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

Korrosion stellt eine erhebliche Bedrohung für die Langlebigkeit und Sicherheit von Metallen und Beschichtungen dar, die in zahlreichen Industrien eingesetzt werden. Das Verständnis der Fähigkeit eines Materials, korrosiven Umgebungen standzuhalten, ist entscheidend für die Gewährleistung von Zuverlässigkeit und Haltbarkeit. Dieser Artikel behandelt die am weitesten verbreiteten Korrosionsprüfverfahren, ihre Abläufe, geltenden Normen und die notwendige Ausrüstung für jeden Test. Darüber hinaus werfen wir einen detaillierten Blick auf den Salzsprühtest.

Was ist ein Korrosionstest?

Korrosionstests umfassen verschiedene Verfahren zur Bewertung, 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, Verschlechterung und letztendlich zum Versagen von Bauteilen führt. Der Hauptzweck des Korrosionstests besteht darin, sicherzustellen, dass Schutzbeschichtungen oder Materialien korrosiven Bedingungen standhalten können, wodurch die Haltbarkeit und ordnungsgemäße Funktion von Teilen, die rauen Umgebungen ausgesetzt sind, garantiert wird.

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

Verschiedene Arten von Korrosionsprüfverfahren

Korrosionsprüfverfahren variieren je nach Industrie und spezifischen Anforderungen. Beispielsweise können Normen von Organisationen wie DIN oder ISO oder Vorschriften von Automobilherstellern unterschiedliche Prüftechniken vorschreiben. Hier sind gängige Korrosionsprüfarten mit ihren Normen, Verfahren, Anwendungen etc.

1. Salzsprühtest (SST / Salt Spray Test)

Der Salzsprühtest, auch Salznebeltest oder SST-Korrosionstest genannt, ist ein hochstandardisierter und weit verbreiteter beschleunigter Korrosionstest, der beschichtete oder unbeschichtete Metallproben einer kontrollierten, hochkorrosiven Umgebung in einer verschlossenen Kammer aussetzt. Diese Umgebung wird durch Versprühen eines feinen Nebels einer Salzwasserlösung (meist Natriumchlorid) auf die Proben erzeugt. Der salzige Nebel simuliert raue Bedingungen wie in Meeres- oder Industrieatmosphären, die Materialien schneller korrodieren lassen.

Zweck des Salzsprühtests

Der primäre Zweck ist die Beurteilung der Haltbarkeit und Wirksamkeit von Schutzbeschichtungen gegen Korrosion. Indem beobachtet wird, wie lange eine Beschichtung der Rostbildung oder anderen Korrosionsprodukten während des Tests widersteht, können Hersteller und Ingenieure verschiedene Beschichtungen oder Materialien schnell vergleichen und vorhersagen, wie die Produkte im tatsächlichen Einsatz über die Zeit performen werden.

Arten von Salzsprühtests

Basierend auf DIN EN ISO 9227 gibt es verschiedene Arten: Neutraler Salzsprühtest (NSS), Essigsäure-Salzsprühtest (AASS) und Kupfer-beschleunigter Salzsprühtest (CASS).

Verfahren (Durchführung des NSS-Tests)

• Testproben werden im Gestell platziert, sodass sie nur an wenigen Punkten berühren und in einem Winkel von 15–25° zur Vertikalen positioniert sind, um Kondensattropfen auf darunterliegende Proben zu vermeiden.
• Standard-Probengröße meist 75 × 150 mm, andere Größen gemäß spezifischen Anforderungen möglich.
• Eine 5 % NaCl-Lösung (50 ± 5 g/L) mit pH 6,5–7,2 wird im Prüfraum vernebelt, um dichten Salznebel zu erzeugen.
• Temperatur im Prüfraum wird konstant bei 35 ± 2 °C gehalten.
• Sprühdüse arbeitet bei 0,7–1,4 bar Überdruck, liefert Salzlösung mit Sammelrate 1–2 ml/h pro 80 cm² Oberfläche.
• Proben werden vor dem Test gereinigt und entfettet, um unbeabsichtigte chemische Reaktionen zu vermeiden.
• Expositionsdauer variiert je nach Produktspezifikation von wenigen Stunden bis mehreren Tagen oder Wochen.
• Während des Tests werden Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Salzkonzentration kontinuierlich überwacht und dokumentiert.
• Nach der Exposition werden Proben entnommen und ggf. gespült, um lose Korrosionsprodukte zu entfernen.
• Visuelle Auswertung auf Korrosionszeichen: Rotrost, Weißrost, Blasenbildung, Korrosionskriechen, Pitting.
• Zusätzliche Auswertungen: Zeit bis zum ersten Korrosionserscheinen, Defektzählung, Massenänderung, mikrostrukturelle Analyse.

