Ziel der Entwicklung

Typische elektrochemische Messaufbauten für Korrosionsuntersuchungen eignen sich nicht für die Charakterisierung der Korrosion bei Anwesenheit dünner Elektrolytfilme wie etwa in atmosphärischer Umgebung und damit in vielen Anwendungssituationen. Es gibt jedoch einen Bedarf an Methoden, welche die Überwachung von Korrosionsprozessen unter solchen Bedingungen erlauben. Dies betrifft u.a. die Lagerung und den Transport, den Betrieb von partiell befüllten Rohren und Behältern oder den Einsatz von zeitweisem („temporärem“) Korrosionsschutz. Ziel der Arbeiten war daher die Entwicklung eines leicht handhabbaren elektrochemischen Messverfahrens zur Charakterisierung der Korrosion metallischer Oberflächen unter Elektrolytfilmbedeckung und seine Ertüchtigung für die praktische Anwendung an Halbzeugen, Bauteilen oder Anlagenteilen.

Vorteile und Lösungen

Die Messbarkeit in dünnen Elektrolytfilmen erfordert eine besondere Anordnung der beteiligten Elektroden sowie eine genaue Charakterisierung der Elektrolytwiderstände. Die Ankopplung von Gegen- und Bezugselektrode in der Messzelle gelang durch Anordnung am Rand einer kleinen filmbedeckten Messfläche. Weiterhin war die sichere Ermittlung des sog. ohmschen Spannungsabfalls (iR) zwischen Arbeits- und Bezugselektrode bei Polarisationsmessungen ein zentrales Element für die Gewinnung aussagekräftiger elektrochemischer Korrosionsgrößen im dünnen Elektrolytfilm. Er konnte unter Nutzung der current interrupt-Methode erfolgreich ermittelt und für die Korrektur von Stromdichte-Potential-Kurven sowie als empfindlicher Indikator für die korrekte Kontaktierung der Bezugselektrode genutzt werden.

Zielgruppe und Zielmarkt

Das entwickelte elektrochemische Messverfahren kann als mobiles Instrument zur zerstörungsfreien Bewertung der Korrosionsgefährdung metallischer Oberflächen unter dünnen Elektrolytfilmen direkt an Halbzeugen, Bau- und Anlagenteilen oder Werkstoffproben eingesetzt werden. Neben Korrosionsuntersuchungen im Labor- und Technikumsmaßstab stehen vor allem laufenden Anwendungen im industriellen Maßstab im Sinne der betrieblichen Korrosionsüberwachung im Fokus. Folgende Anwendungen, auf welche das Messverfahren angewendet werden kann, sind zu benennen:
- Auslegung (Werkstoffauswahl und korrosionsschutzgerechte Konstruktion) und Kontrolle von Objekten (Bauteile, Konstruktionen, Anlagen, Industriebauten) und Prozessen zur Absicherung einer hinreichenden und stabilen Korrosionsbeständigkeit metallischer Bauteile, z.B. im Gasraum von partiell flüssigkeitsgefüllten Behältern und Rohren, in anderen Hohlräumen mit auftretender Kondensation oder unter dem Einfluss von (aggressiven) Außenatmosphären im Sinne der Qualitätssicherung und Anlagensicherheit
- Bewertung des Einflusses bestimmter korrosionsfördernder Gase sowie von Salzen auf die Beständigkeit von Werkstoffen in der Anwendungsumgebung, z.B. in der chemischen Industrie, der Landwirtschaft, im Straßenverkehr oder in der maritimen Umgebung
- Optimierung von Lager- und Transportbedingungen für Halbzeuge, Bauteile und sonstige metallische Produkte im Sinne des Korrosionsschutzes
- Einsatz von Korrosionsinhibitoren, welche über die Gasphase wirken (VCI): Inhibitorauswahl, Bewertung und Überwachung der Schutzwirkung, Festlegung von Einsatzbedingungen
- Elektrochemische Instrumentierung von atmosphärischen Belastungstests
Dieser beschriebene Anwendungshintergrund führt zu einer Reihe von möglichen Zielmärkten, in welchen das Messverfahren durch externe Dienstleister oder bei vorliegenden Qualifikationen direkt durch den Endkunden anzuwenden ist.