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1 VGB/BAW-Standard Korrosionsschutz von Offshore-Windenergieanlagen und Windparkkomponenten VGB-S DE

2 VGB/BAW-Standard Korrosionsschutz von Offshore-Windenergieanlagen und Windparkkomponenten VGB-S DE Herausgeber: VGB PowerTech e.v. Verlag: VGB PowerTech Service GmbH Verlag technisch-wissenschaftlicher Schriften Deilbachtal 173, Essen Tel.: Fax: ISBN (ebook) Jegliche Wiedergabe ist nur mit vorheriger Genehmigung des VGB PowerTech gestattet.

3 Public License Document Public License Document Freie Lizenz Network access allowed Einstellen in Netzwerke erlaubt Copying and distribution allowed Kopie und Weitergabe erlaubt All other rights reserved. Alle weiteren Rechte vorbehalten

4 Vorwort Die europa- und weltweit wachsende Anzahl von Windenergieanlagen stellt die Betreiber vor neue Herausforderungen. Um die Installations- und Betriebskosten senken und die Betriebssicherheit erhöhen zu können, ist eine koordinierte und gemeinsame Analyse der betrieblichen Erfahrungen zwingend erforderlich. Neben dem Informations- und Erfahrungsaustausch ist es das wesentliche Ziel der beteiligten Unternehmen, die Standardisierung (Best Practice) voranzutreiben. Zu diesem Zweck haben VGB PowerTech e.v. und die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) entschieden, gemeinsam einen VGB/BAW-Standard zum Korrosionsschutz von Offshore- Windenergieanlagen und Windparkkomponenten zu erstellen. Ziel ist es, aufgrund von hohen Investitionskosten in Offshore-Windenergieanlagen, durch Korrosionsschutzsysteme, wie z. B. Beschichtungssysteme, die Stahlkonstruktionen der Offshore-Anlagen mindestens 25 Jahre und länger vor Korrosionsschäden zu schützen. Kostenintensive Reparaturarbeiten können dabei auf See bis zu einem Kostenfaktor von 100 gegenüber Onshore-Reparaturen ansteigen. Um Reparaturen auf See zu vermeiden, werden deshalb robuste Systeme verlangt. In den vorliegenden Teilen 1 bis 3, soll eine Harmonisierung der Regelwerke zur Sicherstellung der Qualität erfolgen. Im Teil 1 wird das Korrosionsschutzthema im Allgemeinen inklusive einer Festlegung der Korrosionszonen behandelt. Im Teil 2 liegt der Fokus auf den Anforderungen von Korrosionsschutzsystemen und im Teil 3 auf der sicheren Applikation einer Erstbeschichtung. Die Teile 4 bis 6 sind zurzeit in Vorbereitung und werden sich mit den Themen kathodischer Korrosionsschutz, Reparatur von Beschichtungssystemen und wiederkehrende Prüfungen und Monitoring beschäftigen. Die VGB PowerTech e.v. stellt diesen VGB/BAW-Standard gemäß ihrer Satzung allen Mitgliedern zur Verfügung. Er wurde nach bestem Wissen erstellt, kann aber nicht in jedem denkbaren Fall den Stand der Technik vollständig wiedergeben. Eine Haftung, auch für die sachliche Richtigkeit der Darstellung, wird nicht übernommen. Ebenso sind Patente und andere Schutzrechte vom Anwender eigenverantwortlich zu klären. Der VGB/BAW-Standard ist nicht für sich allein verbindlich, sondern seine Anwendung muss zwischen Vertragspartnern ausdrücklich vereinbart werden. Es wird darum gebeten, die mit der Anwendung dieses Merkblattes gesammelten Erfahrungen, wie z. B. Unzulänglichkeiten in der Darstellung, die zu Möglichkeiten der missverständlichen Auslegung führen, und andere Verbesserungsvorschläge der VGB-Geschäftsstelle mitzuteilen, damit diese in einer Überarbeitung berücksichtigt werden können oder Anlass dazu geben. 3

5 Änderungsvorschläge können an die -Adresse gesendet werden. Zur eindeutigen Zuordnung des Inhalts sollte die Betreffzeile die Kurzbezeichnung des betreffenden Dokuments enthalten. Viele Anregungen wurden im Rahmen der Kommentierung der Teile 1 bis 3 von den folgenden Institutionen und Verbänden eingereicht und übernommen: Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH), zuständige Genehmigungsbehörde für Offshore-Windparks in Deutschland innerhalb der ausschließlichen Wirtschaftszone Bundesverband Korrosionsschutz (BVK) Verband der deutschen Lack- und Druckfarbenindustrie (VDL) Arbeitsgemeinschaft Offshore-Wind (AGOW) Fachausschuss für Korrosionsfragen der Hafentechnischen Gesellschaft (FAKOR-HTG) Auf Vereinbarungen, die zwischen Auftraggeber (AG) und Auftragnehmer (AN) gesondert zu treffen sind, wird in der Richtlinie durch einen schwarzen Randbalken hingewiesen. Essen, im März 2016 Karlsruhe, im März 2016 VGB PowerTech e.v. Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) Deilbachtal 173 Kußmaulstraße Essen Karlsruhe 4

6 Autoren Der vorliegende VGB/BAW-Standard wurde von den Mitgliedern der Projektgruppe Korrosionsschutz von Offshore Windenergieanlagen erarbeitet. Dr. G. Binder, Bundesanstalt für Wasserbau, Karlsruhe C. Kraft, E.ON Climate & Renewables GmbH, Essen C. Stolzenberger, VGB PowerTech e.v., Essen E. Blömer, RWE Innogy GmbH, Hamburg J. Degenhardt, E.ON Climate & Renewables Central Europe GmbH, Hamburg J. Helm, Vattenfall Europe Windkraft GmbH, Hamburg M. Binder, Uniper Technologies GmbH, Gelsenkirchen M. Hörnig, Bundesanstalt für Wasserbau, Karlsruhe M. Lange, Uniper Kraftwerke GmbH, Hannover M. Pitone, RWE Generation SE, Essen O. Heins, EnBW Energie Baden-Württemberg AG, Hamburg R. Rösler, Vattenfall Europe Windkraft GmbH, Hamburg S. Müller, RWE Power AG, Frechen T. Krebs, GCP German Cathodic Protection GmbH & Co. KG, Essen U. Langnickel, VGB PowerTech e.v., Essen Y. Seldschopf, Bundesanstalt für Wasserbau, Karlsruhe Besonderen Dank bei der Erstellung des VGB/BAW-Standards gebührt Dr. G. Binder, Bundesanstalt für Wasserbau und S. Müller, RWE Power AG. 5

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8 Gesamtinhaltsverzeichnis 1 Allgemeines Geltungsbereich Belastungszonen Korrosionsschutzplan und -konzept Konstruktive Gestaltung von Stahloberflächen Erläuterung zum Thermischen Spritzen und Feuerverzinken Erläuterung zum Kathodischen Korrosionsschutz Regelwerke Literatur Anlagen Korrosionsschutzsysteme Auswahl der Korrosionsschutzsysteme Allgemeines zur Prüfung der Korrosionsschutzsysteme Herstellung der Probeplatten Untersuchungen am Beschichtungsstoff (Nassmuster) Identitätsprüfung und Prüfung der Zusammensetzung für Beschichtungen Abnahmeprüfzeugnis und Kontrollprüfungen Angaben der Komponenten (Fingerprint) Nassprobenuntersuchung Belastungsprüfungen im Labor und in der Natur Bestimmung der Haftfestigkeit (DIN EN ISO 4624 und DIN EN ISO ) Bestimmung der Schlagfestigkeit (DIN EN ISO ) Immersion: Beständigkeit gegen Flüssigkeiten Verfahren mit Eintauchen in Wasser (DIN EN ISO ) Kondensationstest: Beständigkeit gegen Feuchtigkeit Kontinuierliche Kondensation (DIN EN ISO ) Salzsprühnebeltest: Beständigkeit gegen neutralen Salzsprühnebel (DIN EN ISO 9227) Zyklustest (Ageing Resistance Test nach ISO ggf. ISO ) KKS-Beständigkeit: Prüfung der Verträglichkeit mit dem Kathodischen Korrosionsschutz (KKS) Verfahren nach BAW/STG Bestimmung des Abriebwiderstandes Verfahren nach BAW Bestimmung des Farbabstandes und der Farbbeständigkeit (DIN EN ISO ) Wasserdampfdiffusionstest am freien Beschichtungsfilm (DIN EN ISO 7783)

