DE4141933A1 - Verfahren und zugehoerige einrichtungen zur pruefung der qualitaet von elektrisch nicht leitenden schutzmassnahmen auf elektrisch leitenden untergruenden - Google Patents

Description

Die Schutzmaßnahmen sind hauptsächlich drei Einflußfak­ toren im Bereich von chemischen und physikalischen An­ griffen mit unterschiedlicher Zeitdauer ausgesetzt.

Solche Prüfungen erstrecken sich in der Regel überwie­ gend bei diesen allgemein als Schutzmaßnahme bezeichne­ ten Schutzanstrichen bzw. Schutzüberzügen der verschie­ densten Arten auf Dichtheit, zweckentsprechende Herstel­ lung und Verarbeitung des Materials sowie hohe Beständig­ keit.

Für Prüfungen am Objekt in situ ist ein Hochspannungs- Prüfverfahren bekannt, bei dem eine verhältnismäßig gro­ ße Flächenelektrode über die zu prüfenden Lackstellen bewegt wird, wobei sich Fehlstellen durch Funkenüber­ sprünge zeigen. Nachteilig ist hierbei, daß sich nur re­ lativ große Fehlstellen zeigen und auch nur wenige Quali­ tätskriterien überprüft werden können. So ist z. B. keine Aussage über die Belastung durch den unterschiedlichen wäßrigen Angriff zu erhalten, da dieser nicht simuliert und demnach auch nicht überprüft wird. Ebenso kann des­ halb auch keine Aussage auf die qualitätsbeeinflussende Vorgeschichte des Farbauftrages und die nachfolgende Ge­ brauchseignung gemacht werden, insbesondere, da der wäßrige Angriff durch seine unterschiedliche chemische Zusammensetzung die Schutzschicht unterschiedlich be­ lastet.

Da ein einfaches, sicheres und schnell durchführbares Ver­ fahren und die zugehörigen Einrichtungen bislang gefehlt haben, mit denen einzelne Kriterien von Farbanstrichen in bezug auf die Herstellung, deren Verarbeitung und die zu erwartende Lebensdauer überprüfbar sind, ist es bislang erforderlich, eine Reihe aufwendiger und zeitraubender Untersuchungen als praxissimulierende Tests im Labor durchzuführen, die Aufschluß darüber geben, ob z. B. Farben die in den Versuchsvorschriften oder Standards geforderten Eigenschaften/Kennwerte erbringen.

Der in den Ansprüchen 1 und 2 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Qualität der Schutzmaßnahme in bezug auf die jeweils interessierenden Kriterien durch einen wenig zeitaufwendigen Prüfvorgang in situ am Objekt, das keine umfangreichen Einrichtungen verlangt, zu ermitteln. Hiermit ist es möglich,
daß der Hersteller der Materialien für die Schutz­ maßnahmen bereits bei der Entwicklung derselben schnell die späteren Eigenschaften bestimmen kann,
daß der Verarbeiter, also der Auftragnehmer, vorab schnell bestimmen kann, welche Materialien er am besten einsetzt, und daß er die Qualität der Schutz­ maßnahme während der Arbeitsausführung (Personalkon­ trolle) und nach Abschluß derselben selbst kontrol­ lieren kann (Eigenüberwachung),
daß der Auftraggeber jederzeit in der Lage ist, sowohl die Ausführung der Schutzmaßnahmen zu über­ prüfen als auch rechtzeitig festzustellen, wann ein Erhaltungsanstrich wirtschaftlich/technisch zweckmäßig ist.

Das erfinderische Meßverfahren stützt sich auf das be­ kannte physikalische Prinzip des elektrischen Strom­ transports in elektrolytischen Lösungen. In solchen wäßrigen Lösungen transportieren dissoziierte Ionen im elektrischen Feld Ladungen.

I. Physikalisches Prinzip

Die Menge der transportierten Ladungen, Strommenge je Zeiteinheit - hängt im wesentlichen ab von:

• I.1. der Feldstärke (Spannung zwischen den Elektroden und deren Abstand),
• I.2. der elektrischen Elementarladung des Ions,
• I.3. der Viskosität des Elektrolyten und von der Temperatur,
• I.4. der wirksamen Querschnittsfläche des Elektrolyten,
• I.5. der Frequenz des Wechselstroms,
• I.6. dem elektrolytabhängigen Aufbau der "el. Doppelschicht" an der "unedlen Elektrode".

Die möglichen Elektrolyt-Strompfade nach I.4 in der Schutz­ maßnahme stellen die Fehlstellen für den korrosiven Angriff auf dem metallischen Untergrund dar.

II. Die Prüfspannungen Allgemeines

Zur Ermittlung der interessierenden Kriterien kann mit zwei Arten von Prüfspannungen untersucht werden:

a) Konstante Prüfspannung

Bei diesem physikalischen Meßaufbau werden bis auf I.4. alle vorstehend aufgestellten Bedingungen von I.1. bis I.7. konstant gehalten.

