Korrosionsanalyse: die Ursache identifizieren und Ihre Werkstoffe validieren

Eine an einem Bauteil, einer Beschichtung oder einer Baugruppe festgestellte Korrosion kann Produktionsstillstände, Nichtkonformitäten, Leistungseinbußen und Qualitätsstreitigkeiten nach sich ziehen. Eine strenge Korrosionsanalyse ermöglicht es, den Angriffsmechanismus zu identifizieren, die Korrosionsursache zurückzuverfolgen und zu prüfen, ob der Schaden auf den Werkstoff, die Oberflächenbehandlung, die Expositionsumgebung oder den Herstellungsprozess zurückzuführen ist. Dieser Ansatz richtet sich an Industrieunternehmen aller Branchen, die ihre Anlagen absichern, mehrere Werkstofflösungen vergleichen und eine technisch belastbare Expertise dokumentieren möchten – sowohl für die Produktion als auch für F&E. Um den Ansatz je nach Ihrem Bereich zu erweitern, besuchen Sie unsere Seiten zu Branchen und unsere Expertise im Werkstofflabor.

Die Expertise beruht auf einer kombinierten Betrachtung von Morphologie, chemischer Zusammensetzung und Mikrostruktur. Untersuchungen mittels Elektronen- und Lichtmikroskopie machen Oberflächenfehler, Ablagerungen, Risse, Verschleiß, Unregelmäßigkeiten und Anrissstellen sichtbar. Chemische und elementare Analysen überprüfen die Metalllegierung, suchen nach oxidierenden oder korrosiven Agenzien und bestätigen die Art der in Spuren vorhandenen Verunreinigungen. Mikroschliffe sind besonders nützlich, um die Integrität einer Beschichtung, den Zustand des Substrats und die Angriffstiefe zu kontrollieren; dazu siehe auch die metallographischen Schliffe.

Zu den einsetzbaren technischen Mitteln gehören MEB-EDX und MEB-FEG zur Beobachtung der Morphologie und Zusammensetzung von Oberflächen und Ablagerungen, die Lichtmikroskopie für metallographische Untersuchungen, ICP-AES zur Suche nach Spurenelementen, XPS für die Oberflächenchemie, Röntgendiffraktometrie (DRX) zur Identifizierung kristalliner Strukturen sowie Härtemessungen und elementare Analysen von C/S, N/O, H. Dieses Gesamtpaket ermöglicht es, die Konformität einer Legierung zu überprüfen, Vorläufer wie Halogene oder Kontaminationen zu erkennen, den Oxidationsgrad zu bewerten und den tatsächlichen Zustand eines defekten Bauteils zu charakterisieren.

Die Beauftragung eines Expertlabors bedeutet, eine fundierte Diagnose, gezielte Prüfungen und direkt umsetzbare Empfehlungen zu erhalten. Der Ansatz umfasst Schadensanalyse, Prüfung der Werkstoffkonformität, Bewertung von Beschichtungen, Vergleichsstudien und die Validierung vor der Industrialisierung. Er hilft, das Risiko eines erneuten Auftretens zu verringern, die Werkstoffauswahl zu steuern, Lastenhefte zu absichern und die Lebensdauer von Bauteilen im Einsatz zu verbessern.

Vor der Industrialisierung, in der Qualifizierungsphase oder im Rahmen einer Qualitätsüberwachung ist es entscheidend, Werkstoffe validieren und Prozesse gegenüber realen oder simulierten Umgebungen zu prüfen. Ziel ist es, die Korrosionsbeständigkeit zu messen, die Homogenität einer Oberflächenbehandlung zu bewerten, den Dickenverlust einer Beschichtung zu kontrollieren und Degradationsmechanismen vorauszusehen. Elektrochemische Prüfungen, beschleunigte Alterung und Oberflächenanalysen ermöglichen den Vergleich von Metalllegierungen, Lacken, Abscheidungen oder Korrosionsschutzsystemen in spezifischen Medien: Chloride, Meerwasser, extreme pH-Werte oder inhibitorhaltige Medien. Um die Zusammenhänge zwischen Werkstoffverhalten und Leistung zu vertiefen, entdecken Sie auch unsere Inhalte zur Werkstoffwissenschaft.

Wenn eine Korrosion von einem Bruch begleitet wird, ermöglicht die Fraktographie die Beurteilung des Bruchbildes und die Identifizierung der beteiligten Mechanismen: spröder Bruch, duktiler Bruch, Ermüdungsbruch oder Spannungsrisskorrosion, je nach den beobachteten Merkmalen. Der Vergleich zwischen intakten und geschädigten Bereichen anhand von Härte, Mikrostruktur und Zusammensetzung hilft, die Ursachenabfolge zu bestätigen. Diese Expertise ermöglicht es, die beitragenden Faktoren zu priorisieren und konkrete Korrekturmaßnahmen hinsichtlich Werkstoffwahl, Oberflächenbehandlung, Montage oder Einsatzbedingungen vorzuschlagen.

Zur Validierung von Werkstoffen und Prozessen liefern elektrochemische Prüfungen robuste Vergleichsdaten: Messung des freien Potenzials OCV zur Bewertung des spontanen Verhaltens eines Metalls, Bestimmung der Korrosionsgeschwindigkeit mittels LSV, Messung der elektrochemischen Impedanz EIS zur Erkennung von Defekten in Schutzbeschichtungen und zur Untersuchung ihrer Homogenität sowie Untersuchung der galvanischen Kopplung zur Analyse der Wechselwirkungen zwischen zwei metallischen Werkstoffen. Diese Prüfungen können durch Expositionen im Salzsprühnebel, beschleunigte Alterung und Simulationen spezifischer Medien wie Meerwasser, saure, basische, chloridhaltige oder inhibitorhaltige Lösungen ergänzt werden.

Die Begleitung kann die Konzeption von Korrosions-Expositionsplänen, Simulationen spezifischer Umgebungen, ein Qualitätsmonitoring von Werkstoffen und Verfahren sowie Unterstützung in der F&E zur Entwicklung nachhaltigerer Lösungen umfassen. Die Ergebnisse sind hilfreich, um eine Nichtkonformität zu begründen, einen Lieferantenwechsel zu rechtfertigen, eine neue Oberflächenbehandlung zu qualifizieren oder eine technische Entscheidungsfindung in einem anspruchsvollen industriellen Umfeld zu dokumentieren.

Eine Korrosionsanalyse sollte eingeleitet werden, sobald anormale Oxidationsspuren, Lochfraß, Ablagerungen, Risse, Dickenverluste, Beschichtungsablösungen oder unerklärliche Brüche auftreten. Sie ist auch im Vorfeld relevant, um ein neues Material zu qualifizieren, mehrere Korrosionsschutzsysteme zu vergleichen, eine Prozessänderung abzusichern oder eine raue Umgebung vor der Markteinführung zu reproduzieren. Um effizient voranzukommen: kritische Bereiche identifizieren, Ablagerungen und Oberflächen charakterisieren, Werkstoffe und Beschichtungen vergleichen, die Einsatzumgebung simulieren, die robusteste Lösung validieren.