Salzsprühnebelstunden: was 500 Stunden aussagen und was nicht

Zwei Uhren, und die meisten Spezifikationen nennen keine davon

Eine verzinkte Schraube versagt in der Salzsprühnebelprüfung zweimal, zu zwei verschiedenen Zeitpunkten und aus zwei verschiedenen Gründen.

Wofür die Zahl tatsächlich taugt

Nutzlos ist die Prüfung nicht. Sie taugt für genau eine Sache, und für diese lohnt es sich zu zahlen:

• Gleichmäßigkeit von Los zu Los. Gleicher Überzug, gleicher Prozess, gleiche Kammer — sinken die Stunden, hat sich an der Galvaniklinie etwas geändert
• Vergleich zweier Beschichtungsverfahren unter identischen Bedingungen, wenn Sie sich zwischen ihnen entscheiden
• Einen abgedrifteten Prozess erkennen — zu dünne Schicht, schlechte Passivierung, verunreinigtes Bad — bevor er ausgeliefert wird

Also mehr Stunden fordern — und die Zahl verliert jede Bedeutung

Kammer und reale Umgebung korrodieren Metall über verschiedene Mechanismen:

• Die Kammer ist dauerhaft nass. Kontinuierlicher neutraler Salznebel, konstante Temperatur, keine Trocknungsphase
• Im realen Einsatz wechseln nass, trocken und wieder nass. Erst dieser Wechsel lässt Zink den stabilen Carbonatfilm aufbauen, der den Großteil seines Langzeitschutzes trägt — und die Kammer lässt ihn nie entstehen
• Im realen Einsatz gibt es Chlorid, aber auch Schwefel, UV, Temperaturwechsel und mechanischen Verschleiß. Die Kammer hat eine einzige Variable

Das Prüfblech ist nicht das Teil

Die meisten veröffentlichten Salzsprühnebelwerte werden an einem flachen Prüfblech gemessen. Eine Schraube ist kein flaches Blech, und der Unterschied ist nicht nur optisch:

• Galvanische Schichten scheiden sich auf einem Gewinde nicht gleichmäßig ab. Die Stromdichte ist an der Gewindespitze am höchsten und im Gewindegrund am niedrigsten, also sitzt die dünnste Schicht genau dort, wo das Teil am höchsten beansprucht ist
• Der Übergangsradius unter dem Kopf und die Antriebsaussparung sind ebenfalls Bereiche geringer Stromdichte — und an der Antriebsaussparung kratzt beim Montieren auch das Werkzeug den Überzug ab
• Trommelgalvanisieren erhöht die Streuung von Teil zu Teil. Die Teile schirmen sich beim Drehen der Trommel gegenseitig ab; eine Schraube, die länger verdeckt lag, bekommt weniger Schicht

Vier Zeilen, die der Zahl eine Bedeutung geben

Ersetzen Sie „500h Salzsprühnebel“ auf der Zeichnung durch diese:

• Beschichtungsnorm und Schichtdickenklasse — nicht die Stunden. Stunden sind ein Ergebnis; die Schichtdicke ist das, was Sie kaufen. Unter M1.4 begrenzt die Gewindetoleranz, welche Schichtdicke überhaupt möglich ist
• Beide Endpunkte getrennt. Stunden bis Weißrost und Stunden bis Rotrost
• Geprüft am fertigen Teil, im Lieferzustand — nach dem Tempern, nach jeder zusätzlichen Passivierung oder Versiegelung
• Wie viele Teile, wie oft. Ein einzelner Bericht von einem Los vor zwei Jahren ist keine Prozesslenkung

Wann eine andere Prüfung angebracht ist

Wenn die Teile tatsächlich im Freien eingesetzt werden und die Entscheidung teuer ist, ist eine zyklische Korrosionsprüfung — nasse, trockene und feuchte Phasen im Wechsel, wie in SAE J2334 und gleichwertigen Verfahren — dafür ausgelegt, den Nass-Trocken-Wechsel nachzubilden, den der neutrale Salzsprühnebel weglässt. Sie kostet mehr und dauert länger. Das ist der Tausch: Der neutrale Salzsprühnebel ist billig und schnell, weil er gar nicht realistisch sein will.

