Lösliche Salze, die vor dem Beschichten auf einer Oberfläche zurückbleiben, sind eine der Hauptursachen für vorzeitiges Versagen der Beschichtung. Obwohl diese Verunreinigungen oft unsichtbar sind, können sie die Lebensdauer der Beschichtung erheblich verkürzen und die Wartungskosten erhöhen.
Diese Salze ziehen Feuchtigkeit an, begünstigen Korrosion unter der Beschichtung und können nach dem Lackieren zu Blasenbildung oder Haftungsverlust führen. Da gängige Methoden zur Oberflächenvorbereitung, wie beispielsweise Sandstrahlen oder die Reinigung mit Elektrowerkzeugen, lösliche Salze nicht zuverlässig entfernen, ist eine Überprüfung vor dem Beschichten oft entscheidend für die langfristige Leistungsfähigkeit der Beschichtung.
Drei verschiedene Prüfer untersuchen dieselbe gestrahlte Stahloberfläche nach der Bresle-Methode. Der eine gibt 22 µS/cm an, der andere 28 mg/m², der dritte 2,5 µg/cm². Alle drei halten die Oberfläche für akzeptabel. Wer hat Recht?
Solche Situationen kommen häufig vor, da die Prüfung auf lösliche Salze oft missverstanden wird. Die Bresle-Methode misst nicht direkt die Salzmenge auf einer Oberfläche, sondern gibt den Prüfern lediglich eine Anleitung zur Entnahme von Proben von der Oberfläche. Um aussagekräftige Ergebnisse aus diesen Proben zu erhalten, müssen weitere Normen und Berechnungen beachtet werden.
Um die Verwirrung noch zu vergrößern, messen einige Testverfahren die Konzentration einzelner Salzionen auf einer Oberfläche. Diese Verfahren dienen zwar ebenfalls der Überprüfung auf Oberflächenverunreinigungen, liefern jedoch einen völlig anderen Wert und lassen sich nicht direkt mit den Ergebnissen eines Leitfähigkeitsmessung vergleichen.
Um einheitliche und aussagekräftige Ergebnisse zu gewährleisten, ist es wichtig, dass alle Beteiligten die einschlägigen Normen, die in einer Spezifikation verwendeten Einheiten sowie die bewährten Verfahren zur Messung und Angabe von löslichen Salzen verstehen.
Die Normen ISO 8502-6 und ISO 8502-9 bilden zusammen ein standardisiertes, reproduzierbares Verfahren zur Bewertung der Verunreinigung durch lösliche Salze auf Stahloberflächen vor der Beschichtung.
Die Norm ISO 8502-6 legt fest, wie lösliche Salze von der Oberfläche entfernt werden. Dabei wird eine definierte Menge entionisiertes Wasser mithilfe eines Testflecks oder einer Testzelle mit einer bekannten Oberfläche in Kontakt gebracht, um wasserlösliche Verunreinigungen aufzulösen.
Das entionisierte Wasser wird in das Pflaster gesaugt und wieder herausgesaugt; anschließend verbleibt es dort für eine bestimmte Verweildauer, bevor es zur Untersuchung entnommen wird.
Das DeFelsko PosiPatch, das Heftpflaster und das Latex-Heftpflaster entsprechen alle der Norm ISO 8502-6.
Die Norm ISO 8502-9 legt fest, wie die extrahierte Lösung ausgewertet wird. Die Leitfähigkeit der Lösung wird mit einem temperaturkompensierten Leitfähigkeitsmessgerät gemessen.
Die Oberflächendichte von Salz wird anhand des bekannten Leitfähigkeitswerts verschiedener Salzarten, der im Versuch verwendeten Wassermenge und der Oberfläche, mit der das Wasser in Kontakt stand, berechnet.
DieSST Sonde PosiTector SST entspricht der Norm ISO 8502-9 und führt den Anwender durch die Prüfverfahren nach ISO 8502-6 und 8502-9.
Zusammenfassung: Die Norm ISO 8502-6 legt fest, wie Salze extrahiert werden; die Norm ISO 8502-9 legt fest, wie die Leitfähigkeit in einen vergleichbaren Wert für die Oberflächenverunreinigung umgerechnet wird.
