VDA 230-214-2010 Resistance of metallic materials to condensate corrosion in exhaust gas-carrying components - Testing methods《在废气携带组件中金属材料的耐冷凝腐蚀 试验方法》.pdf

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1、 VDA Prfblatt / VDA Test Sheet Juni 2010 Bestndigkeit metallischer Werkstoffe gegen Kondensat-Korrosion in abgasfhrenden Bauteilen - Prfmethode - Resistance of metallic materials to condensate corrosion in exhaust gas-carrying components - Testing methods - VDA 230-214 Fortsetzung Seite 1 bis 13 Con

2、tinued page 1 to page 13 VERBAND DER AUTOMOBILINDUSTRIE E. V. (VDA) Behrenstr. 35 10117 Berlin Vertrieb: DOKUMENTATION KRAFTFAHRTWESEN E.V. (DKF) Ulrichstrae 14, D-74321 Bietigheim-Bissingen, www.dkf-ev.de Hinweis: Verbindlich ist ausschlielich der deutsche Text Please note: Binding is the the germa

3、n version only Anwendungsbereich und Zweck Dieses VDA Prfblatt beschreibt die Vorge- hensweise bei Korrosionsuntersuchungen metallischer Werkstoffe und Oberflchen, fr die ein Einsatz in abgasfhrenden Bauteilen vorgesehen ist. Die Untersuchungsergebnisse geben Hin- weise, bei welchen Werkstoffen unte

4、r korro- siven Beanspruchungen auf der Abgasseite bevorzugt Korrosionsreaktionen auftreten. Dabei werden spezielle Abgaskondensate und eine definierte, neu entwickelte Prftech- nologie eingesetzt. Die Untersuchung des Korrosionsverhaltens unter atmosphrischen Korrosionsbean- spruchungen (Auenseite d

5、er abgas- fhrenden Bauteile) ist nicht Bestandteil dieses VDA-Prfblattes. Weichen die realen Temperaturen und mgli- chen Kondensatzusammensetzungen bei abgasberhrten Oberflchen von den in die- sem Prfblatt definierten Kondensaten we- sentlich ab, sollten diese Parameter auch im Versuch angepasst wer

6、den. Die entspre- chenden Abweichungen mssen in diesem Fall zwischen den Beteiligten abgestimmt werden. Es ist zu beachten, dass die Durchfhrung der hier beschriebenen Laborversuche die Untersuchung des realen Bauteilverhaltens unter praxisgemen Bedingungen nicht er- setzen kann. Fr die Entscheidung

7、 zur Auswahl von Werk- stoffen fr abgasberhrte Fahrzeugbauteile mssen zustzlich erweiterte, ber den Inhalt dieser hier beschriebenen Untersuchungen Area of application and purpose This VDA test specification sheet describes the procedures used in the corrosion testing of metallic materials and surfa

8、ces, intended for use in exhaust gas-carrying components. The results obtained from using this proce- dure will give information about a test mate- rials tendency to show corrosive reactions when exposed to exhaust gases. For this pur- pose, special exhaust gas condensates and a newly developed test

9、 technology are herein defined. The testing of corrosion characteristics due to atmospheric corrosion (i.e. external to the exhaust gas carrying component) is not part of this VDA test specification. If the temperatures and condensate composi- tions, to which the exhaust gas contacting surfaces are

10、to be exposed, deviate greatly from the those defined in this specification, these parameters should be adjusted in the test. Any such deviations must be controlled by/reported to all those involved in this spe- cific case. It should be observed that the implementation of the laboratory trials descr

11、ibed here cannot substitute for actual component behaviour under actual field conditions. With regards to material selection for compo- nents exposed to exhaust gases, such deci- sions must include the results of additional, extended system type testing (using practical exposures), which is above an

12、d beyond the Seite 2 / Page 2 VDA 230-214 Juni 2010 hinausgehende bauteilspezifische Erprobun- gen mit praxisgemen Beanspruchungen erfolgen. Die fr den Umgang mit Chemikalien und hheren Temperaturen jeweils geltenden Si- cherheitsvorschriften sind zu beachten. component specific test described herei