Und bevor Sie die Beschichtung wechseln, um einer Korrosionszahl nachzujagen, kalkulieren Sie die erneute Verifizierung — ein Beschichtungswechsel verändert den Reibwert und damit die Klemmkraft, die Sie mit demselben Anziehdrehmoment erhalten. Das ist eine Änderung der Verbindung, nicht der Oberfläche (englisch).

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

Bedeuten 500 Stunden Salzsprühnebel, dass die Schraube eine bestimmte Zahl von Jahren hält?

Nein. ASTM B117 schreibt im eigenen Anwendungsbereich, dass das Verfahren eine kontrollierte korrosive Umgebung bereitstellt und dass sich die Ergebnisse allgemein nicht als zuverlässige Vorhersage der Lebensdauer erwiesen haben. Die Stunden sind ein Vergleich zwischen Überzügen, die unter identischen Bedingungen geprüft wurden, keine Prognose des Verhaltens im Einsatz.

Was ist der Unterschied zwischen Stunden bis Weißrost und Stunden bis Rotrost?

Weißrost ist Korrosion des Zinküberzugs selbst, also der Überzug, der wie vorgesehen arbeitet — Zink korrodiert bevorzugt, damit der Stahl es nicht tut. Rotrost bedeutet, dass der Überzug an dieser Stelle aufgebraucht ist und der Stahlgrundwerkstoff korrodiert. Beides tritt zu sehr unterschiedlichen Zeitpunkten auf; eine Salzsprühnebelanforderung, die nicht nennt, welcher Endpunkt gezählt wird, hat also nichts festgelegt.

Warum kann ein Überzug mit weniger Salzsprühnebelstunden im Einsatz länger halten als einer mit mehr?

Weil sich die Mechanismen unterscheiden. Neutraler Salzsprühnebel ist dauerhaft nass, die reale Bewitterung dagegen nass und dann trocken. Erst die Trocknungsphase lässt Zink einen stabilen Carbonatfilm aufbauen, der einen großen Teil seines Langzeitschutzes trägt, und die Kammer lässt ihn nie entstehen. Eine Oberfläche, die auf diesen Film angewiesen ist, wird von der Prüfung benachteiligt; eine Oberfläche mit einfach mehr Opferzink wird von ihr geschönt.

Sollte der Salzsprühnebel an einem Prüfblech oder an der tatsächlichen Schraube geprüft werden?

Am tatsächlichen Teil, im Lieferzustand. Galvanische Schichten scheiden sich auf einem Gewinde ungleichmäßig ab — die Stromdichte ist an der Gewindespitze am höchsten und im Gewindegrund am niedrigsten —, sodass die dünnste Schicht dort sitzt, wo das Teil am höchsten beansprucht ist. Trommelgalvanisieren erhöht die Streuung von Teil zu Teil zusätzlich. Ein Wert am flachen Blech und ein Wert am fertigen Teil aus demselben Bad sind nicht dieselbe Zahl.

Quellen

• ASTM B117 — Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus. Laut Anwendungsbereich stellt das Verfahren eine kontrollierte korrosive Umgebung bereit, und die Ergebnisse haben sich allgemein nicht als zuverlässige Vorhersage der Lebensdauer erwiesen
• ISO 9227 — Corrosion tests in artificial atmospheres — Salt spray tests (das ISO-Gegenstück, einschließlich NSS, AASS und CASS)
• ISO 4042:2022 — Fasteners — Electroplated coating systems (Schichtdickenklassen)
• SAE J2334 — Cosmetic Corrosion Lab Test (zyklische Prüfung nass/trocken/feucht)
• Der VW-Rückruf wegen Lenkungsschrauben — Bruch, nachdem Korrosion den Querschnitt verringert hatte