9 Langzeitauslagerung in der Natur (LZA) Regelwerke Literatur Anlagen Applikation von Beschichtungssystemen Geltungsbereich Allgemeines Oberflächenvorbereitung Prüfung der vorbereiteten Oberfläche Visuelle Kontrolle der Oberflächenreinheit Prüfung der konstruktiven Gestaltung Prüfung des Vorbereitungsgrades Prüfung der Rauheit Prüfung der Oberflächenreinheit Prüfung auf das Vorhandensein von wasserlöslichen Verunreinigungen Prüfung auf das Vorhandensein von Ölen, Fetten und Wachsen Applikation der Beschichtung Prüfung der applizierten Beschichtung Visuelle Kontrolle der Oberflächenbeschaffenheit Messung der Schichtdicke Prüfung auf Poren und Risse mit Hochspannung (Dichheitsprüfung) Prüfung der Haftfestigkeit (baubegleitende Probeplatten) Zugelassene Beschichtungsstoffe Kontrollflächen Ausbesserung im Werk Transport und Montage von beschichteten Bauteilen Ausbesserung von Transport- und Montageschäden Verbindungsmittel Eigenüberwachung des Auftragnehmers Regelwerke Literatur Anlagen

10 Teil 1 Allgemeines Inhalt 1 Allgemeines Geltungsbereich Belastungszonen Korrosionsschutzplan und -konzept Konstruktive Gestaltung von Stahloberflächen Erläuterung zum Thermischen Spritzen und Feuerverzinken Erläuterung zum Kathodischen Korrosionsschutz Regelwerke Literatur Anlagen

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12 1 Allgemeines Ungeschützter Stahl korrodiert in der Atmosphäre, in Wasser und im feuchten Erdreich, was zu Schäden führen kann. Um solche Korrosionsschäden zu vermeiden, werden Stahlbauten geschützt, damit sie den Korrosionsbelastungen während der geforderten Nutzungsdauer von üblicherweise mindestens 25 Jahren standhalten. Die Bauwerke von Offshore-Windenergieanlagen und Windparkkomponenten sind über einen langen Zeitraum starken korrosiven Einflüssen ausgesetzt bei gleichzeitig schlechten Bedingungen für die Ausbesserung und Instandsetzung. Neben Korrosionsschutzsystemen die höchsten Anforderungen entsprechen müssen, ist daher auch der Gedanke der Korrosionsschutzstrategie einzubeziehen. Dies heißt u. a., dass die spezifischen Belastungen verschiedener Bereiche einer Anlage, aber auch das Zusammenspiel mehrerer Schutzmethoden wie z. B. Beschichtungen, Duplexsysteme (passiver Korrosionsschutz), Kathodischer Korrosionsschutz (aktiver Korrosionsschutz) und Korrosionszuschlag (siehe DIN Beiblatt 1) im wasserbelasteten Bereich in Erwägung zu ziehen sind. Dieser Standard befasst sich mit Korrosionsschutzsystemen für Offshore- Windenergieanlagen und Windparkkomponenten. Dabei werden in den verschiedenen Teilen alle wesentlichen Gesichtspunkte berücksichtigt, die für einen angemessenen Korrosionsschutz von Bedeutung sind. Um Stahlbauten wirksam vor Korrosion zu schützen, ist es notwendig, dass Auftraggeber (AG), Planer, Berater, den Korrosionsschutz ausführende Firmen, Aufsichtspersonal für Korrosionsschutzarbeiten und Hersteller von Beschichtungsstoffen dem Stand der Technik entsprechende Angaben über den Korrosionsschutz durch Korrosionsschutzsysteme in zusammengefasster Form erhalten. Solche Angaben müssen möglichst vollständig, außerdem eindeutig und leicht zu verstehen sein, damit Schwierigkeiten und Missverständnisse zwischen den Vertragspartnern, die mit der Ausführung der Schutzmaßnahmen befasst sind, vermieden werden. In Bezug auf Mindestanforderungen an die Korrosionsschutzkonzepte wird auf den Standard Konstruktion Mindestanforderungen an die konstruktive Ausführung von Offshore-Bauwerken in der ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) der Genehmigungsbehörde verwiesen. Dieser Standard definiert ergänzende Anforderungen zu den unter 1.7 genannten Regelwerken. 1.1 Geltungsbereich Der vorliegende Standard "Korrosionsschutz von Offshore-Windenergieanlagen und Windparkkomponenten" regelt die Anforderungen für den Korrosionsschutz von wasser- und atmosphärisch belasteten Gründungsstrukturen inklusive Turm. 11

13 1.2 Belastungszonen Die Korrosionsschutzsysteme der Stahlkonstruktionen von Offshore- Windenergieanlagen und Windparkkomponenten sollen diese für die geplante Nutzungsdauer von üblicherweise mindestens 25 Jahren vor Korrosionsschäden schützen. Korrosionsschutzsysteme müssen den unterschiedlichsten Belastungen, wie Dauerwasser, Wasserwechsel, Spritzwasser in Meeresatmosphäre, extreme Temperaturschwankungen, starke UV-Einwirkung oder permanente, mechanische Schädigung und Abrieb standhalten. In Abhängigkeit von Ort und Umwelteinflüssen ergeben sich für Offshore- Windenergieanlagen und Windparkkomponenten vier unterschiedliche Korrosionszonen, je nach Lage zum Wasserspiegel. Die Korrosionszonen sind am Beispiel eines Monopiles dargestellt siehe Abb. 1.1 und Tabelle 1.1. Abb. 1.1: 12 Korrosionszonen an einer Offshore-Windenergieanlage und Windparkkomponenten-Struktur

14 Tabelle 1.1: Zone Korrosionszonen und korrosive Belastungsbereiche Korrosive Belastungsbereiche In Anlehnung an DIN EN ISO 9223 und DIN EN ISO Atmosphäre (Atmosphäre), innen C4 3 Atmosphäre (Atmosphäre), außen C5 / CX 2 Spritzwasser (SpWZ) Wasserwechsel-Zone (WWZ) Niedrigwasserwechsel-Zone (NWZ) jeweils außen und innen Im2 / CX Unterwasserzone (UWZ), außen und innen Im2 / Im4 1 Boden (Boden), außen und innen Im3 / Im4 C5 entspricht zurzeit C5-M; Im4 = Im2 oder Im3 jeweils mit KKS 1.3 Korrosionsschutzplan und -konzept Ein optimiertes, wirtschaftliches und ökologisch verträgliches Korrosionsschutzkonzept inklusive Reparatur für den Korrosionsschutz von Offshore-Windenergieanlagen und Windparkkomponenten ist mit der Angebotsabgabe vom Auftragnehmer (AN) zu erstellen. Das Konzept hat den behördlichen Auflagen zu genügen. Korrosionsschutzkonzepte berücksichtigen sowohl den passiven, den aktiven Korrosionsschutz oder eine Kombination. Der Korrosionsschutz ist für die gesamte Nutzungsdauer zu bemessen und auszulegen, sodass eine Erneuerung der Systeme während der Nutzungsdauer nicht erforderlich ist. Grundlage der Ausführung ist der Korrosionsschutzplan. Für den passiven Korrosionsschutz ist dieser in Anlehnung an DIN EN ISO 12944, Teil 8, Tabelle 1 bis 2 durch den AN zu erstellen und dem AG rechtzeitig vor Ausführung der Arbeiten zur Zustimmung vorzulegen. Analog zur ZTV-ING 4/3 hat eine zeichnerische und textliche Darstellung der Korrosionsschutzmaßnahmen vor Ausführung der Korrosionsschutzarbeiten zu erfolgen. Eine Beschreibung der Korrosionsschutzmaßnahmen für die Zertifizierung & Plausibilisierung ist beispielhaft in Anlage 1.1 dargestellt. 13