I.4. stellt die Meßaussage als Summe aller Fehlstellen dar.

Die Dicke der Schutzmaßnahme I.1 = Feldstärke variiert im allgemeinen nur in engen Grenzen. Für sehr genaue Messungen kann auf Wunsch mittels der bekannten zer­ störungsfreien Schichtdickenmesser die Dicke der Schutzmaßnahme ermittelt und im Ergebnis durch empi­ risch gewonnene Korrekturwerte Berücksichtigung fin­ den.

Die mit diesem Verfahren gewonnenen Meßwerte sind, wie später in der Kurvenbeschreibung näher erläutert, zu bewerten.

b) Konstant ansteigende Prüfspannung

Sie steigt kontinuierlich an von U_min auf U_max z. B. um ein Volt pro Minute. Mit steigender Prüf­ spannung können neue kleinere zusätzliche Porenräume in der Farbschicht erschlossen werden, wenn sie vor­ handen sind.

III. Variationen der Prüfelektrolyte - chem. Belastung

Die Prüfelektrolyte sind, der Aufgabenstellung ange­ paßt zu variieren, wodurch infolge ihrer unterschied­ lichen Wirkungen auf die Schutzmaßnahme ebenso unter­ schiedliche Aussagemöglichkeiten auf die in der Praxis zu erwartenden Angriffe zu erzielen sind, wie es spä­ ter an Beispielen näher erläutert wird.

IV. Physikalische Belastung

Außerdem sind die Schutzmaßnahmen durch physikali­ sche Belastungen, wie z. B. durch thermische Einwir­ kung mittels Kleinstinfrarotstrahler, vor dem Messen belastbar, wodurch in kurzer Zeit eine entsprechende thermische Alterung erzielt wird, so daß es auch möglich ist, diese Kriterien in die erfinderischen Prüfungen mit einzubeziehen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, daß sowohl der Hersteller als auch die Verarbeiter der Schutzmaßnahme und der Auftraggeber durch ein wenig zeit- und kostenaufwendiges sowie ein praktisch zerstörungsfreies Verfahren die zu erwartenden und erzielten Qualitäten von Schutzmaßnahmen am Objekt so­ wie deren Zustände nach entsprechenden Zeitabschnitten überprüfen können. Die Aussage "praktisch zerstörungs­ frei" heißt hier, es wird nur ein Kontaktpunkt von = 0,10 mm im Durchmesser zum Untergrund benötigt, der nach der Messung leicht und sicher zu schließen ist.

Dem Hersteller der Schutzmaßnahme ist es hierdurch ermög­ licht, durch die schnelle Überprüfung seiner Rezepte auf Dichtigkeit, Schwächen in der Alterungsbeständigkeit und anderer hausinterner Kriterien die für ihn wichtigen Aus­ sagen zu erhalten.

Der Verarbeiter von Schutzmaßnahmen kann sowohl die Farbchargen auf ihre zugesicherten Eigenschaften, wie Dichtigkeit, Alterungsbeständigkeit, Quellfähigkeit von wasseremulbaren Lacken und dgl. auf einfache Wei­ se überprüfen sowie unter den verschiedenen Anbietern der Lacke seine Auswahl treffen, um so durch gute Pro­ duktauswahl das Gewährleistungsrisiko klein zu halten bzw. kostengünstig einkaufen zu können.

Der Auftraggeber ist jederzeit in der Lage, die Qualität der Anstreicherarbeiten bei der Herstellung gemäß den Vereinbarungen der Ausschreibung am Objekt selbst - in situ - oder durch Sachverständige objektiv überprü­ fen zu lassen. Ferner ist es ihm ermöglicht, in zeit­ lichen Abständen festzustellen, wann es wirtschaftlich sinnvoll ist, Erhaltungsanstriche ausführen zu lassen.

Anhand der Figuren sind Ausführungsbeispiele der Ein­ richtungen der Erfindung dargestellt. Anhand von Dia­ grammen werden die physikalisch/chemischen Vorgänge, die als Meßaussage dienen, erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Gesamtschema einer Prüfanlage,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Prüfgeber, von der Unterseite betrachtet,

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß der Linie A-B nach Fig. 2,

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Nadelkontakter,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine einmal zu verwen­ dende elastische Gegenelektrode zur Benutzung bei stark unregelmäßig geformten Oberflächen von mit der zu prüfenden Schutzmaßnahme ver­ sehenen Gegenständen, bei denen die Dickenab­ weichungen im Verhältnis zu denen der Länge, erheblich vergrößert dargestellt sind,

Fig. 6 eine Draufsicht zur Fig. 5.

