De :s.,<9 " Korrosionsprüfung

Transkript

1 : 620. OK 197: r~-:,\ß A DDR-Standard y.ov -:,-tl"- D h e De :s.,<9 " Korrosionsprüfung p ~V~~ ~ ~ Korrosion und Korrosionsschu1z ~ ~uswertung von Korrosionsvanuchen August 1974 ~TGL Gruppe K o p po3ha H 38~ HTa OT HOPP03HH KoppoaHOHHoe Hcn1:.1TI1HHe Cnoco6bl 01..1eHHH Corrosion and Protection against Corrosion Corrosion T estings Interpretat ion Deskriptoren: Korrosionsschutz, Korrosionspruefung, Korrosionsversuche, Auswertung Verbindlich ab Dieser Standard g i 1 t für die Auswertung von Korrosionsversuchen an metallischen Werkstoffen mit und ohne Schutzschichten. 1. ALLGEMEINES Korrosionsversuche sind nach der Art des Angriffes und dem Ziel der Versuche auszuwerten. Es sind je nach Notwendigkeit folgende Erscheinungen zu erfassen: - Änderungen der Masse und/ oder der Abmessungen - Änderungen der mechanischen Eigenschaften - Tiefe und/ oder Ausdehnung von narbiger und punktförmiger Korrosion - Änderungen der Struktur - Änderungen der Beschaffenheit von Schutzschichten 2. AUSWERTUNG BEI ÄNDERUNG DER MASSE UND/ ODER DER ABMESSUNGEN Diese Auswertungsmethode ist nur bei ebenmäßiger Korrosion nach TGL anzuwenden. Tabelle 1 Formelzeichen und Einheiten Begrüf Formelzeichen Einheit Erläuterungen in Abschnitt Meß- größen Oberfläche des Prüfkörpers Masseverlust Dickenverlust s tim Llh cm 2 g mm oder µ m Korrosionsdauer t h oder d oder a Dichte p g/cm 3, Fortsetzung der Tabelle Seite 2 Fortset zung Seite 2 bis 8 Verantwortlich: Zentralstelle für Korrosionsschutz, Dresden Bestätigt: , Amt für standarfüsierung, Meßwesen und Warenprüfung Bestellenachrlft : Zentrale Bestellstelle, 701 Leipzig, Postschhel!.fach Verleg: SteaUverlag der DDR, 108 Beriln

2 Seite 2 TGL Fortsetzung der Tabelle Begriff Formelzeichen Einheit Erläuterungen in Abschnitt Korrosions- K m g/ m2 Korrosions - vertust KL mm oder µm größen Korrosions - vm g/m2. h geschwindigkeit g/m 2 d VL g/ m2. a mm/ d mm/ a µm/ d µm/ a Bestimmung der Meßgrößen Die Größe der Oberfläche S ist vor Versuchsbeginn durch Ausmessen mit einer maximalen Abweichung von 0, 1 mm in jeder Richtung zu bestimmen. Bei flachen Probestücken oder Proben (z. B. aus Blechen geschnittene Proben) sind nur die beiden parallel zueinander liegenden großen Flächen zu berücksichtigen, sofern das Verhältnis der Summe dieser Flächen zu den Kantenflächen - bei Langzeitkorrosionsversuchen l ) nicht kleiner als 20 : 1 - bei Kurzzeit- 1 > oder Schnellkorrosionsversuchen l ) nicht kleiner als 10 : 1 ist, und die Probestücke oder Proben nicht dicker als 5 mm sind. Diese Festlegung gilt nicht, wenn auf Grund spezieller Werkstoffeigenschaften, z. B. hoher Kaltverformungsgrad, der Angriff bevorzugt an den Kantenflächen stattfindet. Die durch die Korrosion bewirkte Veränderung der Abmessungen der Probestücke oder Proben ist nicht zu berücksichtigen Der Masseverlust am ist vorzugsweise mittels Wägung zu bestimmen und nach folgender Beziehung zu berechnen am = m - 0 mt Es bedeuten m =.;lasse des Probestückes oder der Probe vor Versuchsbeginn 0 mt s Masse des Probestückes oder der Probe nach Ablauf der Korrosionsdauer t Vor der Bestimmung von mt sind die Korrosionsprodukte zu entfernen. Sofern die Korrosionsprodukte nicht mit Wasser entfernbar sind, ist für ihre Entfernung vorzugsweise eine der in Tabelle 2 genannten Beizlösungen zu verwenden. Vor dem Beizen sind lose haftende Korrosionsprodukte durch mechanische Verfahren, z. B. durch Bürsten, zu entfernen. Der Beizvorgang ist zu beenden, sobald die Korrosionsprodukte restlos entfernt sind. Der beim Beizen entstehende Blindwert ist in der gleichen Beizlösung an 5 nichtkorrodierten Proben gleicher Werkstoffcharge und gleicher Abmessungen bei Einhaltung der für die korrodierten Proben erforderlichen Beizdauer zu ermitteln. l) Begriffe nach TGL 18751

