德国针对排气管尾气冷凝液腐蚀的标准

 

VDA Empfehlung / VDA Recommendation 230-214

Juni 2018 / June 2018

Beständigkeit metallischer Werkstoffe gegen Kondensat-Korrosion in

abgasführenden Bauteilen - Prüfmethode -

Resistance of metallic materials to condensate corrosion in exhaust-

gas-carrying components - Testing methods -

VDA

230-214

1. Prüfmethode

1. Test methode

1.1. Definitionen

1.1. Definitions

1.2. Prüfbedingungen

1.3. Bewertung und Prüfbericht

1.4. Änderungen

1.2. Test conditions

1.3. Evaluation and test report

1.4. Changes

2. Anhang  Analyse von Proben

2.1. Definitionen

2. Annex  Analysis of samples

2.1. Definitions

2.2. Probenreinigung

2.2. Cleaning of samples

2.3. Bestimmung von Korrosionsart,

Probenmasse und Materialabtrag

2.4. Messmethoden für Lochkorrosion

2.5. Auszuwertende Probenbereich

2.6. Zu ermittelnde Merkmale

2.7. Dokumentation

2.3. Determining corrosion type, sample

mass and loss of material

2.4. Methods for measuring pitting

2.5. Areas of evaluation

2.6. Characteristics to be determined

2.7. Documentation

2.8. Empfehlung möglicher Messverfahren

2.9. Extremwertstatistik

2.8. Recommended measuring procedures

2.9. Extreme value statistics

Haftungsausschluss:

Disclaimer:

Die VDA-Empfehlungen sind Empfehlungen,

die jedermann frei zur Anwendung stehen.

Wer sie anwendet, hat für die richtige Anwen-

dung im konkreten Fall zu tragen.

The VDA recommendations are recommen-

dations that are available for anyone to use.

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Sie berücksichtigen den zum Zeitpunkt der

jeweiligen Ausgabe herrschenden Stand der

Technik. Durch das Anwenden der VDA-

Empfehlungen entzieht sich niemand der

Verantwortung für sein eigenes Handeln. Je-

der handelt insoweit auf eigene Gefahr. Eine

Haftung des VDA und derjenigen, die an

VDA-Empfehlungen beteiligt sind, ist ausge-

schlossen.

The VDA recommendations give due

consideration to the prevailing state-of-the-art

at the time of publication. Use of the VDA

recommendations does not allow a person to

avoid assuming responsibility for his or her

actions. In this respect, everyone acts at their

own risk. The VDA and the parties involved in

drawing up the VDA recommendations

assume no liability whatsoever.

Jeder wird gebeten, wenn er bei der Anwen-

dung der VDA-Empfehlungen auf Unrichtig-

keiten oder die Möglichkeit einer unrichtigen

Auslegung stößt, dies dem VDA umgehend

mitzuteilen, damit etwaige Mängel beseitigt

We request that anyone

or the possibility of an

when using the VD

contacts the VDA imm

r

n

s

y

Fortsetzung Seite 2 bis xx

Conti

xx

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represents the original and should be

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to the fact that this document is a translation,

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a certain degree of ambiguity arising.

1.

Prüfmethode

1.

Test methode

Anwendungsbereich und Zweck

Area of application and purpose

Dieses VDA Prüfblatt beschreibt die Vorge-

hensweise bei Korrosionsuntersuchungen

metallischer Werkstoffe und Oberflächen,

für die ein Einsatz in abgasführenden Bau-

teilen vorgesehen ist.

This VDA test specification sheet describes

the procedures used in the corrosion testing

of metallic materials and surfaces which are

planned for use in exhaust gas-carrying

components.

Die Untersuchungsergebnisse geben Hin-

weise, bei welchen Werkstoffen unter kor-

rosiven Beanspruchungen auf der Ab-

gasseite bevorzugt Korrosionsreaktionen

auftreten. Dabei werden spezielle Abgas-

kondensate und eine definierte, neu entwi-

ckelte Prüftechnologie eingesetzt.

The testing results give information about

which materials tend to show corrosive re-

actions if exposed to corrosion conditions

on the exhaust gas side. In doing so, spe-

cial exhaust gas condensates and a de-

fined, newly developed test technology is

used.

Die Untersuchung des Korrosionsverhaltens

unter atmosphärischen Korrosionsbean-

spruchungen (Außenseite der abgasführen-

den Bauteile) ist nicht Bestandteil dieses

VDA-Prüfblattes.

The testing of the corrosion characteristics

under atmospheric corrosion (outside of the

exhaust gas-carrying component) is not a

part of this VDA test specification.

Weichen die realen Temperaturen und

möglichen Kondensatzusammensetzungen

bei abgasberührten Oberflächen von den in

diesem Prüfblatt definierten Kondensaten

wesentlich ab, sollten diese Parameter

auch im Versuch angepasst werden. Die

entsprechenden Abweichungen müssen in

diesem Fall zwischen den Beteiligten abge-

stimmt werden.

If the actual temperatures and possible

condensate compositions which the ex-

haust gas-contacting surfaces are exposed

to deviate greatly from the condensates

defined in this test specification sheet,

these parameters should also be adjusted

in the trials. In this case, the corresponding

deviations must be agreed upon by the in-

volved parties.

Es ist zu beachten, dass die Durchführung

der hier beschriebenen Laborversuche die

Untersuchung des realen Bauteilverhaltens

unter praxisgemäßen Bedingungen nicht

ersetzen kann.

It should be observed that the implementa-

tion of the laboratory trials described here

cannot substitute for actual component be-

haviour under practical field conditions.

Für die Entscheidung zur Auswahl von

Regarding the decision involved with choos-

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Werkstoffen für abgasberührte Fahrzeug-

bauteile müssen zusätzlich erweiterte, über

den Inhalt dieser hier beschriebenen Unter-

suchungen hinausgehende bauteilspezifi-

sche Erprobungen mit praxisgemäßen Be-

anspruchungen erfolgen.

ing materials for exhaust gas-contacting

vehicle components, additional extended

tests which are above and beyond the con-

tents of the component-specific tests de-

scribed here must be done using practical

exposures.

Die für den Umgang mit Chemikalien und

höheren Temperaturen jeweils geltenden

Sicherheitsvorschriften sind zu beachten.

When using chemicals and higher tempera-

tures, the respective valid safety regula-

tions have to be followed.

1.1

Definitions

1.1

Definitionen

The corrosion resistance is defined as the

resistance of a metallic surface of a compo-

nent and/or the complete exhaust gas system

to damages.

Die Korrosionsbeständigkeit wird definiert

als die Beständigkeit einer metallischen

Oberfläche einer Komponente bzw. der

kompletten Abgasanlage gegen Schäden.

Corrosion damage leads to functional im-

pairment of the component due to the con-

tact of the metallic surface with exhaust gas

condensates and thermal load.

Korrosionsschäden führen zur Funktions-

beeinträchtigung der Bauteile infolge des

Kontaktes der metallischen Oberfläche mit

Abgaskondensaten und thermischer Bean-

spruchung.

All components used for leading off and

post-treatment of exhaust gases are desig-

nated as exhaust gas systems in the follow-

ing.

Als Abgasanlage werden im Folgenden alle

zur Ableitung und zur Nachbehandlung des

Abgases verwendeten Bauteile bezeichnet.

1.2

Test conditions

1.2

Prüfbedingungen

1.2.1 Methods

1.2.1 Methode

The test for the resistance of materials

and/or components is done by synthetic

condensates exposure. For the simulation

of the practical conditions, the test done by

immersion of the samples in the conden-

sates alternating with warm aging at de-

fined temperatures.

Die Untersuchung der Beständigkeit von

Werkstoffen und/oder Bauteilen erfolgt

durch Auslagerung in synthetischen Kon-

densaten. Zur Simulation der Praxisbean-

spruchung erfolgt die Auslagerung in den

Kondensaten alternierend mit Wärmebe-

lastung bei definierten Temperaturen.

