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O+P Fluidtechnik 11-12/2020

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O+P Fluidtechnik 11-12/2020

KORROSIONSSCHUTZ

KORROSIONSSCHUTZ PROBLEMFREIER ROSTSCHUTZ MIT ZINK-NICKEL-LEGIERUNG PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Hydraulische Systeme werden immer komplexer, die Betriebsdrücke höher, die Einsatzbedingungen rauer und die Anzahl der zu steuernden Aktoren steigt. Vor diesem Hintergrund erhöhen sich die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit der Systemelemente wie Ventil- und Steuerblöcke. Ivo Willemsen, Geschäftsführer, Galvano Hengelo B.V., berichtet über Erfahrungen mit problematischen Korrosionsschutzmethoden und warum sein Unternehmen bei Schutzbeschichtungen auf Zink-Nickel setzt. Wir sehen eine ständig steigende Anzahl von Steuerblöcken innerhalb hydraulischer Systeme und ‒ modular oder nicht - Ventilblock-Systemlösungen, die zunehmend unterschiedliche Funktionen integrieren. Ein Korrosionsschutz der Steuerblöcke durch eine Beschichtung mit z. B. Nasslack im Mehrschichtsystem ist eine mögliche aber mitunter kostspielige Option den steigenden Anforderungen gerecht zu werden. Wie unsere Erfahrungen zeigen, bieten diese Nasslacke in der Praxis oftmals keinen ausreichenden Schutz und bei der Wartung/Revision zeigen sich Probleme, das Hydrauliksystem ohne Verunreinigungen, durch z. B. Lackpartikel, zu demontieren respektive zu montieren. Autor: MSc Ivo Willemsen, Geschäftsführer, Galvano Hengelo B.V. Bei Galvano Hengelo B.V. starteten wir vor etwa zehn Jahren mit der Rostschutz-Behandlung von Ventil- und Steuerblöcken und haben uns inzwischen auf diesen Bereich spezialisiert. Heute beschichten wir Steuerblöcke, Ventilblöcke, Einschraubteile (z. B. Patronen, Stopfen) sowie Zylinderrohre und Stangenführungen (Kopfmuttern) mit Zink-Nickel-Legierungen. VOLLSCHUTZ OHNE NACHBEARBEITUNG Steuerblöcke respektive Ventilblöcke müssen schon immer gegen Korrosion behandelt werden. Während in der Vergangenheit hauptsächlich Zink oder chemisches Nickel verwendet wurden, beobachten wir jetzt zunehmend einen Trend hin zu Zink-Nickel- Legierungsschichten. Ein logischer Schritt: Die Schichtdicken, die bei der Verwendung von nur Zink oder nur Nickel benötigt werden, um einen wirksamen Schutz gegen Rotrost (mehr als 250 Stunden) zu erhalten, betragen 15-30 μm oder mehr. Dadurch kann es vorkommen, dass sich in Anschlussbohrungen eine Schichtdicke aufbaut, die dazu führt, dass die noch zu montierenden Hydraulikkomponenten nicht mehr passen oder nicht mehr richtig funktionieren. Die Anschlussbohrungen müssen nach der Beschichtung mitunter nachbearbeitet werden. Die Folgen sind unnötig steigende Kosten, eine Gefahr der Kontamination der Komponenten und ein Teil der Schutzschicht geht wieder verloren, was zum Verlust des gewünschten Korrosionsschutzes führt. Eine Beschichtung mit einer Zink-Nickel-Legierung (galvanisch auf dem Metallelement aufgebrachte Legierungsschicht mit einem Anteil von 12 -16 % Nickel und dem Rest Zink) von 5 -15 μm bietet einen Schutz gegen Rotrost von mindestens 1 000 Stunden (NSS). Diese galvanische Schicht ist Cr6-frei und eignet sich hervorragend als Haftschicht für einen zusätzlich aufgebrachten „kosmetischen“ Lack. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Dicke des Schichtaufbaus in den Anschlussbohrungen durch richtige Prozesseinstellungen und Produkthandhabung so beeinflusst werden kann, dass der Schichtaufbau in der Innenbohrung sehr schnell bis 0 μm abnimmt. Dadurch 20 O+P Fluidtechnik 2020/11-12 www.oup-fluidtechnik.de