Normen

• ASTM B117
• UNI EN ISO 9227:2006
• JIS Z 2371
• ASTM G85

Ausrüstung

• Salzsprühtestkammer mit Temperatur- und Feuchtekontrolle
• Salzlösungsbehälter und Sprühdüsen
• pH-Meter für Lösungsüberwachung

2. Zyklische Korrosionsprüfung (CCT / Cyclic Corrosion Testing)

Die zyklische Korrosionsprüfung (CCT) ist eine fortschrittliche Labortechnik, die die Korrosionsprozesse simuliert und beschleunigt, die Materialien in realen Umgebungen erfahren. Im Gegensatz zu traditionellen Tests wie dem Salzsprühtest repliziert CCT die natürlichen zyklischen Umweltänderungen, indem Proben automatisch durch verschiedene Umweltbedingungen in einer kontrollierten Kammer geführt werden – Salznebel, Trockenphasen und feuchte/Kondensationsphasen. Dadurch erzeugt CCT Korrosionsschadensmuster (Rost, Blasenbildung, Spaltkorrosion), die denen in der Natur sehr ähneln, aber in deutlich kürzerer Zeit. Der Test kann verschiedene Korrosionsmechanismen bewerten: Allgemeine Korrosion, Kontaktkorrosion, Spaltkorrosion. CCT wurde hauptsächlich in der Automobilindustrie entwickelt als Antwort auf Limitationen des Standard-Salzsprühtests, der oft schlecht mit tatsächlicher atmosphärischer Korrosion an Fahrzeugen korreliert.

Verfahren

• Probenvorbereitung: Reinigung mit destilliertem/demineralisiertem Wasser, Trocknen mit saugfähigem Papier.
• Testaufbau: Proben in Korrosionskammer, die natürliche Verschmutzung simuliert durch kontrollierten Salznebel, Feuchte, Temperatur, Trocknungszyklen.
• Salznebelexposition: Periodische Exposition gegenüber Salznebel (typisch 1 % NaCl bei ~35 °C) für festgelegte Zeit zur Simulation von Chloridionen-Verschmutzung.
• Feuchtephase: Exposition bei hoher relativer Feuchte (~95 %) bei erhöhten Temperaturen (35–50 °C) zur Simulation feuchter, korrosiver Bedingungen.
• Kontrollierte Trocknungsphase: Niedrigere Feuchte (20–55 %) und moderate bis hohe Temperaturen (35–60 °C) zur Simulation von Trockenperioden zwischen Feuchteeinwirkungen.
• Zyklenwiederholung: Wiederholung der Phasen in Zyklen von 8–24 Stunden Dauer, Gesamtzahl 18–63+ Zyklen, abhängig vom Protokoll.
• Zwischenuntersuchungen: Prüfung bei spezifischen Zyklenintervallen (z. B. nach 6, 21, 30, 48, 63 Zyklen) auf Korrosionsprodukte und Schäden an Oberflächen, Kanten, Grenzflächen.
• Nachbearbeitung: Nach Zyklenende leichtes Spülen mit demineralisiertem Wasser, Trocknen vor Endanalyse.
• Schadensauswertung (beschichtete Proben): Bei lackierten Proben Ritzlinien vor Test, Messung von Korrosionsfortschritt und Lackadhäsionsverlust nach bestimmten Zyklenzahlen (z. B. Klebeband-Abreißtest).
• Ergebnisanalyse: Beurteilung durch Rost, Blasenbildung, Lackablösung, Ausbreitung der Korrosion von Ritzlinien – Bestimmung der Korrosionsbeständigkeit von Beschichtungen/Materialien.

