Untersuchung des Wechselwirkungsmechanismus zwischen Werkstoff und Wasserstoff während des Beizvorganges unter Einwirkung von Inhibitoren (DIN 50940 Teil 2)

Abstract

Beizprozesse sind ein essenzieller Verfahrensschritt zur Herstellung eines geeigneten Oberflächenzustands vor dem eigentlichen Beschichtungsprozess. Während des Beizens besteht jedoch die Gefahr einer ungewollten Wasserstoffabsorption, was in der späteren Anwendung zu einer Wasserstoffversprödung führen kann. Um eine die Effusion des Wasserstoffs zu begünstigen, können Bauteile nach erfolgter Beschichtung unter erhöhter Temperatur ausgelagert werden. Ein weiterer, weniger energieintensiver Ansatz basiert auf dem Einsatz von Beizinhibitoren. Neben der Hemmung der anodischen Metallauflösung wird durch diesen Zusatz sowohl die Wasserstoffentwicklung als auch die Absorption des Wasserstoffs reduziert. Im industriellen Betrieb kommt es zum kontinuierlichen Verbrauch der Inhibitoren, was sich nachteilig auf die Aufrechterhaltung der Inhibition auswirken kann. Eine belastbare Einschätzung des Wasserstoffgefährdungspotentials ist prozessbegleitend nur eingeschränkt möglich. Zwar kann die Wirkung der Beizinhibitoren zu ausgewählten Zeitpunkten (beispielsweise mit einem Verspannversuch nach DIN 50969-2:2013) bewertet werden, allerdings betragen die Versuchsdauern bis zu 200 Stunden. Eine kontinuierliche Erfassung des jeweiligen Wasserstoffgefährdungspotenzials ist mit diesem Verfahren nicht realisierbar. An diesem Punkt setzt das Forschungsprojekt an. Eine neue Prüfmethode mit verkürzten Prüfzeiten soll eine anwendungsgerechte Qualifizierung des Wasserstoffgefährdungspotenzials unter dem Zusatz von Inhibitoren während des Fertigungsbetriebs ermöglichen. Ziel ist es, das erarbeitete Prüfverfahren in einer neuen Norm (DIN 50940 Teil 2) entsprechend zu standardisieren. Durch eine entsprechende Anpassung im Beizprozess kann dieser wirtschaftlicher und ressourcenschonender gestaltet werden.