15 1.4 Konstruktive Gestaltung von Stahloberflächen Um die Schutzdauer von Beschichtungssystemen für Offshore-Windenergieanlagen und Windparkkomponenten zu erreichen, müssen bereits bei der Planung und Gestaltung die DIN EN ISO , DIN EN ISO , DIN EN und die ZTV-ING Teil 4, Abschnitt 3 beachtet, sowie die Möglichkeit der Instandsetzung oder Erneuerung von Beschichtungssystemen berücksichtigt werden. Bei zu beschichtenden Bauteilen von Neubauten sind für Kanten, Schweißnähte und andere Bereiche auf Stahloberflächen, die Unregelmäßigkeiten aufweisen, Vorbereitungsgrade P3 nach DIN EN ISO herzustellen. Für Kanten ist alternativ zu DIN EN ISO ein dreifaches Brechen zulässig, siehe auch DIN EN Ausnahmen müssen gesondert vereinbart werden. Bauteile, die Korrosionsbelastungen ausgesetzt und nach der Montage für Korrosionsschutzmaßnahmen nicht mehr zugänglich sind, müssen einen Korrosionsschutz erhalten, der so wirksam ist, dass die Tragsicherheit während der Nutzungsdauer des Bauwerks sichergestellt wird. Falls dies mit Korrosionsschutzsystemen nicht erreicht werden kann, müssen andere Maßnahmen getroffen werden (z. B. Herstellen der Bauteile aus korrosionsbeständigem Werkstoff, Auswechselbarkeit der Bauteile oder Festlegen eines Abrostungszuschlages). 1.5 Erläuterung zum Thermischen Spritzen und Feuerverzinken Bei den Verfahren Thermisches Spritzen (TS) und Feuerverzinken (FVZ), sind die einschlägigen Qualifikationen, Zulassungen und Vorschriften für die Ausführungsbetriebe zu beachten: DIN EN ISO Aufsicht für das thermische Spritzen, DIN EN ISO Prüfung von thermischen Spritzern, DIN EN ISO Merkmale und Prüfung von thermisch gespritzten Schichten. Beim Verfahren des Thermischen Spritzens wird die aufgebrachte Zn/Al-Schicht mit einem Sealer verdichtet (DIN EN ISO 2063) um dann mit Zwischen- und Deckbeschichtungen den Schichtaufbau abzuschließen. Die ausführenden Betriebe haben ein Zertifikat der Eignung vorzulegen. Hinsichtlich der Zulassung von Schutzsystemen sind die Schichtaufbauten den Prüfungen zu unterwerfen, welche auch für die üblichen und beschriebenen Beschichtungssysteme gelten, siehe Teil 2 des vorliegenden Standards. Werden Anlagenteile feuer-/spritzverzinkt (FVZ/TS), so werden diese Überzüge hinsichtlich des Aufbaus wie Grundbeschichtungen betrachtet. Ein weiterer Aufbau muss systemkonform erfolgen. 14

16 1.6 Erläuterung zum Kathodischen Korrosionsschutz Kathodische Korrosionsschutzanlagen (KKS-Anlagen) sind Einrichtungen, die Strukturen der Offshore-Windenergieanlagen und Windparkkomponenten), aber auch Stahlwasserbauten und stählerne Ausrüstungen von Wasserbauwerken durch einen entsprechend bemessenen Schutzstrom und ein dadurch erzeugtes Schutzpotenzial im wasserberührten Bereich (Zone 1 und 2) aktiv schützen und dadurch Korrosion verhindern. Es wird zwischen den folgenden KKS-Systemen unterschieden: Fremdstromanlage, siehe Abb. 1.2 galvanische Schutzanlage, siehe Abb. 1.3 Abb. 1.2: Prinzip einer Fremdstromanlage (MKKS) 15

17 Abb. 1.3: 16 Prinzip einer galvanischen Schutzanlage (MKKS) Im Wesentlichen unterscheiden sich die beiden Systeme durch ihren technischen Aufbau. Mittels eines Schutzstromgerätes wird bei der Fremdstromanlage ein Elektronenstrom in das zu schützende Bauteil geleitet. Über spezielle langlebige Anoden schließt ein ionischer Schutzstrom im Elektrolyten (in diesem Fall das Bauwerk benetzende Wasser) den Stromkreis. Das Prinzip einer galvanischen Schutzstromanlage ist mit dem der Fremdstromanlage vergleichbar. Der Unterschied besteht darin, dass bei der galvanischen Schutzstromanlage die Elektronen durch den direkten Kontakt einer Anode mit dem zu schützenden Bauteil unter Auflösung des (unedleren) metallischen Anodenmaterials eingeleitet werden. Die Kombination aus aktivem und passivem Korrosionsschutz führt generell zu einem geringeren Stromverbrauch bei der jeweiligen KKS-Anlage. Weiterhin ist bei der Kombination aus passivem und aktivem Schutz die Schutzstromverteilung an der Struktur homogener. Darüber hinaus sind auch KKS-Hybridsysteme, die aus einer Kombination von einer Fremdstrom-KKS-Anlage und galvanischen Anoden bestehen, denkbar. Diese Hybridsysteme kommen in der Regel dann zum Einsatz, wenn die Offshore-Windenergieanlagen und Windparkkomponenten während der Installationsphase über einen längeren Zeitraum ohne Stromversorgung bleiben. In dieser Phase übernehmen zunächst die galvanischen Anoden den kathodischen Schutz, sowie nach erfolgter Stromversorgung dann in Kombination mit einem Fremdstromsystem. Voraussetzung für einen funktionierenden Korrosionsschutz ist eine stetige Überprüfung der Einhaltung vorgeschriebener Potenzialwerte. Überpotenziale (d. h. zu weit abgesenkte Potenziale) können zur unmittelbaren Schädigung der Beschichtung führen. KKS-Anlagen sind mit Mess-, Überwachungs- und Steuerungssystemen auszu-

