Frequently Asked Questions

Q-FOG - Zyklischer Korrosionstester

Q: Was bedeutet zyklisches Korrosionstesten?

Ein zyklischer Korrosionstests wird als realistischere Methode zur Durchführung von Salzsprühtests angesehen als die traditionelle ständige Befeuchtung. Weil die tatsächlichen atmosphärischen Expositionen in der Regel sowohl feuchte als auch trockene Bedingungen umfassen, macht es Sinn, die beschleunigten Labortests an diese natürlichen Zyklen anzupassen. Forschungen ergaben, dass zyklische Korrosionstests die relativen Korrosionsraten, Strukturen und die Morphologie den im Freien gesehenen besser gleichen. Konsequenterweise ergeben zyklische Tests in der Regel eine bessere Korrelation zur Außenexposition als konventionelle Salzsprühtests. Sie wirken sich auf die Beurteilung einer Vielzahl von Korrosionsmechanismen einschließlich allgemeiner, galvanischer und Kontaktkorrosion aus.

Zyklische Korrosionstests soll Misserfolge repräsentativ für die Art im Freien korrosiven Umgebungen gefunden zu produzieren.  CCT-Test setzen Prüflingen einer Serie unterschiedlicher Umgebungen in einem sich wiederholenden Zyklus aus. Einfache Expositionen wie Prohesion bestehen aus dem Wechsel zwischen Salznebel und trockenen Zuständen. Anspruchsvollere Automobiltestmethoden bestehen aus mehrstufigen Zyklen, die aus Eintauchen, Feuchtigkeit, Kondensation zusammen mit Salznebel und Abtrocknen bestehen. Ursprünglich wurden diese Automobiltestverfahren zur Durchführung von Hand entwickelt. Laborpersonal bewegten Prüflinge von Salzsprühkammern zu  Feuchtigkeitskammern und zu Trocknungsgerüsten usw. In jüngerer Zeit wurden Mikroprozessor gesteuerte Testkammern verwendet, um diese Exposition zu automatisieren und die Variabilität zu reduzieren.

Weitere Informationen finden Sie im technischen Bulletin LF-8144.

Q: Wieso kommt bei der Q-FOG CRH Korrosionsprüfkammer eine Vorklimatisierungseinheit zum Einsatz?

Bei Q-Lab gehört zur Serienausstattung jeder Q-FOG CRH Prüfkammer eine Vorklimatisierungseinheit. Da nicht alle Hersteller Ihre Korrosionskammern damit ausstatten, werden wir oft gefragt wozu das notwendig ist. Durch die Vorklimatisierungseinheit werden stabile, wiederholbare Bedingungen sowie eine präzise Regelung der Übergänge zwischen verschiedenen Zyklen in der Prüfkammer sichergestellt. Dies sind notwendige Faktoren, um bei einer Korrosionsprüfung verlässliche Ergebnisse zu erhalten.

Die Vorklimatisierungseinheit bietet drei große Vorteile:

  1. Eine Kühlung und Entfeuchtung der Luft stellt die Einhaltung der Umgebungstemperatur-Prüfbedingungen wichtiger Normen, wie z.B. VW PV1210 und GMW 14872, sicher.
  2. Der Taupunkt der Luft, die in die Prüfkammer geleitet wird, wird durch Entfeuchtung herabgesetzt. Mit dem Q-FOG können somit Prüfungen entsprechend dem Renault ECC1 Zyklus, sowie anderer Zyklen mit niedrigen Taupunkten, durchgeführt werden.
  3. Die Wiederholbarkeit von Prüfungen wird durch präzise Übergänge zwischen einzelnen Zyklen, aufgrund der vorbehandelten Luft, begünstigt.

Die folgende Grafik verdeutlicht, wie die Kühlung und Entfeuchtung der Luft den Bereich der zur Verfügung stehenden Bedingungen in der Prüfkammer erweitert. Das Beispiel spiegelt geregelte Klimabedingungen im Umfeld der Prüfkammer wider. In einer sehr warmen und feuchten Umgebung können allerdings ähnliche Bedingungen erzielt werden. Die Vorklimatisierungseinheit verschiebt den Taupunkt der eintretenden Luft von der schwarzen punktierten Linie zur durchgezogenen blauen Linie und macht so den grün markierten Bereich nutzbar. Dieser Bereich umfasst mehrere wichtige Vorgabewerte für die Umgebungstemperatur aus bedeutenden Korrosionsprüfnormen.

