Spannungsrisskorrosion und Qualitätssicherung an Messinglegierungen - Deutsches Kupferinstitut

Die Seite wird erstellt Simon Klein
 
WEITER LESEN
Kupfer-Symposium

 Spannungsrisskorrosion und Qualitätssicherung an
 Messinglegierungen
Erning, J.W.; Zunkel, A.; Klein, U. (1)

Messingwerkstoffe haben sich als Armaturen             den Erzeugnissen der      art eine spezifische Empfindlichkeit
für Trinkwasser-Installationen seit vielen Jah-        Gütegemeinschaft          aufweist.
ren neben anderen metallischen Werkstoffen             nachweisbar ist, aber     Die infrage kommenden kupferhal­
grundsätzlich bewährt. Fertigungstechnische und        eine korrekte Berück­     tigen Werkstoffe sind sowohl Kup­
wirtschaftliche Vorteile sprechen für den Werk-        sichtigung von Grenz­     fer-Zink- (Messing) als auch Kup­
stoff in diesem Einsatzbereich. Die als nachteilig     werten besonders der      fer-Zinn-Zink-Legierungen (Rotguss).
bekannte mögliche Neigung zur Spannungskor-            Härte im Herstellungs­    Beide Werkstoffgruppen weisen Vor-
rosion, in deren Folge Ereignisse mit erheblichen      prozess der Bauteile      und Nachteile auf, die für den jewei­
Wasserschäden auftreten können, soll durch eine        die Empfindlichkeit       ligen Einsatzfall in der Planungspha­
zuverlässige Überwachung der Produktion in der         deutlich herab setzt.     se einer Installation beachtet werden
                                                       Die Gütesicherung         müssen. So gehört zu den Vorzü­
Anwendung vermieden werden. Ein typisches
                                                       kann hier ausreichend     gen von Messing beispielsweise die
Messing-Bauteil wie die Hahnverlängerung dient
                                                       beständige Bauteile       kostengünstige Bauteilfertigung und
als praxisnaher Prüfgegenstand.                        gewährleisten.            eine höhere mechanische Festigkeit
                                                                                 und zu den Nachteilen die bereits

D
       ie Bestimmungen zur Güte­        Anlass der Arbeiten                      genannte werkstoffeigene Anfällig­
       sicherung der Gütegemein­                                                 keit gegenüber Spannungskorrosion.
       schaft Messing-Hahnverlän­       Im Bereich der Trinkwasserinstalla­      Die vorliegenden Untersuchungen
gerungen e.V. werden dahingehend        tion kam es bis zum gegenwärtigen        beschäftigen sich mit den Prüfbe­
überprüft, ob die Aussagefähigkeit      Zeitpunkt immer wieder zu Schäden        stimmungen der Gütegemeinschaft
und Anwendbarkeit für den Installa­     in und an Gebäuden infolge von           Messing Sanitär und der Aussage­
teur unter Praxisbedingungen gege­      plötzlichem Wasseraustritt, wobei sich   fähigkeit der Prüfergebnisse unter
ben ist und damit das Risiko für        als Ursache das Versagen von ein­        Berücksichtigung der bereits vor­
den Schadenseintritt von vornherein     zelnen Bauteilen aus kupferhaltigen      handenen Erfahrungen bezüglich
minimiert werden kann. Die Aussa­       Werkstoffen herausstellte. Besonders     der baupraxisbedingten Einflüsse,
gen stützen sich auf Werkstoff- und     häufig betroffen sind Hahnverlän­        die im Rahmen von Schadensanaly­
Gefügeuntersuchungen, Härtemes­         gerungen oder auch Eckventile aus        sen von Bedeutung sind. Den Kern
sungen, gezielte Variation der Ferti­   Messing. Im Zuge der Beseitigung         der Untersuchungen stellen dabei
gungs-Parameter und umfangreiche        und Aufklärung derartiger Schäden        Materialkennwerte wie verschiedene
Schraubversuche.                        entsteht oft eine juristische Aus­       Härtebereiche dar, die die Anfällig­
Im Ergebnis wird festgestellt, dass     einandersetzung um die Schadens­         keit gegenüber Spannungskorrosion
zwar die naturgesetzliche Neigung       ursache. In der Regel treten zwar        beeinflussen.
