„Welche Schraube rostet nicht?“ hat keine Antwort: Erst die Umgebung nach ISO 9223 einstufen

Schritt eins: die Umgebung einstufen, und zwar nicht nach Augenschein

Tabelle 2 von ISO 9223:2012 gibt für jede Korrosivitätskategorie die gemessene Korrosionsrate von Zink im ersten Jahr an:

⚠️ Die rechte Spalte ist eine Beschreibung zur Orientierung, keine Methode der Einstufung. ISO 9223 stellt die Beschreibungen typischer Umgebungen selbst in einen informativen Anhang und warnt in Abschnitt 6, dass die Abschätzung der Kategorie durch Vergleich der örtlichen Bedingungen mit diesen Beschreibungen „zu Fehleinschätzungen führen kann“. Normativ ist es, genormte Probebleche ein Jahr lang tatsächlich auszulagern oder die Kategorie mit den genormten Dosis-Wirkungs-Funktionen zu berechnen, deren Eingangsgrößen Schwefeldioxid, Chlorid in der Luft, Temperatur und relative Luftfeuchte sind. Wenn die Antwort wichtig ist, nicht nach Augenschein entscheiden.

Schritt zwei: die Seite wählen, kein Gradunterschied, sondern zwei Schutzprinzipien

Nach der Einstufung gibt es nur noch zwei echte Abzweigungen, und sie versagen auf unterschiedliche Weise:

Schritt drei (Beschichtungsseite): ein Dickenkennwert statt „etwas dicker beschichten“

Tabelle 10 von ISO 4042:2022 nennt die Kennwerte der örtlichen Mindestschichtdicke für galvanisch beschichtete Verbindungselemente: 3, 5, 8, 10, 12, 15, 20, 25, 30 Mikrometer. Für die Lebensdauerabschätzung liefert ISO 14713-1 den Satz, mit dem man dividieren kann: Die Schutzdauer von Zinküberzügen unter bestimmten Expositionsbedingungen ist annähernd proportional zur Schichtdicke.

Also gilt Lebensdauer ≈ Schichtdicke ÷ Rate. Setzt man die üblichen 8 Mikrometer in zwei Kategorien ein:

⚠️ Drei Einschränkungen gehören immer dazu; fehlt eine, wird diese Division überstrapaziert: Es ist die Rate des ersten Jahres, und ISO 9223 sagt in Abschnitt 7 ausdrücklich, dass sie nicht einfach extrapoliert werden darf. ISO 14713-1 ist für Zinküberzüge im Stahlbau geschrieben; ihr Anwendungsbereich nennt Verbindungselemente ausdrücklich und erklärt, dass produktspezifische Normen Vorrang haben. Und 8 Mikrometer sind 8 Mikrometer auf der Messfläche: ISO 4042 beschreibt selbst den dog bone effect und schreibt ausdrücklich, dass geringere Schichtdicken außerhalb der Messfläche kein Grund für eine Zurückweisung sein dürfen. Alle vier Einschränkungen stehen in wie viele Jahre eine Beschichtung hält.

„Etwas dicker beschichten“ ersetzt keinen spezifizierten Kennwert. Unter M6 stößt die Schichtdicke zuerst an das Gewindespiel, nicht an den Korrosionsbedarf. Unter M6 ist die Beschichtung ein Maß, und dort streicht diese Grenze Optionen schneller als der Korrosionsschutz. Passen 8 Mikrometer bei Ihrer Größe nicht, muss das Beschichtungssystem gewechselt werden (Zink-Nickel, Zinklamelle), nicht die Zahl verkleinert.

Schritt vier (Edelstahlseite): Es entscheidet das Chlorid, nicht „wie wichtig“

Die Kennzeichnung nach ISO 3506-1 schreibt zwei unabhängige Entscheidungen zusammen: A2/A4 steht für die Korrosionsbeständigkeit, die nachfolgenden 70/80 stehen für die Festigkeit. Der funktionale Unterschied ist das Molybdän: in der 316er-Familie etwa 2–3 %, in der 304er-Familie praktisch nicht vorhanden; es bringt Beständigkeit gegen chloridbedingte Loch- und Spaltkorrosion.

Außerdem muss man die strukturelle Schwäche von Edelstahl an Schrauben kennen. Die Passivschicht braucht Sauerstoff, um sich neu zu bilden, und eine Schraube ist konstruktionsbedingt eine Folge sauerstoffarmer Spalte: zwischen den Gewindegängen, unter der Kopfauflage, unter der Scheibe. „Dieselbe Charge Edelstahl, das Blech ist in Ordnung, die Schraube rostet“ ist daher kein Widerspruch, sondern zu erwarten. Von drei Rostarten hat nur eine mit dem Werkstoff zu tun; wie man sie unterscheidet, steht in die Edelstahlschraube rostet trotzdem.