3 TGL Seite 3 Tabelle 2 Werkstoff und Beizlösung Werkstoff Beizlösung Anwenchlngs - temperatur in c Unlegierte und niedrig- 500 ml HCl (P= 1, 19 g/ cm 3 ), legierte Stähle, Gußeisen 5 g Hexamethylentetramin mit destilliertem 15 bis 25 Wasser auf 1000 ml auffüllen Rost- und säurebeständige Stähle, Nickel- Chrom- HN03 ( P = 1, 41 g/ cm 3 ) 15 bis 25 legierungen Kuper und Kupferlegierungen 500 ml destilliertes Wasser 100 ml H2 804 ( P = 1, 84 g/ cm 3 ), mit destillier- 20 bis 40 tem Wasser auf 1000 ml 2 J auffüllen Zink und Zinklegierungen, 50 ml Essigsäure ( p = 1, 05 g/cm J ) Blei und Bleilegierungen mit destilliertem Wasser auf 1000 ml auffüllen 20 bis 40 Aluminium und 35 ml H 3 P04 (p=l,7g/cmj), Aluminiumlegierungen 20 g Cr0 3 mit destilliertem Wasser auf 98 bis ml auffüllen Kupfer legierte Aluminium - zusätzlich HN03 ( p = 1, 41 g/ cm 3 ) 15 bis 25 legierungen Magnesium und 200 g Cr03, 20 g BaCrO,, Magnesiumlegierungen 10gAg2 Cr0 4, 770 ml destilliertes Wasser siedend Die verwendeten Chemikalien müssen mindestens dem Reinheitsgrad " rein" (pur. ) entsprechen. Als Blindwert gilt das arithmetische Mittel der 5 Bestimmungen. Er ist nach folgender Beziehung zu berücksichtigen: mt = mw + mb Es bedeuten mw = Masse der korrodierten Proben nach dem Beizen ms = Blindwert Es ist zulässig, bei Korrosionsversuchen in flüssigen Prüfmedien den Masseverlust Am durch analytische Bestimmung des gelösten Metalls zu ermitteln. Hierfür sind die gebräuchlichen Verfahren der analytischen Chemie anzuwenden. Die analytische Bestimmung von Am ist vorzugsweise für die Untersuchung reiner Metalle anzuwenden Die direkte Messung des Dickenverlustes Ah mittels Meßschieber oder Bügelmeßschraube ist nur zulässig, wenn das Ziel der Korrosionsprüfung keine hohe Genauigkeit erfordert und große Korrosionsverluste auftreten. Es ist zulässig, Ah indirekt nach physikalischen Methoden (z. B. Änderung des elektrischen Widerstandes, Ultraschallmethoden) zu bestimmen, wenn ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Meßgröße und dem Dickenverlust Ah besteht Als Korrosionsdauer gilt die Zeitdifferenz vom Beginn des Versuches bis zur Entnahme der Probestücke oder Proben zwecks Auswertung. Wird nur die Dauer berücksichtigt, während der die Probestücke oder Proben wirklich der Korrosion ausgesetzt sind, so ist dies im Prüfbericht deutlich zu vermerken. (z. B. Dauer des Vorhandenseins einer kritischen Luftfeuchte). Diese Dauer ist als " wahre Korrosionsdauer" zu bezeichnen Die Dichte des untersuchten Werkstoffes ist Werkstoffkennwerttabellen zu entnehmen. 2 ) Die Lösung ist in der angegebenen Reihenfolge anzusetzen. Vor dem Auffüllen auf 1000 m1 ist auf Raumtemperatur zu kühlen.