13、n. When testing using chemicals and high tem- perature the relevant valid safety regulations are to be observed. 1 Definitionen Die Korrosionsbestndigkeit wird definiert als die Bestndigkeit einer metallischen Ober- flche einer Komponente bzw. der kompletten Abgasanlage gegen Schden. Korrosionsschde

14、n fhren zur Funktionsbee- intrchtigung der Bauteile infolge des Kontak- tes der metallischen Oberflche mit Ab- gaskondensaten und thermischer Bean- spruchung. Als Abgasanlage werden im Folgenden alle zur Ableitung und zur Nachbehandlung des Abgases verwendeten Bauteile bezeichnet. 1 Definitions Corr

15、osion resistance is defined as the resis- tance of a metallic surface of a component and/or the complete exhaust gas system to corrosive damage. Corrosive damage results from exposure of metallic surfaces to exhaust gas condensates and thermal conditions, and can impair com- ponent functionality. Al

16、l components used for discharging and post-treatment of exhaust gases are desig- nated as exhaust gas systems in the follow- ing. 2 Prfbedingungen 2.1 Methode Die Untersuchung der Bestndigkeit von Werkstoffen und/oder Bauteilen erfolgt durch Auslagerung in synthetischen Kondensaten. Zur Simulation d

17、er Praxisbeanspruchung er- folgt die Auslagerung in den Kondensaten alternierend mit Wrmebelastung bei de- finierten Temperaturen. Die Prfung besteht aus einem tages- und wochenzyklischen Wechseltest an Proben mit folgenden regelmig wiederkehrenden Pha- sen: Probendokumentation / Wrme- lagerung Korr

18、osions-Wechselbelastung beste- hend aus o Halb-Eintauchen o Trocknen o Dampfphase Details hierzu siehe 2.3. 2 Test conditions 2.1 Methods The test for the corrosion resistance of mate- rials and/or components is done by ageing in synthetic condensates. For the simulation of practical conditions, age

19、ing is conducted in condensates alternating warm ageing at de- fined temperatures. The test consists of a daily and weekly cycli- cal alternate immersion test on samples with the following regularly recurring phases: Sample documentation / heat ageing Corrosion alternating exposure con- sisting of o

20、 Semi immersion o Drying o Steam phase For details on this, see 2.3. 2.2 Proben und Beanspruchungen Vor Versuchsbeginn sind die Proben in einem 2.2 Samples and exposure Before beginning the test, the samples are to Seite 3 / Page 3 VDA 230-214 Juni 2010 Ultraschallbad fr 3 min bei Raumtemperatur in

21、einem Reinigungsgemisch (zu je 1/3 beste- hend aus Aceton Ph Eur; Ethanol 99% ver- gllt und Petrolether 40-60 DAB) zu reinigen. Anschlieend erfolgen das Wiegen der Pro- ben (auf 0,1mg Genauigkeit) und eine foto- grafische Dokumentation des Aus- gangszustandes. Falls nicht abweichend vereinbart, sind

22、 fol- gende werkstoffliche Bedingungen zu de- finieren bzw. zu whlen: be cleaned in an ultrasonic bath for 3 minutes at room temperature in a cleaning mixture (consisting of 1/3 each Acetone Ph. Eur.; de- natured Ethanol 99% and cleaned Petroleum aether 40-60 DAB). Then the samples are to be weighed

23、 (to 0.1mg exactness) and photo- graphic documentation of the original condi- tion made. If not agreed otherwise, the following material conditions are to be specified: Werkstoffe / Oberflche Materials/Surfaces Zu definieren und ggf. vor Versuchsstart per Messung bzw. Analyse zu kontrollieren Should

24、 be defined and, if necessary, checked before starting the test by measurement or analysis Probengre (bei Blechen, Empfehlung, Alternativen zulssig) Sample size (with sheets, alternatives are allowed) Bevorzugt 50x100mm, Blechdicke mglichst vom Anwendungsfall nicht stark abweichend, mit Aufhngeloch

25、an Schmalseite oben, gehngt in Tes- tanlage mit Lngsseite senkrecht, halb-eingetaucht. Zustzlich/Alternativ zu den Blechproben sind auch Vereinbarungen zur Prfung von bauteilh- nlichen Proben zulssig Preferred 50x100mm (rectangular), sheet thickness deviating as little as possible from application,