KORROSIONSSCHUTZ ist es möglich, Gewindeverbindungen und Bohrungen ohne Korrekturmaßnahmen innerhalb der Toleranzen zu halten. VERTEILER-KANÄLE-PROBLEM GELÖST Eine große Herausforderung ist der Schutz der unbehandelten Oberflächen der Ventil- und Steuerblöcke. Alle internen Kanäle in einem Ventil- oder Steuerblock werden keine Zink-Nickel-Abscheidung aufweisen, weil sie nicht direkt im Spannungsfeld zwischen Anode und Kathode liegen. Während der Galvanisierung werden sie jedoch den verschiedenen Flüssigkeiten ausgesetzt, was bei einer Standardprozessbehandlung direkt zu Rotrost (Fliegenrost) führt. Mithilfe umfangreicher Tests ist es uns gelungen, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die Hydraulikkomponenten sauber und einwandfrei, d. h. ohne Korrosion und Verunreinigung der Innenbohrungen und Kanäle, aus dem Behandlungsprozess herauskommen. Nach dem Durchlaufen des galvanischen Prozesses findet an jedem Block eine akribische Inspektion statt. Wo immer noch Flüssigkeiten vorhanden sind, werden diese, soweit möglich, entfernt. Darüber hinaus wird jeder Block auf Sauberkeit und mögliche Unregelmäßigkeiten überprüft. Da das kleinste Partikel zu großen Problemen im Hydrauliksystem führen kann, in das der Verteiler später eingebaut wird, schenken wir bei Galvano diesem Thema große Aufmerksamkeit. Zu diesem Zweck werden alle Prozessbäder kontinuierlich mit einem 10 μm Filter gefiltert. Nach dieser Prüfung wird jedes Loch präventiv mit einem Korrosionsschutzmittel versehen, die Beschichtungsdicke der Teile in der betreffenden Charge gemessen und der Block so verpackt, dass er sauber und trocken ist. Um den oben beschriebenen Vorgang weiter zu optimieren und die immer komplexer werdenden Steuerblöcke behandeln zu können, haben wir damit begonnen, die Steuerblöcke während des Galvanisierungsprozesses aktiv zu drehen. So lässt sich die Verteilung der Schichtdicke weiter verbessern und es kommt zu einer Spülung von Sacklöchern, in denen bei einer Standardbehandlung keine Flüssigkeit zirkuliert. Eine weitere Neuentwicklung ist die Korrosionsschutz-Behandlung von Komponenten (z. B. Patronen, Stopfen), die in die Verteiler eingeschraubt werden. Bisher wurde dies durch die Verwendung von verzinkten Standardteilen mit einem viel geringeren Schutzgrad oder von Edelstahlteilen gelöst, die wesentlich teurer sind. BAUTEIL-TOLERANZEN BERÜCKSICHTIGEN Bei der Korrosionsschutz-Behandlung muss man die oftmals sehr engen Bauteil-Toleranzen im Blick behalten. So können selbst Beschichtungen von nur 5 μm mitunter schon zu dick sein. Wir haben 01 02 03 bei Galvano Hengelo zu diesem Zweck eine Methode entwickelt, bei der wir während des Galvanisierungsprozesses die Teile teilweise beschichten. Bei den innen liegenden Teilen, die von Öl umspült sind, spielt der Korrosionsdruck keine Rolle, diese werden nicht beschichtet. Darüber hinaus haben wir auch mit der Behandlung von Stangenführungen (Zylinderkopfmuttern) für Hydraulikzylinder begonnen, was eine Forderung des Marktes war, sich allerdings nicht so einfach umsetzen lässt, wie z. B. die Beschichtung der Zylinderrohre. Die Herausforderung bestand vor allem darin die Innenseite der Stangenführung zu beschichten. Häufig tritt eine korrosive Flüssigkeit wie Seewasser mit der Eingangsstange in die Stangenführung ein und kann Rost zwischen und in den Nuten des Abstreifers und der Dichtungen verursachen. Durch Verfahrenseinstellungen und Drehen der Stangenführungen während der Behandlung sind wir auch in der Lage, eine Zink-Nickel-Schicht in den Nuten zu realisieren, die einen Korrosionsschutz von mindestens 500 Stunden bietet. Auch hier liegt die aufgetragene Schichtdicke nur bei wenigen Mikrometern, was noch im Toleranzbereich liegt. Fotos: Galvano Hengelo www.galvanohengelo.de 01 Beschichtung von Hydraulikzylindern mit Zink-Nickel 02 Querschnitt durch ein Ventilgehäuse nach galvanischer Behandlung mit Zink-Nickel. Die Schichtdicke der Legierung in den Bohrungen nimmt nach innen hin stark ab 03 Bei dieser Einschraub-Komponente war es nur nötig, den außenliegenden Bereich mit Zink-Nickel zu beschichten www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2020/11-12 21

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