10_041-048_Momber (1502)_2sp_000-000_Lener (1423).qxd 22.12.11 10:21 Seite 41
Fachthemen Andreas W. Momber Sascha Buchbach Peter Plagemann
DOI: 10.1002/stab.201201502
Untersuchungen zum Korrosionsschutz von Kanten an Stahlkonstruktionen – Ergebnisse der Laborprüfungen (Teil 2) Im Rahmen von Laborprüfungen wurde die Korrosionsschutzwirkung organischer Beschichtungssysteme an Kanten von Stahlkonstruktionen untersucht. Die Kanten waren mit verschiedenen mechanischen und thermischen Verfahren vor dem Beschichten gerundet worden. Es kamen drei verschiedene Beschichtungssysteme zum Einsatz, darunter ein sogenanntes kantenfreundliches System. Für die Beurteilung der Korrosionsschutzwirkung wurden drei Kennwerte herangezogen: Kantenüberdeckungsgrad, Barrierewiderstand der Beschichtung und Antikorrosiv-Effekt. Die Prüfungen umfassten Messungen der Trockenschichtdicken an Kanten und Flächen, Untersuchungen mittels elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) und beschleunigte Alterungsprüfungen in einer Wellentank-Simulationskammer. Im Teil 1 des Beitrags [34] waren Konzeption und Durchführung der Prüfungen sowie die verwendeten Prüfkörper und Korrosionsschutzsysteme beschrieben worden. Über die Ergebnisse der Laborprüfungen wird im vorliegenden Teil 2 berichtet. Investigations into the corrosion protection on edges of steel constructions – Results of laboratory investigations (Part 2). Based on laboratory tests, the corrosion protection capability of organic coating systems on edges of steel constructions was investigated. The edges were rounded with different mechanical and thermal tools. Three different coating systems were considered, whereby one of the systems was a so-called edge retentive system. Three criteria were utilized in order to assess the corrosion protection capability: edge coverage degree, barrier resistance of the coating systems, and an anticorrosive effect. The tests included DFT measurements on edges and areas, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements and accelerated ageing tests in a wave tank simulation chamber. Part 1 of the paper covered the general experimental design and details of the experimental procedure, whereas the present Part 2 reports about results of the test programme.
Ergänzung zum Teil 1 Herr Joachim Pflugfelder (SIKA Deutschland GmbH) hat freundlicherweise darauf aufmerksam gemacht, dass im Bereich des Brückenbaus der erforderliche Vorbereitungsgrad an Kanten in Abhängigkeit von der angenommenen Schutzdauer eines Korrosionsschutzsystems und der Korrosivitätskategorie festgelegt werden muss [35]. Entsprechende Hinweise finden sich in Tabelle 7. (Aus der im Teil 1 [34] des Beitrages zitierten DIN EN ISO 8501-3 [1] war diese einschränkende Zuordnung bei der Überarbeitung vor einigen Jahren allerdings gestrichen worden.)
Tabelle 7. Zusammenhänge zwischen Schutzdauer, Korrosivitätskategorie und Vorbereitungsgrad [35] Table 7. Relationships between expected durability, corrosivity category and preparation grade [35] Schutzdauer1) Korrosivitätskategorie2) Vorbereitungsgrad3) 4) > 15 Jahre
C1/C2 Oberhalb C2
P1 P2
5 bis 15 Jahre
C1 bis C3 Oberhalb C3
P1 P2
< 5 Jahre
C1 bis C4 C5 – Im
P1 P2
1) 2) 3) 4)
Zeitspannen für die Schutzdauer sind in DIN EN ISO 12944-1 definiert Korrosivitätskategorien sind in DIN EN ISO 12944-2 definiert P-Grade sind in Tabelle 1 definiert in speziellen Fällen kann P3 festgelegt werden
5 Ergebnisse der Laborprüfungen 5.1 Ergebnisse der Schichtdicke-Messungen Schichtdickenverteilungen für das Beschichtungssystem 2 sind in Tabelle 8 in Form von Querschliffen für zwei Kantenradien, erzeugt mittels verschiedener Bearbeitungsverfahren, illustriert. Weitere Ergebnisse von Querschliffaufnahmen sind in Tabelle 9 vorgestellt; hier sind auch die entsprechenden, mittels Gl. (1) ermittelten KG-Werte aufgelistet (vgl. [34]). Auf allen Bildern können ungleichmäßige Verteilungen der Schichtdicken festgestellt werden; diese Erscheinung ist typisch für alle Versuchsbedingungen. Ergebnisse detaillierterer Messungen an einer Beispielprobe sind im Bild 9 zusammengefasst. Die Messwerte wurden wie folgt ermittelt: Im Abstand von jeweils 1 cm (Lage) wurde ein Querschliff angefertigt, an dessen metallographischer Aufnahme die Schichtdicke im Abstand von jeweils 0,5 mm (Position) bestimmt wurde. Bild 9a illustriert Lage und Position der Messstellen, und im Bild 9b sind die Ergebnisse der Schichtdickenmessungen dargestellt. Im Bild 9b kann erkannt werden, dass die Schichtdickenschwankungen an den Kantenbereichen wesentlich deutlicher ausgeprägt sind als in den Flächenbereichen. Dieser Effekt kann quantitativ mittels der Standardabweichung der Schichtdicke ausgedrückt werden: Sie beträgt für die im Bild dargestellten Messergebnisse σ = 24 μm für die Schichtdicke an den Flächen; und σ = 61 μm für die Schichtdicke an den Kanten. Die Schichtdicke über einer Kante, und somit auch der
© Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Stahlbau 81 (2012), Heft 1
41