Improvement in Attainable Chamber Setpoints with Air Preconditioner.

 

Probleme hinsichtlich der Wiederholbarkeit von Korrosionsprüfungen entfallen durch die Vorklimatisierung. Die präzise Regelung von Temperatur und relativer Luftfeuchte, der in die Q-FOG CRH Prüfkammer geleiteten Luft, stellt von Prüfung zu Prüfung konsistente Bedingungen sicher.

Q: Ist eine Temperaturkalibrierung des Bubble Towers bei der Korrosionsprüfung wirklich notwendig?

Die kurze Antwort auf diese Frage ist nein, aus zwei Hauptgründen:

1) Es gibt keine internationalen Korrosionsprüfnormen, die verbindliche Anforderungen an die Wassertemperatur des Bubble Towers vorgeben.

2) Die Temperatur des Bubble Towers ist für die Durchführung der Prüfung nicht relevant, so dass internationale Korrosionsprüfnormen keine Kalibrierung erfordern. 


Die 1939 veröffentlichte Norm für Salznebelprüfungen ASTM B117 forderte "Saturation Towers", heute bekannt als "Bubble Tower", um die Reproduzierbarkeit zu fördern. Wissenschaftler und Ingenieure verstanden jedoch ab 1954, dass der Bubble Tower kein entscheidender Faktor der Prüfung ist und so änderte sich die Terminologie in ASTM B117 und entsprechend analog in ISO 9227 im Laufe der Zeit um klarzustellen, dass die Temperatur des Bubble Towers und der Druck mit dem die Luft eingebracht wird keinen speziellen Werten entsprechen müssen. Der Aufbau der Prüfung erfordert nur, dass Spezifikationen in Bezug auf Auffangrate, pH-Wert und Konzentration erfüllt werden. In der Tat schließt die neueste Version der ISO 9227 einen Bubble Tower als Prüfanforderung gänzlich aus.

Die Temperatur des Bubble Towers wird am besten als Werkzeug verstanden, um die in den Normen für Korrosionsprüfungen geforderten Auffangraten zu erreichen. Vorteilig ist auch, dass der Bubble Tower die einströmende Druckluft reinigt. Die Temperatur des Bubble Towers erfordert jedoch keine Kalibrierung oder präzise Regelung, da die Software des Q-FOG Korrosionsprüfgerätes eine präzise Temperaturregelung innerhalb der Kammer und eine genaue Steuerung der Auffangraten des Sprühnebels ermöglicht.

Obwohl Temperaturen für  Bubble Tower nicht in  Normen vorgeschrieben sind, können sie sowohl kalibriert (im Vergleich zu einem Referenzwert) als auch angepasst werden. Q-Lab empfiehlt jedoch dringend, die Prüfungen so einfach wie möglich zu halten. Q-Lab und Korrosionsexperten stimmen überein,  dass andere technische Merkmale und Parameter bei beschleunigten Korrosionsprüfungen weitaus wichtiger sind. Zudem ist Q-Lab der Ansicht, dass die Kalibrierung der Temperatur oder des Luftdrucks ein unnötigen Ressourcenverbrauch darstellen.

 

 

Q: Welche Wasserreinheit ist für Q-Lab-Tester erforderlich?

Basierend auf internen Forschungstests und der Konsultation von Wasseraufbereitungsexperten hat Q-Lab die Anforderungen für alle QUV-, Q-SUN- und Q-FOG-Testermodelle mit nur zwei Ausnahmen harmonisiert (Q-SUN-Spray, QUV-Sprühverfahren und nicht-Spray, Q-FOG CRH-Modelle), wie unten gezeigt. Diese Richtlinien sollen verhindern, dass sich Wasser auf Probekörpern ansammelt, mineralische Ablagerungen bilden können oder Korrosion an den Prüfkammern und Rohrleitungssystemen auftritt.