4 Seite 4 TGL Berechnung der Korrosionsgrößen Der Korrosionsverlust Km ist der Quotient aus dem Masseverlust Ci.m und der Oberfläche S. Größengleichung Zahlenwertgleichung J) s 104 Ci.m s Der Korrosionsverlust KL ist: bei einseitig stattfindender Korrosion 1 2 Ci.h bei an zwei gegenüberliegenden Oberflächen stattfindender Korrosion Der Korrosionsverlust KL kann aus dem Korrosionsverlust Km berechnet werden. Größengleichung Zahlenwertgleichuns c Ci.m 9 s Tabelle 3 Einheiten KL c Ci.m p s mm 10 g g/cm 3 cm2 µm 10 4 g g/ cm 3 cm Die Korrosionsgeschwindigkeiten vm und vl sind die ersten Ableitungen der Korrosionsverluste Km und KL nach der Korrosionsdauer t d t Wenn sich die Korrosionsgeschwindigkeit während des Versuches ändert, ist die exakte Berechnung der Korrosionsgeschwindigkeiten vm und vl nur mit Hilie von mathematischen Regressionsanalysen möglich. Zur näherungsweisen Berechnung von vm und vl sind die Differenzenquotienten zu benutzen. Größengleichungen ~ Km2 - Km1 vm 6t t2 tl VL Ci.KL KL2 - KLl ~ t2 - tl Km2 > Km1 KL2 > KL1 t2 > tl Km1; KLl Km2; KL2 = Korrosionsverluste nach der Korrosionsdauer t 1 = Korrosionsverluste nach der Korrosionsdauer t 2 3 ) Einheiten nach Tabelle 1

5 TGL Seite 5 Zahlenwertgleichungen (.Am 2 -.Am 1 ) C vm S (~ - ~).Am 2 >.Am 1 t2 > tl (Am 2 -.Am 1 ) C p. s (t2 - tl) > Tabelle 4 Einheiten vm VL c - mm/ a 10 g/ m 2 a µm/ a 10 4 g/ m2. d Am g g g p s t g/ cm 3 cm 2 a g/ cm 3 cm2 a - cm 2 d.am 1 Masseverlust nach der Korrosionsdauer t 1.Am Masseverlust nach der Korrosionsdauer t 2 2 Vorzugsweise sind zur Berechnung der Korrosionsgeschwindigkeit die Ergebnisse zweier aufeinanderfolgender Auswertungen nach TGL heranzuziehen. Die zur Berechnung benutzten Werte t 1 und t 2 sind anzugeben. Bei Werkstoffen unterschiedlicher Dichte sind die Korrosionsgrößen KL und vl zu verwenden. Die Extrapolation des Korrosionsverlustes ilber die Korrosionsdauer hinaus init Hilfe der Korrosionsgeschwindigkeiten vk oder vl ist nur zulässig, wenn die grafische Darstellung des Korrosionsverlustes über der Korrosionsdauer einen linearen Zusammenhang zwischen diesen Größen erkennen läßt. Für den Vergleich von Korrosionsverlusten und Korrosionsgeschwindigkeiten sind vorzugsweise die Werte dieses Bereiches zu verwenden. Von dieser Festlegung darf nur abgewichen werden, wenn auf Grund von Kenntnissen über den Mechanismus des betreffenden Korrosionsvorganges der funktionelle Zusam - menhang zwischen den Korrosionsgrößen und der Korrosionsdauer in aligemeiner Form bekannt ist. In diesem Falle ist der Vergleich nur für gleiche Werte von t 1 und t 2 zulässig. 3. AUSWERTUNG BEI ÄNDERUNGEN DER MECHANISCHEN EIGENSCHAFTEN Der Einfluß der Korrosion auf die mechanischen Eigenschaften ist durch Vergleich dieser Eigenschaften vor und nach der Einwirkung des Prüfmediums zu bestimmen. Hierfür sind Proben gleicher Form, gleicher Abmessungen und gleicher Herstellung zu verwenden. Bei der Auswertung ist der vor Einwirkung des Prüfmediums vorhandene Probenquerschnitt einzusetzen. Die Art der mechanischen Prüfung ist in Abhängigkeit von der Erscheinungsform der Korrosion festzulegen. - Bestimmung der Zugfestigkeit, Streckgrenze, Bruchdehnung und -einschnürung nach TGL 17461, TGL und TGL Bestimmung der Verformbarkeit nach TGL und TGL Bestimmung der Sprödbruchneigung nach TGL 11225

