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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur simulierten Ermittlung eines Korrosionsverlaufs eines Bauteils, insbesondere eines Fahrzeugbauteils, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Im Zuge von Korrosionsuntersuchungen in der Automobilindustrie werden Korrosionstests an einzelnen Komponenten, an Bauteilen oder an kompletten Karosserien durchgeführt. Dabei stellen die Korrosionstest eine Schwachstellenanalyse dar, bei der zeitgerafft ein Fahrzeugleben hinsichtlich der Korrosion abgebildet wird. Die Zeitraffung erfolgt dabei über die dicht gedrängte Aneinanderreihung von ausgewählten Klimaphasen mit extremen Klimabedingungen, wie bspw. einer hohe Feuchte bei hohem Salzgehalt und/oder bei hoher Temperatur. Dabei werden die Klimaphasen bspw. in einer Klimakammer derart geregelt, dass sich eine Übereinstimmung hinsichtlich der ablaufenden Korrosion in einem realen Fahrzeugleben sicherstellen lässt.
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Dabei ist sinnvoll, wenn bei derartigen Korrosionstests ein Bauteil getestet wird, das in seinen Ausführungen dem Originalzustand der Komponente, des Bauteils oder der Karosserie gleicht, welches in der Realität beispielsweise im Kraftfahrzeug zum Einsatz kommt. Dies ist in zunehmendem Maße nachteilig, da die Entwicklung der Bauteile vermehrt digitalisiert abläuft und somit erst sehr spät in der Entwicklungsphase Bauteile zur Verfügung stehen, die einem Korrosionstest ausgesetzt werden können.
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Zudem ist das jeweilige Testobjekt nach dem Klimatest zerstört und wird demzufolge nur für diesen Zweck hergestellt. Die Zerstörung der Testobjekte ist jedoch kostenintensiv, da es sich bei den Testbauteilen um Prototypenteile handelt, die zum einen sehr teuer in der Herstellung sind, während des Korrosionstest ausgelagert werden und somit nicht mehr für andere Anwendung zur Verfügung stehen, und auch zukünftig nicht mehr zur Verfügung stehen werden.
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Weiterhin ist der Korrosionstest, obwohl die Einwirkung der einzelnen Klimaphasen mit ihren extremen Klimabedingungen auf das jeweilige Bauteil eine Zeitraffung ermöglicht, dennoch sehr zeitaufwendig, sodass ein derartiger Korrosionstest immer noch bis zu mehreren Monaten dauern kann. Demzufolge ist, den zeitlich immer kleiner werdenden Entwicklungszyklen, Herstellungszyklen und Modifikationszyklen folgend, nicht nur die Automobilindustrie bestrebt, auch im Bereich der Korrosionstests die Dauer für einen solchen Test inklusive der Auswertung signifikant zu verringern.
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In der
DE 10 2012 022 946 A1 wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Korrosionsverlaufs an einem Bauteil vorgeschlagen, bei dem für eine Korrosionsreaktion relevante chemische und physikalische Parameter, sowie Abmessungen und eine Materialzusammensetzung des Bauteils vorgegeben werden und mittels der vorgegebenen Informationen ein Modell des Bauteils erstellt wird, mit dem ein Korrosionsverlauf am Bauteil simuliert werden kann. Dabei wird eine Finite-Elemente-Methode (FEM) verwendet, wobei zur Ermittlung des Korrosionsverlaufs eine Stromdichte verwendet wird, die nach der Butler-Volmer-Gleichung oder der Tafel-Gleichung, die eine Näherung der Butler-Volmer-Gleichung darstellt, berechnet wird. Nachteilig sind dabei der hohe Rechenaufwand und die geringe Präzision bei dem ermittelten Ergebnis für den Korrosionsverlauf.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, wobei die zuvor genannten Nachteile nicht auftreten.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zur simulierten Ermittlung eines Korrosionsverlaufs eines Bauteils, insbesondere eines Fahrzeugbauteils, geschaffen wird, wobei chemische, elektrochemische und physikalische Parameter des Bauteils, sowie eine Materialzusammensetzung und eine Bauteilgeometrie vorgegeben werden, mittels derer unter Vorgabe von makroskopischen Klimaparametern und Rechenparametern ein FEM-Modell für das Bauteil erstellt wird, mithilfe dessen ein Korrosionsverlauf des Bauteils vorausgesagt wird, wobei in dem FEM-Modell zur simulierten Ermittlung des Korrosionsverlaufs der Parameter Stromdichte verwendet wird, der aus zumindest einer zuvor experimentell erstellten und in das FEM-Modell übertragenen Polarisationskurve hergeleitet wird.
