Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

KorroPad: Neuer Schnelltest für Oberflächen nichtrostender Stähle

15.04.2014

KorroPad heißt ein neuer an der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und prüfung entwickelter Farbschnelltest, mit dem die Oberflächen nichtrostender Stähle schnell, preiswert und vor allem auch von Nicht-Fachleuten überprüft werden können.

Die Freude an so mancher Konstruktion oder an Bauteilen aus Edelstahl ist manchmal schon nach kurzer Zeit dahin. Statt metallischem Glanz sind nach wenigen Monaten Verfärbungen und Flecken zu sehen. Wenige Optimisten mögen darin noch ein Leopardenmuster, eine belebte Oberfläche erkennen. Die meisten Kunden reklamieren einfach, da das Erscheinungsbild nicht den Erwartungen entspricht.

Für die unerwarteten Verfärbungen und Flecken gibt es eine Ursache: Die schützende Chromoxidschicht – auch Passivschicht genannt – kann sich nicht vollständig ausbilden. Allein dieser Schicht aber verdankt der nichtrostende Stahl seinen Namen. Sehen kann man diese Schicht nicht, folglich auch Fehlstellen darin nicht erkennen. Die Gründe für eine gestörte Schutzschicht sind vielfältig.

Häufig entstehen die Fehler bereits bei der Verarbeitung. Aber auch eine fehlerhafte Herstellung der Halbzeuge, die heutzutage weltweit erfolgt, führen zu Abweichungen in der erwarteten Korrosionsbeständigkeit der Werkstoffe.

Mit dem Korropad-Test kann man die Oberfläche der Stähle im Lieferzustand und nach der Verarbeitung überprüfen. Auf diese Weise können sich zum Beispiel Handwerksbetriebe vor kostenintensiven Gewährleistungsansprüchen schützen. Und es muss auch nicht nur bei optischen Problemen bleiben.

Denn die nicht rostenden Stähle sind auch Ausgangsmaterial für die Herstellung von Ankern und Dübeln, Behältern für Gefahrgüter oder komplexen chemischen Anlagen. Und diese sind später meist so verbaut, dass ein Fehler gar nicht auffällt, was zu Sicherheitsproblemen führen kann. So dient das KorroPad auch der technischen Sicherheit.

Pro Prüfung werden drei Pads benötigt, die auf den nichtrostenden Stahl gelegt werden. Damit bekommt man eine Momentaufnahme über den Zustand der Passivschicht. Die Pads haben etwa die Größe einer Fünf-Cent-Münze. Zunächst wird die Oberfläche mit Aceton oder Alkohol gereinigt und dann die Pads auf der zu prüfende Oberfläche leicht angedrückt. Nach 15 Minuten werden die Pads mit einem Spatel abgelöst, auf eine Kunststoffträgerfolie gelegt und können eingescannt oder fotografiert werden.

Und die 15 Minuten sind sehr schnell im Vergleich zu anderen Methoden, bei denen die Versuche oft mehrere Stunden oder auch Wochen dauern. Und noch ein Vorteil bietet KorroPad: Das Bauteil kann nach der Prüfung weiterverarbeitet oder beim Kunden eingebaut werden, denn die Prüfung erfolgt praktisch zerstörungsfrei.

Wasser und ein Indikator für Eisenionen sind die Inhaltsstoffe der gelartigen Pads. Fehlt die schützende Chromoxidschicht auf der Stahloberfläche, reagiert der Indikator mit den Eisenionen im Werkstoff. Die Folge: Der Indikator verändert seine Farbe. Auf den leicht gelblichen Pads erscheinen blaue Punkte. Jeder Punkt zeigt an, dass sich die schützende Passivschicht auf der Stahloberfläche nicht ausbilden konnte.

Nichtrostende Stähle bestehen zu mindestens zwölf Prozent aus Chrom. Für die Ausbildung der Schutzschicht an der Oberfläche braucht es Sauerstoff und Wasser (aus der Luftfeuchtigkeit) sowie eine saubere, metallisch blanke Metalloberfläche. Durch die Passivschicht wird die Oberfläche versiegelt. Kann sich die Schutzschicht nicht überall auf den Oberflächen ausbilden, kommt es zur Rostbildung.

„KorroPad ist Hilfe zur Selbsthilfe“, sagt Andreas Burkert, der zusammen mit Jens Lehmann den Test an der BAM entwickelt hat. Optisch blank sehen die Oberflächen am Anfang eigentlich immer aus. Aber halten die Bauteile im Einsatz auch das, was der Name des Werkstoffs verspricht? Viele Einflussfaktoren entscheiden darüber: Wie wurden die Oberflächen bearbeitet? Wie die Schweißnähte nachbehandelt? Sind die Legierungselemente gleichmäßig verteilt? Burkert weiter: „Es ist wie beim Kuchen backen: Alle Zutaten drin allein reicht nicht! Der Teig muss richtig durchgerührt werden und die anschließende Wärmebehandlung im Backofen muss bei der richtigen Temperatur und über die richtige Zeit erfolgen.“

Mittlerweile setzen schon einige Firmen auf KorroPad. Aber auch in der Ausbildung, an den beruflichen Schulen und Universitäten steht das Schnellverfahren auf dem Lehrplan. KorroPad macht Materialeigenschaften sichtbar, die sonst dem menschlichen Auge verborgen bleiben. Und KorroPad zeigt den Lernenden, wie wichtig es ist, Verarbeitungsregeln einzuhalten. Denn: Normen allein führen nicht zur sicheren technischen Anwendung, sondern das, was davon in der Praxis auch tatsächlich umgesetzt wird.

Bestellbar sind die Pads über den Webshop der BAM. Natürlich können dort im Bedarfsfall auch Endverbraucher den Test erwerben. 100 Stück kosten 390 Euro, kleinere Verpackungseinheiten werden aufgrund zahlreicher Nachfragen demnächst auch angeboten. Eine Prüfung mit drei Pads kostet also etwa 12 Euro. Das Verfahren ist so einfach, dass es sogar von Laien anwendbar ist. So könnte auch der private Bauherr schnell und kostengünstig überprüfen, ob sein neues Edelstahlgeländer aus einwandfreier Qualität ist.

Das Vorhaben 17136 N/1 der Forschungsvereinigung GfKORR e.V. wurde über die AiF im Programm zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert

Kontakt:
Dipl.-Ing. Jens Lehmann
Abteilung 6 Materialschutz und Oberflächentechnik
E-Mail: Jens.Lehmann@bam.de


Die BAM ist eine wissenschaftlich-technische Bundesoberbehörde im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi).

Dr. Ulrike Rockland | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.bam.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide
20.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Metamaterial: Kettenhemd inspiriert Physiker
19.01.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie