Stahlriesen stehen hoch in städtischen und ländlichen Landschaften und bilden das Rückgrat moderner Kommunikationsnetze. Doch diese lebenswichtigen Strukturen sind ständigen Bedrohungen durch raue Umweltbedingungen ausgesetzt, insbesondere durch Salzsprühkorrosion in Küstenregionen. Der Schutz dieser Infrastruktur mit langlebigen Schutzbeschichtungen ist zu einer entscheidenden Herausforderung für die Telekommunikationsindustrie geworden. Traditionelle Methoden zur Bewertung von Beschichtungen erweisen sich als zu zeitaufwändig, um den wachsenden Wartungsanforderungen gerecht zu werden. Eine neue beschleunigte Korrosionstestmethode, die von NTT entwickelt wurde – der Cyclic Corrosion Test-N (CCT-N) – verspricht, die Art und Weise, wie wir die Leistung von Beschichtungen beurteilen, zu verändern und schnellere und genauere Ergebnisse für den langfristigen strukturellen Schutz zu liefern.
1. Die Herausforderung: Schutz von Stahlkonstruktionen im Freien
Als führender Telekommunikationsanbieter Japans unterhält die NTT Group eine umfangreiche Kommunikationsinfrastruktur im Freien, die hauptsächlich aus Metall oder lackierten Metallmaterialien besteht. Diese Strukturen, einschließlich Funkkommunikationstürme, sind ständig extremen Umweltbedingungen ausgesetzt, die die Korrosion beschleunigen. Die Gewährleistung der Netzzuverlässigkeit und der strukturellen Sicherheit erfordert regelmäßige Inspektionen und potenzielles Neulackieren – eine zunehmend kostspielige Angelegenheit, da der Wartungsbedarf wächst.
Die Lösung liegt in der Identifizierung von hochkorrosionsbeständigen, zuverlässigen und langlebigen Beschichtungsmaterialien. Genaue beschleunigte Testmethoden sind unerlässlich, um die Leistung von Beschichtungen zu bewerten und überlegene Produkte für den Feldeinsatz auszuwählen.
2. Beschleunigte Korrosionstestmethoden
Um die Leistung von Beschichtungen zu beurteilen, insbesondere in Küstenumgebungen, setzen Ingenieure beschleunigte Korrosionstests ein, die natürliche Bedingungen simulieren und gleichzeitig den Abbauprozess beschleunigen. Zwei Hauptmethoden dominieren das Feld:
- Salzsprühtest (SST): Diese traditionelle Methode sprüht kontinuierlich Salzwassernebel, um Meeresumgebungen zu simulieren. Obwohl einfach und kostengünstig, hat sie erhebliche Einschränkungen.
- Zyklischer Korrosionstest (CCT): Ein anspruchsvollerer Ansatz, der zwischen Salzsprühen, Trocknen und Feuchtigkeitsphasen wechselt, um reale Bedingungen besser nachzubilden.
2.1 Einschränkungen des Salzsprühtests
Obwohl weit verbreitet, erzeugt SST gleichmäßige Korrosionsmuster, die sich deutlich von der ungleichmäßigen Korrosion (Lochfraß, Spaltkorrosion) unterscheiden, die in realen Umgebungen im Freien beobachtet wird. SST berücksichtigt auch keine kritischen Faktoren wie Trocknungszeiten und UV-Exposition. Diese Mängel führen dazu, dass SST-Ergebnisse die reale Leistung von Beschichtungen oft schlecht vorhersagen, was möglicherweise zu erhöhten Wartungskosten führt, wenn unzureichend getestete Beschichtungen vorzeitig versagen.
2.2 Das Versprechen und die Probleme des zyklischen Korrosionstests
CCT-Methoden haben in den letzten 20 bis 30 Jahren an Bedeutung gewonnen, indem sie natürliche Umweltzyklen genauer simulieren. Da sich die Beschichtungstechnologie jedoch weiterentwickelt und die Schutzlebensdauern zunehmen, erfordern traditionelle CCT-Methoden zunehmend längere Testzeiträume, um die Qualität der Beschichtung zu differenzieren – was zu Engpässen in der Produktentwicklung und -bewertung führt.
3. NTTs innovative Lösung: Die CCT-N-Methode
NTT entwickelte die CCT-N-Methode, um den zeitlichen Einschränkungen des herkömmlichen CCT zu begegnen und gleichzeitig eine genaue Korrelation mit dem realen Korrosionsverhalten aufrechtzuerhalten. Dieser bahnbrechende Ansatz beschleunigt die Korrosionsraten und bewahrt gleichzeitig die wesentlichen Merkmale von Expositionsmustern im Freien.
3.1 Designprinzipien von CCT-N
Die CCT-N-Methodik beinhaltet mehrere wichtige Innovationen:
- Reduzierte Trocknungszeit: Durch Minimierung nicht korrosiver Trocknungsperioden erreicht der Test höhere durchschnittliche Korrosionsraten.
- Optimierte Nass/Trocken-Zyklen: CCT-N stellt konventionelle Weisheiten über Feuchtigkeitsbelastungsverhältnisse in Frage und konzentriert sich stattdessen auf die kontinuierliche Benetzungsdauer.
- Temperaturkompensierte Bedingungen: Testparameter berücksichtigen die Temperatureffekte auf die Beschichtungsabsorption und das Trocknungsverhalten.
3.2 CCT-N-Testparameter
Umfangreiche Untersuchungen zum Absorptionsverhalten von Beschichtungen führten zur Entwicklung der Testbedingungen von CCT-N. Die Analyse meteorologischer Daten ergab, dass natürliche Umgebungen typischerweise 20-50 Stunden Nassperioden bei etwa 25 °C aufweisen. CCT-N repliziert dieses Absorptionsmuster durch sorgfältig kalibrierte 35 °C Salzsprüh- und 50 °C Feuchtigkeitsphasen.
4. Leistungsvalidierung
Vergleichende Tests zeigten die überlegene Leistung von CCT-N:
- Stahlkorrosionsraten 1,4-mal schneller als herkömmliches CCT-A
- 4-mal schneller als CCT-D-Methoden
- Hervorragende Korrelation mit tatsächlichen Zwei-Jahres-Ergebnissen aus der Küstenexposition
5. Implementierung und Vorteile
CCT-N bietet erhebliche Vorteile für die Branchenakzeptanz:
- Keine zusätzlichen Geräteanforderungen – funktioniert mit Standard-CCT-Kammern
- Schnellere Tests ermöglichen eine effizientere Beschichtungsauswahl
- Genaue Vorhersagen reduzieren die langfristigen Wartungskosten
- Unterstützt die Entwicklung von Schutzbeschichtungen der nächsten Generation
6. Fazit
Die CCT-N-Methode stellt einen großen Fortschritt in der Korrosionstesttechnologie dar. Durch die Optimierung der Testbedingungen zur Beschleunigung der Korrosion bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Korrelation mit der realen Welt hat NTT eine praktische Lösung für die wachsenden Herausforderungen der Infrastrukturwartung entwickelt. Diese Innovation verspricht, die Kosten zu senken und gleichzeitig die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit kritischer Kommunikationsnetze weltweit zu verbessern.