Salz ist eine weit gefasste Kategorie natürlicher chemischer Verbindungen, die unterschiedliche Eigenschaften und Leitfähigkeitswerte aufweisen können. Eine zu beschichtende Oberfläche enthält in der Regel eine Mischung aus verschiedenen Salzen, von denen jedes einen unterschiedlichen Einfluss auf die Leitfähigkeit haben kann.
Das in den Normen ISO 8502-6 und ISO 8502-9 definierte Verfahren ermittelt nicht die spezifische Zusammensetzung der Salze auf einer Oberfläche. Stattdessen geht die Berechnung von einem auf Meerwasser basierenden Kontaminationsprofil aus. In einem wegweisenden Artikel schlug Åke Bresle (der Namensgeber des Verfahrens) vor, eine Leitfähigkeitskonstante von 5 kg·m⁻²·S⁻¹ zu verwenden. Dieser Wert wurde direkt aus dem Zusammenhang zwischen der Leitfähigkeit und der Gesamtmasse der gelösten Salze im Meerwasser abgeleitet, das als Referenzmodell für die Kontamination durch lösliche Salze dient. Da Rückstände aus Meerwasser und Straßen- bzw. Meersalz aus Binnengewässern die vorherrschenden Kontaminationsquellen sind, bleibt diese Annahme für die überwiegende Mehrheit der Anwendungen gültig.
Es wurden auch andere Konstanten vorgeschlagen, die auf der Annahme beruhen, dass eine Oberfläche nur eine einzige Salzart (wie z. B. NaCl) oder ein bestimmtes Ion (wie z. B. Cl⁻) enthält. Diese Alternativen werden gelegentlich für bestimmte Anwendungen oder zu Vergleichszwecken angegeben, doch legt die Norm ISO 8502-9 für die allgemeine industrielle Oberflächenvorbereitung eine Konstante von 5 kg·m⁻²·S⁻¹ fest.
Um diese Frage zu beantworten, müssen wir at ansehen at die Salze stammen. Bei den allermeisten Beschichtungsprojekten spielt die spezifische Ionenzusammensetzung keine Rolle, da sie vorhersehbar gleichbleibend ist. Die meisten Verunreinigungen durch lösliche Salze an Stahlkonstruktionen stammen aus zwei Hauptquellen: air Streusalz. Aus dem Meer stammende Salze können über die Luft weit ins Landesinnere gelangen, und Straßen und Brücken werden häufig mit Steinsalz gestreut. Beide Quellen führen zu Ablagerungen einer Salzmischung, die überwiegend aus Natriumchlorid (NaCl) besteht.
Da diese beiden Quellen für den überwiegenden Teil der Oberflächenverunreinigungen verantwortlich sind, ist die Zusammensetzung der Ionen auf einer Stahloberfläche selten ein Rätsel – es handelt sich fast immer um eine chloridreiche Mischung, ähnlich wie Meerwasser. Genau diese Konsistenz ist der Grund, warum die Berechnung nach ISO 8502-9 funktioniert: Sie geht von einerstandard(basierend auf Meerwasser) aus, die die Realität bei den meisten industriellen Lackierprojekten widerspiegelt.
Es gibt jedoch Ausnahmen, bei denen die Kontaminationsquelle nicht diesem Profil entspricht. In diesen Fällen kann eine allgemeine Leitfähigkeitsprüfung irreführend sein. So können beispielsweise Bauwerke in der Nähe von Kohlekraftwerken oder chemischen Verarbeitungsanlagen eher durch Sulfate oder Nitrate als durch Chloride kontaminiert sein. Wenn eine Oberfläche zudem mit hochleitfähigen Reinigungsmitteln oder Rostschutzmitteln gewaschen wird, könnte ein Leitfähigkeitstest aufgrund der harmlosen Rückstände des Reinigungsmittels und nicht wegen des Vorhandenseins schädlicher Korrosionssalze ein „Mangel“ anzeigen. In diesen speziellen Szenarien kann ein allgemeiner Leitfähigkeitstest nicht zwischen gefährlichem Chlorid und harmlosen Reinigungsmittelrückständen unterscheiden, sodass ionspezifische Methoden (wie Titrationsröhrchen) erforderlich sind.