18 rüsten, um die wesentlichen Anlagenparameter zentral zu überwachen und zu steuern; dies gilt vor allem für Fremdstromanlagen. Bei Anlagen mit galvanischen Anoden sind Überwachungssysteme empfohlen, um z. B. eine mögliche Passivierung der Anoden frühzeitig zu erkennen. 1.7 Regelwerke Dieser Standard definiert zusätzliche Anforderungen in Ergänzung zu folgenden Regelwerken, wovon einige in diesem Standard zitiert sind: Normen: DIN Beiblatt 1 DIN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN Korrosion der Metalle Korrosionswahrscheinlichkeit metallischer Werkstoffe bei äußerer Korrosionsbelastung Teil 3: Rohrleitungen und Bauteile in Böden und Wässern; Beiblatt 1: Korrosion von Metallen im Seewasser und Seeatmosphäre Ausführung von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerken Teil 2: Technische Regeln für die Ausführung von Stahltragwerken Lieferbedingungen für die Oberflächenbeschaffenheit von warmgewalzten Stahlerzeugnissen Metallische Erzeugnisse Arten von Prüfbescheinigungen Allgemeine Grundsätze des kathodischen Korrosionsschutzes in Meerwasser Kathodischer Korrosionsschutz für unterseeische Rohrleitungen Kathodischer Korrosionsschutz von ortsfesten Offshore- Anlagen aus Stahl Galvanische Anoden für den kathodischen Korrosionsschutz in Meerwasser Kathodischer Korrosionsschutz für schwimmende Offshore- Anlagen aus Stahl Messverfahren für den kathodischen Korrosionsschutz Kathodischer Korrosionsschutz Qualifikationsgrade und Zertifizierung von für den kathodischen Korrosionsschutz geschultem Personal Windenergieanlagen Teil 3: Auslegungsanforderungen für Windenergieanlagen auf offener See 17

19 DIN EN ISO 2063 Thermisches Spritzen Metallische und andere anorganische Schichten Zink, Aluminium und ihre Legierungen DIN EN ISO DIN EN ISO 9223 DIN EN ISO DIN EN ISO DIN EN ISO DIN EN ISO DIN EN ISO DIN EN ISO DIN EN ISO DIN EN ISO DIN EN ISO ISO Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen Visuelle Beurteilung der Oberflächenreinheit Teil 3: Vorbereitungsgrade von Schweißnähten, Kanten und anderen Flächen mit Oberflächenunregelmäßigkeiten Korrosion von Metallen und Legierungen Korrosivität von Atmosphären Klassifizierung, Bestimmung und Abschätzung Metallische und andere anorganische Überzüge Aufsicht für das thermische Spritzen Aufgaben und Verantwortung Beschichtungsstoffe Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme Teil 2: Einteilung der Umgebungsbedingungen Beschichtungsstoffe Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme Teil 3: Grundregeln zur Gestaltung Beschichtungsstoffe Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme Teil 5: Beschichtungssysteme Beschichtungsstoffe Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme Teil 8: Erarbeiten von Spezifikationen für Erstschutz und Instandsetzung Kathodischer Korrosionsschutz für Hafenbauten; deutsche Fassung Zinküberzüge Leitfäden und Empfehlungen zum Schutz von Eisen- und Stahlkonstruktionen vor Korrosion Teil 2: Feuerverzinken Thermisches Spritzen Prüfung von thermischen Spritzern Thermisches Spritzen Merkmale und Prüfung von thermisch gespritzten Schichten Beschichtungsstoffe Leistungsanforderungen an Beschichtungssysteme für Bauwerke im Offshorebereich

20 Richtlinien (in der jeweils aktuellen Fassung): BAW BAW DASt Richtlinie 022 DNV DNV GL GfKORR MKKS TL/TP-KOR- Stahlbauten ZTV-Ing 4/3 ZTV-W 218 Richtlinien für die Prüfung von Beschichtungssystemen für den Korrosionsschutz im Stahlwasserbau (RPB) Liste der zugelassenen Systeme II (für Meerwasser und Böden, Im 2/3) Deutscher Ausschuss für Stahlbau (DASt), Feuerverzinken von tragenden Stahlbauteilen OS-J101: Design of Offshore Wind Turbine Structures Guideline for the Certification of Offshore Wind Turbines Richtlinie für die Zertifizierung von Personal und Akkreditierung von Zertifizierungsstellen auf dem Gebiet der Korrosion und des Korrosionsschutzes BAW-Merkblatt Kathodischer Korrosionsschutz im Stahlwasserbau (MKKS); Technischen Lieferbedingungen und Technischen Prüfvorschriften für Beschichtungsstoffe für den Korrosionsschutz von Stahlbauten Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten, Teil 4 Stahlbau, Stahlverbundbau, Abschnitt 3 Korrosionsschutz von Stahlbauten Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen Wasserbau (ZTV-W) für Korrosionsschutz im Stahlwasserbau (Leistungsbereich 218) Weitere: Sicherheitsdatenblätter, technische Datenblätter Gegebenenfalls Technische Regelwerke gem. Chemikaliengesetz (ChemG) 1.8 Literatur Binder, G.: Korrosionsschutz von Offshore-Windanlagen auf dem Prüfstand, HANSA International Maritime Journal, 151. Jahrgang, 2014, Nr. 7. Binder, G.: Beschichtungen für Offshore-Industrie, HANSA International Maritime Journal, 152. Jahrgang, 2015, Nr. 1. Handbuch des Kathodischen Korrosionsschutzes im Wasserbau, Hafentechnische Gesellschaft e.v., Hamburg, 3. Auflage,

21 Handbuch des Korrosionsschutzes durch organische Beschichtungen für Stahl im Wasserbau, Hafentechnische Gesellschaft e.v., Hamburg, 1. Auflage,

22 1.9 Anlagen Anlage 1.1: Beschreibung der Korrosionsschutzmaßnahmen für die Zertifizierung & Plausibilisierung BSH-Mindestanforderungen, 2. Freigabe: Zertifizierung und Plausibilisierung Stand: 23. Febr Tabelle: Übersicht zu den Korrosionsschutzmaßnahmen in den verschiedenen Zonen Bauteil Zone Zone 1) Lage 2) Belastung 1) Fläche KKS - Galvan. - ICCP Schutzmaßnahme(n) Schutzstrombedarf Anodenverbrauch Beschichtungssystem nach.. Stoffe/ Schichtaufbau Zulassung nach. Hinweise Außen Piles/Monop. Boden. Boden / Schlick Struktur UWZ Turm WWZ.. SpWZ Turm Atmosphäre Zone 1-4 in (m) Im2, C5-M, CX, 1 Im3 (Im4) 1 Im3 (Im4) 1 Im2 (Im4) 2 Im2 (Im4) 2 Im2/C5-l 3 C5, lang m² KKS / Beschichtung Al-Anoden /Fremdstrom A kg/jahr ISO ISO VGB/BAW GB:ZnEP, 50µm ZB: EP.DB:.. NDFT [µm] ISO, TL/TP, VGB/BAW Anbauten 2/3 Im2/C5-M, l. Zone 1: Boden, UWZ=Unterwasserzone (Im2/Im4); Zone 2: NWZ = Niedrigwasserzone, WWZ = Wasserwechselzone (Im2/Im4); SpWZ = Spritzwasserzone (Im2/CX); Zone 3: Atmosphäre außen (C5); Zone 4: Atmosphäre innen (C4) Vergleiche Abbildung 1.1 in VGB/BAW-Standard

23 Bauteil Zone Zone 1) Lage 2) Belastung 1) Fläche KKS - Galvan. - ICCP Schutzmaßnahme(n) Schutzstrombedarf Anodenverbrauch Beschichtungssystem nach.. Stoffe/ Schichtaufbau Zulassung nach. Hinweise Zone 1-4 in (m) Im2, C5-M, CX, m 2 KKS / Beschichtung Al-Anoden /Fremdstrom A kg/jahr ISO ISO VGB/BAW GB:ZnEP, 50µm ZB: EP.DB:.. NDFT [µm] ISO, TL/TP, VGB/BAW Innen Monopile Boden 1 Im2/C5, Im4 Monopile Immersion 1 Im2, Im4 Turm WWZ 2 Im2, Im4 Turm SpWZ 2 Im2/C5 Turm Atmosphäre Monopile Boden 4 C4 1 Im2/C5, Im4 Monopile 1 Im2, Im4 Immersion Zone 1: Boden, UWZ=Unterwasserzone (Im2/Im4); Zone 2: NWZ = Niedrigwasserzone, WWZ = Wasserwechselzone (Im2/Im4); SpWZ = Spritzwasserzone (Im2/CX); Zone 3: Atmosphäre außen (C5); Zone 4: Atmosphäre innen (C4) Vergleiche Abbildung 1.1 in VGB/BAW-Standard

