ATV-DVWK- Herausgeber/Vertrieb: ATV-DVWK Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V. Theodor-Heuss-Allee 17 y D-53773 Hennef Tel. 0 22 42 / 8 72-120 y Fax: 0 22 42 / 8 72-100 E-Mail: vertrieb@atv.de y Internet: www.atv-dvwk.de R E G E L W E R K Merkblatt ATV-DVWK-M 263 Empfehlungen zum Korrosionsschutz von Stahlteilen in Abwasserbehandlungsanlagen durch Beschichtungen und Überzüge Juli 2003 Redaktionelle Überarbeitung nach Arbeitsblatt DWA-A 400:2018: Beabsichtigte Änderungen sind im Text im Änderungsmodus gekennzeichnet Frist zur Stellungnahme zu den beabsichtigten Änderungen: 31.03.2025 Hinweis: Gemäß den Vorgaben des Arbeitsblatts DWA-A 400:2018 dürfen nur die Änderungen kommentiert werden.
ATV-DVWK-M 263 Ausgabe: Juli 2003; Stand: 1. Januar 2025 1 Merkblatt ATV-DVWK-M 263 Empfehlungen zum Korrosionsschutz von Stahlteilen in Abwasserbehandlungsanlagen durch Beschichtungen und Überzüge Die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V. (DWA) setzt sich intensiv für die Entwicklung einer sicheren und nachhaltigen Wasser- und Abfallwirtschaft ein. Als politisch und wirtschaftlich unabhängige Organisation arbeitet sie fachlich auf den Gebieten Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall und Bodenschutz. In Europa ist die DWA die mitgliederstärkste Vereinigung auf diesem Gebiet und nimmt durch ihre fachliche Kompetenz bezüglich Regelsetzung, Bildung und Information sowohl der Fachleute als auch der Öffentlichkeit eine besondere Stellung ein. Die rund 14 000 Mitglieder repräsentieren die Fachleute und Führungskräfte aus Kommunen, Hochschulen, Ingenieurbüros, Behörden und Unternehmen. Impressum Herausgeber und Vertrieb: DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V. Theodor-Heuss-Allee 17 53773 Hennef, Deutschland Satz: DWA Druck: Bonner Universitätsbuchdruckerei Gedruckt auf 100 % Recyclingpapier Tel.: Fax: E-Mail: Internet: +49 2242 872-333 +49 2242 872-100 info@dwa.de www.dwa.de © 2. Aufl., unveränderter Nachdruck, Hennef 2020 Alle Rechte, insbesondere die der Übersetzung in andere Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieses Arbeitsblattes darf ohne schriftliche Genehmigung des Herausgebers in irgendeiner Form – durch Fotokopie, Digitalisierung oder irgendein anderes Verfahren – reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Datenverarbeitungsmaschinen, verwendbare Sprache übertragen werden.
ATV-DVWK-M 263 2 Ausgabe: Juli 2003; Stand: 1. Januar 2025 Vorwort Seit dem Erscheinen des Merkblattes ATV-M 263 „Empfehlungen zum Korrosionsschutz von Stahlteilen in Abwasserbehandlungsanlagen durch Beschichtung und Überzüge“ im Jahr 1991 und einer Aktualisierung im Jahr 2003 sind neue Normen zum Korrosionsschutz überarbeitet wordenerschienen, die eine redaktionelle Überarbeitung nicht wesentlicher Artaus folgenden Gründen erforderlich gemacht haben: – DIN 55928 mit ihren Teilen 1 - 7 wurde ersetzt durch DIN EN ISO 12944-1 bis - 8, – DIN 50 976 wurde ersetzt durch DIN EN ISO 1461 mit Beiblatt 1, – DIN 8565 wurde ersetzt durch DIN EN 22063, – die Inhalte der DIN EN ISO 12944-1 bis - 8 weichen in wesentlichen Punkten von der früheren DIN 559281 bis - 7 ab, – des Weiteren haben sich in der Zwischenzeit gegenüber dem Stand der Technik von 1991 wesentliche Änderungen ergeben. Die aktualisierteaus dem Jahr 1998 stammende DIN EN ISO 12944 aus dem Jahr 2018 sowie die DIN EN ISO 1461 und DIN EN ISO 22063 behandeln den Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungen und Überzüge umfassend nach dem heutigen Kenntnisstand. Da es keine spezielle Norm für den Korrosionsschutz von technischen Ausrüstungen in Abwasserbehandlungsanlagen gibt, stützen sich die vorliegenden Empfehlungen auf vorgenannte Normen, die für den Korrosionsschutz von Stahlbauten erstellt wurden und deren Aussagen auch für Korrosionsschutz von Stahlteilen in Abwasserbehandlungsanlagen angewandt werden können. Für