der untersuchten Messingwerkstof­       geringe Kosten für den Ersatz des
fe zur Spannungskorrosion auch an       schadhaften Installationsteiles auf,     Zur Spannungskorrosion von
                                        die Folgeschäden durch Wasserein­        Messing
                                        bruch sind aber immens und nicht
                                        selten wird ein Schadensumfang von       Spannungskorrosion bei Kupferwerk­
                                        vielen Tausend Euro erreicht. Beson­     stoffen - wie auch bei anderen metal­
                                        ders unbefriedigend ist die Situation    lischen Baustoffen - tritt auf, wenn
                                        dann, wenn sich bei der Aufklärung       gleichzeitig mehrere Faktoren als
                                        der Schadensursache herausstellt,        notwendige Voraussetzungen existie­
                                        dass die Regeln der Technik eingehal­    ren. Diese Faktoren sind
                                        ten worden sind, der Werkstoff alle            ein für das System kritisches
                                        Sollwerte erfüllt und der Betrieb der          Medium,
                                        Anlage vorschriftsmäßig erfolgt. In            eine besondere Empfindlichkeit
                                        diesem Zusammenhang wird Span­                 des Werkstoffes gegenüber die­
                                        nungskorrosion als mögliche Ursache            sem Medium und
Bild 1: Beispiel für ein gebroche-      attestiert, da der Werkstoff Messing           ausreichende mechanische Bean­
nes Eckventil                           ganz allgemein für diese Korrosions­           spruchungen, speziell Zugspan­

734                                                                                         · 61. Jahrgang · 11/2007
Oberflächen

                                          meisten eingesetzten Kupfer-Zink-         zu sehen, da hier durch die beim Ver­
                                          Legierungen. Sie dienen der Herstel­      schrauben auftretende Aufweitung
                                          lung von Armaturen, Ventilen und          Zugspannungen eingebracht werden.
                                          Installationsteilen unterschiedlicher     Entscheidend dafür sind das Maß der
                                          Art und verschiedener Einsatzzwe­         Verformung während der Montage
                                          cke. Die Werkstoffe sind zwar zu          sowie die Härte des Bauteils, die ein
                                          den spannungskorrosionsanfälligen         indirektes Maß für die plastische Ver­
                                          zu zählen, bisherige Erfahrungen aus      formbarkeit darstellt. Als Grenzmaß
                                          der Praxis unter Berücksichtigung des     für die Prüfung wird eine Aufweitung
                                          weiten Einsatzbereiches rechtfertigen     von 0,4 % des Umfangs angenom­
                                          aber keine grundsätzlichen Bedenken       men. Um diese Aufweitung sicher zu
                                          bezüglich ihrer Verwendungssicher­        erreichen, wurde in den alten Güte­
                                          heit.                                     bestimmungen die Verwendung eines
                                          Die zur Auslösung von Spannungs­          speziellen Prüfkörpers mit erhöhter
Bild 2: Prüfkörper aus den alten          korrosion notwendigen Zugspan­            Steigung angegeben.
Gütebestimmungen                          nungen können an einem Bauteil            Dieser Prüfkörper führt zwar sicher
                                          in Form von Eigenspannungen von           zu der benötigten Aufweitung, führt
      nungen, die im Bauteil auftre­      vornherein als Folge des Herstel­         aber zu einer punktuellen Belastung
      ten.                                lungs- und Verarbeitungsprozesses         des Bauteils am äußeren Rand. Die
Die Rissbildung als Folge von Span­       vorhanden sein. Sie können aber           in der Praxis vorliegende Belastung
nungskorrosion wird dann als Span­        auch durch bestimmungsgemäße              durch das konische Außengewinde
nungsrisskorrosion bezeichnet [4].        Montage oder Belastung im Betrieb         nach [13] ist weit stärker über den
Beteiligt an dieser Korrosionsart sind    hervorgerufen werden. Diese stel­         gesamten Gewindebereich verteilt.
