Autorin Stefanie Schlüter Qualitätssicherung, Dockweiler
Die norddeutsche Dockweiler AG arbeitet seit über fünfzig Jahren mit dem Werkstoff Edelstahl. Das Unternehmen fertigt hochwertige Rohrsysteme, Formteile und Komponenten (Bild 1). Speziell für die Pharmaindustrie und die Biotechnologie sind die Rohrsysteme safetron, weldtron und BPE konzipiert. Safetron ist ein komplettes Programm aus Edelstahlrohren und -formteilen für den Transport sensibler Medien. Ganz nach Kundenwunsch und Kundenzeichnung können auch CIP-Lanzen und CIP-Ringe geliefert werden.
Zur weiteren Werkstoffoptimierung und gezielten Anwendungsberatung war es für die Ingenieure im Qualitätslabor von Dockweiler wichtig, die Unterschiede zwischen metallblanken, gebeizten und e-polierten Edelstahlrohren/-formteilen messbar zu machen. In diesem Zusammenhang entstanden die im Folgenden beschriebenen Tests mit einer Korrosionsmesszelle, in deren Mittelpunkt die korrosiven Eigenschaften des Werkstoffes 1.4404 bei unterschiedlicher Oberflächengüte standen.
Zur Beurteilung des Korrosionsverhaltens von Edelstahloberflächen im Allgemeinen stehen verschiedene Prüfverfahren zur Verfügung: indirekte, wie zum Beispiel die Ermittlung des Cr/Fe-Verhältnisses mittels XPS/ESCA nach SEMI F 60, und direkte Prüfverfahren, wie zum Beispiel Auslagerungsversuche nach ASTM G 31 (allgemeine Korrosion) und elektrochemische Prüfverfahren wie die Messung des kritischen Lochkorrosionspotenzials nach ASTM G 61 (mit einer Korrosionsmesszelle). Im Vergleich zu den Auslagerungsversuchen ist der Versuchsaufbau bei elektrochemischen Prüfverfahren aufwendiger, jedoch können aussagekräftige Kennzahlen bestimmt werden.
Die Messung des kritischen Lochkorrosionspotenzials wurde daher nach ASTM G 61 durchgeführt. Diese erfolgt nach dem Prinzip einer elektrochemischen Zelle mit Dreielektrodenanordnung (Bild 2). Die Messzelle zeigt Bild 3.
Bei der potenziodynamischen Messung wird eine Strom-Potenzial-Kurve aufgenommen, die das elektrochemische Verhalten eines Korrosionssystems beschreibt. Da bei hochlegierten Chrom- und Chrom-Nickel-Stählen Lochkorrosion in chlorid- und bromidhaltigen Lösungen nur oberhalb eines kritischen Potenzials, dem sogenannten Lochkorrosionspotenzial, auftritt, ist dieses Lochkorrosionspotential ein Maß für die Lochkorrosionsanfälligkeit eines Werkstoffs in einem bestimmten Medium.
Der Beginn dieser Korrosionsreaktion zeigt sich in einem sprunghaften Anstieg des Zellstroms. Je korrosionsbeständiger der Stahl ist, desto positiver liegt das kritische Lochkorrosionspotenzial.