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Vorteilhaft kann durch die Verwendung einer derartigen experimentell erstellten Polarisationskurve zur Herleitung der Werte für den Parameter Stromdichte eine neues Verfahren angewendet werden, das im Vergleich zum Stand der Technik präzise Ergebnisse bei gleichzeitiger signifikanter Verkürzung der Rechenzeit liefert. Dabei können bei dem vorliegenden Verfahren die Rechengleichungen für Transportprozesse der Reaktanden, sowie die Rechengleichungen für die chemischen Reaktionen vernachlässigt werden, da die Transportprozesse und die Chemie zwar in Näherung doch zumindest teilweise durch die Polarisationskurve berücksichtigt werden. Somit verringert sich auch die Anzahl der mit der Finite-Element-Methode zu verarbeitenden Parameter und Gleichungen.
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Unter einem FEM-Modell versteht man ein Rechenmodell nach der Finite-Elemente-Methode. Dabei ist die Finite-Elemente-Methode (FEM) ein numerisches Verfahren, mit der zeitabhängige und zeitunabhängige partielle Differenzialgleichungen gelöst werden können. Dazu wird in einem ersten Schritt das räumliche Gebiet, auf dem die Lösungen der partiellen Differenzialgleichungen gesucht werden, in kleine Gebiete bzw. Elemente zerlegt. Die kleinen Elemente formen dann ein über das ursprüngliche Gebiet gespanntes Netz. Nun wird eine genäherte Lösung für jedes einzelne Element berechnet. Diese Elementlösungen werden zum Schluss über Stetigkeitsbedingungen miteinander verbunden, sodass eine genäherte Lösung für das gesamte ursprüngliche räumliche Gebiet gefunden werden kann.
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Um die Finite-Elemente-Methode (FEM) durchzuführen, ist es notwendig, ein FEM-Modell zu definieren, mit dem die tatsächlichen Rahmenbedingungen des zu lösenden Problems nachgestellt werden. Im vorliegenden Fall umfasst das FEM-Modell bspw. die Bauteilgeometrie, die chemischen, elektrochemischen und physikalischen Parameter, sowie die makroskopischen Klimaparameter und Rechenparameter, wie bspw. die Elementgröße, die simulierte Zeit, die Größe der Zeitschritte oder dergleichen, die zur Durchführung der FEM-Rechnung notwendig sind.
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Dabei beruht das vorliegende FEM-Modell im Wesentlichen auf den chemischen, elektrochemischen und physikalischen Prinzipien eines galvanischen Elements. Zur Ausbildung eines galvanischen Elements werden zwei elektrisch leitende und in Kontakt stehende Materialien mit unterschiedlichen Gleichgewichtspotenzialen benötigt. Zusätzlich dazu müssen die beiden Materialien mit einem Elektrolyten in Kontakt stehen, der einen Ionentransport zwischen den beiden Materialien sicherstellt. Aufgrund der Gleichgewichtspotenziale der Materialien und der Leitfähigkeit des Elektrolyten wird sich dabei eine bestimmte Potenzialverteilung innerhalb des Elektrolyten einstellen. Für die Grenzfläche zwischen den Materialien und dem Elektrolyt folgt daraus ein sogenanntes Korrosionspotential, das eine Grundvoraussetzung für die Korrosion ist. So lässt sich die Korrosionstiefe mittels des Faradayschen Gesetzes bestimmen. Dabei gibt die ermittelte Korrosionstiefe den Korrosionsverlauf wieder, wobei die Korrosionstiefe gemäß dem Faradayschen Gesetz in Abhängigkeit der Stromdichte dargestellt werden kann. d = M·j·t· / z·ρ·F mit
- d
- der Korrosionstiefe,
- M
- der molaren Masse des korrodierenden Materials,
- j
- der Stromdichte an dem korrodierenden Material,
- t
- der verstrichenen Zeit,
- z
- der Oxidationszahl des Materials direkt nach der Korrosion,
- ρ
- der Dichte des Materials, und
- F
- der Faradaykonstanten.