der Vorgang der Korrosion und die         len für die Frage des Versagens im
Dehnung des Metalls als Folge von         Betrieb die entscheidende Größe dar.      Versuche
innerer oder aufgebrachter Zugspan­       Dabei ist es entscheidend, dass das
nung. Ein klassisches Schadensbild        Bauteil nicht zu viel elastische Span­    Untersuchungsmaterial
sieht dann wie folgt aus:                 nung aufnehmen muss. Die Hahnver­
Das Versagen des betroffenen Bau­         längerung ist in dieser Hinsicht sicher   Die Untersuchungen beziehen sich
teils tritt schlagartig zutage, am hier   als besonders kritische Anwendung         vorwiegend auf Erzeugnisse von
gezeigten Eckventil ist die Bruch­                                                  Mitgliedern der Gütegemeinschaft
fläche im Gewindebereich zu sehen.                                                  Messing-Hahnverlängerungen. Ein­
Ohne vorherige äußere Anzeichen                                                     zelne Proben, die aus dem Fachhan­
wie z.B. Verformungen tritt der Bruch                                               del bezogen worden sind und kein
auf. Dabei können die Risse sowohl                                                  Gütezeichen besitzen, wurden zum
trans- als auch interkristallin sein,                                               Vergleich parallel untersucht.
wie die entsprechenden metallo­
grafischen Untersuchungen bei der                                                   Härtemessung
Schadensaufklärung dann regelmäßig
nachweisen.                                                                         Der in [6] genannte Grenzwert für
Von Messingsorten mit Kupfer­                                                       die Härte als mechanischer Kennwert
gehalten unter 80 – 85 % ist seit                                                   zur Vermeidung von Spannungs­
langem die Anfälligkeit gegenüber                                                   korrosion wird nach DIN EN ISO
dieser Korrosionsart bekannt, wobei                                                 6506-1 [7] als Brinellhärte gemes­
als spezifische Medien in Anwesen­                                                  sen. Der Grenzwert der Brinellhärte
heit von Sauerstoff und Feuchtigkeit                                                beträgt für die Hahnverlängerungen
Stickstoffverbindungen, insbesondere                                                115 HBW 2,5/62,5. Zu Beginn der
Ammoniak und seine Verbindungen                                                     Untersuchungen wurde festgestellt,
gelten. Bereits geringste Mengen eines                                              dass nicht gütegesicherte Bauteile
rissauslösenden Mediums können am                                                   diesen Wert teilweise unterschrei­
Schadensfall beteiligt sein, ohne dass                                              ten, zum Teil aber auch darüber
der Nachweis derartiger Substanzen                                                  liegen und damit der erforderliche
nachträglich immer möglich ist.                                                     Eigenspannungszustand nicht immer
Die auch für Hahnverlängerungen                                                     eingehalten wird. Die Prüfstücke,
eingesetzten Messingsorten mit einem                                                die durch ein Gütezeichen gekenn­
Gehalt an Kupfer von ca. 58 % zählen                                                zeichnet sind, genügen aber den
wegen ihrer guten Verarbeitungs­          Bild 3: Hahnverlängerung mit              Erfordernissen der Gütegemeinschaft
eigenschaften zu den weltweit am          Prüfkörper                                hinsichtlich der Brinellhärte.

         · 61. Jahrgang · 11/2007                                                                                  735
Kupfer-Symposium

                                                                                50916-2 [15] über 96 Stunden – in
                                                                                einigen Fällen auch bis zu sieben
                                                                                Tagen - im Dampfraum über einer
                                                                                Lösung aus Ammoniumchlorid und
                                                                                Natriumhydroxid mit definiertem pH-
                                                                                Wert und einer Temperatur im Prüf­
                                                                                gefäß von 30 °C.