Normen

• ASTM G85
• ISO 9227

Ausrüstung

• Zyklische Korrosionsprüfkammer mit programmierbarer Temperatur-, Feuchte- und Salznebelsteuerung
• Salznebeldüsen und Lösungsbehälter
• Umweltsensoren für pH, Temperatur, relative Feuchte

3. Elektrochemische Korrosionsprüfung

Die elektrochemische Korrosionsprüfung bewertet die Korrosionsbeständigkeit von Metallen und Legierungen durch Analyse ihres elektrochemischen Verhaltens in korrosiven Umgebungen. Ein Testkörper (Metall/Legierung) wird in eine speziell gewählte Elektrolytlösung getaucht, die die korrosiven Bedingungen des tatsächlichen Einsatzes simuliert. Durch Überwachung des elektrischen Potenzials und Stromflusses zwischen Proben (Arbeits-elektrode) und Referenzelektrode liefert der Test quantitative Daten zur elektrochemischen Reaktion des Metalls, die direkt mit seiner Korrosionsanfälligkeit korreliert. Das Prinzip basiert auf der elektrochemischen Natur der Korrosion: Oxidations- und Reduktionsreaktionen. Beim Korrodieren gibt das Metall Elektronen ab (Oxidation), die durch das Metall fließen und durch Reduktionsreaktionen im Elektrolyten verbraucht werden. Messung dieser Elektronenströme (Ströme) und Potenziale ermöglicht Charakterisierung von Korrosionsraten und -mechanismen. Durch Anlegen kontrollierter Spannungen/Ströme können Korrosionsprozesse beschleunigt werden, um Langzeiteffekte in kürzerer Zeit zu simulieren.

Verfahren

• Probenvorbereitung: Reinigung und Vorbereitung für konsistente, reproduzierbare Oberfläche.
• Aufbau der elektrochemischen Zelle: Probe (Arbeitselektrode), Referenz- und Gegenelektrode in Elektrolytlösung.
• Anschluss an Potentiostat: Steuerung und Messung von Potenzial und Strom.
• Gleichgewichtsphase: Probe stabilisieren im Elektrolyten bis stationärem Korrosionspotenzial (Leerlaufpotenzial).
• Testspannung/-strom anwenden: Gewünschten elektrochemischen Test durchführen (z. B. potentiodynamische Polarisation, linearer Polarisationswiderstand).
• Datenerfassung: Stromantwort vs. angewendetes Potenzial oder Zeit aufzeichnen.
• Datenanalyse: Kurven und Messungen auswerten für Korrosionsparameter – Korrosionspotenzial, -stromdichte, Polarisationswiderstand, Korrosionsrate.
• Interpretation: Korrosionsanfälligkeit, Passivierungsverhalten, Kontaktkorrosionsrisiken beurteilen, Materialien/Oberflächenbehandlungen vergleichen.
• Berichterstattung: Dokumentation für Engineering-Entscheidungen zu Materialauswahl, Schutzbeschichtungen, weiterer Testbedarf.

Normen

• ASTM F2129
• ASTM G71
• ASTM G59

Ausrüstung

• Arbeitselektrode
• Referenzelektrode
• Gegenelektrode
• Elektrolytlösung
• Potentiostat

4. Interkristalline Korrosionsprüfung (IGC / Intergranular Corrosion Testing)

Die interkristalline Korrosionsprüfung ist eine spezialisierte Evaluierungstechnik zur Detektion und Messung der Anfälligkeit von Metallen – besonders Legierungen wie austenitische Edelstähle und Nickelbasislegierungen – für interkristalline Korrosion (IGC). IGC ist eine lokale Korrosionsform, die Kornkanten (Grenzflächen zwischen Kristalliten) angreift statt der Körner selbst. Tritt oft in ansonsten korrosionsbeständigen Legierungen auf, die bestimmte Wärmebehandlungen oder Schweißprozesse durchlaufen haben, was zu Sensibilisierung führt: Chrom oder andere Schutzelemente werden an Kornkanten durch Ausfall von Verbindungen wie Chromkarbiden verarmt. Die Prüfung ist wichtig, da IGC die mechanische Integrität schwer schwächen kann, ohne offensichtliche äußere Anzeichen – Material wird anfällig für unerwartete Ausfälle in kritischen Anwendungen (Luftfahrt, Nuklear, Chemietechnik, Infrastruktur). Der Test funktioniert durch Aussetzen von Metallproben aggressiven chemischen Lösungen unter kontrollierten Temperaturen und Zeiten, die Korrosion an Kornkanten fördern, falls das Material anfällig ist. Grad des Angriffs wird visuell, durch Gewichtsverlust, mikrostrukturelle Untersuchung oder mechanische Prüfung bewertet.