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Um den Rechenaufwand zu verringern und die Rechenzeit zu verkürzen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Stromdichte aus einer zuvor experimentell erstellten Polarisationskurve herzuleiten. Dabei stellt die Polarisationskurve den Zusammenhang zwischen der Stromdichte und dem Korrosionspotenzial dar und ist spezifisch für die jeweilige Materialkombination bei festen makroskopischen Klimaparametern. Somit kann für das Verfahren lediglich das Korrosionspotential als ein Parameter verwendet werden, wobei sich über die Polarisationskurve aus dem Korrosionspotential die zugehörige Stromdichte ergibt.
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Eine derartige experimentell ermittelte Polarisationskurve kann bspw. mit einem in der
DE 10 2008 006 738 A1 beschriebenen Verfahren zum Ermitteln einer Polarisationskurve eines Brennstoffzellensystems erstellt werden.
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Da die Polarisationskurve experimentell erstellt worden ist, enthält sie alle chemischen und transportbedingten Faktoren, die sich auf den Korrosionsprozess auswirken, wie bspw. Diffusionsprozesse, durch die die an der Reaktion teilnehmenden und entstehenden Reaktanden zur Grenzfläche hin bzw. von ihr weg transportiert werden. Zudem werden von der Polarisationskurve auch chemische Reaktionen umfasst, bei denen Korrosionsprodukte entstehen, die an den Grenzflächen ausfallen und ggf. die Leitfähigkeit im Elektrolyt beeinflussen können.
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Unter makroskopischen Klimaparametern ist bspw. die Temperatur, die Feuchtigkeit, die Konzentration an Salzen, die Art der Salze in bspw. einem Sprühnebel, der auf das Bauteil aufgebracht wird, oder dergleichen, zu verstehen. Demzufolge beschreiben die makroskopischen Klimaparameter insbesondere die klimatischen Bedingungen, die in einer Klimakammer, in der das Bauteil dem Korrosionstest unterzogen wird, herrschen.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welchem die simulierte Ermittlung des Korrosionsverlaufs für zumindest eine zeitlich zusammenhängende Klimaphase durchgeführt wird, in der die an dem Bauteil anliegenden makroskopischen Klimaparametern im Wesentlichen konstant bleiben.
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Im Gegensatz zu einer vollständigen chemischen Simulation, die detailliert jeden einzelnen Aspekt auch der Transportprozesse darstellt, wie bspw. im Stand der Technik vorgeschlagen, wird bei der vorliegenden simulierten Ermittlung des Korrosionsverlaufs für zumindest eine zeitlich zusammenhängende Klimaphase die gesamte Simulation vereinfacht, da innerhalb einer Klimaphase die makroskopischen Klimaparameter konstant bleiben und demzufolge die zeitliche Änderung derselben nicht berücksichtigt werden müssen. Insbesondere in der Automobilindustrie werden bei Klimatests nur wenige genau definierte Klimaphasen in beliebiger Abfolge und Anzahl durchgeführt. Dadurch lässt sich der Rechenaufwand der simulierten Ermittlung des Korrosionsverlaufs weiter signifikant verringern, da einzelne Klimaphasen wiederholt simuliert werden können, wobei ggf. auf die Berechnung teilweise verzichtet werden kann und die Ergebnisse teilweise von zuvor simulierten Klimaphasen übernommen werden können.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher für die Herleitung des Parameters Stromdichte pro zeitlich zusammenhängender Klimaphase jeweils eine experimentell erstellte Polarisationskurve verwendet wird.
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Da in diesem Fall zudem für jeweils eine Klimaphase nur eine experimentell erstellte Polarisationskurve verwendet wird, kann der Rechenaufwand der simulierten Ermittlung weiterhin reduziert werden, da innerhalb einer Klimaphase nur noch die Potentialverteilungen als freie Variablen zu berücksichtigen sind, weil bei bekanntem Potential aus der Polarisationskurve die jeweilige Stromdichte ermittelt werden kann. Da zudem, insbesondere in der Automobilindustrie, nur wenige definierte Klimaphasen in beliebiger Abfolge und Reihenfolge simuliert werden können, kann der experimentelle Aufwand zur Erstellung der Polarisationskurven vergleichsweise gering gehalten werden.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher für die Herleitung des Parameters Stromdichte ein anodischer Teilabschnitt der zumindest einen experimentell erstellten Polarisationskurve verwendet wird.