                                                                                Nach dieser Prüfung und anschlie­
                                                                                ßender Reinigung dürfen keine Risse
                                                                                erkennbar sein. Dabei erfolgten die
                                                                                visuellen Untersuchungen mit einer
Bild 4: Gefügedarstellung im             Bild 5: Gefügedarstellung im           etwa 6- bis 10-fachen Vergrößerung
Querschliff                              Längsschliff                           und entsprechender Fotodokumenta­
                                                                                tion. Das nebenstehende Bild ist bei­
In weiteren Untersuchungen kamen         Gefügeuntersuchungen                   spielgebend für das Erscheinungsbild
Hahnverlängerungen aus zwei unter­                                              bei diesen Untersuchungen.
schiedlichen Legierungen zum Ein­        Um den Ausgangszustand des Proben­
satz, die in fünf verschiedenen Härte­   materials zu dokumentieren, wurden     Metallografie
bereichen vorlagen.                      Proben metallografisch untersucht.
                                         Dazu wurden Längs- und Querschliffe    Die visuellen Untersuchungen sind
Werkstoffanalyse                         präpariert und geätzt. Bei den Farb­   – mit Ausnahme von deutlich sicht­
                                         ätzungen handelt es sich nach [10]     baren Rissen – nur eingeschränkt
Die Untersuchungen zur Werkstoff­        um eine als „Klemm II“ bezeichnete     aussagefähig über den Grad der
analyse mittels Funkenemissions­         Ätzung. Alle Proben weisen mehr        Schädigung am jeweiligen Bauteil.
spektrometer „Spectrolab M“ haben        oder weniger deutlich ein typisches    Deshalb wurde in Ergänzung zu den
ergeben, dass alle untersuchten          Mischkristallgefüge auf, wobei Korn­   normierten Prüfbestimmungen eine
Materialproben aus der Gütegemein­       orientierungen in Abhängigkeit von     Reihe metallografischer Untersu­
schaft in ihrer Zusammensetzung          der Längs- oder Querrichtung der       chungen durchgeführt. Bei der Dar­
den Werkstoffen mit den Bezeich­         eingebetteten Schliffprobe erkennbar   stellung der Untersuchungsergebnisse
nungen CuZn39Pb3 oder CuZn40Pb2          sind.                                  in dieser Form ist eine genauere und
für das Kurzzeichen bzw. CW614N                                                 weitestgehend objektive Bewertung
oder CW617N für die Nummer nach          Schraubversuche                        der metallografischen Schliffbilder
DIN EN 12164 [8] entsprechen. Die                                               möglich. Unterschiedliche Rissbreiten
früher verwendete bekannte Bezeich­      Die Versuchsbedingungen orientierten   und –längen aber auch der Rissver­
nung für diese Werkstoffe ist „MS 58“    sich an den Prüfbestimmungen für die   lauf können bei vergleichenden Bil­
oder die Werkstoffnummern 2.0401         Gütesicherung des Bauteiles Messing-   dern auch quantitativ bewertet wer­
bzw. 2.0402 (DIN 17672-1:1983-12).       Hahnverlängerung [11] aber auch an     den. Der Einfluss der Versuchsdauer
                                         den in der Praxis üblichen Gewin­      zwischen 24 Stunden und maximal
                                         deverbindungen zwischen zylind­        sieben Tagen und die Wahl der Schlif­
                                         rischem Innengewinde der Hahnver­      febene direkt an der Stirnseite oder in
                                         längerung und konischem Außenge­       2 mm Schnitttiefe werden bei dieser
                                         winde („Withworth-Außengewinde“).      Darstellung deutlicher erkennbar.
