Schadgaskorrosion von Werkstoffen in der Befestigungstechnik

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Werkstoffe (uberwiegend nichtrostende Stahle) fur Befestigungselemente unter extremen Schadstoffbedingungen, wie sie normalerweise in Strasentunnels oder Parkhausern auftreten, getestet. Um ein praxisbezogenes Beispiel zu nehmen, wurden den Untersuchungen die Gaskonzentrationen und der Klimazyklus des St.-Gotthard-Tunnels zugrunde gelegt. Bei Laborversuchen wurden in einer Schadstoff- und Klimaanlage sowohl die Schadstoffkonzentrationen als auch Temperatur- und Feuchtewerte erhoht, sowie die Klimazyklen mit Kondensation und anschliesender Auftrocknung verkurzt. Somit konnten innerhalb kurzer Zeit fur die extrem belastete Atmosphare des Gotthard-Tunnels Werkstoffe ausgewahlt werden, die eine ausreichende Korrosionsbestandigkeit aufwiesen. Aus Feldversuchen gewonnene Erfahrungen waren notwendig, um einen Zeitraffungsfaktor zu definieren. Innerhalb von weniger als einer Woche konnten die Ergebnisse von rund 2 Jahren Auslagerungsversuchen erzielt werden, obwohl Rusbestandteile in Ablagerungen nicht berucksichtigt waren. Der Werkstoff-Nr. 1.4565 war bei allen Versuchsreihen ohne Korrosion geblieben. Sehr gute Ergebnisse erzielten weiterhin die hochmolybdanhaltigen Werkstoffe 1.4529, 254 SMO und 1.4439. Der Duplex-Stahl 1.4462, sowie Werkstoff 1.4435 wiesen stellenweise Lochfras auf. Alle weiteren niedriglegierten nichtrostenden Stahle zeigten starkere Loch- und Spaltkorrosion, sowie einen starken flachigen Abtrag. Die eingesetzten Cu- und Al-Legierungen zeigten ebenfalls einen starken Oberflachenabtrag. Als niedriglegiertere nichtrostende Stahle waren die unter den Begriffen V2A und V4A bekannten Werkstoffe 1.4301 und 1.4571 in der Prufkammer eingesetzt worden. Es wurde festgestellt, das diese im Bauwesen in Deutschland zugelassenen Werkstoffe [10] fur den Einsatz in einer extrem hoch belasteten Atmosphare, wie sie im vorliegenden Fall auftritt, keinesfalls eine ausreichende Korrosionsbestandigkeit erzielen. Ein linearer Zusammenhang zwischen der Wirksumme und der Korrosionsbestandigkeit der nichtrostenden Stahle wurde eindeutig nachgewiesen. Bei den Versuchen waren gleiche Werkstoffe aus verschiedenen Chargen mit einbezogen. Die Ergebnisse zeigten, das eine Chargenprufung erforderlich ist, um eine ausreichende Korrosionsbestandigkeit der Werkstoffe zu gewahrleisten. Weitere Versuche mit Klima- und Schadstoffwerten von vorhandenen extrem belasteten Umgebungen konnten mit Hilfe der Versuchseinrichtung durchgefuhrt werden, um das Verhalten von verschiedenen Werkstoffen bzw. den Einflus einzelner Parameter auf das Korrosionsverhalten zu prufen.