6 Seite 6 TGL ERFASSUNG VON NARBIGER ODER PUNKTFÖRMIGER KORROSION Narbige oder punktförmige Korrosion werden nach Häufigkeit, Tiefe und oder Erscheinungsbild der örtlichen Korrosionsschäden beurteilt Häufigkeit Narbige Korrosion Es ist eine Prüffläche von mindestens 50 cm 2 zu beurteilen. Die Prüffläche ist mit einem auf durchsichtigem Material aufgebrachten Netz von Quadraten mit 5 mm Seitenlänge zu bedecken. Es sind alle Quadrate zu zählen, in denen eine oder mehrere korrodierte Stellen zu erkennen sind, sofern diese Stellen mehr als die Hälfte des betrachteten Quadrates füllen. Die Häufigkeit HN der narbigen Korrosion ist nach folgender Formel zu berechnen: n N 100 n N % Anzahl der Quadrate mit narbiger Korrosion Gesamtzahl der Quadrate auf der beurteilten Fläche Punktförmige Korrosion Das Ausmaß der Zerstörung durch die punktförmige Korrosion wird durch die Anzahl der Punkte pro Flächeneinheit ausgedrückt. Es ist nach Abschnitt zu verfahren. Es werden jedoch alle innerhalb der Quadrate auftretenden Korrosionspunkte gezählt. Liegt ein Punkt auf der Trennlinie zweier Quadrate, wird er nur einmal gezählt. Das Quadratnetz ist Hilfsmittel zur Orientierung. Die Häufigkeit Hp der punktförmigen Korrosion pro cm 2 ist nach folgender Formel zu berechnen: n n -s- = Anzahl der Korrosionspunkte S = Prüffläche in cm 2 Hp = Häufigkeit pro cm Tiefe Die T iefe der Korrosionsnarben oder -punkte ist an 5 Stellen des Probestückes oder der Probe zu bestimmen. Als Ergebnis ist der arithmetische Mittelwert aus den 5 Einzelwerten mit dem für eine Wahrscheinlichkeit von 95 % abgeschätzten Vertrauensbereich in µm anzugeben. Das Ergebnis ist wie folgt darzustellen: T T :_ t( P ;f). 8T T l: Ti 1 t(p ;f ). 8T" o. 621 v i ( Ti T T - Ti)2 = E inzelwerte der gemessenen Tiefen der Korrosionspunkte = Arithmetischer Mittelwert aus Ti t(p;f) = Faktor, abhängig von der Anzahl der Einzelwerte und der geforderten Wahrscheinlichkeit ~ Abgeschätzte Standardabweichung des Mittelwertes T

7 TGL Seite 7 Zur Messung der Tiefe ist eine der folgenden Methoden anzuwenden: - Messung mit Hilfe eines Mikroskopes mit kalibrierter Mikrometerschraube durch Einstellen auf den Rand Ul)d den Boden der korrodierten Stelle. Diese Methode ist bevorzugt anzuwenden. - Messung mit Hilfe einer Meßulilr - Stufenweises Abarbeiten der Probestücke oder Proben durch Drehen oder Fräsen bis zum Erreichen der tiefsten Stelle - Messung an einem metallografischen Querschliff mit Hilfe eines Okularmikrometers Erscheinungsbild Das Erscheinungsbild der örtlichen Korrosion ist fotoisrafisch zu belegen. 5. AUSWERTUNG BEI SI'RUKTURÄNDERUNGEN Metallografische Auswertung Die Feststellung von - selektiver Korrosion - Schichtkorrosion - interkristalliner Korrosion - transkristalliner Korrosion - Korrosionsrissen ist an metallografischen Querschliffen vorzunehmen. Es sind mindestens 3 Schliffproben herzustellen. Zum Vergleich ist eine Schliffprobe aus nichtkorrodiertem Material gleicher Herkunft (Werkstoff, Bearbeitungszustand) herzustellen. Die Schliffproben sind von den korrodierten Probestücken oder Proben an den Stellen zu entnehmen, die die stärkste Korrosionszerstörung zeigen. Diese Stellen sind bei 6- bis lofacher Vergrößerung zu ermitteln. Wenn die Stellen mit der stärksten Korrosion auf diese Weise nicht ermittelt werden können, sind die Schliffproben einer für die Funktion des Probestückes wesentlichen Stelle zu entnehmen. Die Schliffproben sind so herzustellen, daß die Ebene des Schliffes senkrecht zur korrodierten Ober - fläche steht. Bei der Bearbeitung der Schliffe dürfen die korrodierten stellen nicht zerstört werden. Die Schliffe sind vor und nach der Ätzung zu beurteilen. Die festgestellten Korrosionserscheinungen sind durch Fotografien zu belegen Spezielle Auswertungen Auswertungen von Prüfungen rost- und säurebeständiger Stähle auf Anfälligkeit für interkristalline Korrosion nach TGL Auswertungen von Prüfungen unlegierter und niedriglegierter Stähle auf Anfälligkeit für interkristalline Spannungsrißkorrosion nach TGL Auswertung von Spannungsrißkorrosionsversuchen an Leichtmetallen nach TGL AUSWERTUNG DER BESCHAFFENHEIT VON SCHUTZSCHICHTEN - Bestimmung des Durchrostungsgrades nach TGL Bestimmung des Kreidens von Anstrichen nach TGL 27293/ 01 und nach TGL 27293/ 02 - Bewertung des Reißens von Anstrichen nach TGL 27293/ 03 - Bewertung des Abblätterns von Anstrichen nach TGL 27293/ 04 - Bewertung der Blasenbildung bei Anstrichen nach TGL 27293/ 05 - Auswertung von BewitterungsveI"Suchen bei Anstrichen nach TGL Für die Auswertung der Beschaffenheit von speziellen Schutzschichten gelten die in den diesbezüglichen standards getroffenen Festlegungen.