⚠️ Es gibt eine noch frühere Weggabelung: Steht auf der Bestellung das taiwanische Wort „白鐵“ (wörtlich „weißes Eisen“), bezeichnet es zugleich Edelstahl und verzinktes Eisen, und beide schützen auf genau entgegengesetzte Weise. Damit ist noch gar kein Werkstoff spezifiziert. Ist „白鐵“ Edelstahl?

Schritt fünf: drei Dinge, die die ersten vier Schritte zunichtemachen

• Unterschiedliche Metalle. Edelstahl in Aluminium ist schlechter als Verzinktes in Aluminium, und das Verbindungselement ist im galvanischen Element meist die kleine Seite; das Flächenverhältnis spricht gegen es. Siehe wer die kleine Seite ist.
• Geometrie, in der Wasser steht. Die Einleitung von ISO 9223 sagt ausdrücklich, dass Gestaltung und Betriebsweise des Produkts nicht berücksichtigt werden, weil diese Einflüsse „sehr spezifisch und nicht verallgemeinerbar“ sind. Eine Schraube in einem Sackloch, in dem sich Wasser sammelt, ist kein flaches Probeblech auf dem Auslagerungsgestell, und dieser Teil liegt ganz bei Ihnen.
• Rost, bevor die Schraube überhaupt montiert ist. Frisch beschichtete Teile sind am empfindlichsten, nicht am beständigsten, und Seecontainer erzeugen ihr eigenes Kondenswasser. Dieser Punkt ändert die Verpackungsspezifikation, nicht den Werkstoff; siehe das ist kein Lagerungsproblem.

Die fünf Schritte als Spezifikation, für die man ein Angebot einholen kann

Das ist das eigentliche Ergebnis dieser Seite. Verlangen Sie vom Lieferanten keine Garantie, dass nichts rostet: Er kennt Ihre Atmosphäre nicht, und ISO 9223 sagt schwarz auf weiß, dass sie Ihre Geometrie nicht abbildet. Eine Jahreszahl zu verlangen heißt, das Urteil an den Einzigen abzugeben, der es nicht fällen kann. Geben Sie stattdessen diese sechs Angaben:

Was diese Seite Ihnen nicht gibt

Einen „besten Korrosionsschutzwerkstoff“. Den gibt es nicht. Kein Werkstoff rostet in allen Umgebungen nicht; was Sie tatsächlich wählen, ist „in welcher Umgebung und wie lange“.

Eine Salzsprühstundenzahl, die sich umrechnen lässt. Der Salzsprühtest vergleicht verschiedene Beschichtungen unter denselben beschleunigten Bedingungen; die Dickenrechnung auf dieser Seite schätzt, wie lange das Zink in einer eingestuften Atmosphäre verbraucht wird. Beide beantworten verschiedene Fragen, und diese Stundenzahl war nie eine Vorhersage.

Eigene Zahlen dieser Seite. Jeder Wert oben stammt aus ISO 9223, ISO 4042, ISO 14713-1, ISO 3506-1 oder den bereits geprüften Seiten dieser Website; diese Seite fügt keinen einzigen Wert ohne Quelle hinzu.

Dieser Beitrag behandelt Schritt 5: Oberfläche. Die vollständige Reihenfolge lautet Grundwerkstoff, Gewinde, Kopf, Antrieb, Oberfläche und Dokumentation. Warum eine andere Reihenfolge Nacharbeit verursacht, erläutert der englische Beitrag Specifying a screw.

Häufige Fragen

Welche Schraube rostet nicht?

Kein Werkstoff rostet in allen Umgebungen nicht, daher fehlt der Frage eine Eingangsgröße: die Umgebung. ISO 9223:2012 teilt die Atmosphäre in sechs Korrosivitätskategorien ein; die Zinkrate im ersten Jahr reicht von unter 0,1 Mikrometer pro Jahr in der mildesten bis 8,4 bis 25 in der strengsten Kategorie, die Obergrenzen liegen um das 250-Fache auseinander. Was Sie tatsächlich wählen, ist „in welcher Umgebung und wie lange“, und die Reihenfolge lautet: erst einstufen, dann die Beschichtungs- oder Edelstahlseite wählen, zuletzt Dickenkennwert oder Stahlgruppe.

In welche Kategorie fällt mein Werk?