24 Teil 2 Korrosionsschutzsysteme Inhalt 2 Korrosionsschutzsysteme Auswahl der Korrosionsschutzsysteme Allgemeines zur Prüfung der Korrosionsschutzsysteme Herstellung der Probeplatten Untersuchungen am Beschichtungsstoff (Nassmuster) Identitätsprüfung und Prüfung der Zusammensetzung für Beschichtungen Abnahmeprüfzeugnis und Kontrollprüfungen Angaben der Komponenten (Fingerprint) Nassprobenuntersuchung Belastungsprüfungen im Labor und in der Natur Bestimmung der Haftfestigkeit (DIN EN ISO 4624 und DIN EN ISO ) Bestimmung der Schlagfestigkeit (DIN EN ISO ) Immersion: Beständigkeit gegen Flüssigkeiten Verfahren mit Eintauchen in Wasser (DIN EN ISO ) Kondensationstest: Beständigkeit gegen Feuchtigkeit Kontinuierliche Kondensation (DIN EN ISO ) Salzsprühnebeltest: Beständigkeit gegen neutralen Salzsprühnebel (DIN EN ISO 9227) Zyklustest (Ageing Resistance Test nach ISO ggf. ISO ) KKS-Beständigkeit: Prüfung der Verträglichkeit mit dem Kathodischen Korrosionsschutz (KKS) Verfahren nach BAW/STG Bestimmung des Abriebwiderstandes Verfahren nach BAW Bestimmung des Farbabstandes und der Farbbeständigkeit (DIN EN ISO ) Wasserdampfdiffusionstest am freien Beschichtungsfilm (DIN EN ISO 7783) Langzeitauslagerung in der Natur (LZA) Regelwerke Literatur Anlagen

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26 2 Korrosionsschutzsysteme Im Bereich der Windparks für Bauwerke der Offshore-Windenergieanlagen und Windparkkomponenten dürfen für den Korrosionsschutz nur Schutzsysteme verwendet werden, die die Anforderungen nach 2.4 erfüllen. Hiervon abweichende Anforderungen müssen im Korrosionsschutzkonzept erläutert und gesondert vereinbart werden. Als Orientierungshilfe kann die Liste von zugelassenen Korrosionsschutzsystemen für Offshore-Windenergieanlagen und Windparkkomponenten herangezogen werden. Eine aktuelle Liste der zugelassenen Korrosionsschutzsysteme ist auf der Webseite der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) einzusehen. 2.1 Auswahl der Korrosionsschutzsysteme In den nachfolgenden Tabellen 2.1 bis 2.4 sind geeignete Systemaufbauten für die jeweiligen Zonen entsprechend der Einteilung in Abbildung 1.1 bzw. Tabelle 1.1 zusammengestellt. Die Erklärung der Abkürzungen ist in Tabelle 2.5 enthalten. Im Sinne des Arbeits-und Umweltschutzes sind die entsprechenden geltenden gesetzlichen Anforderungen einzuhalten, wie z. B. BSH Mindestanforderungen an die konstruktive Ausführung von Offshore-Bauwerken in der AWZ. Tabelle 2.1: System- Nr. Systemaufbauten der Zone 1 (Boden und Unterwasser) Stoffart Grundbeschichtung Zwischen-/Deckbeschichtung Gesamtbeschichtung Anzahl Schichten NDFT [µm] Stoffart Anzahl Schichten NDFT [µm] Anzahl Schichten NDFT [µm] 1-01E 2K-EP- Zn(R) 1-02E 2K-EP- Zn(R) 1-03E 2K-EP- Zn(R) 1-04E 2K-EPdiv K-EP K-EP K-EP K-EP E 2K-EP E 2K-EP K-EP E 2K-EP K-EP E 1K- PUR- Zn(R) K-PUR

27 Tabelle 2.2: System- Nr. Systemaufbauten der Zone 2 (Niedrigwasser, Wasserwechselzone, Spritzwasser) Stoffart Grundbeschichtung Zwischen-/Deckbeschichtung Gesamtbeschichtung Anzahl Schichten NDFT [µm] Stoffart (*) Anzahl Schichten NDFT [µm] Anzahl Schichten NDFT [µm] 2-01E 2K-EP- Zn(R) 2-02E 2K-EP- Zn(R) 2-03E 2K-EP- Zn(R) 2-04E 2K-EPdiv K-EP + 2K-PUR K-EP + 2K-PUR K-EP + 2K-PUR K-EP + 2K-PUR E 2K-EP K-PUR E 2K-EP K-EP + 2K-PUR 2-07E 2K-EP K-EP + 2K-PUR 2-08E 1K- PUR- Zn(R) * Deckbeschichtung 2K-PUR im RAL-Ton K-PUR + 2K-PUR Tabelle 2.3: System- Nr. Systemaufbauten der Zone 3 (Atmosphäre Außen) Stoffart Grundbeschichtung Zwischen-/Deckbeschichtung Gesamtbeschichtung Anzahl Schichten NDFT [µm] Stoffart (*) Anzahl Schichten NDFT [µm] Anzahl Schichten NDFT [µm] 3-01E 2K-EP- Zn(R) K-EP + 2K-PUR E 2K-EP- Zn(R) K-EP + 2K-PUR E 2K-EPdiv. 3-04E 1K- PUR- Zn(R) 3-05E 1K- PUR- Zn(R) K-EP + 2K-PUR K-PUR + 2K-PUR K-PUR + 2K-PUR 3-06E TS Sealer + 2K-EP + 2K-PUR * Deckbeschichtung 2K-PUR im RAL-Ton ohne TS 4 ohne TS 260

28 Tabelle 2.4: System- Nr. Liste der Systemaufbauten Zone 4 (Atmosphäre innen) Stoffart Grundbeschichtung Zwischen-/Deckbeschichtung Gesamtbeschichtung Anzahl Schichten NDFT [µm] Stoffart Anzahl Schichten NDFT [µm] Anzahl Schichten NDFT [µm] 4-01E 2K-EP- Zn(R) K-EP E 2K-EP- Zn(R) K-EP E 2K-EPdiv K-EP E TS Sealer + 2K-EP ohne TS 3 ohne TS 200 Tabelle 2.5: Abkürzungen Komponenten: 1K Einkomponentig 2K Zweikomponentig Pigmente: Zn(R) Zinkstaub (rich) div. diverse Korrosionsschutzpigmente TS Thermisches Spritzen Bindemittel: EP Epoxidharz PUR Polyurethanharz Schichtdicken: NDFT Nominelle Trockenschichtdicke (Einzel-/Gesamtschicht) 2.2 Allgemeines zur Prüfung der Korrosionsschutzsysteme Die Prüfung der Korrosionsschutzsysteme erfolgt durch eine anerkannte Prüfstelle. Diese Prüfstellen sind: ein in diesem Bereich unabhängiges akkreditiertes Prüflabor nach DIN EN ISO/IEC (z. B. akkreditiert durch DAkkS, Deutsche Akkreditierungsstelle), die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) oder ein Eigenlabor des Auftraggebers (Windparkbetreiber). Die Prüfinhalte sind die im Teil 2 dieses Standards festgelegten Anforderungen. Die Prüfverfahren gliedern sich in folgende Punkte: Untersuchungen am Beschichtungsstoff (Nassmuster) (2.3.1 bis 2.3.3), Belastungsprüfungen im Labor und (2.4.1 bis ) Belastungsprüfungen in der Natur Langzeitauslagerung (2.4.11). 27

