EDF-Charakterisierung: die Ursache einer industriellen Korrosion identifizieren

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Die Ursache einer industriellen Korrosion schnell identifizieren

Eine an einem Bauteil, einer Baugruppe oder einer Beschichtung für den Energiesektor beobachtete Korrosion kann die Konformität, die Lebensdauer und die Betriebssicherheit beeinträchtigen. Unser Ansatz der EDF-Charakterisierung zielt darauf ab, die Ursache der Korrosion auf sachlicher Grundlage zu bestimmen – anhand von Oberflächenbeobachtungen, chemischen Analysen und gezielten Prüfungen. Ziel ist es, Lochfraß-, galvanische, Spalt- oder allgemeine Korrosion zu unterscheiden, mögliche Oxidationsmittel, Ablagerungen oder Verunreinigungen zu identifizieren und die Ergebnisse mit dem Werkstoff, dem Herstellungsverfahren oder der Expositionsumgebung in Verbindung zu bringen.

Korrosions- und Bruchmechanismen beobachten

Die Expertise kann eine fraktografische Analyse umfassen, um einen spröden, duktilen oder ermüdungsbedingten Bruch zu bewerten, sowie eine Beobachtung der Bruchfläche, um den Beitrag der Korrosion sichtbar zu machen. Vergleiche zwischen intakten und geschädigten Bereichen werden anhand von Mikrostruktur und Härte durchgeführt. Beobachtungen mit dem Lichtmikroskop und im SEM-EDX ermöglichen die Untersuchung von Rissen, Unregelmäßigkeiten, Reibspuren, lokalen Angriffen und Korrosionsprodukten. Die Zusammensetzung des metallischen Bauteils kann außerdem mittels ICP und Elementaranalyse überprüft werden, um die Werkstoffsorte und die Konformität mit den Spezifikationen zu bestätigen.

Elektrochemische Prüfungen und beschleunigte Alterung durchführen

Um Korrosionsphänomene vor der Industrialisierung vorherzusehen, setzt das Labor geeignete elektrochemische Prüfungen für metallische Werkstoffe und Schutzbeschichtungen ein. Messungen des Leerlaufpotenzials (OCV), der Korrosionsgeschwindigkeit (LSV), der elektrochemischen Impedanz (EIS) und der galvanischen Kopplung ermöglichen es, die Empfindlichkeit eines Werkstoffs gegenüber seiner Umgebung zu bewerten, Beschichtungsfehler zu erkennen und die Homogenität der Schutzschichten zu untersuchen. Salzsprühnebel- und beschleunigte Alterungsprüfungen ergänzen die Bewertung der Beständigkeit.

Ergänzende Analyseverfahren für eine mehrskalige Betrachtung

Die Expertise stützt sich auf eine Reihe ergänzender technischer Mittel: FEG-SEM, SEM-EDX, FEG-SEM-EDX, Lichtmikroskop, ICP-AES, XPS, Röntgendiffraktometrie, AFM, Rauheitsmessgerät, Härteprüfer, Potentiostat, Elementaranalyse C/S, N/O, H und Salzsprühnebelprüfungen. Diese Kombination ermöglicht es, die Morphologie der Oberflächen zu beobachten, die Zusammensetzung von Ablagerungen und Korrosionsprodukten zu identifizieren, die Dicke oder Homogenität der Schichten zu messen, den metallurgischen Zustand zu bewerten und das elektrochemische Verhalten des Systems Werkstoff/Beschichtung/Umgebung zu untersuchen.

Eine multitechnische Expertise zur Charakterisierung von Werkstoffen, Beschichtungen und Ablagerungen

Das Labor begleitet Industrieunternehmen von der Untersuchung eines Ausfalls bis zur Validierung der Korrosionsbeständigkeit vor der Industrialisierung. Die Analysen kombinieren metallografische Beobachtungen, Oberflächencharakterisierung, semiquantitative Identifizierung von Korrosionsprodukten und elektrochemische Prüfungen. Dieser Ansatz ermöglicht es, einen festgestellten Defekt zu verstehen, die Homogenität einer Oberflächenbehandlung zu überprüfen, einen Verlust der Beschichtungsdicke zu messen und die Beständigkeit eines Bauteils in simulierten Umgebungen zu bewerten. Bei ähnlichen Fragestellungen ist es außerdem möglich, die Charakterisierung einer Ablagerung oder Verunreinigung zu vertiefen oder einen Fall von vorzeitiger Korrosion in einem neuen Netz zu untersuchen.

Oberflächen, Schichten und Ablagerungen charakterisieren

Bei beschichteten oder behandelten Bauteilen dienen Oberflächenanalysen dazu, die chemische Natur der Schichten zu bestätigen, ihre Gleichmäßigkeit zu überprüfen und Delamination, Beschichtungsbruch oder Haftungsfehler zu erkennen. Die Untersuchungen können XPS, SEM-EDX, Röntgendiffraktometrie, AFM, Rauheitsmessung und mikrografische Querschnittsanalysen umfassen. Dieser Ansatz ist besonders nützlich, um eine Korrosion mit einer Inhomogenität der Behandlung, einem Dickenverlust oder einer Oberflächenverunreinigung in Verbindung zu bringen. Je nach Bedarf kann eine Werkstoffcharakterisierung die Untersuchung ergänzen, um die Interpretation abzusichern.