8 Seite 8 TGL WEITERE BEURTEILUNGEN Die Beurteilung weiterer, nicht in diesem Standard genannler Kriterien ist zulässig, sofern gewähr - leistet ist, daß zwischen den Kriterien und dem Verlauf des Korrosionsangriffes ein Zusammenhang besteht (z. B. Verteilung, Form, Farbe und Haftung der Korrosionsprodukte, Veränderungen des Korrosionsmediums). Hinweise Ersatz für TGL Ausg Änderungen gegenüber TGL , Geltungsbereich und Inhalt erweitert Entstanden unter Berücksichtigung der Empfehlung zur Standardisierung RS der Ständigen Kommission für Standardisierung des RGW. Gegenüber RS wurden nicht aufgenommen: Festlegungen zur Durchführung der Prüfmethoden Im vorliegenden Standard ist auf folgende Standards Be:;:;ug genommen: TGL TGL TGL TGL TGL TGL TGL TGL TGL TGL TGL TGL 27293/ 01 TGL 27293/ 02 TGL 27293/ 03 TGL 27293/ 04 TGL 27293/ 05 TGL TGL Prüfung metallischer Werkstoffe; Bestimmung der Kerbschlagzähigkeit bei Raumtemperatur - ; Biegeversuch (Faltversuch) an Feinblechen und Bändern mit einer Dicke von höchstens 3 mm Prüfung von Stahl; Prüfung rost- und säurebeständiger Stähle auf Anfälligkeit für interkristalline Korrosion Prüfung von unlegierten und niedriglegierten Stählen auf Anfälligkeit für interkristalline Spannungsrißkorrosion Prüfung metallischer Werkstoffe; Tiefungsversuch an Blechen und Bändern nach Erichsen; Berichtigung vom ; Zugversuch ohne Feindehnungsmessung an Drähten; Berichtigung vom ; Zugversuch; Berichtigung vom Korrosion der Metalle; Begriffe Korrosion und Korrosionsschutz; Korrosionsprüfung; Allgemeine Festlegungen -; Bestimmung des Durchrostungsgrades von Schutzschichten auf Eisen- und Stahloberflächen Anstriche; Bestimmung der Haltbarkeit im Freiluftklima Prüfung von Anstrichen; Bewertung von Anstrichzerslörungen; Bestimmung des Kreidens weißer Anstriche nach der Kempf-Methode - -; Bestimmung des Kreidens nach der Garmsen-Methode -; Bewertung des Reißens -; - ; Bewertung des Abblätterns - ; -; Bewertung der Blasen Prüfung metallischer Werkstoffe; Zugversuch an dünnen Blechen Prüfung von Leichtmetallen; Spannungsrißkorrosionsversuch Korrosionsschutz; Begrüfe; Allgemeine Begrüfe und Einteilung Korrosion und Korrosionsschutz; Prüfmedien für Laborkorrosionsprüfungen -; Prüfung der Korrosionsbeständigkeit ; Dauertauchversuch -, -, Wechseltauchversuch -; -; Aerosolversuch -; - ; Schwitzwasserversuch Korrosion und Korrosionsschutz; Auslagerungsversuche mit Werkstoffproben Prüfung metallischer Werkstoffe; Korrosionsprüfung in kochenden Flüssigkeiten (Kochversuch) Dichten metallischer Werkstoffe siehe TGL 18700/ 01 siehe TGL siehe TGL 18754/ 01 siehe TGL 18754/ 02 siehe TGL 18754/ 03 siehe TGL 18754/ 04 siehe TGL siehe TGL siehe Technische Mechanik Werkstoffe, Werkstoffprilf~g Herausgegeben von M. Beckert VEB Fachbuchverlag Leipzig, 1970