29 Die Gültigkeitsdauer der einzelnen Prüfung beträgt maximal 5 Jahre. Die Gültigkeit des Gesamtsystems kann nach 5 Jahren mit den folgenden Verlängerungsprüfungen auf 10 Jahre ausgedehnt werden: Abrasion Bestimmung des Abriebwiderstandes nach BAW, Wasserdampfdiffusionstest (DIN EN ISO 7783) und Zyklustest (ISO ggf. DIN EN ISO ) Herstellung der Probeplatten Alle für die Prüfungen erforderlichen Probeplatten sind vom Hersteller des Korrosionsschutzsystems unter Überwachung einer anerkannten Prüfstelle (siehe Kapitel 2.2) mit den gleichen Chargen und den gleichen Beschichtungsstoffen herzustellen. Die Zuordnung der einzelnen Probeplatten zu den Prüfungen erfolgt durch die anerkannte Prüfstelle. Die Probenplattenvorbereitung auf unlegiertem Baustahl (z. B. S235) erfolgt durch Strahlen mit dem Oberflächenvorbereitungsgrad B Sa 2½ (DIN EN ISO ). Für die gestrahlte Oberfläche wird ein mittlerer Rauheitsgrad von mittel (G) nach DIN EN ISO gefordert. Hierfür ist nur kantiges Strahlmittel (Grit) zu verwenden. Sollten im technischen Merkblatt des zu prüfenden Beschichtungsstoffes andere Anforderungen an den Rauheitsgrad gestellt sein, sind diese zu beachten. Die Applikation des kompletten Beschichtungssystems erfolgt beim Hersteller. Alternativ können die anerkannten Prüfstellen (siehe Kapitel 2.2) die Applikation durchführen. Das komplette Beschichtungssystem ist ohne Zwischenbewitterung zu applizieren. Die Angaben über den Beschichtungsaufbau sind zu dokumentieren (gemäß Anlage 2.1). Die Systemzuordnung erfolgt auf Basis der in Kapitel 2.1 aufgelisteten Tabellen 2.1 bis 2.4. Die in den Systemaufbauten angegebenen Schichtdicken sind als Sollschichtdicken nach DIN EN ISO zu verstehen. Die Messung der Einzel- und Gesamtschichtdicken erfolgt nach ISO Bei elektronischer Messung erfolgt die Kalibrierung ausschließlich auf einer glatten Oberfläche. Die angegebenen Schichtdicken sind als Soll-Trockenschichtdicke definiert. Abweichend von der DIN EN ISO sind die folgenden Schichtdicken zulässig: Schichtdicken 50 µm: maximal 150 % der Sollschichtdicke Schichtdicken > 50 µm: maximal 120 % der Sollschichtdicke. Die minimale Schichtdicke muss mindestens 80 %, der Mittelwert muss mindestens 100% der Sollschichtdicke erreichen. 28

30 Die Probeplatten sind bei Raumtemperatur zu beschichten (Ausnahme: Heißspritzsysteme). Die Applikationsbedingungen sind zu dokumentieren und vom Ausführenden zu unterzeichnen (siehe Anlage 2.2). Die Konditionierung der Probeplatten erfolgt mindestens sieben Tage bei Normalklima (23 C / 50 % relative Luftfeuchtigkeit). Anschließend kann mit den Prüfungen begonnen werden. Alle Probeplatten sind einheitlich herzustellen, d. h. zeitgleich mit einem identischen Systemaufbau und Applikationsverfahren. Für die Laborprüfung sind die Platten einseitig mit dem zu prüfenden System zu beschichten, die Rückseiten erhalten einen angemessenen Korrosionsschutz. Für die Langzeitauslagerungsversuche müssen die Probeplatten mit dem zu prüfenden System beidseitig beschichtet werden. 2.3 Untersuchungen am Beschichtungsstoff (Nassmuster) Der Beschichtungsstoffhersteller muss für jeden Stoff ein Zeugnis mit den Parametern der nachfolgend aufgeführten Eigenschaften (Sollwert inkl. Toleranzbereich) erstellen und der anerkannten Prüfstelle sowie dem AG übergeben: 1) Viskosität ggf. aus der Mischung (z. B. Brookfield) 2) Dichte (DIN EN ISO ) 3) Pigmentgehalt 4) Bindemittelgehalt 5) Lösemittelgehalt (flüchtige Anteile) 6) Topfzeit 7) Epoxid-Äquivalent (DIN 16945) 8) Isocyanatzahl (DIN EN ISO 11909) 9) Aminzahl (DIN 16945) 10) Identitätsprüfung (FTIR, TG, HS-GC) Die Parameter 1 bis 6 sind von der anerkannten Prüfstelle am Nassmuster zu kontrollieren. Alle Parameter werden aus den Einzelkomponenten bestimmt. Bei 2K- Beschichtungssystemen werden die Viskosität und die Topfzeit aus der Mischung bestimmt. Der Lösemittelgehalt ist in der Einzelkomponente, als auch in der Mischung zu bestimmen. Alle Parameter, die die anerkannte Prüfstelle ermittelt, müssen innerhalb des Toleranzbereiches liegen. Des Weiteren sind beizufügen: Sicherheitsdatenblätter, Technische Datenblätter, Verarbeitungsvorschriften und -bedingungen. 29

31 2.3.1 Identitätsprüfung und Prüfung der Zusammensetzung für Beschichtungen Abnahmeprüfzeugnis und Kontrollprüfungen Die erforderlichen Probeplatten sind vorzubereiten und vom Stoffhersteller mit Überwachung eines anerkannten Prüfinstituts (siehe Kapitel 2.2) zu beschichten. Für die eingesetzten Stoffe werden im Sinne der Qualitätsüberprüfungen Abnahme-, Kontroll- und Identitätsprüfungen vorgenommen. Die Untersuchungen werden an Nassmusterproben durchgeführt bzw. an ausgehärteten Mustern der Probeplatten. Die Ergebnisse der Nassmusteruntersuchungen sind mit den Sollwerten der Herstellerangaben zu vergleichen Angaben der Komponenten (Fingerprint) Für den zu prüfenden Beschichtungsstoff hat der Antragsteller bei der anerkannten Prüfstelle die Anteile folgender Komponenten mitzuteilen (siehe Anlage 2.1): Bindemittel (bei Reaktionsstoffen getrennt nach Komponenten) Anteile an Kohlenwasserstoffharz sind bei Kombination mit dem Bindemittel anzugeben Pigmente und Füllstoffe Lösemittelkomponenten und Lösemittelgehalte Additive: Thixotropiermittel, Entschäumer, Filmbildehilfsmittel, Weichmacher usw. 30

32 2.3.3 Nassprobenuntersuchung Für die Nassprobenuntersuchung sind ml repräsentatives Probenmaterial pro Komponente und Charge der anerkannten Prüfstelle zu übersenden. Bei der Prüfung der mengenmäßigen Zusammensetzung des Beschichtungsstoffes wird folgendermaßen verfahren: Der Pigment- und Füllstoffanteil wird durch Auswiegen, nach dessen Abtrennung vom Harz, mittels Zentrifugieren und Trocknung an der Luft bestimmt. Der Anteil flüchtiger Komponenten (Lösemittelgehalt) von Beschichtungssystemen wird nach der Einwaage (bei 2K-Beschichtungssystemen vor und nach der Mischung), 24 h bei Raumtemperatur und 50 % Luftfeuchtigkeit ausgehärtet und anschließend der Trocknungsverlust, nach DIN EN ISO 3251 ermittelt (Einwaage 10 g, 105 C, 2 h). Der Bindemittelgehalt wird indirekt durch Subtraktion ermittelt. Die stoffliche Beschaffenheit der Einzelkomponenten bzw. Gesamtmischung (Fingerprint) geschieht wie folgt: Bestimmung des Lösemittelgehalts mithilfe der Headspace-Gaschromatografie (HS-GC) und Thermogravimetrie (TG) Bindemittelcharakterisierung mittels Fourier-Transformations- Infrarotspektroskopie (FTIR-Spektroskopie) und TG Pigment- und Füllstoffbestimmung gegebenenfalls durch FTIR-Spektroskopie, Röntgenbeugung oder chemische Analytik Überprüfung des Aushärteverhaltens (Topfzeit) 31

