Mit Ringversuch
Workshop zu elektrochemischem Rauschen
Unter dem Titel „Korrosionsdiagnostik und Korrosionsüberwachung mit Hilfe des elektrochemischen Rauschens (ECR)“ fand im Sommer am Institut für Werkstofftechnik und Werkstoffprüfung (IWW) unserer Universität ein Workshop mit 45 Teilnehmern aus vier Ländern statt. Gefördert wurde er von der Gesellschaft für Korrosionsschutz e.V. (GfKORR) Frankfurt/Main. Die lokale Organisation lag bei Andreas Burkert (IWW). Eingebettet in diese Veranstaltung war die Sitzung des Arbeitskreises „Corrosion Monitoring“ der GfKORR.
Zunehmendes Interesse
Das Messen des elektrochemischen Rauschens zeichnet sich dadurch aus, daß die Informationsgewinnung ohne äußere Erregung des Systems erfolgt. Die hohe Sensibilität des Meßverfahrens ermöglicht es, u.a. an passiven Metalloberflächen die Initiierungsprozesse lokaler Korrosionserscheinungen zu detektieren. In der Grundlagenforschung haben Rauschuntersuchungen bereits einen festen Platz, dagegen ist die Rauschdiagnostik bei praxisrelevanten Korrosionsuntersuchungen weitgehend unbekannt. In den letzten Jahren wird aber ein stark zunehmendes Interesse am Einsatz der Rauschdiagnostik beobachtet.
Einführend stellte Joachim Göllner (IWW) heraus, nur mit grundlegendem Wissen über das Korrosionssystem und dessen Dynamik sowie Kenntnissen über die verwendete Meßtechnik könne man erfolgreich arbeiten. Die Lösung der Problematik sollte als eine europäische Aufgabe verstanden werden.
Ein wichtiges Anliegen des Workshops war deshalb ein vom IWW organisierter Ringversuch zum ECR, an dem sich 17 Einrichtungen (Hochschulen, Betriebe, Forschungseinrichtungen) des In- und Auslandes beteiligten. Die Auswertung des Ringversuches wurde von Andreas Burkert und Andreas Heyn (IWW) vorgenommen. Als Meßaufgabe stand die Untersuchung des ECR an Aluminium und an hochlegiertem Stahl unter Lochkorrosionsbedingungen. In den Rauschniveaus unterschieden sich die Ergebnisse teilweise um Zehnerpotenzen, was auf die unterschiedlich empfindlichen Meßapparaturen zurückzuführen ist. Erfreulich war, daß bei über der Hälfte der Teilnehmer die Meßwerte in einem engen Streuband zusammenlagen.
Peter Plagemann (FH Iserlohn) zeigte wie mit Hilfe des ECR die Lochkorrosionsneigung von Kupfer in Trinkwasser beschrieben werden kann. Dabei wurden deutliche Unterschiede aufgezeigt, die mit dem Wärmeeintrag und der Veränderung der Oberfläche beim Fügen korrespondieren.
Ein sehr wichtiges Problem, das mit der ECR-Technik bearbeitet werden kann, ist die Korrosionsüberwachung von Kernkraftwerken. Von Thomas Dorsch (SIEMENS, Erlangen) wurde die Möglichkeit der Anrißdetektion im Hochtemperaturwasser vorgestellt. Noch einen Schritt weiter ging John Hickling (CMC, Taufkirchen), der die Anwendung des ECR zur Korrosionsüberwachung in amerikanischen Siedewasserreaktoren vorstellte. Er konnte überzeugend darstellen, wie sich eine Veränderung des Betriebsregimes auf das ECR auswirkt.
Beispiele aus der Praxis
Wie das ECR in der Qualitätskontrolle eingesetzt wird, demonstrierte Wolfram Oelßner (Kurt-Schwabe-Institut für Meß- und Sensortechnik, Meinsberg) am Beispiel der Prüfung elektrochemischer Halbleitersensoren. Bei einer Unterwanderung der Verkapselung eines Halbleiterchips wird eine deutliche Erhöhung des Spannungsrauschens beobachtet.
Daß man erfolgreich eine Korrosionsüberwachung unter den „rauhen“ Bedingungen der Industrie durchführen kann, wurde in den Beiträgen von Helga Leonhard (Hoechst, Frankfurt/Main) „Elektrochemische Rauschmessungen am Stahl 1.4571 in der Entgasungskolonne des Acetaldehydbetriebes“ und von Joachim Göllner „Elektrochemisches Rauschen am Duplexstahl 1.4462 und an der Nickelbasislegierung 2.4610 in einer Abwasseraufbereitungsanlage der BASF“ dargelegt. Einer anderen Methodik wandte sich Hans Hinten, (FIT, Bad Salzdetfurth) zu, der sich zur Bewertung des Korrosionsverhaltens auf magnetische Signale stützte.
In der abschließenden Diskussion waren sich alle einig, daß die Messung des elektrochemischen Rauschens eine große Perspektive hat.
Paula Ingwer