                                         Aufgrund der fertigungsbedingt im      Bei der Gegenüberstellung dieser bei­
                                         Werkstück verbliebenen Spannungen      den Bilder wird erkennbar, dass die
                                         sollte die mögliche Größenordnung      meisten Risse von der Stirnfläche
                                         der zusätzlich entstehenden Mon­       der Hahnverlängerungen ausgehen
                                         tagespannungen definierbar sein. Die   und bereits nach dem Abschleifen
                                         sich ergebende Aufweitung des äuße­    etwa 2 mm in der Längsrichtung des
                                         ren Durchmessers an der Hahnverlän­    Bauteils deutlich weniger Risse fest­
                                         gerung um etwa 0,11 mm wurde bei       zustellen sind.
                                         den Einschraubversuchen kontrolliert
Bild 6: Risse in vergrößerter Dar-       und möglichst genau eingehalten.       Untersuchungen mit Proben
stellung auf der Außenfläche ver-                                               unterschiedlicher Härte
schraubter, der Prüfatmosphäre           Prüfung auf
ausgesetzter Hahnverlängerungen          Spannungsrisskorrosion                 Die Untersuchungen von Proben in
(Die Markierungen kennzeichnen                                                  verschiedenen Härtebereichen brach­
die Schliffebene für die metallo-        Die Prüfung auf Spannungsrisskorro­    ten die deutlichsten Ergebnisse. Mit
grafischen Untersuchungen.)              sionsbeständigkeit erfolgt nach DIN    einer Härte oberhalb von 150 HBW

736                                                                                         · 61. Jahrgang · 11/2007
Oberflächen

                                                                                Spannungskorrosion mit steigendem
                                                                                Zinkgehalt stets zunimmt und als
                                                                                besonders anfällig Messinge mit
                                                                                mehr als 15 Masse-% Zink und Son­
                                                                                dermessinge mit etwa 42 Masse-%
                                                                                Zink gelten. Entgegen diesen Aus­
                                                                                sagen haben die hier vorliegenden
                                                                                Untersuchungen im Vergleich zweier
                                                                                Legierungen mit annähernd gleicher
                                                                                Härte dem Werkstoff CW 617 N
                                                                                (CuZn40Pb2) eine bessere Bestän­
Bild 7: Metallografischer Quer-          Bild 8: Probe wie in Bild 5,           digkeit gegenüber Spannungskor­
schliff durch die Bauteilwand            Schliffebene 2 mm tiefer               rosion attestiert als der Legierung
einer Hahnverlängerung                                                          mit dem Kurznamen CW 614 N
(Betrachtung von der Stirnseite                                                 (CuZn39Pb3). Die Ursachen dafür
entsprechend der Kennzeichnung                                                  sind mit hoher Wahrscheinlichkeit in
im Bild 6)                                                                      den betriebsbedingten unterschied­
                                                                                lichen Verfahren verschiedener Her­
25/62,5 versagen die Prüfkörper          Inwieweit durch die unterschied­       steller zu suchen. Darüber hinaus
beim Test auf Spannungsrisskorro­        lichen Verfahren Differenzen bezüg­    ist der zuletzt genannte Werkstoff
sion bereits nach 24 Stunden sicher.     lich der Beständigkeit erzeugt wer­    CW 614 N aufgrund der Anforde­
Die Proben mit der Härte größer als      den, sollte durch die Untersuchung     rungen aus DIN 50 930 – 6 nicht
140 HBW 25/62,5 fallen nach 96           spezieller wärmebehandelter Proben     mehr in den aktuellen Güte- und
Stunden Prüfdauer aus. Mit abneh­        ermittelt werden. Im Ergebnis zeigte   Prüfbestimmungen enthalten.
mender Brinellhärte wird die Bestän­     sich ein deutlich verbessertes Ver­    Bezogen auf die untersuchten Prüf­
digkeit der Prüflinge im Test deutlich   halten der Hahnverlängerungen, die     linge hat der Spannungszustand des
verbessert, Proben mit einer maxi­       abschließend nach der Fertigung        jeweiligen Werkstücks einen stärkeren
malen Härte von 110 bis 115 HBW          dem Glühprozess unterzogen worden      Einfluss auf die Spannungskorrosion
25/62,5 sind insgesamt als günstig       sind. Das Glühen von Hahnverlän­       als die relativ geringen Unterschiede
zu bezeichnen.                           gerungen am Ende der Fertigung         in der Werkstoffzusammensetzung.