26、with pinhole on narrow side top, suspended with the longitudinal side perpendicular to the test chamber, semi-immersed in the testing chamber. Additionally/alternatively, component type samples may also be used for testing, if agreeable to all relevant parties. Gesamt-Prfzeit pro Versuchsreihe Total

27、 testing time per test series Die Auslagerungsdauer betrgt grundstzlich 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 The ageing duration is principally 6 weeks. Sampl

28、es which show very heavy corrosion are to be removed first from the test series in order to avoid any influencing of the condensate by the corro- sion products. Wrmelagerung (durchzufhren bei Bauteilen/Werkstoffen, die auch im Praxisein- satz thermisch bean- sprucht werden) Heat ageing (to be done w

29、ith components / materials which are also exposed to ther- mal loading in prac- tice) Die Temperaturen fr die einmal pro Woche anzuwendende thermische Konditionierung sind zu definieren. Dabei sind die Temperaturen mglichst auf 300C, 400C, 500C und/oder 600C festzulegen. Die jeweilige Ob- jekttemper

30、atur ist ber 5 Stunden an Luft zu halten The temperatures and frequency of any thermal conditioning to be used are to be specified. Temperatures should be set at 300C, 400C, 500C and/or 600C (once per week) if possible. The respective object temperature is to be maintained for over 5 hours, then amb

31、ient temperature in the air. Tabelle 1 Basisdaten / Table 1 Basic data 2.3 Versuchsdurchfhrung Wochenzyklus Die Versuche bestehen aus einer Kombina- tion von tglichen Zyklen und wchentlichen Zyklen. 2.3 Test procedure week cycle The test consists of a combination of daily and weekly cycles. Seite 4

32、/ Page 4 VDA 230-214 Juni 2010 0 0, 1 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 0, 6 0, 7 0, 8 0, 9 1 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 Uhrzeit Auslagerung in der Dampfphase (ber dem aufgeheizten Kondensat) Tauchen in Kondensat mit definierter Lage der Phasen- grenze Trocknen Auslagerung in

33、 der Dampfphase (ber dem aufgeheizten Kondensat) T=50C Sequenzablauf 2. bis 7. Tag Proben aus Korrosions- kammer entnehmen, beurteilen, doku- mentieren Wrme- Lagerung an Luft (5h Objekt- temperatur), bei RT auslagern bis Di wchentlicher Versuchsablauf (1 Zyklus = 1 Woche) Tag 1 Tag 2 - 7 0 0, 1 0, 2

34、 0, 3 0, 4 0, 5 0, 6 0, 7 0, 8 0, 9 1 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 Uhrzeit Auslagerung in der Dampfphase (ber dem aufgeheizten Kondensat) Tauchen in Kondensat mit definierter Lage der Phasen- grenze Trocknen Auslagerung in der Dampfphase (ber dem aufgeheizten Kond

35、ensat) T=50C Sequenzablauf 2. bis 7. Tag Proben aus Korrosions- kammer entnehmen, beurteilen, doku- mentieren Wrme- Lagerung an Luft (5h Objekt- temperatur), bei RT auslagern bis Di wchentlicher Versuchsablauf (1 Zyklus = 1 Woche) Tag 1 Tag 2 - 7Bild 1 Ablauf der wchentlichen Versuchsdurchfhrung Sei

36、te 5 / Page 5 VDA 230-214 Juni 2010 0 0, 1 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 0, 6 0, 7 0, 8 0, 9 1 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 Uhrzeit Auslagerung in der Dampfphase (ber dem aufgeheizten Kondensat) Tauchen in Kondensat mit definierter Lage der Phasen- grenze Trocknen Auslageru

37、ng in der Dampfphase (ber dem aufgeheizten Kondensat) T=50C Sequenzablauf 2. bis 7. Tag Proben aus Korrosions- kammer entnehmen, beurteilen, doku- mentieren Wrme- Lagerung an Luft (5h Objekt- temperatur), bei RT auslagern bis Di wchentlicher Versuchsablauf (1 Zyklus = 1 Woche) Tag 1 Tag 2 - 7 0 0, 1

