AK Wasserstoffversprödung: Korrosionsbedingtes Wasserstoffgefährdungspotenzial Zentrum für Konstruktionswerkstoffe MPA/IfW TU Darmstadt Prof. Dr. -Ing. Matthias Oechsner 29.11.2012 | Zentrum für Konstruktionswerkstoffe | Christian Krauß M.Sc. | AK Wasserstoffversprödung | Folie Nr.: 1 Prof. Dr. -Ing. Matthias Oechsner Kompetenzbereich Oberflächentechnik Dipl.-Ing. Georg Andersohn Christian Krauß M.Sc.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
� Hoher Wasserstoffeintrag in kurzem Zeitintervall [Minuten]
� Auswirkungen nach Belastung
� Geringer Wasserstoffeintrag in unbekanntem Zeitintervall [Jahrzehnte]
� Auswirkungen nach Belastung in
Fertigungsbedingt Betriebsbedingt
innerhalb kurzer Zeit sichtbar [Stunden, Tage]
� Wahrnehmung des Gefährdungspotenzials hoch und messbar
Abhängigkeit des Wasserstoffeintrags sichtbar [Jahrzehnte]
� Wahrnehmung des Gefährdungspotenzials gering bis gar nicht und kaum messbar
Differenzierte Betrachtung nötig
29.11.2012 | Zentrum für Konstruktionswerkstoffe | Christian Krauß M.Sc. | AK Wasserstoffversprödung | Folie Nr.: 4
Projekt AiF 16196 N/1
Entwicklung einer Methode zur Untersuchung des korrosionsbedingten Wasserstoffgefährdungspotenzials von modernen Korrosionsschutzsystemen auf Zinkbasis bei hochfesten Bauteilen aus Stahl
BewertenZiele, Chancen
„neues“ Werkzeug
Umweltsimulationen
Ziele, Chancen:
� Einsatzmöglichkeiten hochfester Bauteile besser beurteilen können
� Überzugssysteme vertieft bewerten und entwickeln können
� Produktsicherheit erhöhen
„neu
29.11.2012 | Zentrum für Konstruktionswerkstoffe | Christian Krauß M.Sc. | AK Wasserstoffversprödung | Folie Nr.: 5
BewertenAufbau „Werkzeug“
Charakterisierung der Systemkomponenten
Einfluss des Überzuges auf
� Wasserstoffangebot
� Wasserstoffdurchtrittsverhalten
Wechselwirkungen der Systemkomponenten analysierenWechselwirkungen der Systemkomponenten analysieren
� Festigkeitseigenschaften bei betriebsbedingtem Wasserstoffangebot
Geeignete Umweltsimulation ableiten
� Vereinfachte Qualifizierungsmethode zur Bewertung des
Gefährdungspotenzials infolge Korrosion
29.11.2012 | Zentrum für Konstruktionswerkstoffe | Christian Krauß M.Sc. | AK Wasserstoffversprödung | Folie Nr.: 6
Charakterisierung der SystemkomponentenVersuchsmaterial
Wasserstoffpromotor führt zu einem signifikanten Anstieg der Wasserstoffaktivität
1% H2SO4+ 0,1g/l Na2S
1% H2SO4+ 1g/l Na2S
Wa
sse
rsto
ffa
kti
vit
Umgebungsmedium Material: C86
1% H2SO4
29.11.2012 | Zentrum für Konstruktionswerkstoffe | Christian Krauß M.Sc. | AK Wasserstoffversprödung | Folie Nr.: 17
Durch veränderte Hardware können jetzt auch Permeationsströme resultierend aus der freien Korrosion unter weniger stark korrosiven Medien aufgezeichnet und bewertet werden (Anwendungsbezug).
Wasserstoffaktivität ist abhängig vom:
Umgebungsmedium (pH-Wert, Promotorkonzentration)
WasserstoffaktivitätsmessungenZusammenfassung
Umgebungsmedium (pH-Wert, Promotorkonzentration)
Applikationsart (Immersion, Nebelbeaufschlagung)
Wichtige Erkenntnisse:� Wasserstoffaktivität ist abhängig von vielen Faktoren.
� Die Wahrscheinlichkeit für einen korrosionsinduzierten Wasserstoffeintrag ist unter freier Korrosion um Zehnerpotenzen geringer als bei einer kath. H.-beladung.
29.11.2012 | Zentrum für Konstruktionswerkstoffe | Christian Krauß M.Sc. | AK Wasserstoffversprödung | Folie Nr.: 18
Geeignete Umweltsimulation ableitenAktueller Stand
Step-Load-Test: Kritische LastniveausPermeation: Bewertung der Testlösung
29.11.2012 | Zentrum für Konstruktionswerkstoffe | Christian Krauß M.Sc. | AK Wasserstoffversprödung | Folie Nr.: 19
Zusammenfassung/ Ausblick
Vor dem Hintergrund eines vermehrt wachsenden Einsatzes von hoch-und höchstfesten Stählen nimmt zwangsläufig das Gefährdungspotenzial einer betriebsbedingten wasserstoffunterstützten Rissbildung zu.
Es konnte nachgewiesen werden, dass die unterschiedlichen Es konnte nachgewiesen werden, dass die unterschiedlichen Überzugssysteme einen verschiedenartigen Einfluss auf das Wasserstoffgefährdungspotenzial ausüben.
Aktuell wird an der Umsetzung in eine vereinfachte Qualifizierungsmethode auf Basis der kombinierten Nutzung weit verbreiteter Testeinrichtungen gearbeitet.
Zukünftig soll eine Bewertungsgrundlage für verschiedenartige Umgebungsbedingungen erarbeitet werden.
29.11.2012 | Zentrum für Konstruktionswerkstoffe | Christian Krauß M.Sc. | AK Wasserstoffversprödung | Folie Nr.: 20
Danksagung
Das IGF-Vorhaben (16196 N / 1) der Forschungsvereinigung Forschungsgesellschaft Stahlverformung e. V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Wir danken der FSV sowie dem Deutschen Schraubenverband (DSV) für die Realisierung und die finanzielle Unterstützung. Das Projekt wurde durch einen, aus Mitgliedsfirmen des DSV bestehenden, projektbegleitenden Ausschuss unter der Leitung von Dr.-Ing. Stefan Beyer begleitet.
29.11.2012 | Zentrum für Konstruktionswerkstoffe | Christian Krauß M.Sc. | AK Wasserstoffversprödung | Folie Nr.: 21