Betriebsnahe Umgebungen simulieren

Die Prüfungen können in spezifischen Medien durchgeführt werden, um Bedingungen nahe der späteren Nutzung nachzubilden: Meerwasser, extreme pH-Werte, das Vorhandensein von Inhibitoren oder andere aggressive Umgebungen. Dieser vergleichende Ansatz hilft bei der Auswahl einer robusteren Werkstoffsorte, Beschichtung, Lackierung oder Oberflächenbehandlung. Er ermöglicht außerdem, mehrere technische Lösungen vor der endgültigen Qualifizierung zu priorisieren. Ergänzend können bestimmte werkstoffbezogene Fragestellungen mit einer thermischen Charakterisierung von Werkstoffen mittels DSC verknüpft werden, wenn das Gesamtverhalten des Materials abgesichert werden muss.

Warum Filab für eine entscheidungsorientierte Korrosionscharakterisierung wählen

Filab unterstützt Industrieunternehmen mit einem problemorientierten Ansatz und technischer Validierung. Das Labor wird eingesetzt, um schnell die Korrosionsursache zu ermitteln, die Konformität eines Bauteils oder eines Verfahrens zu überprüfen und die Werkstoffauswahl vor der Integration in sensible Anlagen abzusichern. Diese Fähigkeit, Beobachtungen, Analysen und Prüfungen miteinander zu verknüpfen, ermöglicht es, analytische Ergebnisse in operative Entscheidungen umzuwandeln: eine Werkstoffsorte bestätigen, eine Oberflächenbehandlung korrigieren, eine Beschichtung qualifizieren oder ein Lastenheft anpassen. Das Labor verfügt zudem über eine COFRAC-Akkreditierung für einen öffentlich einsehbaren Geltungsbereich und kann sowohl die F&E als auch die Qualitätskontrolle in der Produktion unterstützen.

Ein Vorgehen zur Begutachtung und Absicherung einleiten

Nach dem Feststellen von Korrosion sollten die repräsentativen Bereiche geschützt, die Entstehungsbedingungen dokumentiert, Werkstoff- und Beschichtungsspezifikationen übermittelt und das Bauteil anschließend gemäß einem geeigneten Untersuchungsplan analysiert werden. Das Labor kann dann intakte und geschädigte Bereiche vergleichen, die korrosiven Agenzien identifizieren, die Konformität der Werkstoffsorte und der Oberflächenbehandlung überprüfen und die erforderlichen ergänzenden Prüfungen vorschlagen, um das Ausfallsszenario zu bestätigen. Das Vorgehen kann schließlich durch Vergleichsprüfungen fortgeführt werden, um die zukünftigen industriellen Entscheidungen zu validieren, vorherzusehen, abzusichern und zuverlässiger zu machen.

Häufig gestellte Fragen

Wie lässt sich die Ursache einer Korrosion an einem industriellen Bauteil identifizieren, das für den Einsatz in einem Kraftwerk bestimmt ist?

Die Identifizierung der Ursache einer Korrosion beruht auf einer kombinierten Expertise: Beobachtung der Bruch- und Angriffszonen, Analyse der Materialzusammensetzung, chemische Charakterisierung von Ablagerungen oder Oxidschichten, Untersuchung der Beschichtung und gegebenenfalls elektrochemische Prüfungen. Diese Methodik ermöglicht es, die wahrscheinliche Ursache des Ausfalls zu ermitteln und Korrekturmaßnahmen hinsichtlich Werkstoffsorte, Oberflächenbehandlung, Verfahren oder Einsatzbedingungen abzuleiten.

Welche Analysen helfen, ein Korrosionsphänomen an Metall oder Beschichtung zu verstehen?

Die relevantesten Analysen sind diejenigen, die Morphologie, Zusammensetzung und elektrochemisches Verhalten miteinander verknüpfen. In der Praxis ermöglichen SEM-EDX-Beobachtung, Metallografie, ICP, XPS, Röntgendiffraktometrie und Härtemessungen, den Korrosionsmechanismus, die Art der Ablagerungen, den Zustand der Beschichtung und die Konformität des Werkstoffs zu identifizieren.

Wie lässt sich die Korrosionsbeständigkeit vor Inbetriebnahme oder Industrialisierung validieren?

Die Validierung erfolgt durch Prüfungen, die die chemischen und elektrochemischen Beanspruchungen des erwarteten Einsatzes nachbilden. Die Ergebnisse ermöglichen es, mehrere Werkstoffe oder Verfahren objektiv zu vergleichen, Schwachstellen vor dem industriellen Einsatz zu erkennen und das Ausfallrisiko im Betrieb zu reduzieren.

Welche technischen Mittel werden für eine vollständige Korrosionsexpertise im FILAB-Labor eingesetzt?

Eine umfassende Korrosionsanalyse stützt sich auf Beobachtungsverfahren, chemische Analysen, Metallographie und elektrochemische Prüfungen. Der Vorteil dieses multimethodischen Ansatzes besteht darin, sich nicht auf die visuelle Feststellung zu beschränken, sondern eine fundierte und für Produktion, Qualität oder F&E nutzbare Diagnose zu erstellen.

Was ist nach dem Nachweis von Korrosion an einem Bauteil oder einer Beschichtung zu tun?

Es sollte eine strukturierte Begutachtung eingeleitet werden, um die Hauptursache zu identifizieren, das Ausmaß des Defekts zu bewerten und Korrekturmaßnahmen festzulegen. Je nach Fall kann dies dazu führen, das Material, die Beschichtung, das Herstellungsverfahren, die Lagerbedingungen oder die Einsatzumgebung zu ändern.