Darüber hinaus empfiehlt Q-Lab die Verwendung von Wasserreinigungssystemen, die zusätzlich zur Deionisierung auch Umkehrosmose (RO / DI-Systeme) verwenden. Diese Systeme sind nicht teuer oder schwer zu betreiben und können kolloidales Siliciumdioxid effektiv entfernen, das bei einigen Probekörpern Wasserflecken verursachen kann. Ein RO / DI-System kann mit der Zeit effektiver und wirtschaftlicher sein als ein zweistufiges Deionisierungssystem mit einem Anionenharz vom Typ 1, das Q-Lab zuvor empfohlen hatte. Zusätzlich zu den oben angegebenen Spezifikationen für die Wasserreinheit empfiehlt Q-Lab den Kunden, wo immer möglich, ein Wasserumlaufsystem zu verwenden, um stehendes Wasser zu vermeiden. Weitere Informationen finden Sie im technischen Bulletin LW-6049 von Q-Lab, „Die Bedeutung der Wasserreinigung für Witterungs- und Korrosionsprüfgeräte“. Dieses Dokument ist auf q-lab.com verfügbar und enthält detaillierte Informationen zu unseren Untersuchungen zur Wasserreinheit.

Q: Was ist der Taupunkt?

Der Taupunkt ist diejenige Temperatur, bei der sich Tau (Kondensation) bildet, und ist ein Maß für die Luftfeuchtigkeit. Es ist die Temperatur, auf die Luft bei konstantem Druck und Wassergehalt gekühlt werden muss, um die Sättigung zu erreichen. Taupunkte werden als Temperatur ausgedrückt. Höhere Taupunkte korrelieren mit einem höheren Feuchtigkeitsgehalt, der auch als absolute Feuchtigkeit bezeichnet wird.
Der Taupunkt stellt die niedrigste Temperatur dar, auf die Luft mit bestimmten Werten für Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit (RF) gekühlt werden kann. Am Taupunkt hat Luft eine relative Luftfeuchtigkeit von 100%, und eine zusätzliche Kühlung erzeugt Kondensation, anstatt die Lufttemperatur zu senken.
Die folgende Abbildung zeigt eine konstante Taupunktlinie von 12 ° C, die veranschaulicht, dass ein Taupunkt durch viele Kombinationen von RH und Temperatur dargestellt werden kann. Dieser Taupunkt entspricht einem gut kontrollierten Labor mit 23 ° C und 50% rF (gelber Stern), einer Umgebung von 12 ° C und 100% rF (der Taupunkt entspricht der Temperatur, wenn die RF 100% ist) und allen anderen Punkte auf der Linie. Ein Tester kann nur Bedingungen mit einem höheren Taupunkt (heißer, feuchter) als die Umgebungsbedingungen im Labor erfüllen. Niedrigere Taupunktbedingungen (kühler, trockener) können nur mit klimatisierter Luft erfüllt werden.

Q: Warum ist die relative Luftfeuchtigkeit für die Korrosionsprüfung im Labor wichtig?

Korrosion tritt auf, wenn ein Metall mit Wasser und einem Elektrolyten wie einem Salz in Kontakt kommt. In dieser korrosiven Umgebung reagieren Metalle zu Metalloxiden. Mit Ausnahme von Edelmetallen wie Gold, Silber und Platin liegen alle Metalle in der Umwelt bevorzugt als Oxide vor. Korrosion ist tatsächlich ein Weg der Natur, raffinierte Metalle in ihren natürlichen Zustand zurückzubringen.

Obwohl dieses Konzept einfach ist, ist die Simulation von Korrosion im Freien im Labor sehr schwierig. Mehrere unterschiedliche Oxide können sich als Ergebnis komplexer mehrstufiger Reaktionen bilden, die von bestimmten Umgebungsbedingungen abhängen. Der Wechsel von Temperatur und Feuchtigkeit in der Umgebung ist der Hauptgrund für die komplexen Korrosionsmechanismen im Freien. Bei der Witterung sprechen wir oft von Tau (Kondensation) und Regen, wenn sie sich auf Feuchtigkeit beziehen. In der Korrosion gibt es einen anderen Begriff, der sich auf Feuchtigkeit bezieht, “Zerfließpunkt” genannt. Dies ist das Phänomen, bei dem jedes Salz mit der aufgenommenen Luftfeuchte beginnt, eine flüssige Lösung zu bilden, wenn die Luftfeuchte der Umgebungsluft einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Diese Schwelle wird als “relative Zerfließfeuchtigkeit (Deliquescence Relative Humidity, DRH) bezeichnet und variiert für verschiedene Salze, wie in der nachstehenden Tabelle gezeigt.