The test consists of a daily and weekly cy-

clical alternate immersion test on samples

with the following regularly recurring phas-

es:

Die Prüfung besteht aus einem tages- und

wochenzyklischen Wechseltest an Proben

mit folgenden regelmäßig wiederkehrenden

Phasen:

 Sample documentation / heat aging

 Probendokumentation / Wärmelagerung

Corrosion alternating exposure

consisting of

 Korrosions-Wechselbelastung be-

stehend aus

o Semi immersion

o Drying

o Steam phase aging (or treat

ment)

o Halb-Eintauchen

o Trocknen

o Dampfphase

For details see 1.2.3.

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Details hierzu siehe 1.2.3.

1.2.2 Samples and exposure

Before beginning the test, the samples are

1.2.2 Proben und Beanspruchungen

to be cleaned in an ultrasonic bath for 3

min at room temperature in a cleaning mix-

ture (consisting of 1/3 each acetone Ph.

Eur.; denatured ethanol 99% and cleaned

petroleum aether 40-60 DAB). Then the

samples are weighed (to 0.1mg exactness)

and photographic documentation of the

original condition is made.

Vor Versuchsbeginn sind die Proben in

einem Ultraschallbad für 3 min bei Raum-

temperatur in einem Reinigungsgemisch

(zu je 1/3 bestehend aus Aceton Ph Eur;

Ethanol 99% vergällt und Petro-lether 40-

60 DAB) zu reinigen. Anschließend erfol-

gen das Wiegen der Proben (auf 0,1mg

Genauigkeit) und eine fotografische Do-

kumentation des Ausgangszustandes.

If not agreed otherwise, the following mate-

rial conditions are to be specified or cho-

sen:

Falls nicht abweichend vereinbart, sind fol-

gende werkstoffliche Bedingungen zu definie-

ren bzw. zu wählen:

Werkstoffe /

Oberfläche

Zu definieren und ggf. vor Versuchsstart per Messung bzw. Analyse

zu kontrollieren

Materials/Surfaces

Should be defined and, if necessary, checked per measurement or

analysis before the test starts

Probengröße (bei

Blechen, Empfeh-

lung, Alternativen

zulässig)

Bevorzugt 50x100mm, Blechdicke möglichst vom Anwendungsfall nicht stark

abweichend, mit Aufhängeloch an Schmalseite oben, gehängt in Testanlage

mit Längsseite senkrecht,

halb-eingetaucht. Zusätzlich/Alternativ zu den

Blechproben sind auch Vereinbarungen zur Prüfung von bauteilähnlichen

Proben zulässig

Sample size (for

sheets, recommen-

dation, alternatives

are allowed)

Preferred 50x100mm, sheet thickness deviating as little as possible from

application, with pinhole on narrow side top, hung with the longitudinal side

perpendicular, semi-immersed in the testing basin. Additionally/alternatively

to the sheet samples, component-similar samples are also allowed for the

testing if agreed beforehand

Die Auslagerungsdauer beträgt grundsätzlich 6 Wochen.

Proben, die sehr starke Korrosion aufweisen, sind vorab aus der Ver-

suchsreihe zu entnehmen, um eine Beeinflussung der Kondensate durch

Korrosionsprodukte zu vermeiden

Gesamt-Prüfzeit pro

Versuchsreihe

Total testing time per

test series

The aging duration is principally 6 weeks.

Samples which show very heavy corrosion are to be removed earlier from

the test series in order to avoid any influence on the condensate composi-

tion by the corrosion products

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Wärmelagerung (durch- Die Temperaturen für die einmal pro Woche anzuwendende thermische

zuführen bei Bautei-

len/Werkstoffen, die

Konditionierung sind zu definieren. Dabei sind die Temperaturen möglichst

auf 300°C, 400°C, 500°C und/oder 600°C festzulegen. Die jeweilige Objekt-

auch im Praxisein- satz temperatur ist über 5 Stunden an Luft zu halten

thermisch beansprucht

werden)

Heat aging (to be done The temperatures for the thermal conditioning to be used once a week are to

with components / ma- be specified. In doing so, the temperatures should be set at 300°C, 400°C,

terials which are also

exposed thermally in

practical use)

500°C and/or 600°C if possible. The respective object temperature is to be

maintained for over 5 hours in the air

Tabelle 1 Basisdaten / Table 1 Basic data

1.2.3 Versuchsdurchführung Wochen-

zyklus

1.2.3 Test procedure week cycle

Die Versuche bestehen aus einer Kombinati-

on von täglichen Zyklen und wöchentlichen

Zyklen.