Während die Art des Ions bei der chemischen Korrosion eine wichtige Rolle spielt, ist die Gesamtkonzentration ausschlaggebend für die physikalische Blasenbildung.
Chemische Einwirkung (Korrosion) Bestimmte Ionen greifen Stahl mit unterschiedlicher Aggressivität an. Chloride sind kleine, hochmobile Ionen, die die passive Oxidschicht des Stahls durchdringen und zu schneller Lochfraßkorrosion führen. Sulfate, die in Industriegebieten häufig vorkommen, reagieren mit Stahl und bilden Korrosionsprodukte, die sich ausdehnen und die Beschichtung von unten aufbrechen. Aus rein korrosionstechnischer Sicht ist eine bestimmte Menge Chlorid für den Stahl gefährlicher als die gleiche Menge eines weniger aggressiven Salzes (wie beispielsweise eines Karbonats).
Physikalische Einwirkung (osmotische Blasenbildung) Im Gegensatz dazu wird die osmotische Blasenbildung durch die Konzentration und nicht durch chemische Prozesse verursacht. Unter einer Beschichtung verbleibende lösliche Salze sind hygroskopisch und ziehen durch Osmose Feuchtigkeit durch den semipermeablen Lackfilm. Die Stärke dieser Anziehungskraft (osmotischer Druck) wird durch die Konzentration der gelösten Partikel bestimmt, unabhängig davon, welche Ionen konkret vorhanden sind. Daher deutet ein hoher Leitfähigkeitswert auf eine hohe Konzentration gelöster Salze und ein entsprechend hohes Blasenbildungsrisiko hin, selbst wenn die vorhandenen Ionen chemisch nicht aggressiv sind.
Da die osmotische Blasenbildung von der Gesamtkonzentration abhängt, ist das Verfahren nach ISO 8502-9 ein hervorragender Indikator für das Blasenbildungsrisiko, unabhängig von der Art des Salzes.
Furthermore, it acts as a conservative safety net for corrosion. If the total conductivity is low enough to meet a strict specification (e.g., < 20 mg/m²), the concentration of any individual aggressive ion within that mix must intrinsically be even lower. By limiting the total salt level, the standard effectively limits the aggressive ions without requiring complex, expensive, and slow chemical analysis in the field. This "catch-all" approach ensures that if a surface passes the Bresle test, it is generally safe for coating.
Die Ergebnisse für lösliche Salze werden üblicherweise auf eine von drei Arten angegeben:
In Projektspezifikationen werden die Abnahmekriterien in der Regel in einer dieser Einheiten angegeben. Um Testergebnisse korrekt interpretieren und dokumentieren zu können, ist es unerlässlich, zu verstehen, was die einzelnen Einheiten bedeuten, und zu wissen, welche Umrechnungen möglich sind
Die Leitfähigkeit ist der einfachste Wert, der bei Prüfungen nach der Bresle-Methode angegeben wird. Nach Durchführung des in ISO 8502-6 festgelegten Extraktionsverfahrens kann die Extraktionsflüssigkeit mit einem Leitfähigkeitsmessgerät gemessen werden, wobei das Ergebnis in µS/cm oder einer entsprechenden Einheit angegeben wird.
In der Regel basieren die Spezifikationen auf der maximalen Salzkonzentration, die auf der Oberfläche vorhanden sein darf, ausgedrückt in einer Oberflächendichteeinheit. Die Umrechnung der Leitfähigkeitswerte in die Oberflächendichte erfordert eine Berechnung unter Einbeziehung des Entnahmevolumens, der Prüffläche und der Leitfähigkeit des auf der Oberfläche vorhandenen Salzes.
Hinweis: Einige Spezifikationen erfordern ionspezifische Messungen (z.g. die Chloridkonzentration in ppm). Diese Werte lassen sich nicht aus Leitfähigkeitsmessungen berechnen, sodass andere Prüfverfahren angewendet werden müssen.