Verfahren

• Probenvorbereitung: Zuschneiden und Vorbereiten auf erforderliche Dimensionen und Oberflächenfinish.
• Reinigung: Gründliche Reinigung zur Entfernung von Fett, Schmutz, Oxiden.
• Sensibilisierung (falls zutreffend): Wärmebehandlung bei spezifischen Temperaturen (typ. 500–800 °C für Edelstähle) zur Induktion von Sensibilisierung und Chromkarbid-Ausfall.
• Chemische Exposition: Eintauchen in spezifische korrosive Lösung (z. B. Oxalsäure, Eisen(III)-sulfat-Schwefelsäure, Salpetersäure, Kupfersulfat-Schwefelsäure) bei kontrollierter Temperatur und Dauer gemäß gewählter Methode.
• Spülen und Trocknen: Nach Exposition mit destilliertem Wasser spülen, ordnungsgemäß trocknen, Reaktion stoppen.
• Auswertung: Untersuchung auf Korrosionsangriff – visuelle Inspektion, mikroskopische Kornkantenuntersuchung, Gewichtsverlustmessung, mechanische Prüfung (z. B. Charpy-Schlagbiegeversuch).
• Interpretation: Vergleich der Ergebnisse mit Standardkriterien zur Bestimmung der IGC-Anfälligkeit.

Normen

• ASTM A262 (Edelstähle)
• ASTM G28 (Nickellegierungen)

Ausrüstung

• Ofen oder Wärmebehandlungsofen
• Chemische Bäder/Behälter
• Temperaturkontrollsystem
• Analytische Waage
• Mikroskop (optisch oder metallographisch)
• Ätzausrüstung
• Sicherheitsausrüstung

5. Kupferstreifen-Korrosionstest

Der Kupferstreifen-Korrosionstest ist eine standardisierte Labormethode zur Prüfung der korrosiven Wirkung von Petroleumprodukten (Kraftstoffe, Schmierstoffe) auf Metalle, speziell Kupfer. Hauptzweck: Beurteilung des relativen Korrosivitätsgrads eines Petroleumprodukts durch Simulation seiner Interaktion mit Kupfer unter kontrollierten Temperatur- und Zeitbedingungen. Rohöl enthält Schwefelverbindungen, viele werden beim Raffinieren entfernt; residuale Schwefelverbindungen können jedoch noch Metallkorrosion verursachen. Diese Korrosivität ist nicht direkt proportional zum Gesamt-Schwefelgehalt, sondern hängt von der chemischen Natur der Schwefelspezies ab. Im Test wird ein polierter Kupferstreifen in einem gemessenen Volumen des Petroleumprodukts eingetaucht und unter spezifizierten Bedingungen erhitzt. Nach der Heizperiode wird der Streifen entnommen, gereinigt und visuell auf Anlaufen oder Korrosion untersucht. Die resultierende Verfärbung/Anlaufen wird mit standardisierten Farbtafeln (ASTM) verglichen, um den Korrosivitätsgrad zu klassifizieren. Der Test wird in der Petroleumindustrie als Teil der Qualitätskontrolle und Spezifikationskonformität für Kraftstoffe, Lösungsmittel und Öle breit eingesetzt.

Verfahren

• Kupferstreifen auf kontrollierte Oberflächenfinish polieren, alle Makel und Oxidation entfernen.
• 30 ml Petroleumprobe, frei von suspendiertem Wasser, in sauberes, trockenes Glasreagenzglas geben.
• Unmittelbar nach Polieren Kupferstreifen in Probe im Reagenzglas eintauchen.
• Reagenzglas verschließen (oder in Druckgefäß für bestimmte Kraftstoffe) und in temperaturkontrolliertes Bad bei spezifizierter Temperatur für vorgeschriebene Zeit erhitzen.
• Nach Erhitzen Reagenzglas/Gefäß aus Bad nehmen, ggf. durch Wassereintauchen abkühlen.
• Kupferstreifen mit Pinzette entnehmen, sofort mit geeignetem Lösungsmittel waschen, Probenreste entfernen.
• Streifen trocknen, Anlaufen und Farbe visuell mit ASTM-Kupferstreifen-Korrosionsstandardtafeln unter konstanter Beleuchtung vergleichen.
• Korrosionsbewertung gemäß nächstpassender Standardtafel klassifizieren.

