Salzsprühtest

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Salzsprühtest (auch "Salzsprühnebelprüfung") ist eine standardisierte Prüfung für die Bewertung des Korrosionsschutzes verschiedener Überzüge. Es gibt verschiedene Normen, die ihre Vorgehensweise regulieren (ASTM B117, DIN 50021, ISO 9227). Die zu bewertenden Teile müssen in eine Prüfkammer gelegt werden, in der eine gesprühte Salzlösung (normalerweise eine Lösung von Natriumchlorid) die Teile korrodiert. Die Prüfung kann kontinuierlich durchgeführt werden; die Prüfungsdauer kann von 6 St bis > 1000 St erreichen. Überzüge mit hoher Korrosionsbeständigkeit ergeben eine längere Prüfungsdauer im Salzsprühtest.

Es gibt keine Korrelation zwischen Salzsprühtest und der Korrosion bei normalen Bedingungen, da Korrosion ein sehr komplizierter Vorgang ist, aber der Salzsprühtest wird als Prüfungsmethode für die Qualitätskontrolle von Beschichtungen in allen Bereichen der Industrie benutzt.

[Bearbeiten] Prinzip

Das Prinzip des Salzsprühtestes ist einfach: in der Kammer produziert die gesprühte Salzlösung eine korrodierende Atmosphäre, die einen Korrosionsangriff auf den exponierten Teilen erzeugt. Unter diesen Bedingungen beschleunigt sich der Korrosionsvorgang und die Überzüge verlieren ihren Korrosionsschutz während der Prüfung. Die Teile korrodieren sich schneller als bei normalen Bedingungen in der Anwendung, z.B. im Auto, bei den Konstruktionsteilen, bei den Gebäuden usw. Die Dauer der Prüfung hängt von der Anforderung der Beschichtung ab. Da die Konzentration der wässrigen Salzlösung, Temperatur, Druck, pH-Wert konstant eingehalten werden müssen, können die Ergebnisse reproduziert werden.

[Bearbeiten] Prüfeinrichtung

Die Kammer muss eine Kapazität von mind. 400 L haben. Größere Kapazitäten sind nach Wunsch verfügbar, da große Teile (z.B. Schrauben für Windenergieanlagen) nicht in einer kleinen Kammer geprüft werden können. Das Konstruktionsmaterial des inneren Gehäuses der Kammer, die Gestelle müssen aus inerten und korrosionsbeständigen Werkstoffen hergestellt sein, damit keine korrodierende Reaktion zwischen dem zu prüfenden Muster und Material der Kammer besteht. In der Kammer besteht eine Düse oder mehr, die die Lösung sprüht. Für eine korrekte Verteilung des Nebels brauchen größere Kammern mehr als eine Düse.

Die Kammer muss mit reguliertem Druckluft ausgerüstet werden, damit der korrodierende Nebel durch die Düse produziert wird. Separat besteht der Behälter mit der Lösung, die beim Testablauf gesprüht werden muss. Die Kammer muss auch mit einem Heizungssystem ausgerüstet sein, damit die korrekte Temperatur der Kammer während der Prüfung eingehalten werden kann.

[Bearbeiten] Durchführung

Die Teile müssen aufgehängt oder in einem Gestell montiert werden. Die Teile müssen so verteilt werden, dass sich keine Kondensation auf den unten positionierten Teilen bildet und auch kein Kontakt zwischen Teilen möglich ist. Bleche und andere Teile (z.B. Schrauben) müssen einem Winkel (ca. 20°) in die Vertikale zeigen. Beim Salzsprühtest mit NaCl-Lösung gemäß DIN 50021 sind die folgenden Parameter einzuhalten: pH-Wert 6,5 bis 7,2; Konzentration der NaCl-Lösung 50 ± 5 g/L, Temperatur der Kammer 35°C ± 2°C, Luftdruck 0,7 bis 1,4 Bar und kondensiertes Volumen der gesprühten Lösung 1 bis 2 mL je Stunde. Es gibt einige Abweichungen der Parameter im Vergleich zu den Normen ASTM B117, ISO 9227 und auch zu den Hausnormen der Automobilindustrie, aber im Prinzip sind alle Parameter ähnlich. Man muss garantieren, dass die korrekten Parameter der Prüfung unter den festgelegten Toleranzen eingehalten werden; eine Protokollierung ist nötig. Neben der NaCl-Lösung können andere Lösungen benutzt werden; die Varianten werden wie folgt abgekürzt :