33 2.4 Belastungsprüfungen im Labor und in der Natur In der folgenden Tabelle 2.6 sind die erforderlichen Prüfverfahren aufgelistet. Tabelle 2.6: Prüfverfahren Nr. Prüfung/Regelwerk Belastungsbereich Zone 1 (Boden / UWZ) Zone 2 (NWZ / WWZ / SpWZ) Zone 3 (Atm. Außen) Zone 4 (Atm. Innen) 1 Haftfestigkeit X 1 X Schlagfestigkeit X 1 X Immersion (NaCl) h h Kondensationstest h h 720 h 5 Salzsprühnebeltest h h h 6 Zyklustest h h KKS-Beständigkeit 15 Monate 15 Monate Abrasion X X Farbbeständigkeit h h Wasserdampfdiffusion (nur für EP-Zwischenbeschichtungen) Langzeitauslagerung in der Natur (LZA) 21 Tage 1 21 Tage Jahre 5 Jahre Für einige Prüfverfahren ( 1 ) ist eine Übergangsfrist bis zum vorgesehen, siehe Anlage 2.7. Die visuellen Bewertungen sind sofort nach Beendigung der Belastung der Prüfverfahren vorzunehmen. Die aufgelisteten Prüfverfahren werden nachfolgend in Kapitel bis beschrieben. 32

34 2.4.1 Bestimmung der Haftfestigkeit (DIN EN ISO 4624 und DIN EN ISO ) Zur Bestimmung der Haftfestigkeit/Abreißfestigkeit von Beschichtungen wird ein Abreißverfahren in Anlehnung an DIN EN ISO 4624 und DIN EN ISO durchgeführt bzw. bewertet (Tabelle 2.7). Die Prüfung wird als Nullprüfung und Prüfung nach den jeweiligen Belastungen durchgeführt. Bei den Prüfungen nach Belastung wird die Prüfung spätestens 48 h nach Beendigung der Belastung durchgeführt. Prüfstempel (Ø: 20,0 mm) werden auf die zu prüfende beschichtete Fläche aufgeklebt. Bei Stahlplatten mit geringer Dicke (< 4 mm) wird die Rückseite entsprechend verstärkt, wenn einseitig abgerissen wird. Die Prüffläche ist vorher zu entfetten und wird leicht angeraut. Nach dem Aushärten wird die Prüffläche mit einem Schneidwerkzeug bis auf das Substrat freigelegt. Die Zugprüfmaschine zieht unter gleichmäßiger Krafterhöhung (kontinuierliche Zugspannungserhöhung nach DIN EN ISO ). Bestimmt werden die Haftfestigkeit (in MPa), der Trennfall (Adhäsions-, Kohäsionsbruch), dessen Lage (z. B. zwischen Grund- und erster Zwischenbeschichtung), sowie die prozentualen Anteile der jeweiligen Schichtlage bzw. Grenzflächen. Die Auswertung erfolgt vorzugsweise mit der rechnergestützten Bildanalyse, kann aber auch geschätzt werden. Tabelle 2.7: Zonen Prüfanforderungen für die Nullprüfung der Haftfestigkeit (Abreißfestigkeit) 1 (Boden / UWZ) / 2 (NWZ / WWZ / SpWZ) Abmessung Probeplatten Anzahl Probeplatten Bestimmungen 150 x 100 x 4 mm 2 (je eine pro Prüftemperatur) 3 je Probeplatte Verletzung Besondere Beschreibung Keine Prüfstempel: Ø 20,0 mm Prüftemperaturen (nur bei Nullprüfung) Bei 23 ±2 C und bei 5 ±2 C Zone 1: 8 MPa (A/B-Brüche 10 % Haftfestigkeit Abreißversuch* (DIN EN ISO 4624) Zone 2: 5 MPa sind nicht zulässig) * Bei Unterschreitung der Anforderungswerte in Kombination mit einem Kleberissanteil dürfen die Prüfungen wiederholt werden. Prüfanforderungen für die nachfolgenden Prüfungen sind in der jeweiligen Prüfbeschreibung angegeben. 33

35 2.4.2 Bestimmung der Schlagfestigkeit (DIN EN ISO ) Zur Simulation von Praxisbeanspruchungen wird auf eine nicht federnd gelagerte, beschichtete Probenplatte (ca. 300 x 200 x 4 mm) aus der Fallhöhe von 60 cm, ein Kugelstößel (Masse: 1,0 kg) frei fallen gelassen. Nach dem Einschlag wird visuell auf eine mögliche Rissbildung nach DIN EN ISO geprüft. Die Prüfung der Beschichtung auf Poren und Risse mit Hochspannung (Dichheitsprüfung) wird gemäß DIN auf der gesamten Beschichtungsfläche mittels Hochspannung nach der erforderlichen Aushärtezeit durchgeführt. Die Prüfspannung wird gemäß den Angaben des Beschichtungsstoffherstellers gewählt. Falls der Beschichtungsstoffhersteller keine Angaben vorgibt, wird folgende Prüfspannung angewendet: - 0,5 kv/100 µm Schichtdicke bezogen auf den Mittelwert der gemessen Schichtdicken eines Prüfbereiches. Abplatzungen sind nicht zulässig. Die Prüfkriterien sind in Tabelle 2.8 aufgelistet. Tabelle 2.8: Prüfanforderungen für die Schlagfestigkeit Zonen Fallhöhe, Fallmasse Abmessung Probeplatten Anzahl Probeplatten Anzahl Messungen 1 (Boden / UWZ) / 2 (NWZ / WWZ / SpWZ) 60 cm, 1 kg 300 x 200 x 4 mm 2 (je eine pro Prüftemperatur) 3 je Probeplatte Besondere Beschreibung Bei 23 ±2 C und bei 5 ±2 C Anforderungen Abplatzungen sind nicht zulässig 34

36 2.4.3 Immersion: Beständigkeit gegen Flüssigkeiten Verfahren mit Eintauchen in Wasser (DIN EN ISO ) Als Immersionsmedium wird eine 5%ige NaCl-Lösung verwendet. Parallel zur Längsseite im Abstand von mindestens 30 mm zur Kante wird eine künstliche Verletzung mit einer Breite von 2,0 mm und einer Länge von 50 mm maschinell (Fräsen) angebracht. Insgesamt werden drei Probenplatten mit den Abmessungen 150 x 100 x 4 mm benötigt (Anlage 2.3, Bild 1). Entsprechend DIN EN ISO ist das Tauchverfahren (Verfahren 1) anzuwenden. Die Probenplatten sind zu 3/4 ihrer Länge, in einer Neigung von 20 im Abstand von 30 mm in die Apparatur einzubringen. Die Prüfflüssigkeitstemperatur beträgt während der gesamten Prüfdauer (4.200 h) 40 C. Spätestens alle drei Tage ist die Position der Probenplatten zu verändern. Für eine Belüftung des Immersionsmediums ist zu sorgen. Zerstörungsfreie Prüfungen sind sofort nach Belastungsende durchzuführen. Aufzuzeichnen sind u. a. alle Merkmale der Schädigung nach DIN EN ISO 4628 wie Blasenbildung, Rostbildung, Rissbildung, Abblätterungsgrad, Versprödung und Farbveränderung etc. Die lose und unterwanderte Oberflächenbeschichtung wird mit einem geeigneten Werkzeug entfernt und auf der freigelegten Fläche wird die Unterwanderung und Unterrostung ausgemessen. Die Prüfung der Haftfestigkeit mit Kreuzschnitt wird nach 1 h (Nasshaftung) und nach 24 h (Trockenhaftung) nach Beendigung der Belastung durchgeführt. Bei der Prüfung der Haftfestigkeit mit Abreißversuch werden die Stempel 24 h nach der Belastung aufgeklebt. Die Prüfung erfolgt spätestens 48 h nach Beendigung der Belastung. Die Prüfkriterien (nach der Belastung) sind in Tabelle 2.9 aufgelistet. 35