Im Meßgerät 1 sind zusammengefaßt bzw. angeordnet:
ein Ein- und Ausschalter 2,
ein Meßwertanzeiger 3,
eine Gerätekontrollwerttaste 4,
ein Batteriekontrollanzeiger 5,
ein Schaltknopf 6 mit Schaltgerät zum Schalten auf einen Maxialmalwert oder Mittelwert oder Minimalwert,
ein Prüfspannungsanzeiger 7,
ein Umschalter 8 für die Prüfspannung auf konstant oder steigend,
ein Einstellschalter 9 zur Festlegung der zu wählenden Höhe der konstanten Prüfspannung mit zu­ gehöriger Einrichtung,
ein Einstellschalter 10 zur Einstellung des Prüfspannungsanstieges mit zugehöriger Ein­ richtung,
eine Resettaste 11 zum Rückstellen der Rampe auf U_min mit zugehöriger Einrichtung,
eine Buchse 12 für die Leitung 16 zum Prüfgeber 17,
eine Buchse 13 für die Leitung 18 zum Nadelkontakter 19,
eine Buchse 14 zum Anschluß einer Leitung für einen X-Y-Schreiber,
eine Buchse 15 zum Anschluß einer Leitung zu einem Oszilloskop, vornehmlich Speicheroszilloskop.

Die Prüfeinrichtung ist mit mobiler Stromversorgung ausge­ rüstet, im Meßgerät 1 befindet sich hierzu eine Batterie 21, wobei mittels einer elektronischen Schaltung Wechselspan­ nungssignale erzeugt werden, die z. B. über den Nadelkon­ takter 10 auf eine Prüfplatte 20 oder einen mit einer Schutzmaßnahme 22 versehenen Gegenstand 24 potentialfrei in den metallischen Untergrund eingekoppelt werden.

Der Prüfgeber 17, der die Elektrode darstellt, wie ihn die Fig. 2 und 3 im einzelnen darstellen, besteht aus einem geschlossenen Gehäuse 29, in das fünf nach unten austretende, durch Druckfedern 31 in ihrer Länge federnd gehaltene Kontaktfüße 30 eingesetzt sind. Hierdurch ist gewährleistet, daß diese fünf Kontaktfüße 30 stets sicher und gleichmäßig auf der Unterlage aufliegen, auch wenn diese im gewissen Rahmen nicht eben ist. Die Wechselspan­ nung wird während des Prüfeinsatzes von der Leitung 16 über eine innere Leitungsanschlußverteilung 33, und die Druckfedern 31 auf magnetische Reinnickelkontaktauflagen 34 der Kontaktfüße 30 sicher übertragen. Durch die magneti­ sche Wirkung erhält der Prüfgeber auf Eisenprüflingen gleichzeitig seinen Halt und fixiert so das Zellstoff­ vlies.

Bei dem Nadelkontakter 19 gem. Fig. 4 sind in einem Grund­ körper 38, in einem in ihm festsitzend eingesetzten Ver­ schlußteil 44 unten abgedeckte Magnete 46 eingesetzt, wo­ bei das Verschlußteil 44, das aus Teflon bestehen kann, auch für eine Nadel 41 als Führung dient. An dieser Na­ del 41 ist eine Federplatte 40 festsitzend angeordnet, an der eine Zugfeder 43, z. B. durch Löten, befestigt ist, die anderseitig mit einem Widerlager 49 ebenfalls durch eine Lötung oder dgl. verbunden wird, wodurch das Widerlager 49 in den Grundkörper 38 eingeschraubt ist.

Unter der Wirkung der entsprechend vorgespannten Zugfe­ der 43 tritt die Nadel 41 nach unten federnd nachgiebig aus dem Grundkörper 38 aus. In einer den Grundkörper 38 in seinem oberen Teil umgebenden und mit einem Boden 47 am Grundkörper 38 anschließenden Kappe 39 wird das Nadel­ ende mit dem Boden 47 durch eine Arretierschraube 45 be­ festigt. Wird der Nadelkontakter 19 auf Nichteisen-Prüf­ flächen verwendet, so ist er mit einem doppelseitigen Klebeband zu fixieren.

Zu Vorabversuchen bzw. zur vorsorglichen Prüfung einer Schutzmaßnahme wird auf die Prüfplatte 20 die Schutzmaß­ nahme aufgebracht, wobei das Vorgehen zur Prüfung der Dichtheit dieser Schutzmaßnahme 22 bei später behandel­ ten Beispielen noch näher erläutert wird.

Zur Durchführung einer Messung wird auf die mit der zu prüfenden Schutzmaßnahme 22 versehene Prüfplatte 20 oder auf die Schutzmaßnahme 22 eines zu prüfenden Gegenstan­ des 24 stets ein neutrales Zellstoffvlies 23, z. B. in der Größe von z. B. 50·50 mm, unter das Gehäuse 29 ge­ legt und im Fall, daß der Gegenstand 24 aus einem Eisen­ werkstoff besteht, magnetisch fixiert. Mit einer Pipet­ te, Spritze oder dgl. wird das Vliesstück mit 2,5 ml des zu verwendenden Prüfelektrolyts getränkt und un­ mittelbar anschließend der Prüfgeber 17 aufgesetzt.