Bei den Untersuchungen mit ver­          auf einen Wert der Brinellhärte von    Die Spannungen, die letztendlich im
schiedenen Halbzeugzuständen an          weniger als 110 HBW 2,5/62,5 erhöht    Bauteil vorhanden sind, setzen sich
zwei unterschiedlichen Legierungen       die Beständigkeit der Bauteile gegen   aus den Eigenspannungen des Werk­
konnten Ergebnisse erzielt werden,       Spannungskorrosion und verhindert      stoffs und den Montagespannungen
die eindeutige Aussagen zulassen.        das Auftreten von Rissen, die zum      zusammen. Besonders kritisch sind
Im Härtebereich 115 HBW 2,5/62,5         Bruch führen.                          dabei Zugbeanspruchungen an der
hat sich die Legierung CW 617 N                                                 Oberfläche, die z.B. an scheinbar
(CuZn40Pb2) als der gegen Span­          Diskussion                             unbeanspruchten Teilen zum Auf­
nungskorrosion beständigere Werk­                                               reißen führen. Aus diesen Grün­
stoff erwiesen. Darüber hinaus sind      Im Ergebnis aller Untersuchungen       den werden die Hahnverlängerungen
bei diesem Werkstoff die Hahnver­        wurde im wesentlichen eine Aussa­      teilweise am Ende der Fertigung
längerungen mit den höheren Här­         ge dahingehend erwartet, dass bei      spannungsarm geglüht. Die Ergeb­
tewerten im Verlauf der Prüfung auf      Einhaltung aller Grenzwerte und        nisse der Gefügeuntersuchungen zei­
Spannungskorrosion zuerst gerissen.      Vorgaben für die Messing-Hahnver­      gen zwar geringfügige Unterschiede
                                         längerungen der Gütegemeinschaft       bei verschiedenen Herstellern, las­
Untersuchungen mit Proben                die Wahrscheinlichkeit für das Auf­    sen aber keine Zusammenhänge zu
unterschiedlicher Hersteller             treten von Spannungskorrosion an       den gemessenen Härtewerten und
                                         den Verlängerungen nur noch sehr       letztendlich der Anfälligkeit gegen
Zur Einstellung der gewünschten Här­     gering ist.                            Spannungskorrosion erkennen. Die
te kann man zum einen von einem          Die Untersuchungen zur Werkstoff­      Bilder dokumentieren, dass bei den
Halbzeug niedriger Härte ausgehen        zusammensetzung belegen eine dem       untersuchten Proben trotz span­
und so mit den fertigungsbedingten       technischen Regelwerk entsprechende    nungsarmen Glühens die Gefüge der
Aufhärtungen zu der gewünschten          Qualität, die geringfügigen Unter­     Hahnverlängerungen die fertigungs­
Endhärte gelangen. Zum anderen           schiede sind auf normale Schwan­       bedingten Orientierungen beibehal­
kann man die Teile nach der Ferti­       kungen in den Legierungs-Chargen       ten haben. Nach [16] ist es vielfach
gung einem Glühprozess unterzie­         zurückzuführen. In der Fachlitera­     üblich, geforderte mechanische Werte
hen, um die Aufhärtungen durch           tur [16], [17] wird dazu ausgeführt,   durch Glühoperationen zu erzielen.