Normen

• ASTM D130 (Standard Test Method for Corrosiveness to Copper from Petroleum Products)

Ausrüstung

• Kupferstreifen-Korrosionsdruckgefäß
• Borosilikat-Glasreagenzgläser
• Temperaturkontrollierte Testbäder
• Temperaturfühler
• Poliervorrichtung und Schleifmittel
• Pinzette
• Waschlösungsmittel
• Zeitmessgerät
• Betrachtungsröhren und ASTM-Standardtafeln

6. Eintauchprüfung (Immersion Testing)

Die Eintauch-Korrosionsprüfung ist eine weit verbreitete Labormethode zur Bewertung der Korrosionsbeständigkeit von Materialien bei Exposition gegenüber aggressiven Flüssigkeiten. Materialproben – oft Korrosions-Coupons genannt – werden vollständig in einer kontrollierten korrosiven Lösung (z. B. Salzwasserlösung, saures Medium) für einen vorgegebenen Zeitraum getaucht. Nach dem Test werden Faktoren wie Materialgewichtsverlust, Korrosionsrate, Oberflächenverschlechterung durch visuelle Inspektion und Berechnung analysiert, um Art und Schwere der Korrosion zu bestimmen und die Materialleistung unter den Testbedingungen zu bewerten. Der Test ist wertvoll in Branchen wie Automobil, Luftfahrt, Chemietechnik, Elektronik, wo Materialien und Schutzbeschichtungen Feuchtigkeit, Salz, Säuren oder andere korrosive Agenten standhalten müssen.

Verfahren

• Probenvorbereitung: Coupons auf Standarddimensionen zuschneiden, optional Spannungen oder Spaltformer anbringen zur Simulation realer Bedingungen.
• Vorab-Reinigung: Gründliche Reinigung mit Nylonbürste oder chlorfreiem Scheuermittel, Spülen mit destilliertem Wasser.
• Vorab-Messung: Initiales Gewicht und Dimensionen jedes Probenstücks präzise erfassen.
• Testlösung vorbereiten: Korrosive Lösung formulieren (z. B. 3,5 % NaCl), Parameter wie pH und Temperatur gemäß Norm einstellen.
• Eintauch-Setup: Proben in Lösung hängen, ohne Kontakt untereinander oder zu Behälterwänden, kontrollierte Temperatur, Belüftung, Rührung nach Vorgabe.
• Exposition: Proben für spezifizierte Dauer eingetaucht lassen, typisch 24 Stunden bis mehrere Wochen.
• Entnahme nach Test: Vorsichtige Entnahme, visuelle Inspektion oft mit optischer Vergrößerung zur Detektion lokaler Korrosion.
• Nachbearbeitung: Korrosionsprodukte von Proben gemäß Normen entfernen, ohne Basismetall abzutragen.
• Endmessung: Nach Reinigung erneut wiegen und messen für Massenverlustbestimmung.
• Datenanalyse: Korrosionsraten berechnen aus gemessenem Massenverlust, Expositionszeit, Oberfläche, Probendichte; Korrosionstyp und -schwere bewerten.
• Berichterstattung: Alle Testparameter, Beobachtungen, Messungen, Korrosionsratenberechnungen dokumentieren für Materialbewertung und -auswahl.

Normen

• ASTM G31 (Standard Practice for Laboratory Immersion Corrosion Testing of Metals)

Ausrüstung

• Korrosions-Coupons
• Analytische Waage
• Korrosive Testlösungen
• Testgefäße
• Aufhängungsvorrichtung
• Temperaturkontrollsysteme
• Belüftungs- und Rührausrüstung
• Reinigungswerkzeuge
• Optische Mikroskope oder Rasterelektronenmikroskope (REM)
• Datenaufzeichnungs- und Analysetools

7. Spaltkorrosionsprüfung (Crevice Corrosion Testing)

Die Spaltkorrosionsprüfung ist eine kontrollierte Labormethode, meist zur Bestimmung, wie gut Edelstähle und verwandte Legierungen lokaler Korrosion in engen, begrenzten Räumen (Spalten) widerstehen. Diese Spalten erzeugen Umgebungen, in denen korrosive Agenten konzentriert werden, die schützende Oxidschicht auf Metallen brechen, was zu beschleunigter Korrosion führt. Die Methode nutzt Eisen(III)-chlorid-Lösung als aggressives, oxidierendes Chlorid-Milieu zur Beschleunigung. Ein festgeometrischer Spaltformer wird auf der Metallprobe positioniert, um einen konsistenten Spaltraum zu erzeugen. Dieses Setup provoziert und misst, wie schnell Spaltkorrosion beginnt und fortschreitet, und ermöglicht Vergleich verschiedener Legierungen unter standardisierten, reproduzierbaren Bedingungen.