 Diese Tropfenbildung um Salzkristalle kann die Nasszeit von Materialien stark beeinflussen, was bei der Korrosion der Proben eine große Rolle spielt. Um dem zu begegnen, werden Temperatur- und Feuchtigkeitsübergänge, die in modernen Korrosionstestzyklen festgelegt werden, normalerweise kontrolliert, um sicherzustellen, dass die Zeit oberhalb des DRH während eines Übergangs konstant ist, unabhängig davon, mit welchem Tester der Zyklus ausgeführt wird. Ohne kontrollierte Übergänge nehmen Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit erheblich ab.

Das Reproduzieren und Kontrollieren der relativen Luftfeuchtigkeit ist ein wesentlicher Faktor für eine genaue Simulation der Korrosion im Freien im Labor.

Q: Was ist "relative Luftfeuchtigkeit" und wie wird es in Q-FOG-Testern gemessen?

Feuchtigkeit ist ein allgemeiner Begriff, der die Menge an Wasserdampf in der Luft beschreibt. Die Luftfeuchtigkeit ist ein kritischer Bestandteil der Außenumgebung und trägt zum Materialabbau bei Witterung und Korrosion bei. Luftfeuchtigkeit kann entweder als absolute Luftfeuchtigkeit oder relative Luftfeuchtigkeit (RH) ausgedrückt werden. Die absolute Feuchte ist die Masse des Wasserdampfs in einem bestimmten Luftvolumen, ausgedrückt in g / m³. Die relative Luftfeuchtigkeit (RH) gibt die Menge an Wasserdampf in der Luft an, bezogen auf die Menge, die bei voller Sättigung in Prozent enthalten wäre. Die relative Luftfeuchtigkeit wird viel häufiger verwendet, sowohl für die Bestimmung des menschlichen Komforts als auch für die Beschreibung der natürlichen und beschleunigten Verwitterung.

Die relative Luftfeuchtigkeit kann auf verschiedene Arten gemessen werden. Q-Lab verwendet zwei Methoden in seinen Testern - die elektronische Messung mit einem digitalen Hygrometer wird in Q-SUN Xenon-Lichtbogenprüfgeräten verwendet, die mechanische Messung mit einem Nass- / Trockenkolben-Hygrometer in Q-FOG-Korrosionsprüfkammern.

Digitale Hygrometer sind im Alltag relativ häufig. Ein digitales Hygrometer erfordert keinen erheblichen Luftstrom, weshalb es ideal für den Einsatz im Q-SUN-Tester und für Messungen im Laborbereich geeignet ist. Digitale Hygrometer sind leicht verfügbar und einfach zu verbauen.

Bei einem Feucht- / Trockenkolben-Hygrometer werden Thermometer verwendet, wodurch das Kalibrieren im Vergleich zu einem digitalen Hygrometer relativ einfach ist. Der Feucht- / Trockenkolben benötigt viel Luftstrom, was durch das Gebläsemodul des Q-FOG-Testers kein Problem darstellt und zudem einfach und frei von Korrosion ist. Salznebel würde ein digitales Hygrometer abbauen und letztendlich zerstören, wenn es in einer Q-FOG-Kammer verwendet würde.

Q: Ist die Bedingung "Wet Bottom" erforderlich, damit der Q-FOG CRH die Korrosionstestmethoden erfüllt?

Der Begriff „nasser Boden“ wird in zwei gängigen Normen für Korrosionsprüfungen verwendet - ASTM G85 und SAE J2334. Nach ASTM G85 müssen einige cm Wasser am Boden der Kammer verbleiben. SAE J2334 fordert entweder ein Reservoir mit heißem Wasser oder stehendes Wasser am Boden der Kammer, durch das Druckluft geblasen wird. Der Wasserstand am Boden in beiden Normen hat einen doppelten Zweck. Beide sind auf die mangelnde Kontrolle der relativen Luftfeuchtigkeit (RH) in den meisten Korrosionsprüfgeräten zurückzuführen:

1. die Trocknungszeit der Proben verlängern, wenn die Trocknung der Probe gewünscht wird, und
2. Erhöhung der Luftfeuchtigkeit, um die kontinuierliche Feuchte der Probe während bestimmter Phasen eines Testzyklus zu fördern.

Die genaue Kontrolle der relativen Luftfeuchtigkeit durch den Q-FOG CRH-Tester macht das Vorhandensein einer Wasserpfütze am Boden völlig überflüssig. Die Kontrolle der relativen Luftfeuchtigkeit ist eine genauere Methode, um die oben beschriebenen Ziele zu erreichen.