Zur Anordnung gehört auch der Nadelkontakter 19, der auf die zu prüfende Fläche aufgesetzt wird, wobei die Nadel 41 gegen die Federkraft der Zugfeder 43 zurückweicht und er durch die Wirkung der Magnete 46 bei magnetisch wirksamem Untergrund einen festen Sitz erfährt.

Sodann wird die Kappe 39 erfaßt und unter Druck nach un­ ten etwas gedreht, so daß die Nadelspitze 42 durch die Schutzmaßnahme 22 dringt. Das entstehende Loch ist hier­ bei so klein, daß es später mit einem kleinen Pinsel und farblosem PU-Lack gut und kaum wahrnehmbar, sicher ge­ schlossen werden kann, so daß von einer praktisch zer­ störungsfreien Prüfung gesprochen werden kann.

Ist eine auf einer stärker unebenen, unregelmäßig geform­ ten Fläche, die auch um eine Kante gehen kann, aufgebrach­ te Schutzmaßnahme zu prüfen, so wird ein Einwegprüfgeber 51 gemäß Fig. 6 verwendet, der aus einer quadratischen Kunststoffolie 52, z. B. PE-Folie besteht, an deren Un­ terseite ein Rahmen 53 aus doppelseitig selbstklebendem, geschlossen zelligen Schaumstoff direkt und festsitzend aufgesetzt ist, wobei ein Innenraum 54 von etwa 5·5 cm entsteht und die Unterseite 58 mit einem Schutzpapier abgesichert ist.

In der Mitte ist die Kunststoffolie 52 so geschlitzt, daß eine Metallfolie 55 eingesteckt werden kann, die mittels einer elektrisch leitenden Klebeschicht etwa mit einer Hälfte 56 außen und mit ihrer anderen Hälfte 57 im Innenraum 54 mit der Kunststoffolie 52 verklebt wird. Sodann wird eine Nickelfolie 59, ebenfalls mit einer elektrisch leitenden Klebeschicht versehen, im Mittelbereich des Innenraumes 54 gegen die Kunststoff­ olie 52 verklebt. An dem Außenbereich der Metallfolie 55 ist eine Leitung 60 mit einem Stecker an ihrem ande­ ren Ende angeordnet.

Zur Durchführung der Prüfung wird das Schutzpapier unten vom Rahmen aus Schaumstoff entfernt und der Einwegprüf­ geber 51 auf den zu prüfenden Untergrund aufgeklebt, die Leitung 60 des Untergrundes an das Meßgerät 1 angeschlos­ sen, die Kunststoffolie 52 ist am höchsten Punkt durch­ zustechen. Mit der Kanüle der Spritze wird an der tief­ sten Stelle die Folie 52 durchstochen und das Elektrolyt so eingefüllt, daß die Luft über das Loch an der höch­ sten Stelle der Folie entweichen kann.

Die Prüfspannung ist vorzugsweise eine Rechteckspan­ nung, die mittels eines Umschalters entweder über ein Potentiometer spannungskonstant für die Prüfdauer ein­ gestellt oder als Rampe, d. h. unter kontinuierlichem An­ stieg von 0 auf U_max eingekoppelt wird. Der aktuelle positive Betrag der Prüfspannung ist immer in einem Prüf­ spannungsanzeiger sichtbar. Der zeitliche Anstieg der Rampe kann durch ein eingebautes Potentiometer ein­ gestellt werden.

Das Meßsignal wird gewonnen aus dem Stromfluß der poten­ tialfrei eingekoppelten Prüfspannung, der durch die Fehlstellen der Schutzmaßnahme fließt und elektronisch in eine auswertbare "Gleichspannung" gewandelt wird. Die­ se Gleichspannung ist im verwendeten Meßwertanzeiger im­ mer sichtbar.

Im Falle der Meßart "U_steigend" (Rampe (0 < U_max) zeich­ net man das Meßsignal und die Prüfspannung zweckmäßiger­ weise mit einem X-Y-Schreiber auf.

Im Falle der fest eingestellten Prüfspannung genügt die Ablesung direkt vom Gerät.

Diese Ablesung erfolgt in Normalfall bei der Stellung "MITTELWERT". Soll der Meßwert auf Schwankungen überprüft werden wie es die Beispiele "Lösungsmittel" erläutern, so ist dies über die Abfrage bei den Schalterstellungen "MAXIMALWERT" und "MINIMALWERT" aus den entsprechenden Analogspeichern als Schreiberersatz möglich.

