ONE WAY TICKET KORROSION – NEVER COME BACK – WUNSCHTRAUM ODER MÖGLICH?

KORROSION RUND UMD DEN WASSERMISCHABREN KSS!

Was ist Korrosion?

Korrosion (von lat. corrodere, „zersetzen, zerfressen, zernagen“) ist aus technischer Sicht die Reaktion eines Werkstoffs mit seiner Umgebung, die eine messbare Veränderung des Werkstoffs bewirkt und zu einer Beeinträchtigung der Funktion eines Bauteils oder Systems führen kann.

Chemische Korrosion tritt an Metallen auf (DIN EN ISO 8044; ehemals DIN 50900). Die wohl bekannteste Art von Korrosion ist das Rosten, also die Oxidation von Eisen. Eine durch Lebewesen ausgelöste Korrosion wird als Biokorrosion bezeichnet. (Oxidation = Oxygenium = Sauerstoff)

Wie lässt sich Korrosion vermeiden?

Diese Frage habe ich lange mit unserem Labor und mittlerweile auch mit Kollegen diskutiert. Wir sind uns einig, dass man Korrosion, gerade an den Anlagen, in der Praxis nicht vollständig ausschliessen kann.

Warum?

Korrosionsschutz auf Bauteilen:

Der in wassermischbaren Kühlschmierstoffen enthaltene Korrosionsschutz basiert auf Additiven, meist auf Basis von Aminen und auf sogenannten Filmbildnern (hier: Mineralöl). Diese hinterlassen auf gereinigten Bauteilen einen transparenten, mildalkalischen Schutzfilm. Je nach Einsatzkonzentration des Kühlschmierstoffes ist dieser Film etwas stärker oder schwächer ausgeprägt.

Dieser Korrosionsschutz ist temporär wirksam und komplett wasserlöslich. Dies hat zum einen den Vorteil, dass die so behandelten Teile vor weiteren Prozessen (Härten usw.) einfach gereinigt werden können, aber zum anderen den Nachteil, dass diese Art Korrosionsschutz für eine längere Lagerdauer bzw. für den Transport nicht geeignet ist.

Wir sagen für den wasserlöslichen Korrosionsschutz von einigen unseren Kühlschmierstoffen, eine Lagerdauer von bis zu sechs Wochen zu, optimale Bedingungen vorausgesetzt (trockene Hallenlagerung, geringer Chlordiwert, usw.). Alles was darüber hinaus geht erfordert Zusatzmaßnahmen, wie zum Beispiel:

– Aufbringen eines Korrosionsschutzöls – Korrosionsschutz in der Regel 12 Monate bei Hallenlagerung
– Verpacken mit VCI Folie – Transportkorrosionsschutz
– Vakuumverpacken einzelner Bauteile – Transportkorrosionsschutz

Es muss auch beim Einsatz der VCI Folie sehr genau darauf geachtet werden, dass zum einen beim Verpacken keine Luftfeuchtigkeit mit eingeschlossen wird und zum anderen luftdicht verpackt wird, so dass die in der Verpackungseinheit vorhandene Atmosphäre auch dort bleibt und nicht nach außen entweicht.

Korrosionsschutz in der Anlage:

In den Bearbeitungszentren verhält sich der Korrosionsschutz erstmal ähnlich! Insbesondere ist hier aber auch Folgendes zu beachten:

  • Auswahl von korrosionsbeständigen Materialien
  • Vermeidung des Einschleppens von Rost über die Rohteile => Rohteile im Vorfeld schützen (Custos 10-27)
  • niedriger Chloridgehalt in der KSS-Emulsion um bestmöglichen Korr.schutz über den KSS zu gewährleisten
  • Vermeidung von Luftfeuchte => Anlage ausreichend „lüften“, bei Stillstand
  • Vermeidung von Kontaktkorrosion => Späne regelmässig an relevanten Stellen entfernen
  • Bei einer Anlagenreinigung generell inhibierte Reiniger oder direkt die Emulsion verwenden
  • Verwendung von trockener Sperrluft zum Schutz des Systems (wird auch von Hüller Hille angeboten)

Der Rost befindet sich üblicherweise an den Stellen, an welchen nicht permanent frischer KSS nachgesetzt wird, sondern da, wo
dieser bzw. das jeweilige Material in irgendeiner Form Gelegenheit hat mit Sauerstoff zu reagieren.