die Verarbeitung wieder abzubauen.       dass die Empfindlichkeit gegenüber     Höhe und Dauer der Glühtemperatur

         · 61. Jahrgang · 11/2007                                                                             737
Kupfer-Symposium

haben einen ganz entscheidenden           auf den visuellen Untersuchungen        Literatur
Einfluss auf die mechanischen Eigen­      ohne optische Hilfsmittel scheint
schaften und das Gefüge der Kup­          nicht ausreichend sicher zu sein.       [1] DIN 1988: Technische Regeln für Trink-
                                                                                      wasserinstallationen (TRWI); 1988
fer-Zink-Legierungen. Diese Werte         Ergänzende metallografische Unter­      [2] DVGW Arbeitsblatt W 534: Rohrverbin-
bestimmen maßgeblich den Eigen­           suchungen unterstützen auf jeden            der und Rohrverbindungen; September
spannungszustand des Werkstoffes,         Fall die Bewertung des Werkstoffzu­         1995
was im Hinblick auf die Empfindlich­      standes. Inwieweit kleine und nicht     [3] Verordnung zur Novellierung der Trink-
                                                                                      wasserverordnung vom 21. Mai 2001
keit gegenüber Spannungskorrosion         durch den gesamten Querschnitt des      [4] DIN EN ISO 8044: Korrosion von Metal-
von Bedeutung ist.                        Bauteiles verlaufende Risse, die in         len und Legierungen; Grundbegriffe und
Die Auswertung der Versuche mit           den metallografischen Querschliffen         Definitionen; November 1999
                                                                                  [5] Lange, G.: Systematische Beurteilung
Hahnverlängerungen deutlich unter­        unterschiedlich deutlich erkennbar
                                                                                      technischer Schadensfälle; Wiley-VCH
schiedlicher Härte zeigt, dass das Kri­   sind, einen Gradmesser für Anfällig­        Verlag; Weinheim 2001
terium der Gütesicherung, nach 24         keit gegenüber Spannungskorrosion       [6] DIN 3523: Armaturen für Trinkwasser-
Stunden Prüfdauer ein Versagen zu         bilden, kann nicht genau definiert          Installationen; Verlängerungen; April
                                                                                      2001
beurteilen, die besonders anfälligen      werden. Möglicherweise stellen eben     [7] DIN EN ISO 6506-1: Metallische Werk-
Qualitäten sicher erkennt. Dieses Kri­    diese Mikrorisse auch einen Abbau           stoffe; Härteprüfung nach Brinell; Teil 1:
terium erscheint zur Erkennung von        von Eigenspannungen im Bauteil              Prüfverfahren (ISO 6506-1 : 1999)
                                          dar. Das bedeutet, dass viele kleine    [8] DIN EN 12164: Kupfer und Kupfer-
groben Fehlern ausreichend.
                                                                                      legierungen; Stangen für die spanende
In Auswertung umfangreicher               Risse einen Spannungsabbau ohne             Bearbeitung; September 2000
Schraubversuche wird festgestellt,        Bauteilversagen bewirken können         [9] DIN 50 930-6: Korrosion metallischer
dass die Verwendung eines spezi­          und nur einzelne große Risse zum            Werkstoffe im Innern von Rohrleitungen,
                                                                                      Behältern und Apparaten bei Korrosions-
ell angefertigten Prüfkörpers nicht       Bruch durch die Bauteilwand füh­            belastung durch Wässer; Beeinflussung
notwendig ist. Die Schraubverbin­         ren. Dieses Rissverhalten genauer zu        der Trinkwasserbeschaffenheit; August
dung in der Art und Weise, wie sie        untersuchen, liefert auf jeden Fall         2001
auch in einer üblichen Installation       wertvolle Informationen bezüglich       [10] Weck, E.; Leistner, E.: Metallografi-
                                                                                       sche Anleitung zum Farbätzen nach
zum Einsatz kommt – also Ver­             der Bewertung des Werkstoffes und            dem Tauchverfahren; Fachbuchreihe
bindungen zwischen zylindrischem          seiner Spannungskorrosionsempfind­           Schweißtechnik; DVS-Verlag Düssel-
Innengewinde der Hahnverlänge­            lichkeit.                                    dorf 1995