Überprüfen der Meßkette 1. Gerätekontrolle

Das Gerät muß den Kontrollwert nach dem Drücken der Kontrolltaste bei der vorgeschriebenen Prüf­ spannung anzeigen.

2. Kontrolle der Meßkette

Auf einer Kontrollplatte aus reinem Nickel ist eine absolut dichte Schutzmaßnahme aufgebracht. In dieser befindet sich eine Fehlstelle von definierter, ange­ gebener Größe, in 1/100 mm². An der Kontrollplat­ te ist ein Kabelanschluß vorgesehen, der den elektri­ schen Kontakt zum Meßgerät herstellt, so daß der Na­ delkontakter nicht benötigt und die Kontrollplatte nicht mechanisch durch Nadeleinstiche beschädigt wird. Diese Kontrollplatten sind wieder verwendbar.

Zur Überprüfung der Meßkette werden die Reinnickelge­ genelektroden der Prüfplatte mit einem Reinigungsmit­ tel gereinigt, mit vollentsalztem Wasser abgespült und mit Zellstoff getrocknet.

Nach diesen Vorbereitungen wird die Meßkette mit der Prüf­ platte nach der Grundformel wie folgt überprüft:

Grundformel

Fehlstellenfläche in 1/100 mm²·Elektrolytfehlstel­ lenflächenbeiwert·Prüfspannung (V) = Meßwert

Definitionen in der Grundformel

Fehlstellenfläche in 1/100 mm²:
Summe aller Fehlstellen in der Schutzmaßnahme unter der Elektrodenfläche des Zellstoffvlieses.
Elektrolytfehlstellenflächenbeiwert:
Jeder Elektrolyt hat eine unterschiedliche, elektrische Leitfähigkeit. Sie wird durch den Beiwert dargestellt.
Prüfspannung:
Wechselspannung, + und - Anteil, mit der der Versuch durchgeführt wird.
Meßwert:
auf dem Gerät mit der Bezeichnung "Meßwert" angezeigter Wert.

Beispiel

Fehlstellenfläche = 19.7/100 mm² (steht auf dem Prüfblech)
Elektr. Fehlstellenflächenbeiwert = 8.35 (steht auf der Elektrolytflasche bei x°C und yV Prüfspannung).
Prüfspannung (gewählt) = 1.05 V (am Gerät abgelesen)
Zulässige Toleranz: +/- 1% vereinbart

damit ergibt sich:

"Soll-Meßwert": 19.7 × 8.35 × 1.05 · 2 = 343.6
Zul. Toleranz +/- 1% von 171.8 = +/- 3.4

Folglich muß der Ist-Meßwert in diesem Beispiel im Bereich von =340.2-347.0 liegen.

Liegen die Werte nicht in den Toleranzgrenzen, so ist mit einem weiteren, möglichst neuen Blech, die Kontrollprüfung zu wiederholen. Ist auch dieser Versuch negativ, so ist ein noch versiegeltes neues Elektrolyt zu benutzen oder ein neuer Elektrolyt herzustellen und der Fehlstellenbei­ wert neu zu bestimmen. Der Themenkreis Prüfelektrolyt wird bei den Beispielen ausführlicher behandelt. Nach dieser einmaligen Überprüfung der Meßkette kann die Überprüfung der Arbeiten beginnen.

Der Nadelkontakter 19 wird neben die zu prüfende Fläche aufgesetzt, wobei die Nadel 41 gegen die Federkraft der Druckfeder 43 zurückweicht und er durch die Wirkung der Magnete 46 einen festen Sitz erfährt.

Sodann wird die Kappe 39 erfaßt und unter Druck nach unten etwas gedreht, so daß die Nadelspitze 42 durch die Schutzmaßnahme dringt. Das entstehende Loch ist hierbei so klein, daß es später mit einem kleinen Pin­ sel und farblosem PU-Lack gut und kaum wahrnehmbar, sicher geschlossen werden kann, so daß von einer prak­ tisch zerstörungsfreien Prüfung gesprochen werden kann.

Zur Durchführung der Messung wird auf den mit der zu prü­ fenden Schutzmaßnahme versehenen Gegenstand 24 ein neu­ trales Zellstoffvlies 23, z. B. in der Größe 50·50 mm unter das Gehäuse 29 gelegt und im Fall, daß der Gegen­ stand 24 aus einem Eisenwerkstoff besteht, magnetisch fixiert. Mit einer Pipette, Spritze oder dgl. wird das Vliesstück mit 2,5 ml des zu verwendenden Prüfelektro­ lyts getränkt und unmittelbar anschließend der Prüfge­ ber 17 aufgesetzt.