38、 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 0, 6 0, 7 0, 8 0, 9 1 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 Uhrzeit Auslagerung in der Dampfphase (ber dem aufgeheizten Kondensat) Tauchen in Kondensat mit definierter Lage der Phasen- grenze Trocknen Auslagerung in der Dampfphase (ber dem aufgeheizten

39、 Kondensat) T=50C Sequenzablauf 2. bis 7. Tag Proben aus Korrosions- kammer entnehmen, beurteilen, doku- mentieren Wrme- Lagerung an Luft (5h Objekt- temperatur), bei RT auslagern bis Di wchentlicher Versuchsablauf (1 Zyklus = 1 Woche) Tag 1 Tag 2 - 7Fig. 1 Sequence of the weekly test procedure Jewe

40、ils vor Beginn des ersten Tages eines Wochenablaufes in der Korrosionskammer wird der Oberflchenzustand der Proben fo- tografisch dokumentiert, anschlieend die thermische Beanspruchung der Prfteile mit- tels Wrmelagerung durchgefhrt und bei Vernderung des Probenaussehens durch die Wrmelagerung nochm

41、als dokumentiert. Vom zweiten bis siebten Tag (z.B. Dienstag bis Sonntag) erfolgt die nasschemische Kor- rosionsbeanspruchung in einer geeigneten Testapparatur, analog der unten beschrie- benen. Grundstzlich sollte dabei die Lage der Pha- sengrenze zwischen Flssigphase und Damp- fraum konstant gehal

42、ten werden. Die weiteren technischen Ausfhrungsdetails knnen, ab- hngig vom Hersteller der Prfapparatur, spezifisch gewhlt werden. Before beginning the first day of a weekly sequence in the corrosion chamber, the sur- face condition of the samples are to be re- corded photographically, for every cyc

43、le. The thermal exposure of the test parts is then done using the Day 1 heat ageing phase, if there are changes in the samples appear- ance due to the heat ageing, document changes and sample condition again. From the second to the seventh day, the wet chemical corrosion exposure is conducted in an

44、appropriate test device, analogous to the one described below. The position of the phase limits between the liquid and steam phases should be held con- stant when conducting wet chemical corrosion exposure. The other technical implementation details can be specifically chosen dependent on the manufa

45、cturer of the testing device. Day 1 Days 2 - 7 Time Ageing in the steam phase (over the heated condensate) Immersion in condensate with specified position for the phase limits D r y i n g Ageing in the steam phase (over the heated condensate) Take samples out of corrosion chamber, evalu- ate, docume

46、nt Heat ageing in the air (5 hrs object tempera- ture), age at room tempera- ture until second day Sequence 2nd to 7th day Weekly test sequence (1 cycle = 1 week)Seite 6 / Page 6 VDA 230-214 Juni 2010 Als Richtwert fr das Verhltnis zwischen Flssigkeitsvolumen und Oberflche des Pro- bekrpers gilt ein

47、 Wert von minimal 1,3 cm 3Flssigkeit pro cm 2Oberflche. Die Anordnung der Proben in der Korrosion- skammer ist so zu whlen, dass sich die Prf- krper nicht untereinander und auch die Ge- fwand nicht kontaktieren, und dass sie mit ggf. herabsinkenden Korrosionsprodukten nicht dauerhaft in Berhrung ste

48、hen. Hierfr sind Gestelle oder Aufhngevorrichtungen zu nutzen. Eine Verunreinigung der Proben ist zu vermeiden. Die Anlage ist so zu dimensionieren und zu konzipieren, dass die wchentliche Verdun- stung nicht mehr als 3% des Gesamt- Flssigkeitsvolumens betrgt. Ein durch die Verdunstung bedingter Anl

49、agenstillstand ist auszuschlieen. Nachfllen ist nicht zulssig. Der im obigen Bild 1 dargestellte wchentli- che Versuchsablauf besteht auch aus einer Kombination tglicher Zyklen. Im Detail sind diese Zyklen in den folgenden Bildern nher beschrieben: The ratio between the liquid volume and the surface area of the sample is a minimum of 1.3 cm 3liquid per cm 2of surface. The arrangement of the samples in the corro- sion chamber