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Werkstoffprüfungen: Qualitätssicherung auf höchstem Niveau

Täglich werden unzählige Produkte und Bauteile aus den verschiedensten Metallen hergestellt. Regelmäßige Prüfung und Instandhaltung vermeiden frühzeitig kostspielige Schäden. 

Markante Gebäude prägen weltweit das Bild von Städten. Viele Menschen verbinden die Fotos der verschiedenen Wahrzeichen automatisch mit den dazugehörigen Metropolen. Was wäre Pisa ohne den schiefen Turm? Sydney assoziieren Menschen schnell mit der charakteristischen Silhouette der Oper. Und eine monumentale Christus-Statue verbindet man schnell mit Rio de Janeiro.

Damit die Wahrzeichen jährlich von vielen Touristen bestaunt und bewundert werden können, benötigen sie viel Pflege. Umso alarmierender war die Meldung im Juli 2022, dass der weltberühmte Eiffelturm in Paris still und heimlich vor sich hin rostet. Korrosion setzt dem Werkstoff immer stärker zu. Laut der französischen Zeitschrift „Marianne“ hat sich der Rost bereits derart in den Bauteilen ausgebreitet, dass die Betreiber den Turm komplett restaurieren müssten. Ein französisches Architekturbüro berichtet von 884 Mängeln, von denen 68 ein Risiko für die Konstruktion sind.

 

Richtiger Schutz vermeidet Korrosion

Ein aufwändiger Korrosionsschutz war bei der Konstruktion des Eiffelturms nicht vorgesehen – im Gegenteil. Der 324 Meter hohe und 7.300 Tonnen schwere Turm aus Eisen sollte nur 20 Jahre stehen bleiben. Er wurde extra für die Weltausstellung 1889 errichtet und entwickelte sich seither zum Tourismusmagneten in Paris und einem nationalen Symbol für Frankreich. Doch anstelle der dringend benötigten Restauration erhält das Wahrzeichen nur einen Anstrich mit schützender Farbe, ein äußerst mühsames Verfahren als Schutz vor Korrosion.

Für den Anstrich wird alle sieben Jahre eine spezielle Farbe genutzt. Rund 60 Tonnen Lack werden auf eine Fläche von 250.000 Quadratmetern aufgetragen. Die natürliche Erosion sorgt allerdings dafür, dass etwa 45 Tonnen der Beschichtung sich im Laufe der Zeit wieder abschmirgelt. Der passive Korrosionsschutz ist nicht ungewöhnlich. „Eine ganze Industriebranche beschäftigt sich mit High-Tech-Korrosionsschutz“, bestätigt Marion Baake, Leiterin des Werkstoffprüflabors von TÜV Hessen. „Die entwickelten Lösungen gehen weit über eine Standardlackierung hinaus“. Zum Schutz von Metallen kommen dabei spezielle Lacke, Kunststoffbeschichtungen, metallische Überzüge aus Zink oder Chrom, Emaillierungen, Öle oder Fette zum Einsatz.

 

Werkstoffprüfung schafft Sicherheit und erhält Werte

Ein wesentlicher Nachteil von Beschichtungen als Korrosionsschutz liegt in der begrenzten Haltbarkeit. Die Folgen der korrosiv beschädigten Werkstoffe sind enorm, sowohl für die Sicherheit als auch für die Wirtschaft. Umso wichtiger ist eine gründliche Werkstoffprüfung schon während der Fertigung.

In einem Werkstoffprüflabor werden unterschiedliche Materialien gründlich auf ihre Ausfallsicherheit, Eigenschaften, Qualität und Lebensdauer geprüft. Auch die Korrosionsbeständigkeit kann in unterschiedlichen Medien und bei verschiedenen Temperaturen überprüft werden. Kundenspezifische Betriebsbedingungen sowie normative Vorgaben können hierbei berücksichtigt werden und führen zu detaillierten und spezifischen Erkenntnissen zum Korrosionsverhalten des Werkstoffs oder der Schweißverbindung.

Um die Materialqualität von metallischen Bauteilen gesamtheitlich zu prüfen, werden oft zerstörungsfreie und zerstörende Werkstoffprüfungen eingesetzt. Die zerstörungsfreie Prüfung, etwa eine Oberflächenrissprüfung oder eine Ultraschallprüfung, hat den Vorteil, dass diese auch mobil bei bestehenden Konstruktionen oder Bauteilen angewendet werden kann. Sie kann daher sehr gut genutzt werden, um während der Nutz- oder Betriebszeit einen Verschleiß oder Schäden rechtzeitig festzustellen. Zerstörende Prüfungen sollte vor dem Einsatz der Materialen angewendet werden. Hier können relevante Materialeigenschaften überprüft und bestätigt werden, zum Beispiel die Festigkeit.

Im Schadenfall werden zur Ursachenermittlung dann oft unterschiedliche Prüfverfahren angewendet. In der Regel kommt für diese Analysen ein Mix aus zerstörungsfreien, zerstörenden, metallographischen und analytischen Prüfmethoden zum Einsatz. Ein Werkstoffprüflabor für Metalle und schweißtechnische Verbindungen wie von TÜV Hessen bietet ein entsprechend breites Leistungsspektrum an: von der Probeherstellung über die zerstörungsfreien und zerstörenden Werkstoffprüfungen bis zur Schadenanalyse.

 

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