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Vorteilhaft kann dadurch das korrosive Verhalten des anodischen Teilabschnitts des Bauteils berücksichtigt werden, wobei der anodische Bereiche in einen aktiven Bereich unterteilt werden kann, in dem Korrosion stattfindet, in einen passiven Bereich, in dem keine Korrosion stattfindet und in einen transpassiven Bereich, in dem wiederum Korrosion stattfindet. Somit können mittels des anodischen Teilabschnitts die komplexen chemischen, elektrochemischen wie auch physikalischen Vorgänge im anodischen Teilabschnitt des Bauteils mit nur geringem Rechenaufwand berücksichtigt werden.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher für die Herleitung des Parameters Stromdichte ein kathodischer Teilabschnitt der zumindest einen experimentell erstellten Polarisationskurve verwendet wird.
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Vorteilhaft können durch die Verwendung des kathodischen Teilabschnitts der experimentell erstellten Polarisationskurve auch die kathodischen Korrosionsprozesse mit nur geringem Rechenaufwand berücksichtigt werden, ohne die Vorgänge an dem kathodischen Teilabschnitt des Bauteils mittels rechenintensiver Rechengleichungen und Rechenparametern zu berücksichtigen.
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Bei Verwendung beider Polarisationskurven ist die Durchführung der simulierten Ermittlung mittels des FEM-Modells möglich, wobei vorteilhaft der Rechenaufwand sowohl hinsichtlich des anodischen Teilabschnitts, als auch des kathodischen Teilabschnitts des Bauteils verringert ist.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher für die Herleitung des Parameters Stromdichte eine Tafelgerade des kathodischen Teilabschnitts der zumindest einen experimentell erstellten Polarisationskurve verwendet wird.
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Vorteilhaft kann aufgrund der Verwendung der Tafelgeraden eine analytische Gleichung verwendet werden, die bei der simulierten Ermittlung des Korrosionsverlaufs im Vergleich zu der Potentialkurve selbst rechnerische Vorteile bietet. Dabei versteht man unter einer Tafelgeraden eine halblogarithmische Darstellung des Polarisationsverhaltens eines Metalls. Sie folgt der Formel ln(j) = ln(j0) + ( α·z·F / R·T)·Φ mit
- j
- der Stromdichte,
- j0
- der Austauschstromdichte,
- α
- dem Durchtrittsfaktor,
- z
- der Anzahl der beteiligten Elektronen,
- F
- der Faradykonstante,
- R
- der allgemeine Gaskonstante
- T
- der absoluten Temperatur, und
- Φ
- dem Potential,
und zeigt gute Übereinstimmung für Potentiale, die nicht zu nahe am Gleichgewichtspotenzial E0 liegen.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welchem die Tafelgerade parametrisiert verwendet wird, wobei als zumindest ein Tafelgeraden-Parameter eine elektrochemische, chemische oder physikalische Größe verwendet wird, die einen Einfluss auf den Korrosionsverlauf hat.
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Vorteilhaft wird es durch eine derartige Parametrisierung der Tafelgerade ermöglicht, die an dem Bauteil anliegenden mikroskopischen Korrosionsbedingungen bei fortschreitender Korrosion zu berücksichtigen. Da die Polarisationskurven jeweils nur für einen bestimmten Zeitpunkt aufgenommen werden, eignen sich dieselben nicht, um die innerhalb einer Klimaphase langsam ablaufenden, lokalen Korrosionsprozesse direkt am Bauteil zu berücksichtigen. Somit bleiben beispielsweise die genauen chemischen Reaktionen, das Schichtwachstum der Korrosionsprodukte oder die damit verbundene lokale Veränderung der Elektrolytzusammensetzung unberücksichtigt. Es kann sich aber beispielsweise durch die lokale Verarmung an Sauerstoff der gesamte Korrosionsprozess umstellen, und auch lokale Änderungen des pH-Wertes könne einen starken Einfluss auf den Korrosionsverlauf nehmen. Dabei weisen ebenfalls die Butler-Volmer-Gleichung oder die Tafelgleichung, alternative Darstellungen des Polarisationsverhaltens, die gleichen Beschränkungen auf. Mit Hilfe einer parametrisierten Tafelgerade gelingt es jedoch, diese Beschränkung zu überwinden, da mittels der Tafelgeraden-Parameter eine Berücksichtigung der mikroskopischen, innerhalb einer Klimaphase zeitlich veränderlichen mikroskopischen Korrosionsbedingungen gelingt.