Zur Berechnung der Oberflächendichte löslicher Salze (ρA)inmg/m² gibt die Norm ISO 8502-9 folgende Gleichung an:
ρA = c ⋅ 10² ⋅ V ⋅ Δγ / A
Zwei dieser Parameter (V und A) ergeben sich aus den Besonderheiten des Prüfverfahrens und der verwendeten Geräte und können je nach Hersteller und Modell variieren. ∆γ ist der vom Leitfähigkeitsmessgerät angezeigte Wert.
Wie oben erläutert (siehe: Wie bestimmt die Norm ISO 8502-9, um welche Art von Salz es sich auf der Oberfläche handelt?), basiert die Konstante c auf der angenommenen Beschaffenheit des Salzes auf der zu prüfenden Oberfläche. Die Norm ISO 8502-9 empfiehlt die Verwendung eines Wertes von 5 kg·m⁻²·S⁻¹, um eine standard aus Salzen darzustellen, die üblicherweise auf Oberflächen vorkommen.
Beispielberechnung:
Testdaten:
• Leitfähigkeitsmesswert (Δγ): 20 µS/cm
• Extraktionsvolumen (V): 3 ml
• Testfläche (A): 12,5 cm² = 1250 mm²
Annahmen:
Ionenleitfähigkeitskonstante (c): 5 kg·m⁻²·s⁻¹
Anwendung der Formel:
ρA=(c ⋅〖 10〗^2⋅ V ⋅ ∆γ)/A=(5 ⋅ 100 ⋅ 3 ⋅ 20)/1250
= 30000/1250 = 24 mg /m2
Interpretation:
Wenn die Projektspezifikation vor dem Beschichten maximal 50mg/m² zulässt, ist diese Oberfläche in Ordnung. Wenn die Spezifikation 20mg/m² vorsieht, ist diese Oberfläche nicht in Ordnung.
Hinweis: Moderne Leitfähigkeitsmessgeräte, die für die Prüfung nach der Bresle-Methode ausgelegt sind, wie beispielsweise der PosiTector SST, können die oben dargestellten Berechnungen automatisch durchführen. Durch Eingabe des Entnahmevolumens, der Prüffläche und der angenommenen Salzart bei der Einrichtung zeigt das Gerät unmittelbar nach Durchführung der Prüfung automatisch sowohl die Leitfähigkeit (µS/cm) als auch die Salzdichte (mg/m² oderµg/cm²) an.
Die Oberflächendichte löslicher Salze wird üblicherweise in zwei verschiedenen Einheiten angegeben und ausgewiesen: mg/m² undµg/cm². Beide Einheiten messen die Salzmasse pro Flächeneinheit, lediglich at Größenordnungen. Ähnlich wie bei Metern und Zentimetern lassen sich diese Einheiten mithilfe eines einfachen Multiplikationsfaktors umrechnen.
Um Einheiten umzurechnen, multiplizieren oder dividieren Sie mit zehn:
Wenn die Ergebnisse der obigen Beispielberechnung inµg/cm² angegeben werden sollen, dividieren Sie einfach durch 10, um ein Endergebnis von 2,4µg/cm² zu erhalten.
Erinnern Sie sich noch an unsere drei Prüfer von vorhin? Jeder von ihnen war der Ansicht, dass die Oberfläche den Vorgaben entsprach, obwohl sie ihre Ergebnisse in unterschiedlichen Einheiten angaben: 22 µS/cm, 28mg/m² und 2,5µg/cm².
Wenn wir diese drei verschiedenen Einheiten genau verstehen, können wir Berechnungen durchführen, um diese Werte besser miteinander vergleichen zu können. Nachdem wir mit dem ersten Prüfer abgeklärt haben, dass er 3 ml Extraktionsflüssigkeit und eine Testzelle mit einer Fläche von 1250mm² verwendet hat, können wir eine Flächendichte von 26,4mg/m² berechnen. Für die dritte Prüferin können wir ihr Ergebnis mit 10 multiplizieren, um es auf 25mg/m² umzurechnen.
Nun liegen uns drei Ergebnisse mit denselben Einheiten vor: 26,4mg/m², 28mg/m² und 25mg/m². Diese drei Messwerte liegen innerhalb der normalen Messschwankungsbreite, und im Vergleich zur Projektspezifikation von 50mg/m² können die drei Prüfer zu Recht übereinstimmen, dass die Oberfläche den Anforderungen entspricht und für die Beschichtung bereit ist.
