Metallischer Korrosionsschutz

Metallische Korrosionsschutz-Schichten sorgfältig zu prüfen, ist im Bereich Marine, Rail und Infrastruktur essenziell. Winzige Fehler an Bauteilen wie Schrauben können fatale Folgen haben. Fischer bietet Messgeräte, mit denen Sie Rostschutz an verzinktem Stahl und anderen Metallen zerstörungsfrei testen – mobil, leicht bedienbar und speziell ausgelegt auf die Messung an großen Objekten wie Brücken oder Gerüsten.

Metallischen Korrosionsschutz einfach effektiv prüfen

Application Notes

Duplex-Messung von Lack/Zn/Fe für Stahl-Dachsysteme von BUDMAT®

Dächer sind über viele Jahre hinaus sehr rauen Witterungsbedingungen ausgesetzt. Um Korrosion zu vermeiden und die Langlebigkeit eines Stahlblechdaches zu garantieren, muss die Beschichtung des Stahls von höchster Qualität sein. Die Schichtstruktur ist in der Regel aus drei Schichten Lack über einer Zink-Grundschicht aufgebaut.

Die PN-EN 508–1.2010 Norm definiert die Mindestanforderung von 275 g/m² Zink als Korrosionsschutz-Beschichtung für solche Dacheindeckungen. Über der Zinkschicht können verschiedene Arten von Lacken verwendet werden, die zusammen die endgültige Witterungsbeständigkeit und Kratzfestigkeit der Beschichtung bestimmen.

Stahlblech-Dachbaustoffe mit glänzender oder matter Polyesterbeschichtung haben Lackschichten mit einer Dicke von 27-38 µm. Sie gelten als "Dünnschicht-Beschichtungen" und sind in der Regel mit einer schriftlichen Garantie von 10 Jahren versehen.

Besonders empfehlenswert sind jedoch "Dickschicht-Beschichtungen" mit einer Lackschichtdicke von 50 µm, welche den Stahlblechen eine bessere Korrosionsbeständigkeit und einen größeren Widerstand gegen mechanische Beschädigungen verleihen. Diese qualitativ hochwertigen Produkte, wie beispielsweise jene des polnischen Herstellers BUDMAT®, werden mit 30 Jahren Garantie versehen. Charakteristisch für diese Bleche ist deren erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Reibungskräfte, denen ein Dach oft ausgesetzt ist, beispielsweise durch gefrorenen Schnee oder während der Montage. Die oberste Lackschicht enthält Polymer- oder Keramikkörner, welche ein Verkratzen der Oberfläche verhindern.

Während des Herstellungsverfahrens werden die beschichteten Stahlbleche mit dem PHASCOPE® PMP10 DUPLEX gemessen. Dieses Gerät wendet zwei verschiedene elektromagnetische Messverfahren an, um die Dicken der Lack- und Zinkschichten in nur einem Messvorgang zu bestimmen und zeigt die Ergebnisse getrennt an:

Abb. 1: Prinzip der Duplexmessung

Das magnetinduktive Verfahren wird zur Messung der Gesamtschichtdicke von Lack und Zink auf dem eisenhaltigen Grundwerkstoff verwendet, während das phasensensitive Wirbelstromverfahren zur Messung der Zinkschicht unabhängig von den darüber liegenden Lackschichten verwendet wird. Die Lackdicke wird automatisch aus der Differenz dieser beiden Ergebnisse berechnet.

Duplex-Messungen werden von jeder Produktionscharge aufgenommen und automatisch an den Leitrechner übertragen – eine umfassende Qualitätsphilosophie. Ein Qualitäts-Zertifikat liegt jeder Lieferung bei.

Da das PHASCOPE® PMP10 DUPLEX Instrument für den mobilen Einsatz ausgelegt ist, ist es auch möglich, die Beschichtungsqualität bereits bestehender Dächer zu prüfen.

Abb. 2: PHASCOPE® PMP10 DUPLEX

30-Jahres-Garantien können nur für Stahldachsysteme vergeben werden, die unter höchsten Qualitätsansprüchen und mit der entsprechenden Technologie produziert werden. Das erfordert jedoch ein kontinuierliches, aufmerksames Überwachen der Zink- und Lack-Schichtdicken auf dem Stahlblech. Das Handmessgerät PHASCOPE® PMP10 DUPLEX ist auf Grund seiner Fähigkeit, Duplex-Messungen von verschiedenen Schichtmaterialien auszuführen, das ideale Instrument für diese herausfordernde Messaufgabe. Bitte wenden Sie sich an Ihren lokalen Partner für Fischer-Produkte für weitere Informationen.