  • Auftrocknende Pfützen/ KSS Spritzer
  • Feuchträume (z.Bsp. im Inneren der Spindel (obwohl hier eigentlich kein KSS hinkommen sollte)
  • Dampfphase (Wände der Anlage, wo eigentlich nur Nebel landet)

An den Stellen, an welchen der KSS im Umlauf ist, wird er auch regelmäßig durch den Nachsatz aufgefrischt/stabil gehalten/ ausgetragen/verbraucht bzw. verbrauchte Inhaltsstoffe werden nachgeführt. Hier ist die Gefahr von Korrosionsbildung am geringsten. Sicherlich haben wir an diesen Stellen auch i.d.R. keine zusätzliche Belastung durch Sauerstoffeinwirkung.

Wo der KSS nur zeitweilig hinkommt (z. B. im Spritzbereich) trocknet er an bzw. verarmt an flüchtigen Komponenten bzw. wasseraffinen Stoffen (gehen beim Antrocknen mit dem Wasserdampf mit). Zurück bleiben u.a. die Salze aus dem Ansatzwasser. Hier kann es dann zu ungünstigen Verhältnissen kommen, d. h. korrosive Komponenten zu Korrosionsschutzkomponenten. Feuchtigkeit ist ja in Bearbeitungszentren allgegenwärtig.

Wo reines Wasser kondensiert ist + Sauerstoff ist Korrosion bei entsprechend Materialien vorprogrammiert.

Korrosionsschutz in der Dampfphase = aktiver Korrosionsschutz
Korrosionsschutz während der Lagerung = passiver Korrosionsschutz

Der Korrosionsschutz in der Dampfphase besteht u.a. aus flüchtigen Aminen, diese verhalten sich mit dem Wasser azeotrop. (Ein Azeotrop oder azeotropes Gemisch ist eine aus zwei oder mehr chemischen Verbindungen bestehende Flüssigkeit, deren Dampfphase dieselbe Zusammensetzung hat wie die flüssige Phase. Das Gemisch hat einen konstanten Siedepunkt und lässt sich nicht
durch einfache Destillation trennen; es verhält sich also wie ein Reinstoff. Azeotropie ist das Gegenteil von Zeotropie.)

Der passive Korrosionsschutz besteht aus Mineralöl und Aminseifen, auch sehr häufig Carboxylate genannt (= Reaktionsprodukt aus Aminen und Carbonsäuren).

Fazit

Ein wassermischbarer Kühlschmierstoff bedingt immer, dass diesem, spätestens beim Einsatz große Mengen Wasser zugeführt werden. (Einsatzkonzentration 5-10%, bedingt 95-90% Wasser) Das Wasser beinhaltet i.d.R. Salze, welche Korrosion fördern.

Überall dort, wo mit Wasser gearbeitet wird, entstehen Feuchträume, welche wieder maßgeblich für die Bildung von Korrosion sind.

Vergrößert man den Anteil an leicht flüchtigen Bestandteilen (Korrosionsschutz in der Dampfphase), bedingt dies i.d.R. eine höhere Belastung der Mitarbeiter.

Während wir bei einem wassermischbaren Produkt einen Korrosionsschutz auf Bauteilen, unter optimalen Bedingungen (trockene Lagerhaltung, …), von 6 Wochen gewährleisten, können wir dies leider nicht über Jahre an allen Stellen innerhalb der Anlage garantieren. Hierzu haben
wir zu geringen Einfluss auf die, unter Punkt 2 aufgeführten „Schutzvorkehrungen“. Nicht umsonst werden reine Korrosionsschutzöle empfohlen, wenn der Anwender einen Korrosionsschutz von >/= 12 Monaten wünscht.

To Do

Klare Vorgaben über die Korrosionsschutzanforderungen mit dem Lieferanten besprechen um dann ein gesamtheitliches Konzept zu erarbeiten. Dies beinhaltet neben Kontrolle, Pflege und Wechselintervallen des KSS, das Thema Wartung und Instandhaltung sowie die Berücksichtigung der gesamten Pherepherie. Mal eben so ohne aktive Zusammenarbeit und Mitarbeit des Anwenders ist dies nach Anforderung und auftretenden Problemen nicht möglich. Die Schwachstellen zu erkennen und zu beseitigen ist die gemeinsame Aufgabe des Anwenders und des Lieferanten.

Vielen Dank Frau Beil für diesen ausführlichen Beitrag.

 

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