Verfahren

• Legierungsprobe durch mechanisches Schleifen und chemisches Beizen von Oberflächenverunreinigungen befreien.
• Inerten Spaltformer bekannter Geometrie auf Probenoberfläche befestigen zur Simulation der Spaltumgebung.
• Probe mit Spaltformer in Eisen(III)-chlorid-Lösung mit spezifizierter Konzentration eintauchen.
• Lösungstemperatur regeln, entweder Umgebungstemperatur oder erhöht, um Korrosionsbeginn zu beschleunigen.
• Probe für festen Zeitraum (typ. 24–72 Stunden) in korrosiver Lösung einweichen lassen.
• Probe entnehmen, mit standardisierten Methoden reinigen, Korrosionsrückstände entfernen ohne Basismetall zu schädigen.
• Oberfläche visuell auf Gruben oder Spaltkorrosionsangriff untersuchen.
• Probengewicht vor und nach Test messen, Materialverlustgrad beurteilen.
• Testparameter und Ergebnisse dokumentieren für Vergleich und Bewertung der Korrosionsbeständigkeit across Materialien.

Normen

• ASTM G48 (Standard Test Methods for Pitting and Crevice Corrosion Resistance)

Ausrüstung

• Test-Coupons aus Edelstahl oder ähnlichen Legierungen
• Nicht-reaktive Spaltformer (z. B. PTFE-Einsätze) zur Spaltbildung
• Eisen(III)-chlorid-Lösung mit kontrollierter Konzentration und Reinheit
• Temperaturkontrollierte Kammern oder Bäder
• Analytische Waagen für präzises Wiegen
• Werkzeuge und Chemikalien für Oberflächenvorbereitung (Schleifen, Beizen)
• Reinigungslösungen und -ausrüstung für Nachbehandlung
• Visuelle Hilfsmittel wie Mikroskope oder Lupen

8. Kontaktkorrosionsprüfung (Galvanic Corrosion Testing)

Die Kontaktkorrosionsprüfung ist eine Labor- und Feldevaluierungsmethode zur Untersuchung des Korrosionsverhaltens von zwei oder mehr ungleichen Metallen, die elektrisch verbunden in einem Elektrolyt eingetaucht sind. Wenn zwei verschiedene Metalle in einer korrosiven wässrigen Umgebung (Salzwasser, andere Elektrolyte) elektrisch in Kontakt kommen, erfolgt eine elektrochemische Reaktion: Das Metall mit dem negativeren Elektrodenpotenzial (Anode) korrodiert präferenziell zum Schutz des anderen Metalls (Kathode). Dieser Prozess – Kontaktkorrosion oder Galvanische Korrosion – kann beschleunigten Zerfall des anodischen Metalls verursachen, bis hin zu Materialversagen, wenn nicht richtig gemanagt. Dies ist ein wichtiger Weg zu verstehen, wie verschiedene Materialkombinationen in Umgebungen mit flüssigen Elektrolyten interagieren, aber ohne signifikante Strömung, die Erosionskorrosion oder Kavitation verursachen könnte.

Verfahren

• Metalle/Legierungen auswählen, Proben durch Reinigen und Oberflächenfinish vorbereiten für konsistente, reproduzierbare Oberflächen.
• Proben elektrisch verbinden mit nicht-korrodierenden Verbindungen (Drähte für Labortests, physische Bindungen wie Gewindestangen oder Löten für Feldtests), sicherstellen, dass Verbindung keine zusätzlichen Korrosionseffekte einführt.
• Gekoppelte Proben in nicht-leitenden Haltern montieren, die Kontamination oder Spaltkorrosion während Tests verhindern.
• Anordnung in gewählter Elektrolytlösung eintauchen, typisch simulierend Dienstumgebung, sicherstellen, dass Elektrolyt ruht oder niedrige Strömung hat, um Erosionskorrosionseffekte zu vermeiden.
• Exposition für vorbestimmte Zeit aufrechterhalten, ausreichend für Dienstlebenssimulation oder Erreichen stationären Korrosionsverhaltens.
• Galvanischen Strom und Potentialdifferenz regelmäßig während Exposition messen, Korrosionsaktivität überwachen.
• Proben nach Plan entnehmen, Korrosionsprodukte vorsichtig mit standardisierten Methoden entfernen, ohne Basismetall zu beschädigen.
• Visuelle Inspektionen durchführen, Erscheinungsbild der Korrosion dokumentieren, inkl. Fotografieren vor und nach Reinigung.
• Proben vor und nach Exposition wiegen, Metallverlust berechnen, oder alternative Evaluierungsmethoden (Dickemessung, metallographische Analyse) falls Massenverlustmessung nicht durchführbar.
• Korrosionsraten und -verhalten gekoppelter Proben mit ungekoppelten Kontrollproben vergleichen, galvanischen Effekt bewerten, Beschleunigungsfaktoren berechnen.
• Daten statistisch analysieren falls mehrere Replikate getestet, für Konfidenzintervalle und verbesserte Vorhersagezuverlässigkeit.
• Detaillierten Bericht erstellen: Probenbeschreibungen, Testbedingungen, Umweltdaten, Korrosionsergebnisse, relevante Beobachtungen zum galvanischen Korrosionsverhalten.