Application Note erstellt in Zusammenarbeit mit der Firma BUDMAT – einem der führenden Hersteller von Stahldächern und -fassaden, Dachrinnensystemen und Bauprofilen. Weitere Informationen unter:

www.budmat.pl

Feuerverzinkung als Korrosionsschutz

Zum Schutz vor Witterungseinflüssen benötigen freiliegende Stahlteile eine Korrosionsschutz-Beschichtung, so z. B. die Feuerverzinkung. 2014 ist hierfür die Richtlinie zur CE-Kennzeichnung von Stahlprodukten und deren Korrosionsschutz in Kraft getreten. Die Produkthaftung wird damit deutlich verschärft und es wird dem Beschichter auferlegt, die Dicke der Feuerverzinkung nachzuweisen.

Seit 2014 sind Beschichter verpflichtet, auf Stahlprodukten die Dicke der Korrosionsschutzschicht zu messen und dies nachzuweisen. Somit liegt mit der CE-Kennzeichnung die Produkthaftung beim Beschichter. Für viele Anwender im Bereich Korrosionsschutz kommt dabei nur einfach zu bedienende und kostengünstige Messtechnik in Frage.

Abb. 1: kompakte Taschengeräte der MP0/MP0R-Familie

Genau diese Wünsche und Anforderungen erfüllt die MP0/MP0R-Produktfamilie von Fischer. Durch die kompakte Bauform und einfache Bedienung mittels 4 Tasten sind diese Geräte flexibel vor Ort einsatzbar und erfordern keine aufwendigen Anwenderschulungen. Durch die zwei Displays lässt sich das Gerät in unterschiedlichsten Einsatzpositionen gut ablesen. Der Nutzer wird durch optische und akustische Signale über die Messwertaufnahme informiert.

Eine Besonderheit stellen dabei die Sondenpole aus Hartmetall dar, welche eine deutlich verlängerte Lebensdauer auf diesen rauen Oberflächen bieten. Zudem können bei allen Geräten mit USB-Schnittstelle die Messwerte auf den PC übertragen und mittels der komfortablen Software FISCHER DataCenter ausgewertet, protokolliert und archiviert werden.

Auch für steigende Anforderungen – z. B. die Messung der Feuerverzinkung unter einer Farbschicht – stehen Lösungen zur Verfügung. Die Sonde FDX13H zusammen mit den Geräten der FMP-Familie wurde von Fischer speziell für die Bestimmung von Zink- und Farbschichten entwickelt, die sogenannte Duplex-Messung. In einem Messvorgang werden dabei beide Schichten vermessen und die Messwerte separat angezeigt. Hierbei ist es Fischer gelungen, einen messtechnisch sehr komplizierten Vorgang – die Verknüpfung zweier verschiedener physikalischer Messprinzipien – auf einfachste Art für den Anwender abzubilden.

Für die Bestimmung der geforderten Schichtdicke von Feuerverzinkungen stehen mit den hochpräzisen Messgeräten von Fischer optimale Lösungen zur Verfügung, seien es die kompakten und kostengünstige MP0/MP0R-Geräte oder die leistungsfähigen FMP-Geräte mit wechselbaren Sonden. Bei weiteren Fragen berät Sie Ihr lokaler Fischer-Ansprechpartner.

Messung der Verzinkung auf Nägeln mit PHASCOPE® PMP10

Nägel und andere Befestigungselemente werden zum Rostschutz beschichtet. Die Dicke der Zink-Schicht steht dabei in direktem Zusammenhang mit der Dauer der Korrosionsbeständigkeit. Erweiterte Gewährleistungsansprüche und sich ändernde Bestimmungen machen es für die Hersteller solcher Befestigungselemente immer wichtiger zu überprüfen, ob die Beschichtung den entsprechenden Standards genügt.

Eine breite Palette an verzinkten Befestigungselementen (Nägel, Schrauben, Bolzen usw.) muss auf die Einhaltung definierter Spezifikationen geprüft werden. Gemessen wird auf gerundeten Oberflächen, Gewindebolzen oder abgeflachten Enden, wie z. B. Nagelspitzen. Für eine zerstörungsfreie Prüfung kann entweder die hochpräzise Röntgenfluoreszenz-Methode (RFA) oder das kostengünstige phasensensitive Wirbelstrom-Verfahren eingesetzt werden. Dieses Verfahren erfüllt die Anforderungen der EN DIN 14592 Norm. Da es elektrisch leitende Schichten messen kann, eignet es sich besser als andere elektromagnetische Verfahren zur Messung auf einer Vielfalt von Grundwerkstoffen – auch auf rauen Oberflächen. Die Geometrie der Teile hat dabei sehr wenig Einfluss auf die Messung.

