Simulation in der Korrosionsprüfung

Oberflächen 10. 05. 2014
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VLM setzt neue Maßstäbe in der Korrosionsprüfung

Wir sind heute sehr froh, dass wir die Entwicklungen in der atmoshpärischen Korrosionsprüfung bereits sehr früh richtig erkannt und den Trend zur Simulation späterer Gebrauchsumgebungen zutreffend prognostiziert haben, so Hans-Ulrich Vogler, einer der beiden Geschäftsführer der VLM GmbH, Hersteller von Korrosionsprüfgeräten in Bielefeld. Als Chemotechniker sieht er nicht nur die physikalischen Bedingungen der inzwischen sehr unterschiedlichen Prüfverfahren. Ihn interessiert darüber hinaus, was in der jeweiligen Testphase tatsächlich auf der Oberfläche geschieht. Denn: Korrosion = Chemie.

Dieser Kernsatz bestimmt die Ideen bereits seit Gründung der VLM GmbH vor 15 Jahren. Vor allem die jüngeren Entwicklungen der MultiCORR®- und ClimaCORR®-Technologie haben VLM in eine technisch führende Position gebracht. Ziel ist es, die einzelnen Testphasen komplexer Klima-Wechseltests sowie die Übergänge unter Berücksichtigung der Einflussfaktoren auf die Korrosion mit hoher Präzision so zu steuern, dass eine optimale Reproduzierbarkeit der Prüfklimate unabhängig vom Standort gewährleistet ist.

Dies ist die Voraussetzung dafür, dass das wichtigste Bedürfnis des Anwenders erfüllt wird: Nach Beendigung der Korrosionsprüfung muss er sich auf seine Ergebnisse verlassen können, da nur er selbst dafür verantwortlich ist. Ihm fühlt sich VLM in erster Linie verpflichtet und bietet ein breites Programm an Schrank- und Truhengeräten an. Nur ein qualifiziert durchgeführtes Prüfverfahren bietet die Sicherheit in der Evaluierung der geprüften Proben und erlaubt den Vergleich von an unterschiedlichen globalen Standorten gewonnenen Prüfergebnissen. Das entspricht dem Verständnis der VLM GmbH von Wirtschaftlichkeit. Technische Billiglösungen scheiden deshalb für Hans-Ulrich Vogler aus.

Wirtschaftlichkeit steht besonders hoch im Kurs bei Automobilzulieferern, Testhäusern und Labordienstleistern, die ein möglichst breites Spektrum der von ihren Kunden beauftragten Tests möglichst in einem Gerät mit hoher Zuverlässigkeit durchführen möchten. Dieser Forderung kommt VLM mit der MultiCORR®-Linie entgegen, Prüfschränke von 400 L bis 3500 L, beziehungsweise ClimaCORR®-Truhen mit einer Kapaziät von 1000 L. Der Anwender kann aus diesen innovativen Geräten eine Reihe von Vorteilen ziehen, die nachfolgend präzisiert werden.

Gute Wärmeleitfähigkeit des Prüfraumwerkstoffs

Grundvoraussetzung für die Regelung der Prüfraumtemperatur in engen Toleranzen­ ist ein schneller Wärmeübergang in den Prüfraum und aus ihm heraus. Deshalb setzte VLM von Beginn an Edelstahl, beschichtet mit ECTFE (Ethylen-Chlortrifluorethylen), ein, um Wärme von den unter dem Boden oder hinter der Rückwand angebrachten Flächenheizungen gleichmäßig und in kleinen Portionen in den Prüfraum zu übertragen. Nur die Seitenwände bestehen aus Polyethylen mit Ausfräsungen zur Aufnahme des Probendepots auf sechs verschiedenen Ebenen. Die Edelstahlrahmenkonstruktionen der Prüfräume von 400 L bis 3500 L erlauben hohe Probenlasten.

Geregelte Kondensation

Das Prüfraumdach ist doppelschalig­ konstruiert. Der Vorteil: Die während der Salzsprühnebelphase gewünschte Wärmeisolierung wird in der Kondenswasser­phase aufgehoben, indem Ventilatoren Raumluft durch die Dachdoppelschale saugen, sobald die unter dem Innendach gemessene Temperatur den Sollwert überschreitet. Durch die Kühlung des Prüfraums wird die Kondensation des Wasserdampfes unabhängig von den äußeren Bedingungen mit hoher Reproduzierbarkeit geregelt. Besonders bei optimal isolierten Prüfräumen wie bei der ClimaCORR®-Truhe kann der Kondenswassertests aufgrund des doppelschaligen Deckels exakt entsprechend der ISO 6270-2 CH durchgeführt werden.

Präzise Regelung von Temperatur und Feuchte

Entscheidend für die Regelung ist primär die Temperatur in der Nähe der Proben. Das gilt besonders für Proben mit hoher ­Eigenmasse, beziehungsweise Wärmespeicherkapazität, wie zum Beispiel Bremsscheiben. Deshalb wird die Temperatur mit einem frei im Prüfraum positionierbarem Pt100-Temperatursensor gemessen. Er ist der Führungssensor für die Regelung der Prüfraumtemperatur. Weitere Sensoren befinden sich in der Nähe der Heizungen, beziehungsweise im Luftkanal, um kurze Regelstrecken zu gewährleisten.

