sie korrosiven Umgebungen ausgesetzt werden. Bei dieser Methode wird eine Testprobe – üblicherweise ein Metall oder eine Legierung – in eine speziell ausgewählte Elektrolytlösung getaucht, die die korrosiven Bedingungen simuliert, denen das Material im tatsächlichen Gebrauch ausgesetzt sein könnte. Durch die Überwachung des elektrischen Potenzials und des Stromflusses zwischen der Probe (Arbeitselektrode) und einer Referenzelektrode in der Lösung liefert der Test quantitative Daten darüber, wie das Metall elektrochemisch reagiert, was in direktem Zusammenhang mit seiner Korrosionsanfälligkeit steht. Das Prinzip dieser Prüfung basiert auf der elektrochemischen Natur der Korrosion, die Oxidations- und Reduktionsreaktionen umfasst. Bei der Korrosion des Metalls werden Elektronen freigesetzt (Oxidation), die durch das Metall fließen und durch Reduktionsreaktionen im Elektrolyten verbraucht werden. Die Messung dieser Elektronenflüsse (Ströme) und Potentiale ermöglicht die Charakterisierung von Korrosionsraten und -mechanismen. Darüber hinaus kann der Test durch die Anwendung kontrollierter Spannungen oder Ströme Korrosionsprozesse beschleunigen und so langfristige Umweltauswirkungen in kürzerer Zeit simulieren.

Vorgehensweise

Standards

Ausrüstung

4. Prüfung der interkristallinen Korrosion (IGC).

Die interkristalline Korrosionsprüfung ist eine spezielle Bewertungstechnik zur Erkennung und Messung der Anfälligkeit von Metallen, insbesondere Legierungen wie austenitischen Edelstählen und Nickelbasislegierungen, gegenüber interkristalliner Korrosion (IGC). Interkristalline Korrosion ist eine Form der lokalen Korrosion, die die Korngrenzen (Grenzflächen zwischen Kristalliten oder Körnern) und nicht die Körner selbst angreift. Dies tritt häufig bei Legierungen auf, die ansonsten korrosionsbeständig sind, aber speziellen Wärmebehandlungen oder Schweißprozessen unterzogen wurden, was zu einer Sensibilisierung führt, einem Zustand, bei dem Chrom oder andere Schutzelemente an den Korngrenzen aufgrund der Ausfällung von Verbindungen wie Chromkarbiden aufgebraucht werden. Die Prüfung ist wichtig, da interkristalline Korrosion die mechanische Integrität von Metallen ohne offensichtliche äußere Anzeichen erheblich schwächen kann, wodurch das Material in kritischen Anwendungen wie Luft- und Raumfahrt, Nukleartechnik, chemischer Verarbeitung und Infrastruktur anfällig für unerwartete Ausfälle wird. Bei der Prüfung werden Metallproben bei kontrollierten Temperaturen und Zeiten aggressiven chemischen Lösungen ausgesetzt, die Korrosion entlang der Korngrenzen fördern, wenn das Material anfällig ist. Der Angriffsgrad wird dann visuell oder durch Gewichtsverlust, mikrostrukturelle Untersuchung oder mechanische Tests beurteilt.