Überpinselte Roststellen mit einem absolut dichten Lack­ film werden mit dem Verfahren nicht erkannt. Im allgemei­ nen läßt sich aber Rost praktisch nicht dicht überstrei­ chen, so daß auch solche Bereiche meist erfaßt werden (Quellen des Oxyds: "Arbeiten des Rostes"). Bei Verdacht ist daher nach ca. 6 Monaten erneut zu prüfen, wenn der Rost "gearbeitet" hat.

Auf der Schutzmaßnahme befindet sich die den Angriff simulierende/real angreifende wäßrige Lösung, fixiert in einem Elektrolytträger mit definierter Fläche.

Durch die Fehlstellen der Schutzmaßnahme fließt Strom. Dieser Strom wird in ein Meßsignal umgewandelt und gegen die Prüfspannung oder die Zeit aufgetragen. Das Meßsig­ nal zeigt die Summe der Fehlstellen an.

Durch das Wissen um die Vorgänge eines im elektrischen Feld befindlichen Elektrolyten und der gezielten Aus­ wahl desselben auf das Untersuchungsziel hin, ergeben sich für viele qualitätsbeeinflussende Vorgänge charak­ teristische Meßwerte/Meßwertdiagramme.

Allgemeine Kurvendiskussion bei Prüfspannung: U konstant

Auf die Abszisse 17 des Diagramms 1 wird der Log. der Zeit in sek. aufgetragen, auf die Ordinate 72 die jeweils ermittelten Meßwerte.

Bei der Kurve 73 war zu Beginn keine Fehlstelle vorhan­ den und ist während der Prüfdauer von x Min. keine neue Fehlstelle entstanden, d. h., es war kein elektrolytischer Strompfad vorhanden und ist kein nennenswerter neuer Strompfad (Fehlstelle) entstanden.

Bei der Kurve 74 ist zu Beginn der Prüfdauer ein Strom­ pfad Σ von Fehlstellen) vorhanden, es haben sich aber keine neuen Strompfade (Fehlstellenzuwächse) gebildet. Die Höhe der Kurve gibt die Fehlstellengröße an.

Bei der Kurve 75 ist zu Beginn der Prüfung die Schutz­ maßnahme noch dicht (Meßwert = 0) zeigt aber anschlie­ ßend eine Zunahme des Meßwertes in Abhängigkeit von der Zeit = Zunahme der Summe der Fehlstellen. Die Zunahme ist nicht linear.

Bei der Kurve 76 zeigt sich ein analoges Verhalten der Schutzmaßnahme, der Unterschied liegt in einem Anstieg des Kurvenastes, d. h. die Summe der Fehlstellen nimmt konstant/kontinuierlich zu.

Bei der Kurve 77 haben wir die Situation der Kurve 74, zusätzlich werden aber der/die Strompfade in den Fehl­ stellen durch sich bewegende, nicht leitfähige Struktu­ ren im Querschnitt verändert, d. h., die Strompfade wechseln etwas ihren Querschnitt. Diese Erscheinung kann auf allen vorab beschriebenen Kurven lagern, wenn dieser Effekt vorhanden ist und ist charakteristisch für Lösemit­ tel/Emulgatoren.

Das Diagramm 2 zeigt eine allgemeine Kurvendiskussion bei kontinuierlich ansteigender Prüfspannung, und zwar ist auf der Abszisse 80 die Prüfspannung aufgetragen und auf der Ordinate 82 der Meßwert.

Bei der Kurve 83 war zu Beginn der Prüfung keine Fehl­ stelle vorhanden, und es ist während der Prüfdauer von x Min. keine neue Fehlstelle entstanden, d. h.: es war kein elektrolytischer Strompfad vorhanden und es ist kein nennenswerter neuer Strompfad (Fehlstelle) entstanden.

Bei der Kurve 84 ist eine bestimmte Fehlstellengröße vor­ handen, es tritt aber kein Fehlstellenzuwachs ein. Diese Kurve 84 darf nicht mit der Kurve 74 der Meßmethode Prüf­ spannung U = const. aus Diagramm 1 verwechselt werden.

Bei der Kurve 85 ist eine mit der Zeit steigende Fehl­ stellengröße vorhanden, weil die Meßwerte je Zeiteinheit zusätzlich zum linearen Anstieg = konstante Fehlstellen­ größe noch einen Zuwachs von x anzeigen.

Auf allen Kurven kann noch das "Rauschen" der vagabundie­ renden, nicht leitfähigen, sich bewegenden "Strukturen" im Querschnitt der Fehlstellen liegen, wie in Kurve 74 des Falles: Prüfspannung U = constant.

Beispiele

Anhand des Diagramms 3 wird ein Beispiel von zwei Maßauf­ gaben erläutert, die sich auf die Fragestellung eines Lackherstellers beziehen: "Ist das Verhältnis von Harz und Härter für einen 2-Komponenten-Epoxydlack vom Her­ steller des Epoxydharzes genau genug angegeben?"

Auf der Abszisse 86 ist die Zeit und auf der Ordinate 87 wiederum der Meßwert aufgetragen.