The test consists of a combination of daily

and weekly cycles.

Bild 1 Ablauf der wöchentlichen Versuchsdurchführung

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Weekly test sequence (1 cycle = 1 week)

Sequence: 2nd to 7th

T=50°C

T=80°C

T=50°C

Remove samples

form corrosion

chamber, evalu-

ate, document

Heat ageing

5 h

Immersion

in conden-

sate with

defined po-

sition for

Ageing in the vapor phase

(above the heated condensate)

300/400/500/60

0°C in air

Age at room

temperature

until following

day

phase line

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Time

Day 1

Days 2 -7

Picture 1 Scheme of weekly test sequence

Jeweils vor Beginn des ersten Tages eines

Wochenablaufes in der Korrosionskammer

wird der Oberflächenzustand der Proben

fotografisch dokumentiert, anschließend die

thermische Beanspruchung der Prüfteile

mittels Wärmelagerung durchgeführt und

bei Veränderung des Probenaussehens

durch die Wärmelagerung nochmals doku-

mentiert.

Each time before the first day of a weekly

sequence starts in the corrosion chamber, the

surface condition of the samples are to be

photographically documented, then the ther-

mal exposure of the test parts is done using

heat aging and if there are changes in the

sample’s appearance due to the heat aging,

the samples are documented again.

Vom zweiten bis siebten Tag (z.B. Dienstag

bis Sonntag) erfolgt die nasschemische

Korrosionsbeanspruchung in einer geeigne-

ten Testapparatur, analog der unten be-

schriebenen.

From the second to the seventh day (e.g.

Tuesday to Sunday), the wet chemical corro-

sion exposure is done in an appropriate test

device, analogous to the one described be-

low.

Basically, the position of the phase line be-

tween liquid phases and steam room should

be held constant when doing so. The other

technical implementation details can be spe-

cifically chosen dependent on the manufac-

turer of the testing device.

Grundsätzlich sollte dabei die Lage der

Phasengrenze zwischen Flüssigphase

und Dampfraum konstant gehalten wer-

den. Die weiteren technischen Ausfüh-

rungsdetails können, abhängig vom

Hersteller der Prüfapparatur, spezifisch

gewählt werden.

As a guideline for the ratio between the liquid

Als Richtwert für das Verhältnis zwischen

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Flüssigkeitsvolumen und Oberfläche des

Probekörpers gilt ein Wert von mindestens

1,3 cm3 Flüssigkeit pro cm2 Oberfläche.

volumes and the surfaces of the samples, a

value of a minimum of 1.3 cm3 liquid per cm2

of surface area applies.

Die Anordnung der Proben in der Korrosi-

onskammer ist so zu wählen, dass sich

die Prüfkörper nicht untereinander und

auch die Gefäßwand nicht kontaktieren,

und dass sie mit ggf. herabsinkenden Kor-

rosionsprodukten nicht dauerhaft in Be-

rührung stehen. Hierfür sind Gestelle oder

Aufhängevorrichtungen zu nutzen. Eine

Verunreinigung der Proben ist zu vermei-

den.

The arrangement of the samples in the corro-

sion chamber is to be chosen in such a man-

ner that the test samples are do not contact

not on top of each other and also do not con-

tact the vessel wall. If applicable, the samples

should not be in permanent contact with de-

scending corrosion products. For this, frames

or hanging equipment have to be used. Any

contamination of the samples is to be avoid-

ed.

Die Anlage ist so zu dimensionieren und

zu konzipieren, dass die wöchentliche

Verdunstung nicht mehr als 3% des Ge-

samt-Flüssigkeitsvolumens beträgt. Ein

durch die Verdunstung bedingter An-

lagenstillstand ist auszuschließen. Nach-

füllen ist nicht zulässig.

The test setup is to be dimensioned and de-

signed so that the weekly evaporation rate is

not more than 3% of the total liquid volume. A

test setup shut-down caused by evaporation

is to be avoided. Refilling is not permitted.

Der im obigen Bild 1 dargestellte wöchent-

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