Vorgehensweise

Standards

Ausrüstung

5. Kupferstreifen-Korrosionstest

Der Kupferstreifen-Korrosionstest ist eine standardisierte Labormethode zur Überprüfung der korrosiven Wirkung von Erdölprodukten wie Kraft- und Schmierstoffen auf Metalle, insbesondere Kupfer. Sein Hauptzweck besteht darin, den relativen Grad der Korrosivität eines Erdölprodukts zu beurteilen, indem seine Wechselwirkung mit Kupfer unter kontrollierten Temperatur- und Zeitbedingungen simuliert wird. Rohöl enthält Schwefelverbindungen, von denen viele bei der Raffination entfernt werden; Allerdings können die restlichen Schwefelverbindungen immer noch Metallkorrosion verursachen. Diese Korrosivität ist nicht direkt proportional zum Gesamtschwefelgehalt, sondern hängt von der chemischen Natur der vorhandenen Schwefelspezies ab. Bei dem Test wird ein polierter Kupferstreifen in ein abgemessenes Volumen der Erdölprobe eingetaucht und unter festgelegten Bedingungen erhitzt. Nach der Erhitzungsperiode wird das Band entnommen, gereinigt und visuell auf Anlauffarben oder Korrosion untersucht. Die resultierende Verfärbung oder der Anlauf des Kupferstreifens wird mit einem Satz standardisierter Farbtafeln verglichen, die von ASTM definiert wurden, um den Grad der Korrosivität zu klassifizieren. Der Test wird in der Erdölindustrie häufig als Teil der Qualitätskontrolle und Spezifikationskonformitätsprozesse für Kraftstoffe, Lösungsmittel und Öle eingesetzt.

Vorgehensweise

Standards

Ausrüstung

6. Eintauchtest

Die Tauchkorrosionsprüfung ist eine weit verbreitete Labormethode zur Bewertung der Korrosionsbeständigkeit von Materialien, wenn sie aggressiven Flüssigkeitsumgebungen ausgesetzt sind. Bei diesem Test werden Materialproben – oft als Korrosionsproben bezeichnet – für einen vorgegebenen Zeitraum vollständig in eine kontrollierte korrosive Lösung, beispielsweise eine Salzwasserlösung oder ein saures Medium, eingetaucht. Analysieren Sie nach dem Test Faktoren wie Materialgewichtsverlust, Korrosionsrate und Oberflächenverschlechterung, um die Art und Schwere der Korrosion durch visuelle Inspektion und Berechnung zu bestimmen, und schließen Sie dann die Bewertung der Materialleistung unter den getesteten Bedingungen ab. Der Test ist in Branchen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der chemischen Verarbeitung und der Elektronik von großem Nutzen, wo Materialien und Schutzbeschichtungen Feuchtigkeit, Salz, Säuren oder anderen korrosiven Stoffen standhalten müssen. 

Vorgehensweise

Standards

Ausrüstung

7. Spaltkorrosionsprüfung

Bei der Spaltkorrosionsprüfung handelt es sich um eine kontrollierte Labormethode, mit der in der Regel ermittelt wird, wie gut rostfreie Stähle und verwandte Legierungen lokaler Korrosion widerstehen, die in engen, begrenzten Räumen, sogenannten Spalten, auftritt. Durch diese Spalten entstehen Umgebungen, in denen sich Korrosionsmittel konzentrieren und die schützende Oxidschicht auf Metallen zerstören, was zu beschleunigter Korrosion führt. Bei der Methode wird eine Eisenchloridlösung verwendet, die als aggressive, oxidierende Chloridumgebung dient und den Korrosionsprozess beschleunigt. Ein Spaltformer mit fester Geometrie wird auf der Metallprobe positioniert, um einen gleichmäßigen Spaltraum zu schaffen. Dieser Aufbau provoziert und misst, wie schnell Spaltkorrosion beginnt und fortschreitet, und bietet so die Möglichkeit, verschiedene Legierungen unter standardisierten, reproduzierbaren Bedingungen zu vergleichen.

Vorgehensweise

Standards

Ausrüstung

8. Galvanische Korrosionsprüfung

Die galvanische Korrosionsprüfung ist eine Labor- und Feldbewertungsmethode, mit der das Korrosionsverhalten von zwei oder mehr unterschiedlichen Metallen untersucht wird, die beim Eintauchen in einen Elektrolyten elektrisch verbunden werden. Wenn zwei verschiedene Metalle in einer korrosiven wässrigen Umgebung wie Salzwasser oder anderen Elektrolyten in elektrischen Kontakt kommen, kommt es zu einer elektrochemischen Reaktion, bei der das Metall mit dem negativeren Elektrodenpotential (die Anode) bevorzugt korrodiert, um das andere Metall (die Kathode) zu schützen. Dieser als galvanische Korrosion oder Kontaktkorrosion bekannte Prozess kann zu einer beschleunigten Verschlechterung des anodischen Metalls führen und bei unsachgemäßer Handhabung zu Materialversagen führen. Dies ist eine wichtige Methode, um zu verstehen, wie verschiedene Materialkombinationen in Umgebungen interagieren, in denen flüssige Elektrolyte vorhanden sind, jedoch keine nennenswerte Strömung vorhanden ist, die Erosion-Korrosion oder Kavitation verursachen könnte.