Für optimale Ergebnisse bei der Kontrolle von verzinkten Nägeln benötigt man eine spezielle Sonde, die kleine Messstellen auf gewölbten oder rauen Oberflächen ermöglicht. Das Handgerät PHASCOPE® PMP10 zusammen mit der Sonde ESD2.4 ist die ideale Kombination für diese Messaufgaben. Tabelle 1 zeigt die Mittelwerte der Zink-Schichtdicke gemessen mit einem PHASCOPE® PMP10 im Vergleich zu Messungen mit einem Röntgenfluoreszenz-Messsystem.

Messstelle

A [µm]

B [µm]

[µm]

PMP10

15,5

8,7

15,2

RFA

15,0

8,3

15,0 

Tab. 1: Vergleich zwischen Schichtdickenmessungen, durchgeführt mit dem PHASCOPE® PMP10 und einem Röntgenfluoreszenz-Messsystem. Die Nägel wurden an drei Stellen vermessen: Kopf (A), Schaft (B) und Spitze (C)

Neben den Schichtdicken zeigen die Werte auch die Verteilung der Zink-Beschichtung über die Nägel und sind damit ein Indikator für die Qualität der Beschichtung. Die Ergebnisse belegen auch, wie gut die Messungen des PHASCOPE® PMP10 mit den durch Röntgenfluoreszenz ermittelten Werten übereinstimmen.

Das Handgerät PHASCOPE® PMP10 und die Sonde ESD2.4 bilden ein kostengünstiges Messsystem zur schnellen, zuverlässigen und präzisen Messung verzinkter Befestigungselemente. Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte Ihren Fischer-Ansprechpartner.

Materialanalyse korrosionsbeständiger Verbindungselemente

Schrauben, Muttern und Bolzen halten unsere Welt zusammen, aber einige von ihnen haben einen deutlich härteren Job als andere, z. B. wenn sie in rauen Umgebungen wie Off-Shore-Anlagen eingesetzt werden. Weil niemand eine Windkraftanlage oder Bohrinsel zerlegen will, nur um die Verbindungselemente zu ersetzen, werden dafür spezielle korrosionsbeständige Edelstahl-Legierungen verwendet. Diese ermöglichen es dem Hersteller, eine viel längere Lebensdauer zu gewährleisten, allerdings erfordert das eine konsequente Materialüberwachung.

Maritime Strukturen – Windkraftanlagen, Bohrinseln oder Schiffe – die ständig Salzwasser und schlechtem Wetter ausgesetzt sind, müssen vor Korrosion geschützt werden. Jede Off-Shore-Installation enthält tausende Verbindungselemente – und jedes einzelne davon hat eine wichtige Aufgabe zu erfüllen und muss genau wie die Oberflächen der Anlage vor Korrosion geschützt werden.

Abb. 1: Ölbohrinsel und andere typische maritime Strukturen

Um allzu häufige Wartung oder noch schlimmer, den kompletten Austausch aller Schrauben zu vermeiden, bevor die Anlage selbst ausgemustert wird, werden sämtliche Verbindungselemente aus speziellen korrosionsbeständigen Materialien gefertigt. Verschiedene Edelstähle mit kryptischen Namen wie 316, 317 oder A4 garantieren eine viel längere Lebensdauer. Zum Beispiel enthält A4 Edelstahl Molybdän, wodurch eine deutlich höhere Festigkeit sowie Korrosionsbeständigkeit gegenüber Substanzen wie Salzwasser (Chloride) und Säuren erzielt wird. Er wird daher für den Einsatz in sehr aggressiven Umgebungen empfohlen.

Abb. 2: Sortiment an verschiedenen Schrauben, Muttern und Bolzen

Um sicherzustellen, dass diese Komponenten aus dem richtigen Material gefertigt wurden, kann ihre genaue Zusammensetzung mit der zerstörungsfreien Röntgenfluoreszenz-Analyse (RFA) bestimmt werden. Das
FISCHERSCOPE® X-RAY XDLM® und die leistungsstarke WinFTM®-Software ermöglichen eine schnelle und einfache Bestimmung der Zusammensetzung einer Legierung. Durch den kleinen Kollimator und die Mikrofokus-Röntgenröhre kann auch auf kleinsten Strukturen präzise gemessen werden.

Abb. 3: WinFTM®-Spektren der X-RAY-Messung an Schrauben. Das linke Bild zeigt eine "normale" Edelstahl-Schraube, die rechte eine Schraube mit Molybdän für eine längere Lebensdauer

Um zu überprüfen, ob Verbindungselemente die richtige Legierungszusammensetzung haben, die für eine entsprechende Langlebigkeit unter Off-Shore- und anderen rauen Bedingungen benötigt wird, ist das FISCHERSCOPE® X-RAY XDLM® die beste Wahl. Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte Ihren lokalen Vertreter von Fischer.