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Verwendet man innerhalb einer Klimaphase jeweils für den anodischen Teilabschnitt die experimentell erstellte Polarisationskurve und für den kathodischen Bereich eine Tafelgerade des kathodischen Teilabschnitts, wobei die Tafelgerade eine Näherung der Polarisationskurve darstellt, so ist es schon in dieser Ausführungsform des Verfahrens möglich, für eine Klimaphase grob den Korrosionsprozess zu berechnen. Dabei werden jedoch die zuvor beschriebenen lokalen Prozesse vernachlässigt.
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Um diese lokalen Prozesse zu berücksichtigen und die Genauigkeit des Verfahrens zu erhöhen, werden in einer verbesserten Ausführungsform des Verfahrens je Klimaphase eine parametrisierte Tafelgerade verwendet. Dabei kann der zeitliche lokale Verlauf der Korrosion während einer konstanten makroskopischen Klimaphase mittels der Tafelgeraden-Parameter berücksichtigt werden.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher der zumindest eine Tafelgeraden-Parameter zumindest unabhängig von der Bauteilgeometrie ist.
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Vorteilhaft wird dabei ein Tafelgeraden-Parameter verwendet, der unabhängig von der Bauteilgeometrie ist, sodass das zugrunde liegende Verfahren für die unterschiedlichsten Bauteilformen verwendet werden kann und demzufolge breiter einsetzbar ist. Dabei wird generell darauf geachtet, dass ein Tafelgeraden-Parameter eine universelle Gültigkeit besitzt und auf mehr als eine Situation anwendbar ist.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher für mehrere Teilphasen einer Klimaphase mehrere Messwerte des zumindest einen Tafelgeraden-Parameters experimentell ermittelt werden, die in das FEM-Modell als Kennfeld übertragen werden, und die zur Anpassung der Tafelgeraden innerhalb einer Klimaphase verwendet werden.
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Vorteilhaft wird es durch die Verwendung eines derartigen Kennfeldes ermöglicht, den zeitlichen Verlauf der Korrosion zu berücksichtigen, wobei der experimentelle Aufwand durch Auswahl der Teilphasen vorteilhaft gesteuert werden kann. So können bspw. als Tafelgeraden-Parameter die Leitfähigkeit der Schicht aus den Korrosionsprodukten oder des Löslichkeitsprodukt der Ausfällreaktion der Korrosionsprodukte verwendet werden. Bspw. kann die langsam wachsende Schicht aus Korrosionsprodukten über die Leitfähigkeit des Elektrolyten ausgedrückt werden. Dabei wird durch eine verringerte Leitfähigkeit des Elektrolyten die Stromdichte im Elektrolyten und damit auch an der Grenzfläche zum Metall abgesenkt. Folglich verschiebt sich die zu verwendende Tafelgerade zu niederen Stromdichten. Durch die Tafelgeraden-Parameter können somit auf die jeweilige Teilphase angepasste Tafelgeraden verwendet werden, die den fortschreitenden lokalen Korrosionsreaktionen über die Zeit hinweg innerhalb einer Klimaphase Rechnung tragen. So kann mittels der Wahl der Teilphasen und des übertragenen Kennfeldes die Genauigkeit des Verfahrens gesteuert und optimiert werden.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher zumindest ein Teilschritt, ausgewählt aus folgender Gruppe in beliebiger Anzahl und Abfolge, durchgeführt wird: Eine Auswahl der Klimaphase mittels makroskopischer Klimaparameter, eine automatische Auswahl der zugehörigen Polarisationskurve, eine automatische Auswahl der zugehörigen Tafelgerade, eine automatische Anpassung der Tafelgerade mittels des Kennfeldes der Tafelgeraden-Parameter.
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Vorteilhaft können durch ein derartiges Ablaufdiagramm, das beliebig oft wiederholt werden kann, unterschiedliche Klimaphasen in beliebiger Abfolge und Anzahl simuliert werden, sodass bei ggf. ähnlichen Klimaphasen der Rechenaufwand signifikant verringert ist. Zudem kann man die Sequenz der Klimaphasen, sowie die Klimaphasen selbst vordefinieren, so dass der gesamte Korrosionstest automatisch simuliert werden kann.
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Es zeigen, jeweils schematisch:
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1 eine vernetzte Geometrie eines FEM-Modells für ein in einzelne Elemente unterteiltes Bauteil,
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2 ein galvanisches Element,
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3 eine Polarisationskurve,
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4 eine Tafelgerade,
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5 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens.
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Wie in 1 gezeigt, kann ein Bauteil 1 und seine Umgebung gemäß der Finite-Elemente-Methode (FEM) nach Art eines Gitternetzes in einzelne Elemente 3 aufgeteilt werden, wobei üblicherweise im interessierenden Bereich kleinere Elemente 3 gewählt werden.