Mit dieser besonderen Temperaturregelung ist eine wichtige Voraussetzung für die präzise Feuchteregelung erfüllt, denn Feuchte und Temperatur hängen bekanntlich physikalisch voneinander ab. Eine weitere Forderung ist die schnelle Reaktion des Feuchtesensors, soll die Feuchte in engen Toleranzen geregelt werden, beispielsweise mit einer Genauigkeit von ± 1 %. Deshalb verwendet VLM kapazitive Feuchtesensoren, die nur während der Phasen mit geregelter Feuchte beziehungsweise Trocknen in den Prüfraum gefahren werden. Sonst befindet sich der Sensor außerhalb des Prüfraums und ist so vor Salz oder eventuell­ anderen Chemikalien geschützt.

Belüftung mit Raumluft

Die Bedeutung dieser Testphase auf die Korrosion wird häufig völlig unterschätzt, ebenso die forcierte Trocknung bei Temperaturen zum Beispiel von +60 °C. Dabei sollte allgemein bekannt sein, dass der dünnste­ Flüssigkeitsfilm aufgrund der optimalen Sauerstoffdiffusion den größten Angriff auf die Oberfläche erlaubt.

VLM-Geräte sind deshalb mit leistungs­geregelten Ventilatoren und Luftleitrohren ausgestattet, um eine gleichmäßige Trocknung der Proben zu gewährleisten. Die MultiCORR®-Geräte sind zusätzlich mit einer automatischen Air-Flow-Konstanthaltung ausgerüstet, falls Filter zur Reinigung der Raumluft eingesetzt werden müssen, zum Beispiel bei mit Schadgasen belasteter Industrieluft oder auch, falls Salzsprühnebel von anderen Geräten nicht ausgeblasen, sondern nach Öffnen des Prüfraums in die Laborluft entweicht.

Applikation von Salzlösung

Üblicherweise wird 5%ige Natriumchloridlösung mit Druckluft in einer Zweistoffdüse­ zu einem Nebel versprüht, der auf den Proben kondensiert. VLM setzt Membrandosierpumpen ein, um die Testlösung aus dem frei stehenden Tank zur Düse zu fördern. Der Vorteil dieser Technik liegt darin, dass die Düse beispielsweise in einem Nebelleitrohr an der Seite des Prüfraums positioniert werden kann, falls größere Prüfkörper eine Position in der Prüfraummitte nicht zulassen.

Manche Werksnormen verlangen inzwischen das direkte Sprühen von Testlösung auf die Proben, zum Beispiel durch seitlich im Prüfraum angebrachte Düsen oder mittels eines Schwenkrohrs (Ford/Volvo). Letzteres ist bei den MultiCORR®-Geräten herausnehmbar, sodass der Prüfraum auch für konventionelle Tests einsetzbar ist. Es gibt weitere Beispiele für die hohe Flexibilität in der Anpassung der Gerätetechnik an die geforderten Aufgaben und damit für die Wirtschaftlichkeit der durchdachten VLM-Technologie.

ClimaCORR® – Verschmelzung von Klima- und Korrosionsprüfung

Der VDA 233-102 ist einer der ersten Korrosionstests mit Einfrierphase bis -15 °C und wurde zunächst mit modifizierten Klima-Prüfschränken entwickelt. VLM blieb dem Prinzip der möglichst vielfältigen Nutzung treu und präsentiert mit der ClimaCORR®-Truhe ein überzeugendes Gerät für Korrosionsprüfungen im Bereich von -40 °C bis +80 °C.

MultiCORR® mit Prozesssteuerung

Die für die MultiCORR gemeinsam mit Beckhoff, Verl, entwickelte Software bildet quasi die enorme Vielfalt der in internationalen und Werksnormen vorgegebenen Test­bedingungen ab. Damit erfüllt diese Ausführung eine Spitzenstellung, deren Leistung weit über die sonst in diesem Bereich üblichen Ablaufsteuerungen hinausgeht. Trotz der Komplexizität ist die auf dem Betriebssystem Windows CE beruhende Steuerung sehr übersichtlich und einfach zu ­bedienen.

Besondere Anforderungen stellen eher Testverfahren dar, bei denen einzelne Abschnitte oder Übergänge nicht eindeutig definiert sind. Hierfür bietet die Steuerung sehr nützliche Hilfssegmente, beispielsweise wenn ein Temperatureinbruch beim Übergang in die Kondenswasserphase vermieden werden soll. Normalerweise würde kaltes Wasser in die Bodenwanne gefüllt, das über eine gewisse Zeit aufgeheizt werden müsste. Wird aber in den Programm­ablauf das Segment Confüllwarm eingefügt, dann wird warmes Wasser aus dem Befeuchter in die Bodenwanne gefüllt, gegebenenfalls mit kaltem Wasser gemischt, sodass die Solltemperatur sofort erreicht wird. Auch dies ist ein Beispiel für die Erzielung einer optimalen Reproduzierbarkeit der Testbedingungen.

Die Steuerung kann über die Ethernet-Schnittstelle in ein internes Netzwerk integriert werden. So ist nicht nur eine Fernbedienung vom Schreibtisch aus möglich, sondern auch die Auswertung der Prozessdaten. Dazu wird täglich eine CSV-Datei ­angelegt, die mit MS-Excel weiterbearbeitet werden kann. So kann der Testverlauf ohne spezielle Software grafisch dargestellt werden.

VLM GmbH
Heideblümchenweg 50, D-33689 Bielefeld

Halle 7 / Stand D78

 
 
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