Natriumchlorid. NSS test (neutral salt spray = neutraler Salzsprühtest)
Essigsäure. ASS test (acetic acid salt spray = Essigsäure-Salzsprühtest)
Essigsäure mit Kupferchlorid. CASS test (copper accelerated salt spray test = beschleunigter Kupfer-Salzsprühtest)

ASS- und CASS-Prüfungen sind für dekorative galvanische Schichten, wie Cu-Ni-Cr oder Ni-Cr-Überzüge und auch anodischen Schichten für Aluminium geeignet. Es ist sehr schwierig eine Kammer, die für ASS- oder CASS-Prüfungen benutzt wurde, zu reinigen. Deswegen werden NSS-Prüfkammern nur für NSS-Prüfungen empfohlen.

[Bearbeiten] Normung

Die nationalen und internationalen Normen wie DIN 50021, ASTM B117 und ISO 9227, die die Durchführung dieser Prüfung festlegen, schreiben kein Methode für die Bewertung der korrodierten Oberfläche vor; die Bewertung nach dem Auftreten der Korrosionssprodukte muss zwischen Kunden und Hersteller vereinbart werden. In der Automobilindustrie gibt es Normen, um die Qualität der beschichteten Oberflächen zu bewerten. Beschichteter Stahl erzeugt Rotrost (Eisenoxid) nach dem Korrosionsangriff, wenn die Beschichtung keinen Schutz mehr bietet; eine Zinkschicht erzeugt Zinkoxid nach einigen Stunden in der Prüfkammer. Zinkoxid ist als Weißrost bekannt. Ein Beschichtungssystem muss eine minimale Prüfungsdauer ohne Korrosion ergeben, um die festgelegten Anforderungen zu erfüllen.

Die Hausnormen der Automobilindustrie und andere Industriebereiche nehmen Bezug auf diese Referenznormen. Jedes Beschichtungssystem bietet besondere Korrosionseigenschaften und die Lieferspezifikationen des Kunden legen spezifische Anforderungen in Bezug auf den Korrosionsschutz der Oberfläche fest.

[Bearbeiten] Anwendung

Einige typische Korrosionsschutzsysteme die mit dieser Prüfung bewertet werden können, sind:

Feuerverzinkte Oberflächen
Phosphatierung
Galvanische Überzüge wie Zn, Cr, Ni, Sn, Zn-Legierungsschichten wie ZnFe, ZnNi
Zinklamellenüberzüge nach ISO 10683 (siehe Zinklamellenüberzug)
Organische Beschichtungen

Eine typische chromatierte verzinkte Oberfläche (Schichtdicke 8 µm) kann knapp mehr als 96 St. ohne Rotrost im Salzsprühtest widerstehen. Dieser Überzug liefert niedrigen Korrosionsschutz. Zn-Legierungsüberzüge wie Zink-Nickel-Schichten können bis 720 St. ohne Rotrost erreichen. Ein Beschichtungssystem nach 480 St bietet guten Korrosionsschutz an; eine Beschichtung mit > 720 St. ohne Rotrost bietet sehr guten Korrosionsschutz an. Einige Zinklamellenüberzüge können bis 1000 St. im Salzsprühtest widerstehen.

[Bearbeiten] Quellen

ASTM American Society for Testing of Materials. ASTM B117 Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus, 2003
Deutsches Institut für Normung e.V. DIN 50021 Sprühnebelprüfungen mit verschiedenen Natriumchloridlösungen. Beuth Verlag GmbH, 1988