Annahme: Es liegt Härterüberschuß vor.
Lösung: Für den Härter wird für diesen Fall als Elektrolyt Alkohol benutzt, denn es ist aus der Literatur hinlänglich bekannt: die hier benutzten Aminhär­ ter sind Alkohol-löslich. Ein Zusatz von ca. 20% Salzwasser (5 g NaCl in 100 g Wasser) verbessert die elektrolytischen Eigenschaften.

Als Ergebnis kann festgestellt werden, daß beim Produkt 88 das Verhältnis genau genug angegeben war, es geht kein Här­ ter in Lösung, der neue Fehlstellen erzeugt.

Bei dem Produkt 89 zeigt sich, daß der Härter im Überfluß vorliegt; es geht in Lösung, weil nicht vom Harz gebunden und ergibt so neue Fehlstellen. Die Härtermenge muß also etwas reduziert werden.

Stellt sich dem Verarbeiter bzw. dem Auftragnehmer die Frage: Welche von den angebotenen Schutzanstrichen ist besser? Es liegen gemäß Diagramm 4 drei Muster vor, wobei auf der Abszisse 90 die Prüfspannung und auf der Ordinate 91 der Meßwert aufgetragen ist.

Der Verarbeiter appliziert unter den Baustellenbedin­ gungen die Produkte auf entsprechende Untergründe. Ge­ fordert wird eine längere Gewährleistung unter normaler Bewitterung.

Wesentliches Kriterium ist die Alterungsbeständigkeit. Die Alterung der inneren Hydrophobie der unvermeidli­ chen inneren Hohlräume einer Schutzschicht wird mit einem starken Tensid geprüft, benutzt wird z. B. mit eine 5%ige Muskasollösung in Wasser.

Bei dieser Prüfung ist das Produkt gemäß Kurve 92 den anderen 93, 94 gegenüber überlegen.

Es soll eine Prüfung durchgeführt werden, die eine Aus­ sage macht über das Verhalten der Schutzmaßnahme bei Tem­ peraturwechsel von +600C bis -20°C, es werden die 3 angebotenen Produkte gemäß Diagramm 5 überprüft, wobei auf der Abszisse% die Prüfspannung aufgetragen ist und auf der Ordinate 97 der Meßwert.

Von den Produkten 98 bis 100 ist das erste, also 98 den anderen überlegen, es zeigt bei den gewählten Baustellen Applikationsbedingungen, die günstigsten Gewährleistungs­ eigenschaften.

Bei einer weiteren Fragestellung des Auftraggebers: Wann ist der wirtschaftlich sinnvollste Zeitpunkt für einen Erhaltungsanstrich? Die Alterung wird mit einem Tensid, z. B. Muskasol 5% in Wasser, geprüft. Zeitabstände der Prüfungen betragen jeweils ein Jahr.

Gemäß Diagramm 6 wird auf der Abszisse 101 die Prüf­ spannung aufgetragen, auf der Ordinate 102 der Meßwert, wobei die Kurven 103 bis 105 die ermittelten sind.

Die in Abständen von jeweils einem Jahr vorgenommenen Prüfungen zeigen, daß der Versagensbeginn nach drei Jahren anfängt, und die vereinbarte Gewährleistung von beispielsweise 5 Jahren Rostfreiheit problematisch überschritten wird. Mit dieser Erkenntnis aus den Mes­ sungen ist es jetzt sinnvoll, den Erhaltungsanstrich nun mit einem besseren Material auszuführen. Außerdem be­ steht aufgrund der vorliegenden Meßergebnisse für den Auftraggeber eine verbesserte Position dem Auftragneh­ mer gegenüber bei den Kulanz- bzw. Reklamationsverhand­ lungen.

Ein weiteres Beispiel erläutert die Überprüfung der Ar­ beitsweise der Mitarbeiter eines Auftragnehmers, z. B. zur Klärung der Frage: Wurde die Schutzmaßnahme durch unzulässig hohen Lösungsmittelzusatz geschädigt, um da­ mit eine bequemere Arbeitsweise zu ermöglichen?
Frage: Wurde die Schutzmaßnahme - um leichter/schneller arbeiten zu können - durch unzulässigen Lösemittel­ zusatz geschädigt?
Prüfelektrolyt: z. B. 1% Muskasol (Tensid), 10% Metha­ nol (Alkohol), 89% Wasser.

Gemäß Diagramm 7 ist auf der Abszisse 106 die Zeit und auf Ordinate 107 sind die Meßwerte aufgetragen (X-Y- Schreiber).