Nicht nach Augenschein. ISO 9223 enthält zwar Beschreibungen typischer Umgebungen, stellt sie aber in einen informativen Anhang und warnt in Abschnitt 6, dass die Abschätzung der Kategorie durch Vergleich der örtlichen Bedingungen mit diesen Beschreibungen „zu Fehleinschätzungen führen kann“. Normativ ist es, genormte Probebleche ein Jahr lang auszulagern oder mit den genormten Dosis-Wirkungs-Funktionen zu rechnen, mit Schwefeldioxid, Chlorid in der Luft, Temperatur und relativer Luftfeuchte als Eingangsgrößen. Außerdem stufen Auslagerungsversuche im Hafen Taichung Taiwan als C4 ein; eine Fabrikhalle ohne Klimaanlage mit Kondenswasser ist also nicht C1.

Wie viele Jahre hält eine Verzinkung von 8 Mikrometern?

Zuerst muss die Kategorie feststehen. ISO 14713-1 sagt, die Schutzdauer von Zinküberzügen sei annähernd proportional zur Schichtdicke; die Lebensdauer entspricht also etwa Schichtdicke geteilt durch Rate: in C3 etwa 4 bis 11 Jahre, in C5 etwa 1 bis 2 Jahre, bei derselben Schraube. Drei Einschränkungen gehören dazu: Es ist die Rate des ersten Jahres, und ISO 9223 sagt in Abschnitt 7 ausdrücklich, dass sie nicht einfach extrapoliert werden darf; der Anwendungsbereich von ISO 14713-1 nennt Verbindungselemente, für die Produktnormen Vorrang haben; und die 8 Mikrometer gelten auf der Messfläche, wobei ISO 4042 ausdrücklich schreibt, dass geringere Schichtdicken außerhalb der Messfläche kein Zurückweisungsgrund sind.

Muss es an der Küste A4 sein?

In chloridhaltiger Umgebung ja, und die Disziplin lautet, nach der Exposition zu entscheiden und nicht danach, wie wichtig das Teil ist. Der funktionale Unterschied zwischen A2 und A4 ist das Molybdän, in der 316er-Familie etwa 2 bis 3 %, in der 304er-Familie praktisch nicht vorhanden; es bringt Beständigkeit gegen chloridbedingte Loch- und Spaltkorrosion. Zu beachten ist aber, dass A4 die Korrosionsbeständigkeit ändert, nicht die Festigkeit: A4-70 und A2-70 sind dieselbe Festigkeitsklasse, und Edelstahl ist bei gleicher Größe schwächer als Kohlenstoffstahl 8.8.

Was muss in der Anfrage stehen, damit man eine brauchbare Antwort bekommt?

Sechs Zeilen: die Korrosivitätskategorie und wie Sie sie bestimmt haben, Werkstoff oder Beschichtung mit Dickenkennwert (zum Beispiel ISO 4042 Zink Kennwert 8 oder ISO 3506-1 A4-70), Passivierung und Versiegelung oder Decklack namentlich, bei einem kritischen Bereich in einer Vertiefung der Messort der Schichtdicke, andere berührende Metalle und jede Geometrie, in der Wasser stehen bleibt. Verlangen Sie vom Lieferanten keine garantierte Lebensdauer: Er kennt Ihre Atmosphäre nicht, und ISO 9223 sagt ausdrücklich, dass Gestaltung und Betriebsweise des Produkts nicht berücksichtigt werden.

Quellen

• ISO 9223:2012 — Einstufung der Korrosivität von Atmosphären; Tabelle 2 Zinkraten je Kategorie; Abschnitt 6 zur Abschätzung der Kategorie anhand von Beschreibungen, die „zu Fehleinschätzungen führen kann“; die Einleitung schließt Gestaltung und Betriebsweise des Produkts aus
• ISO 4042:2022 — galvanisch beschichtete Verbindungselemente; Tabelle 10 Dickenkennwerte und dog bone effect; geringere Schichtdicke außerhalb der Messfläche ist kein Zurückweisungsgrund
• ISO 14713-1:2017 — Anmerkung in Abschnitt 5: Schutzdauer annähernd proportional zur Schichtdicke; der Anwendungsbereich nennt Verbindungselemente, für die Produktnormen Vorrang haben
• ISO 3506-1 — Kennzeichnung von Verbindungselementen aus nichtrostendem Stahl: Stahlgruppe plus Festigkeitsklasse

Diese Seite ist eine Auswahlreihenfolge, keine neue Messung. Alle Werte stammen aus den oben genannten Normen und aus fünf bereits geprüften Seiten dieser Website: coating-life-estimate, zinc-vs-stainless, a2-vs-a4-stainless, stainless-still-rusts und anodic-index-table. Die Angaben zu ISO 9223 stammen aus der kostenlosen Vorschau; diese Seite gibt für keine Beschichtung und keine Kategorie eine eigene Lebensdauerzusage. Über die Annahme eines bestimmten Teils entscheiden Ihre Zeichnung und Ihre eigene Verifizierung.