Vorgehensweise

Standards

Ausrüstung

Bei anderen Arten ist die Feuchtigkeitsprüfung eine Methode zur Abschätzung des Einflusses von Feuchtigkeit auf die Korrosion, jedoch nicht als direkte Korrosionsprüfung wie Salzsprühnebel oder zyklische Korrosionsprüfungen. Es gibt viele ASTM-Standards für Korrosionstests. finden Sie die geeigneten Verfahren und Messungen, um den Grad der Korrosionsbeständigkeit eines bestimmten Materials zu untersuchen und zu bewerten. 

Hauptanwendung des Salzsprühtests

Der Salzsprühtest dient in erster Linie der Qualitätskontrolle und nicht zur Vorhersage der tatsächlichen Langzeitkorrosionsbeständigkeit unter realen Bedingungen. Es hilft Herstellern, Beschichtungsprozesse wie Vorbehandlung, Lackierung, Galvanisierung und Verzinkung zu überwachen. Beispielsweise müssen lackierte Komponenten oft eine bestimmte Zeitspanne (z. B. 96 Stunden) in einer neutralen Salznebelumgebung überstehen, um die Qualitätsstandards der Produktion zu erfüllen. Ein Fehlschlagen dieses Tests weist auf Probleme im Beschichtungs- oder Vorbehandlungsprozess hin, die eine sofortige Korrektur erfordern, um fehlerhafte Produkte zu verhindern.

Dauer des Salzsprühtests

Die Stunden für Salzsprühkorrosionstests variieren aufgrund der Materialien und Standards stark und liegen typischerweise zwischen 24 und mehr als 1000 Stunden.

Nach DIN EN ISO 9227 dauert der NSS-Test in der Regel 96 Stunden, 240 Stunden, 480 Stunden, 720 Stunden usw. Während in der Norm ASTM B117 die Testdauer für Salzsprühnebel typischerweise 24 bis 72 Stunden beträgt und auch auf mehrere hundert und sogar 1000 Stunden ausgedehnt werden kann.  

Salzsprühteststunden entsprechen Jahren (reales Leben)

Der Salzsprühnebeltest kann in einen natürlichen Expositionstest und einen künstlich beschleunigten Test unterteilt werden. Der künstliche Test verwendet spezielle Geräte – Salzsprühkammern –, um eine hochkonzentrierte Salznebelumgebung zu erzeugen, typischerweise mit Chloridwerten, die um ein Vielfaches höher sind als in natürlichen Umgebungen. Diese intensive Umgebung beschleunigt Korrosionsprozesse erheblich, sodass Ergebnisse, die im Freien ein Jahr oder länger dauern könnten, im Labor in nur etwa einem Tag erzielt werden können. Beispielsweise kann ein Produkt, das nach einem Jahr natürlicher Einwirkung korrodiert, in einem neutralen Salzsprühtest bereits nach 24 Stunden eine ähnliche Korrosion aufweisen. Es gibt verschiedene Arten von beschleunigten Salzsprühtests mit jeweils unterschiedlichen Korrosionsraten.

Was sind die Ergebnisse von Salzsprühtests?