  • Im Falle von SAE J2334 werden die Kammertemperaturen von 50 ° C und 100% rF angegeben. Der Q-FOG CRH kann dies auch ohne Vorhandensein einer Wasserpfütze leicht erreichen.
  • ASTM G85, Anhang 2 und Anhang 3 enthalten die Phase mit Wasserpfütze, um einen allmählichen Anstieg der Luftfeuchtigkeit von 65 auf 95% (Anhang 2) zu erreichen und trockene Bedingungen in der Prüfkammer zu vermeiden (Anhang 3). In beiden Fällen ist im Q-FOG CRH kein übermäßig nasser Boden erforderlich. Der Tester kann die relative Luftfeuchtigkeit während des Übergangs von einem RH-Level zum anderen präzise steuern und kann bei hohen RH-Bedingungen in Schritten arbeiten, bei denen die Proben nass bleiben müssen. Tatsächlich kann sogar das Q-FOG CCT diese Anforderung mit der HUMID-Funktion erfüllen.

Das Problem bei der Verwendung des Nassbodens für Korrosionstestverfahren ist die mangelnde Wiederholbarkeit oder Reproduzierbarkeit. Wenn Sie Bedenken haben, einen wiederholbaren und reproduzierbaren Test durchzuführen, der einen Nassboden erfordert, empfehlen wir den Q-FOG CRH mit seinem standardmäßigen RH-Steuersystem anstelle der minderwertigen Nassbodentechnik für präzise, wiederholbare Nass / Trocken-Übergänge.

Q: Ist die Kalibrierung der Blasenturm Temperatur in der Korrosionsprüfung wirklich notwendig?

Die kurze Antwort auf diese Frage ist aus zwei Hauptgründen ein klares nein:

1) Es gibt keine internationalen Korrosionsnormen, die verbindliche Anforderungen für die Wassertemperatur des Blasenturms enthalten.
2) Die Blasenturmtemperatur ist für das Testen nicht kritisch, und internationale Korrosionsteststandards erfordern daher keine Kalibrierung des Blasenturm-Thermometers.

Der Salznebelteststandard ASTM B117, der 1939 veröffentlicht wurde, forderte "Sättigungstürme", die jetzt als "Blasentürme" bekannt sind, um die Wiederholbarkeit zu fördern. Im Jahr 1954 erkannten Wissenschaftler und Ingenieure jedoch, dass Blasentürme kein kritischer Bestandteil des Tests waren. Die Standardsprache in ASTM B117 und die dazu analoge ISO 9227 haben sich im Laufe der Zeit geändert, um zu verdeutlichen, dass die Blasenturm-Temperaturen und der Druckluftdruck nicht verpflichtend sind. Der Testaufbau erfordert nur, dass gesammelte Salzsprühnebel alle Spezifikationen hinsichtlich Sammelrate, pH-Wert und Konzentration erfüllen. Die neueste Version von ISO 9227 hat die Anforderung eines Blasenturms für den Test bereits vollständig aufgehoben! Die Blasenturmtemperatur wird am besten als Hilfsmittel verstanden, um die in den Korrosionsteststandards geforderten Sammelraten zu erreichen. Als zusätzlicher Vorteil reinigt ein Blasenturm die einströmende Druckluft. Für die Temperatur des Bubble-Towers ist jedoch keine Kalibrierung oder präzise Temperaturregelung erforderlich, da die Software im Q-FOG-Prüfgerät für beschleunigte Korrosion unabhängig voneinander eine hervorragende Temperaturregelung in der Kammer und eine genaue Steuerung der Salzsprühsammelraten erreicht.
Obwohl die Temperatur der Bubble Tower in Normen nicht vorgeschrieben ist, können sie sowohl kalibriert (verglichen mit einem Referenzwert) als auch eingestellt werden. Q-Lab empfiehlt jedoch nachdrücklich, Tests so einfach wie möglich zu halten. Da sich Q-Lab und Korrosionsexperten darüber einig sind, dass andere technische Merkmale und Parameter für beschleunigte Korrosionsprüfungen weitaus wichtiger sind, vertritt Q-Lab die Ansicht, dass die Kalibrierung von Blasenturmtemperatur oder des Druckes der Zerstäuberluft unnötige Ressourcen bindet.
 

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