37 Tabelle 2.9: Prüfanforderungen für die Immersion Zonen 1 (Boden / UWZ) / 2 (NWZ / WWZ / SpWZ) Prüfdauer 4.200h Abmessung Probeplatten 150 x 100 x 4 mm Anzahl Probeplatten 3 Besondere Beschreibung 5%ige NaCl-Lösung bei 40 C Anforderungen / Kennwerte Blasengrad (DIN EN ISO ) 0 (S0) m0/g0 Rostgrad (DIN EN ISO ) Ri 0 Rissgrad (DIN EN ISO ) 0 Abblätterungsgrad (DIN EN ISO ) 0 Kreidung (DIN EN ISO ) Unterwanderung (einseitig) Unterrostung (einseitig) Quellung Zone 2: Dokumentation der Kreidung 2 mm 1 mm 5% Schichtdickenzunahme Haftfestigkeit Kreuzschnitt (DIN EN ISO ) Kt 1 Haftfestigkeit Abreißversuch (DIN EN ISO 4624) 2 MPa bei einem A/B-Bruch 10% dann 5 MPa 36

38 2.4.4 Kondensationstest: Beständigkeit gegen Feuchtigkeit Kontinuierliche Kondensation (DIN EN ISO ) Für die Prüfung werden drei Probenplatten mit den Abmessungen 150 x 100 x 4 mm benötigt. Die Prüfapparatur besteht aus einem Wasserbad (VE-Wasser) mit einem aus Probenplatten gebildeten Dach, dessen Schenkel einen Winkel von 60 ±5 zur Horizontalen bilden. Die Temperatur an den Probenplatten soll konstant auf 38 ± 2 C gehalten werden. Die Prüfdauer beträgt 720 / h (Tab. 2.10). Zerstörungsfreie Prüfungen sind sofort nach Belastungsende durchzuführen. Aufzuzeichnen sind u. a. alle Merkmale der Schädigung nach DIN EN ISO 4628 wie Blasenbildung, Rostbildung, Rissbildung, Abblätterungsgrad, Versprödung und Farbveränderung etc. Die Prüfung der Haftfestigkeit mit Kreuzschnitt wird nach 1 h (Nasshaftung) und nach 24 h (Trockenhaftung) nach Beendigung der Belastung durchgeführt. Bei der Prüfung der Haftfestigkeit mit Abreißversuch werden die Stempel 24 h nach der Belastung aufgeklebt. Die Prüfung erfolgt spätestens 48 h nach Beendigung der Belastung. Die Prüfkriterien (nach der Belastung) sind in Tabelle 2.10 aufgelistet. Tabelle 2.10: Prüfanforderungen für die Beständigkeit gegen Feuchtigkeit Zonen Prüfdauer Abmessung Probeplatten 2 (NWZ / WWZ / SpWZ) / 3 (Atmosphäre Außen) / 4 (Atmosphäre Innen) Zone 2 & 3: h Zone 4: 720 h 150 x 100 x 4 mm Anzahl Probeplatten 3 Besondere Beschreibung Luftraumtemperatur: 38 ±2 C Winkel zur Horizontalen: 60 ±5 Anforderungen / Kennwerte: Blasengrad (DIN EN ISO ) 0 (S0) m0/g0 Rostgrad (DIN EN ISO ) Ri 0 Rissgrad (DIN EN ISO ) 0 Abblätterungsgrad (DIN EN ISO ) 0 Kreidung (DIN EN ISO ) Zone 2 & 3: 0 Zone 4: Dokumentation der Kreidung Quellung 5 % Schichtdickenzunahme Haftfestigkeit Kreuzschnitt (DIN EN ISO ) Kt 1 Haftfestigkeit Abreißversuch (DIN EN ISO 4624) 2 MPa bei einem A/B-Bruch 10 % dann 5 MPa 37

39 2.4.5 Salzsprühnebeltest: Beständigkeit gegen neutralen Salzsprühnebel (DIN EN ISO 9227) Die Prüfflüssigkeit besteht aus einer wässrigen Natriumchlorid-Lösung (5%ige NaCl- Lösung; ph: 6,5 bis 7,2), welche während der Prüfung konstant auf 35 ±2 C gehalten wird (Tab. 2.11). Parallel zur Längsseite im Abstand von mindestens 30 mm zur Kante wird eine künstliche Verletzung mit einer Breite von 2,0 mm und einer Länge von 50 mm maschinell (Fräsen) angebracht. Die Lagerung im Prüfgerät erfolgt in einem Winkel von 20 ±5 zur Vertikalen. Zerstörungsfreie Prüfungen sind sofort nach Belastungsende durchzuführen. Aufzuzeichnen sind u. a. alle Merkmale der Schädigung nach DIN EN ISO 4628 wie Blasenbildung, Rostbildung, Rissbildung, Abblätterungsgrad, Versprödung und Farbveränderung etc. Die lose und unterwanderte Oberflächenbeschichtung wird mit einem geeigneten Werkzeug entfernt und auf der freigelegten Fläche wird die Unterwanderung und Unterrostung ausgemessen. Die Prüfung der Haftfestigkeit mit Kreuzschnitt wird nach 1 h (Nasshaftung) und nach 24 h (Trockenhaftung) nach Beendigung der Belastung durchgeführt. Bei der Prüfung der Haftfestigkeit mit Abreißversuch werden die Stempel 24 h nach der Belastung aufgeklebt. Die Prüfung erfolgt spätestens 48 h nach Beendigung der Belastung. Die Prüfkriterien (nach der Belastung) sind in Tabelle 2.11 aufgelistet. 38

40 Tabelle 2.11: Prüfanforderungen für neutralen Salzsprühnebel (DIN EN ISO 9227) Zonen Prüfdauer Abmessung Probeplatten 2 (NWZ / WWZ / SpWZ) / 3 (Atmosphäre Außen) / 4 (Atmosphäre Innen) Zone 2 & 3: h Zone 4: h 150 x 100 x 4 mm Anzahl Probeplatten 3 Verletzung 2 mm breit, mind. 30 mm von Kante entfernt Besondere Beschreibung Prüftemperatur: 35 ±2 C Anforderungen / Kennwerte: Blasengrad (DIN EN ISO ) 0 (S0) m0/g0 Rostgrad (DIN EN ISO ) Ri 0 Rissgrad (DIN EN ISO ) 0 Abblätterungsgrad (DIN EN ISO ) 0 Kreidung (DIN EN ISO ) Zone 2 & 3: 0 Zone 4: Dokumentation der Kreidung Unterwanderung (einseitig) 2 mm Unterrostung (einseitig) Quellung 1 mm 5 % Schichtdickenzunahme Haftfestigkeit Kreuzschnitt (DIN EN ISO ) Kt 1 Haftfestigkeit Abreißversuch (DIN EN ISO 4624) 2 MPa bei einem A/B-Bruch 10 % dann 5 MPa 39