Salzsprühtests, die gemäß ASTM B117 durchgeführt werden, helfen dabei, Unterschiede in der Korrosionsbeständigkeit zwischen verschiedenen Materialien und Beschichtungen zu erkennen, indem sie einer kontrollierten Salznebelumgebung ausgesetzt werden. Wenn beispielsweise eine Beschichtung zerkratzt ist, kann ein Salzsprühtest in Kombination mit verwandten Methoden wie ASTM D1654 aufdecken, wie sich Korrosion von der beschädigten Stelle ausbreitet, und die Haftfestigkeit der Beschichtung beurteilen. Die Ergebnisse stammen in der Regel aus Sichtprüfungen oder der Messung des Massenverlusts und liefern eine Korrosionsschwerebewertung, die von 0 (keine Korrosion) bis 10 (starke Korrosion) reicht.

Betrachten Sie zur Veranschaulichung die nach ASTM B117 getesteten Edelstahlsorten:Eine Probe aus Edelstahl 316 könnte einer 96-stündigen Einwirkung einer 3-prozentigen Salzsprühlösung ohne sichtbare Korrosion standhalten, was auf eine gute Beständigkeit hinweist. In der Zwischenzeit könnte Edelstahl 304 unter denselben Bedingungen versagen, aber möglicherweise eine angemessene Leistung erbringen, wenn die Salzkonzentration auf 0,3 % gesenkt und der Test auf 120 Stunden verlängert wird. Solche Daten sind wertvoll für die Auswahl des richtigen Materials oder der richtigen Beschichtung für Anwendungen, die Chloridumgebungen ausgesetzt sind.

Salzsprühtests können auch physikalische Auswirkungen haben:kristallisiertes Salz, das bewegliche mechanische Teile verstopft oder festhält, oder elektrische Beeinträchtigungen, bei denen leitfähige Korrosionsprodukte und hygroskopische Salzablagerungen den Isolationswiderstand verringern, Leckströme erhöhen, den Kontaktwiderstand erhöhen und letztendlich Kurzschlüsse oder offene Stromkreise verursachen können.

Wie wählt man den richtigen Korrosionsbeständigkeitstest aus?

1. Beginnen Sie mit der Serviceumgebung

Beginnen Sie mit der Auflistung aller korrosiven Faktoren, denen Ihr Teil tatsächlich ausgesetzt sein wird – wie Chloride, Feuchtigkeitszyklen, Temperaturschwankungen, Streusalz, Meerwasser, Treibstoffschwefel, Mikroben oder Kontakt mit unterschiedlichen Metallen. Ordnen Sie diese Faktoren danach, wie schwerwiegend sie sind und wie lange das Teil ausgesetzt sein wird. Wählen Sie Tests, die die zwei oder drei wichtigsten Bedingungen realistisch simulieren, da so sichergestellt wird, dass die Testergebnisse die tatsächliche Leistung sinnvoll widerspiegeln.

2. Definieren Sie den Zweck der Testtata

Klären Sie anhand der Testergebnisse, was Sie benötigen. Für eine schnelle Pass/Fail-Qualitätskontrolle in der Produktionslinie sind einfache und schnelle Tests wie Neutral Salt Spray (NSS) gemäß ASTM B117 ideal. If you want to compare materials or coatings quantitatively, consider electrochemical methods that measure corrosion rates or barrier properties, or longer-term coupon tests for real corrosion data. To predict long-term durability in specific climates, cyclic corrosion testing (CCT) mimics natural wet/dry cycles and gives more realistic lifetimes.

3. Consider the application or industry

Different industries have preferred tests reflecting their unique environments. Zum Beispiel:

4. Balance speed, cost, and detail

If you need a quick, low-cost check, NSS testing usually takes 24–96 hours and uses affordable equipment. For warranty validation over many years, plan for longer cyclic corrosion tests lasting several weeks or months. For alloy development or detailed corrosion mechanisms, electrochemical techniques provide in-depth insight but require specialized instruments and expertise.

5. Follow relevant specifications

Always check customer drawings, OEM standards, or regulatory codes first. If a specification calls for “500 h NSS per ASTM B117,” simply perform that test. When the requirements are not defined, justify your test choice based on the service environment and the factors identified in step 1.


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