Normen

• ASTM G71 (Standard Guide for Conducting and Evaluating Galvanic Corrosion Tests)

Ausrüstung

• Metallproben ausgewählter Legierungen und Metalle
• Elektrische Verbindungsmaterialien
• Nicht-leitende Probenhalter/Aufnahmen
• Elektrolytlösungen repräsentativ für Dienstumgebungen
• Kontrollierte Umgebungsbehälter oder Korrosionszellen
• Potentiostat oder Nullwiderstands-Amperemeter (ZRA)
• Analytische Waage mit hoher Präzision
• Oberflächenvorbereitungswerkzeuge
• Reinigungsbürsten und Schaber
• Vergrößerungsgeräte (Mikroskop, Lupe)
• Kameras für fotografische Dokumentation

Zu weiteren Arten: Feuchtetests schätzen den Einfluss von Feuchte auf Korrosion, sind aber keine direkten Korrosionstests wie Salzsprühtest oder CCT. Es gibt viele ASTM-Normen für Korrosionstests; man findet passende Verfahren und Messungen zur Untersuchung und Bewertung der Korrosionsbeständigkeit eines bestimmten Materials.

Hauptzweck des Salzsprühtests

Der Salzsprühtest wird primär für Qualitätskontrolle eingesetzt, nicht zur Vorhersage tatsächlicher Langzeit-Korrosionsbeständigkeit in Realbedingungen. Er hilft Herstellern, Beschichtungsprozesse wie Vorbehandlung, Lackieren, Galvanisieren und Feuerverzinken zu überwachen. Beispielsweise müssen lackierte Bauteile oft eine spezifizierte Dauer (z. B. 96 Stunden) in neutraler Salzsprühumgebung bestehen, um Produktionsqualitätsstandards zu erfüllen. Ein Fehlschlagen signalisiert Probleme in Beschichtung oder Vorbehandlung, die sofortige Korrektur erfordern, um fehlerhafte Produkte zu vermeiden.

Dauer des Salzsprühtests

Die Salzsprühtest-Stunden variieren stark je nach Materialien und Normen, typisch 24 bis 1000+ Stunden.

Nach DIN EN ISO 9227 dauert der NSS-Test generell 96 h, 240 h, 480 h, 720 h etc. Nach ASTM B117 beträgt die Testdauer typisch 24–72 Stunden, kann aber auf mehrere hundert bis 1000 Stunden erweitert werden.

Salzsprühtest-Stunden äquivalent zu Jahren (Realität)

Der Salzsprühtest lässt sich in natürliche Expositionstests und künstliche beschleunigte Tests unterteilen. Der künstliche Test nutzt Spezialausrüstung – Salzsprühtestkammern –, um eine hochkonzentrierte Salznebelumgebung zu erzeugen, typisch mit Chloridwerten um ein Vielfaches höher als in natürlichen Settings. Diese intensive Umgebung beschleunigt Korrosionsprozesse signifikant, sodass Ergebnisse, die im Freien ein Jahr oder mehr dauern würden, im Labor in nur einem Tag erzielt werden. Beispiel: Ein Produkt, das nach einem Jahr natürlicher Exposition korrodiert, zeigt ähnliche Korrosion nach nur 24 Stunden im neutralen Salzsprühtest. Es gibt verschiedene Arten beschleunigter Salzsprühtests mit unterschiedlichen Korrosionsraten.

• Neutraler Salzsprühtest (NSS): ~24 h Test ≈ 1 Jahr natürliche Exposition.
• Essigsäure-Salzsprühtest (ASS): 24 h Test ≈ 3 Jahre im Freien.
• Kupfer-beschleunigter Salzsprühtest (CASS): 24 h Labor ≈ 8 Jahre reale Umgebung.