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Dabei werden sowohl ein mit dem Bauteil 1 in Kontakt stehender Elektrolyt 5, als auch das Bauteil 1 selbst in derartige Elemente 3 unterteilt. Das Bauteil 1 kann bspw. einen Stahlgrundkörper 7, eine Antikorrosionsschicht 9, wie bspw. Zink, und eine Schutzschicht 11, wie bspw. einen Lack umfassen.
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In der 2 ist ein galvanisches Element 13 dargestellt, bei dem der kathodische Teilabschnitt K dadurch definiert ist, dass keine korrosive Auflösung des Materials eintritt. Stattdessen laufen im kathodischen Bereich kathodische Reaktionen, wie bspw. eine Sauerstoffreduktion, ab. Im anodischen Teilabschnitt A treten Korrosionsreaktionen in verschiedenen Ausprägungen auf.
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Wie im Polarisationskurven-Diagramm 14 der 3 gezeigt, befindet sich bei kleineren Abweichungen vom Gleichgewichtspotential E0 das Material des anodischen Teilabschnitts A in einem aktiven Zustand 15, der dadurch gekennzeichnet ist, dass ein gleichförmiger Korrosionsfortschritt zu beobachten ist. Bei weiterer Erhöhung des Potentials geht das Material in einen passiven Zustand 17 über. In diesem Bereich ist die Korrosion weitestgehend gehemmt, weil sich eine schützende Schicht aus Korrosionsprodukten 19, wie in 2 dargestellt, auf der Oberfläche abgelagert hat. Ein transpassiver Bereich 21 tritt auf, sobald ein bestimmter Potentialwert überschritten ist und die schützende Schicht aus Korrosionsprodukten 19 das Material nicht mehr schützen kann. In diesem transpassiven Bereich 21 tritt wieder eine ungehinderte starke Korrosion auf.
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Vorteilhaft können durch die Verwendung einer Polarisationskurve 20, wie in 3 dargestellt, für den anodischen Teilabschnitt A eben diese unterschiedlichen verschiedenen Ausprägungen von Korrosionsreaktionen optimal berücksichtigt werden, ohne dazu aufwendige Berechnungen durchführen zu müssen. Durch die Verwendung der Polarisationskurve 20 für den anodischen Bereich A können auch Informationen über den beteiligten Elektrolyten, eine chemische Reaktion und das an der chemischen Reaktion beteiligte Material berücksichtigt werden.
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Zur Berücksichtigung des kathodischen Teilabschnitts K und der zugehörigen Polarisationskurve 23 können die kathodischen Korrosionsprozesse berücksichtigt werden. Da diese weniger komplex sind, ist es möglich, die Polarisationskurve 23 wie in dem Tafelgeraden-Diagramm 25 der 4 dargestellt, in genäherter Form als Tafelgerade 27 zu verwenden.
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Dabei ist in dem Polarisationskurven-Diagramm 14 auf der Abszisse 29 das Potential in Volt dargestellt, während auf der Ordinate 31 die Stromdichte in Ampere je Quadratzentimeter abgetragen ist.
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Im Tafelgeraden-Diagramm 25 ist auf der Abszisse 33 das Potenzial in Volt abgetragen, während auf der Ordinate 35 der Logarithmus der Stromdichte abgetragen ist.
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In 5 ist eine mögliche Abfolge der einzelnen Schritte des Verfahrens dargestellt, wobei in einem ersten Schritt 37 eine Auswahl der Klimaphase mittels makroskopischer Klimaparameter vorgenommen wird. In einem zweiten Schritt 39 erfolgt eine automatische Auswahl der zugehörigen Polarisationskurve 20, 23, während in einem dritten Schritt 41 eine automatische Auswahl der zugehörigen Tafelgerade 27 vorgenommen wird. In einem vierten Schritt 43 wird im Verlauf der ausgewählten Klimaphase eine Anpassung der Tafelgerade 27 mittels des Kennfeldes der Tafelgeraden-Parameter vorgenommen. Hat man nun vorab verschiedene Klimaphasen definiert, so lässt sich dieses 4-schrittige Verfahren beliebig oft wiederholen, wobei in diesem Fall mehrere beliebig aufeinander folgende Klimaphasen simuliert werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012022946 A1 [0006]
- DE 102008006738 A1 [0015]