                                                                                  [11] Messing-Hahnverlängerungen für die
rung und konischem Außengewinde
                                                                                       Trinkwasserinstallation; Gütesicherung
(„Withworth-Außengewinde“) des            Zusammenfassung und                          RAL-GZ 643; Deutsches Institut für
Rohres oder einem anderen Bau­            Schlussfolgerungen                           Gütesicherung und Kennzeichnung e.V.;
teil der Installation – ist auch für                                                   November 1999
                                                                                  [12] Messingbauteile für die Gas- und Trink-
Prüfzwecke an den Hahnverlänge­           Die Untersuchungen haben ergeben,            wasserinstallation; Gütesicherung RAL-
rungen geeignet. Diese Verbindungs­       dass Hahnverlängerungen, die Bri­            GZ 643; Deutsches Institut für Gütesi-
art kommt dem praktischen Einsatz­        nell-Härten kleiner als 110 (für HBW         cherung und Kennzeichnung e.V.; Juli
fall am nächsten, folglich ist auch       2,5/62,5) aufweisen, ausschließlich          2002
                                                                                  [13] DIN 2999-1: Whitworth-Rohrgewinde
eine gute Übertragbarkeit der Prüf­       kleine oberflächliche Risse bilden,          für Gewinderohre und Fittings; Zylindri-
ergebnisse auf den Anwendungsfall         die nicht zum Versagen des Bauteils          sches Innengewinde und kegeliges Au-
gewährleistet. Die Verwendung eines       führen.                                      ßengewinde; Gewindemaße; Juli 1983
                                                                                  [14] DIN 50916-1: Prüfung von Kupferle-
Standardgewindenippels nach [13]          Die Verwendung eines Außengewin­             gierungen; Spannungsrisskorrosions-
führt zu einer besseren Einleitung der    des nach [13] führt zu einer besseren        prüfung mit Ammoniak; Prüfung von
Kräfte durch die Aufweitung als der       Krafteinleitung in das zu prüfende           Rohren, Stangen und Profilen; August
ursprünglich verwendete Prüfkörper,       Bauteil. Die Unterscheidung zwi­             1976
                                                                                  [15] DIN 50916-2: Prüfung von Kupferle-
der die Kräfte nur in den äußers­         schen kleinen und großen Rissen ist          gierungen; Spannungsrisskorrosions-
ten Rand des Gewindes einbringen          damit sicherer möglich.                      prüfung mit Ammoniak; Prüfung von
konnte. Die vereinzelt immer auftre­      Die Prüfung auf Beständigkeit gegen          Bauteilen; September 1985
                                                                                  [16] Dies, K.: Kupfer und Kupferlegierungen
tenden oberflächlichen Risse führen       Spannungsrisskorrosion nach DIN
                                                                                       in der Technik; Springer-Verlag Berlin/
zu einer Entspannung der elasti­          50916-2 führt schon nach einer Prüf­         Heidelberg/New York 1967
schen Zugspannungen und damit zu          dauer von 24 Stunden zu einem           [17] Nürnberger, U.: Korrosion und Korrosi-
einem Ende der Spannungskorrosion.        sicheren Erkennen von Proben, die            onsschutz im Bauwesen, Band 2; Bau-
                                                                                       verlag GmbH Wiesbaden und Berlin;
Derartige Zustände wären mit dem          deutlich außerhalb der Bedingungen           1995
ursprünglichen Prüfkörper gar nicht       zur Einhaltung der Güterichtlinien
nachstellbar, weil die Verformung         liegen.
nur in diesem engen Bereich einge­        Das Glühen zum Abbau von Eigen­         (1) Dr.-rer.nat. J.W. Erning, Dipl.-Ing.
bracht wurde.                             spannungen im Formteil am Ende des          A. Zunkel, Dipl.-Ing. U. Klein,
Die Beurteilung der Proben nach           Fertigungsprozesses führt zu einem          Bundesanstalt für Materialfor­
der Prüfung auf Spannungsrisskor­         eigenspannungsarmen Zustand der             schung und -prüfung (BAM), Ber­
rosionsbeständigkeit allein basierend     Bauteile Hahnverlängerung.                  lin

738                                                                                             · 61. Jahrgang · 11/2007
Sie können auch lesen