Die Kurven 107 und 109 liegen noch im Toleranzbereich, die Kurve 110 liegt darüber. Der Toleranzbereich wurde vor der Maßnahme am Objekt an Probeprüfflächen verbind­ lich ermittelt, seine obere Grenze wird durch die Strich­ punktwerte Linie 111 markiert. Die Kurve 110 zeigt einen hohen Porenraum, der durch die verdunsteten Lösemittelre­ ste entstanden ist. Die noch vorhandenen Lösemittelreste werden durch das Alkohol - Tensid - Wassergemisch unter Einwirkung der Prüfwechselspannung in eine Mikroemulsions­ form gebracht. Diese Mikrotröpfchen geben im Rahmen ihrer unregelmäßigen Bewegung die Strompfade (Fehlstellen) mehr oder weniger frei, bei hochgehenden Kurvenbereichen ver­ sperren sie, weil sie schlechte Leiter sind, bei abwärts verlaufenden Kurvenbereichen geben sie den Querschnitt frei. Bei dieser "Allgemeinen Kurvendiskussion": Prüf­ spannung U=const. wurde dieser Vorgang unter 5 mit: "In vorhandener Fehlstelle vagabundieren nicht leitfähi­ ge Strukturen (Lösemitteltröpfchen)" vorgestellt.

Die Rezepturen der Prüfelektrolyte sind von anerkannten Prüfstellen und/oder Ing. Büros zu entwerfen und aufga­ benspezifisch zu liefern. Die Grenzwerte werden im Rah­ men von Vertragsvereinbarungen festgesetzt.

Claims (4)

1. Verfahren zur Prüfung der Dichtigkeit sowie der Ma­ terialeigenschaften und ihrer Vorgeschichte am Ob­ jekt in bezug auf die zu erwartende chemisch-/physi­ kalische Beständigkeit von elektrisch nicht leiten­ den Schutzmaßnahmen, wie Farbanstrichen oder sonsti­ gen Überzügen auf elektrisch-leitfähigen Untergrün­ den durch ein Leitfähigkeits-Meßverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch leitender Unter­ grund, ein Gegenstand (24), als erste Elektrode dient und auf der Schutzmaßnahme (22) sich ein neutraler Elektrolytträger, z. B. ein Zellstoffvlies (23), befindet, der mit einem der jeweils gewünschten Prüfaufgabe angepaßten Prüfelektrolyt getränkt ist, anschließend dieser Elektrolytträger mit einer Ge­ genelektrode, wie einem Prüfgeber (17) bzw. Einweg­ prüfgeber (51), versehen wird und eine potentialfreie Wechselstrom-Prüfspannung, je nach Prüfungsaufgabe, entweder in konstanter oder stetig ansteigendere Form eingesetzt wird, wobei die Strommeßwerte ent­ weder nach Ablauf von Zeiteinheiten aufgenommen bzw. laufend aufgenommen oder mit einem geeigneten Auf­ zeichnungsgerät protokolliert werden, und diese Meß­ werte, in Diagrammen aufgenommen, die Grundlage zur Beurteilung der Schutzmaßnahme bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Formel: Fehlstellenfläche in (1/100 mm²) · Elektrolytfehlstellenflächenbeiwert · Prüfspannung in (V) = Meßwertdie Summe der Fehlstellen ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Prüfelektrolyte dem zu erwarten­ den zukünftigen chemischen Angriff auf die Schutz­ maßnahme in der chemisch/physikalischen Reaktion entsprechen, bzw. durch ihren chemischen Aufbau Rückschlüsse auf die Komposition der Schutzmaßnah­ me zulassen, wobei vor dieser Prüfung erforderli­ chenfalls physikalische Belastungen entsprechend den Einflüssen durchzuführen sind.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine elek­ tronische Schaltung eines Meßgerätes (1) über einen Nadelkontakter (19) potentialfreie Wechselspannungs­ signale wahlweise entweder in konstanter Prüfspan­ nung oder in konstant ansteigender Prüfspannung in den elektrisch leitenden Untergrund, Prüfplatte (20) oder Gegenstand (24) abgibt und mit Einstellmöglich­ keiten, Einstellschalter (9, 10) mit Schaltgerät für die Prüfspannung und einer Anzeige für die Meßwerte, ausgerüstet ist, sowie für ebene oder fast ebene Meß­ flächen eine Gegenelektrode als Prüfgeber (17) mit einer Vielzahl federnd nachgiebiger, magnetischer Kontaktfüße (30) zum Aufsetzen auf die Fläche der Prüfplatte (20) bzw. der Gegenstände (24) oder für Meßflächen mit stark unregelmäßiger Oberfläche eine einmal verwendbare, verformbare und aufklebbare Gegenelektrode als Einwegprüfgeber (51) vorgesehen ist, wobei zwischen der jeweiligen Elektrode (17, 51) und der Prüffläche (20, 25) ein geeigneter Elek­ trolyt vorhanden ist, der von einem saugfähigen Trä­ ger, z. B. einem Stück Zellstoffvlies (23) sicher gehalten wird.