Neben dem Prüfverfahren und der Berechnung können verschiedene Faktoren die Prüfergebnisse beeinflussen. Für einen Prüfer ist es wichtig zu verstehen, wie sich diese Faktoren auf die Messergebnisse auswirken, die Konsistenz zwischen den Prüfungen zu gewährleisten und etwaige Abweichungen von standard zu melden.
Der erste Schritt bei der Durchführung eines Tests nach der Bresle-Methode besteht darin, eine Blind- oder Hintergrundmessung durchzuführen, um etwaige Verunreinigungen zu korrigieren, die im Wasser oder in der Ausrüstung vorhanden sind und nicht von der Oberfläche selbst stammen.
Messen Sie gemäß den Herstellerangaben vor der Prüfung die Leitfähigkeit des verwendeten entionisierten Wassers. Nach der Erfassung sollte dieser Blindwert vom endgültigen Leitfähigkeitswert abgezogen werden, um die Änderung der Leitfähigkeit des Wassers nach dem Kontakt mit der Oberfläche zu ermitteln (∆γ = Leitfähigkeit nach der Prüfung – Leitfähigkeit des Blindwerts).
In der Regel ist ein Leerwert von 5 µS/cm oder weniger für die Messung akzeptabel. Sollten höhere Werte angezeigt werden, spülen Sie das Leitfähigkeitsmessgerät und die Messinstrumente mit entionisiertem Wasser aus oder verwenden Sie eine neue Flasche entionisiertes Wasser.
Durch die Temperaturnormalisierung wird der Einfluss der Temperatur auf die Leitfähigkeitsmesswerte ausgeglichen, sodass die Ergebnisse genau und einheitlich verglichen werden können. Die elektrische Leitfähigkeit steigt mit zunehmender Temperatur, da sich Ionen in wärmeren Lösungen freier bewegen.
Um diesen Effekt zu eliminieren, werden die Leitfähigkeitsmessungen, die zur Bestimmung des Gehalts an löslichen Salzen verwendet werden, gemäß Normen wie ISO 8502-9 auf 25 °C normiert. Diese Anpassung erfolgt in der Regel automatisch durch das Messgerät mithilfe eines integrierten Temperatursensors und eines Korrekturalgorithmus.
Die Dauer des Kontakts des Wassers mit der Oberfläche kann sich auf die Menge und die Art der extrahierten Salze auswirken. Die meisten Gerätehersteller empfehlen eine Einwirkzeit von 2 Minuten als guten Kompromiss zwischen Praktikabilität und Extraktionseffizienz. Einzelne Normen enthalten unterschiedliche Empfehlungen hinsichtlich der Dauer, die für die Extraktion löslicher Salze vorgesehen werden sollte. Die Norm ISO 8502-9 schrieb ursprünglich keine bestimmte Verweildauer vor; die neuere Überarbeitung von 2020 legt eine Verweildauer von at 10 Minuten fest. Andere internationale Normen (wie z. B. SSPC Guide 15) empfehlen Verweildauern von nur 90 Sekunden.
Bei der Durchführung mehrerer Prüfungen ist es wichtig, stets dieselbe Verweildauer einzuhalten und die Ergebnisse nur zwischen Prüfungen mit ähnlichen Verweildauern zu vergleichen. Prüfen Sie anhand der Auftragsspezifikation oder standard , ob eine bestimmte Verweildauer vorgeschrieben ist, oder einigen Sie sich vor der Prüfung mit den beteiligten Parteien auf eine Verweildauer, insbesondere wenn mehrere Prüfer die Prüfergebnisse vergleichen werden.
Nach korrekter Durchführung der Prüfung und Berechnung der Oberflächendichte müssen die Ergebnisse mit den Abnahmekriterien verglichen werden. Die Normen ISO 8502-6 und 8502-9 legen keinen zulässigen Salzgehalt auf einer Oberfläche fest; stattdessen werden diese Grenzwerte durch die Projektspezifikationen oder die Leistungsanforderungen der aufzutragenden Beschichtung definiert. Es gibt keinen universellen Grenzwert für lösliche Salze, der über „bestanden“ oder „nicht bestanden“ entscheidet. Zulässige Werte hängen von der Einsatzumgebung, dem Beschichtungssystem, der Oberflächenvorbereitung und den Projektspezifikationen ab.