Was sind die Ergebnisse von Salzsprühtests?

Salzsprühtests nach ASTM B117 identifizieren Unterschiede in der Korrosionsbeständigkeit verschiedener Materialien und Beschichtungen durch Exposition in kontrollierter Salznebelumgebung. Wenn eine Beschichtung zerkratzt ist, kann Salzsprühtest kombiniert mit Methoden wie ASTM D1654 zeigen, wie Korrosion vom beschädigten Bereich aus fortschreitet und die Beschichtungshaftung bewerten. Ergebnisse stammen typischerweise aus visueller Inspektion oder Massenverlustmessung, mit Korrosionsschweregrad von 0 (keine Korrosion) bis 10 (schwere Korrosion).

Zur Illustration: Edelstahlgrade getestet nach ASTM B117 – 316er Edelstahl kann 96 h in 3 % Salznebel ohne sichtbare Korrosion widerstehen (gute Beständigkeit). 304er Edelstahl könnte unter gleichen Bedingungen versagen, aber bei 0,3 % Salz und 120 h Dauer adäquat performen. Solche Daten sind wertvoll für Material-/Beschichtungsauswahl für chloridhaltige Umgebungen.

Salzsprühtests können auch physische Effekte erzeugen: Kristallisiertes Salz verstopft oder blockiert bewegliche mechanische Teile, oder elektrische Beeinträchtigung – leitfähige Korrosionsprodukte und hygroskopische Salzablagerungen senken Isolationswiderstand, erhöhen Leckströme, Kontaktwiderstand, können Kurzschlüsse oder Unterbrechungen verursachen.

Wie wählt man den richtigen Korrosionsbeständigkeitstest?

1. Mit der Dienstumgebung beginnen
Alle korrosiven Faktoren auflisten, denen das Teil real ausgesetzt ist – Chloride, Feuchtezyklen, Temperaturschwankungen, Streusalz, Seewasser, Kraftstoffschwefel, Mikroben, Kontakt mit ungleichen Metallen. Nach Schwere und Expositionsdauer ordnen. Tests wählen, die die Top-2-3 Bedingungen realistisch simulieren – so spiegeln Testergebnisse realistische Performance wider.

2. Testzweck definieren
Klarstellen, was man von Testergebnissen braucht. Für schnelle Pass/Fail-Qualitätskontrolle in der Fertigung: einfache, schnelle Tests wie Neutraler Salzsprühtest (NSS) nach ASTM B117. Für quantitativen Material-/Beschichtungsvergleich: elektrochemische Methoden (Korrosionsraten, Barriereeigenschaften) oder längerfristige Coupon-Tests für echte Korrosionsdaten. Für Langzeit-Haltbarkeitsvorhersage in spezifischen Klimata: CCT simuliert natürliche Feucht-/Trockenzyklen und gibt realistischere Lebensdauern.

3. Anwendung/Branche berücksichtigen
Verschiedene Branchen haben bevorzugte Tests, die ihre einzigartigen Umgebungen widerspiegeln:

• Automobil: Zyklische Korrosionstests + NSS für schnelle Checks.
• Luftfahrt: Erweiterter NSS + zusätzliche Zyklen mit UV und Temperaturschocks.
• Offshore-Strukturen: Seewassereintauchen, Spaltkorrosionstests, mikrobielle Korrosionsevaluierung.
• Elektronik: Feuchte- und NSS-Tests für Steckverbinderkorrosion und Isolationsdegradation.
• Petroleum-Kraftstoffe: Kupferstreifentest für Fluide Aggressivität.

4. Geschwindigkeit, Kosten, Detaillierung abwägen
Schneller, kostengünstiger Check: NSS dauert 24–96 h, günstige Ausrüstung. Für Garantievalidierung über Jahre: längere CCT-Tests über Wochen/Monate. Für Legierungsentwicklung oder detaillierte Korrosionsmechanismen: elektrochemische Techniken geben tiefen Einblick, erfordern aber Spezialinstrumente und Expertise.

5. Relevante Spezifikationen befolgen
Immer zuerst Kundenzzeichnungen, OEM-Normen, regulatorische Codes prüfen. Wenn Spezifikation „500 h NSS per ASTM B117“ fordert: genau diesen Test durchführen. Wenn Anforderungen nicht definiert: Testwahl basierend auf Dienstumgebung und Faktoren aus Schritt 1 begründen.