Faktoren, die den zulässigen Salzgehalt bestimmen
In Normen wird bewusst auf feste Grenzwerte verzichtet, sodass die Verantwortung für die Festlegung der Akzeptanzgrenzen bei der Spezifikation liegt.
Dies sind lediglich Beispiele. Bitte überprüfen Sie vor der Ausführung stets die spezifischen Projektanforderungen anhand der aktuellen Vertragsunterlagen und Herstellerangaben.
Typische Grenzwerte gemäß Industriestandards
IMO PSPC ( Ballasttanks – Neubau) – 50mg/m² ( 5µg/cm²)
ISO 12944-9 (Offshore & Schifffahrt – C5/CX-Umgebungen) – 20mg/m² (2µg/cm²)
Öl & Gas (z.g. Aramco) Kritische Unterwasseranwendungen / Auskleidungen – 20mg/m² (2µg/cm²)
Öl & Gas (z.g. Aramco) Nicht-Eintauch / Atmosphärisch – 50mg/m² (5µg/cm²)
Allgemeine Industrie (milde Atmosphäre – C1-C3) – 80–100mg/m² (8–10µg/cm²)
Um die Ergebnisse zur löslichen Salzmenge zu interpretieren, muss man sowohl wissen, was der Test misst, als auch verstehen, wie die Ergebnisse berechnet und dargestellt werden. Die Bresle-Methode misst die elektrische Leitfähigkeit einer extrahierten Lösung, nicht die tatsächliche Masse oder Zusammensetzung der Salze auf der Oberfläche. Diese Leitfähigkeit wird dann unter Verwendung des Extraktionsvolumens, der Testfläche und einer angenommenen Leitfähigkeitskonstante, die auf typischen Salzgemischen basiert, in die Oberflächendichte umgerechnet.
Wenn die Ergebnisse ordnungsgemäß temperaturkompensiert, anhand einer sauberen Blindprobe verifiziert und in den richtigen Einheiten angegeben werden, liefern sie einen zuverlässigen und wiederholbaren Indikator für die Verunreinigung durch lösliche Salze. Im Kontext der Projektspezifikation interpretiert, ermöglichen diese Ergebnisse Inspektoren, Planern und Bauherren, vor dem Beschichten fundierte Entscheidungen über die Freigabe oder Ablehnung zu treffen.
Wichtige Erkenntnisse
• Lösliche Salze können auf vorbehandelten Oberflächen zurückbleiben und sind eine häufige Ursache für vorzeitiges Versagen von Beschichtungen.
Lösliche Salze führen über zwei Prozesse zum Versagen von Beschichtungen: chemische Korrosion und osmotische Blasenbildung.
• Die Bresle-Methode misst nicht die Salzmasse, sondern die Leitfähigkeit einer extrahierten Lösung
• ISO 8502-6 definiert, wie lösliche Salze von einer Oberfläche extrahiert werden; ISO 8502-9 definiert, wie die Leitfähigkeit interpretiert wird
• Testergebnisse werden in der Regel in Einheiten der Oberflächendichte angegeben, nicht als tatsächliche Salzzusammensetzung oder Ionenkonzentration
• Leitfähigkeitswerte müssen temperaturnormalisiert und anhand eines Blindversuchs verifiziert werden, um aussagekräftig zu sein
• Die Berichtsgrößen sind entscheidend: µS/cm beschreibt die Leitfähigkeit der Lösung, während mg/m² oder µg/cm² die Oberflächenverunreinigung beschreiben
• Die Umrechnung der Leitfähigkeit in Oberflächendichte erfordert Annahmen über das Entnahmevolumen, die Testfläche und die Salzzusammensetzung
• Es gibt keinen universellen Grenzwert für „bestanden“ oder „nicht bestanden“ – die Akzeptanzkriterien werden durch die Projektspezifikation definiert
• Bei korrekter Interpretation liefern die Testergebnisse für lösliche Salze einen wiederholbaren, standardisierten Indikator für die Oberflächenreinheit vor der Beschichtung