die Belange dieses Merkblattes warist vor der Überarbeitung 2003 eine wesentliche Änderung mit Erscheinen derin den Normen DIN EN ISO 12944-1 bis - 8 dadurch eingetreten, dass Beschichtungssysteme für den jeweiligen Anwendungsfall nach Korrosivitätskategorien auszuwählen sind. Somit waren die seinerzeitigensind die bisherigen Empfehlungen des Merkblattes nach der Unterscheidung für „über Wasser“ und „unter Wasser“ liegende Teile nicht mehr ausreichend. Um die spezifischen Belastungen auf einer Kläranlage den Korrosivitätskategorien in der Normung zuordnen zu können, hatte die Arbeitsgruppe KA-11.2 Korrosionsproben nach DIN EN ISO 12944 auf mehreren Kläranlagen in Deutschland aushängen lassen, die spezifischen Korrosionsbeanspruchungen ausgewertet und die Ergebnisse in dieses Merkblatt eingearbeitet. Mit diesem Merkblatt soll die Handhabung des umfangreichen Normenwerks sowie anderer einschlägiger Richtlinien erleichtert werden, um so fachgerechte Maßnahmen zum Korrosionsschutz von Stahlteilen in Abwasserbehandlungsanlagen auswählen zu können. Dementsprechend wird aufgeführt, was nach der Normung und sonstigen Richtlinien beachtet werden muss. Es werden Schutzsysteme empfohlen und im Einzelnen benannt, die sich bei technischen Ausrüstungen auf Abwasserbehandlungsanlagen bewährt haben und im Hinblick auf die Kosten als wirtschaftlich anzusehen sind. In diesem Merkblatt werden, soweit wie möglich, geschlechtsneutrale Bezeichnungen für personenbezogene Berufs- und Funktionsbezeichnungen verwendet. Sofern dies nicht möglich ist, wird die weibliche und die männliche Form verwendet. Ist dies aus Gründen der Verständlichkeit nicht möglich, wird nur eine von beiden Formen verwendet. Alle Informationen beziehen sich aber in gleicher Weise auf alle Geschlechter. Klimakennung Im Rahmen der DWA-Klimastrategie werden Arbeits- und Merkblätter mit einer Klimakennung ausgezeichnet. Über diese Klimakennung sollen Anwendende des DWA-Regelwerks schnell und einfach erkennen, in welcher Intensität sich eine technische Regel mit dem Thema Klimaanpassung und Klimaschutz auseinandersetzt. Das vorliegende Merkblatt wurde wie folgt eingestuft: KA0 = Das Merkblatt hat keinen Bezug zur Klimaanpassung
ATV-DVWK-M 263 Ausgabe: Juli 2003; Stand: 1. Januar 2025 3 KS0 = Das Merkblatt hat keinen Bezug zu Klimaschutzparametern Einzelheiten zur Ableitung der Bewertungskriterien sind im „Leitfaden zur Einführung der Klima-kennung im DWA-Regelwerk“ erläutert, der online unter www.dwa.de/klimakennung verfügbar ist.
ATV-DVWK-M 263 4 Ausgabe: Juli 2003; Stand: 1. Januar 2025 Verfasser Der ATV-DVWK-Arbeitsgruppe KA-11.2 „Maschinentechnik“, die dieses Merkblatt 2003 erarbeitet hat, gehörten folgende Mitglieder an: HOHMANN, R. Dr.-Ing., Essen (Sprecher) BECKER, J. Dipl.-Ing., Worpswede BLACKERT, W.-D. Dipl.-Ing., Taunusstein MAßOW, J. Dipl.-Ing. (FH), München NIEHOFF, H.-H. Dr.-Ing., Hanau SCHNATMANN, C. Dipl.-Ing., Essen Gast: Pflugfelder, J. Dipl.-Ing., Stuttgart Die Überarbeitung „nicht wesentlicher Art“ (Arbeitsblatt DWA-A 400:2018, 6.1) wurde im Auftrag des Hauptausschusses „Kommunale Abwasserbehandlung“ (HA KA) im DWA-Fachausschuss KA-11 „Technische Ausrüstung und Bau von Kläranlagen“ von einem Redaktionsteam“ vorgenommen. Dem Fachausschuss KA-11 gehören folgende Mitglieder an: SCHNATMANN, Christian Dipl.-Ing., Dortmund (Obmann) CNOTA, Werner Dipl.-Ing., Essen DURCHHOLZ, Andreas Dipl.-Ing., Großostheim EßER-LUBER, KLAUS Dipl.-Ing., München FELDMANN, ANDREAS Dipl.-Ing., Lilienthal HÖSLE, Andreas Dipl.-Ing., Hennef HUCKE, CONSTANTIN M.Sc., Essen MEIER, Andreas Dipl.-Ing., Neu-Ulm VEENHUIS, Frank Dipl.-Ing., Lilienthal VOß, Udo Dipl.-Ing., Gladbeck Gast: BLACKERT, Wolf-Dieter Dipl.-Ing., Taunusstein Projektbetreuer in der DWA-Bundesgeschäftsstelle WILHELM, Christian Dr.-Ing., Hennef Abteilung Wasser- und Abfallwirtschaft
ATV-DVWK-M 263 Ausgabe: Juli 2003; Stand: 1. Januar 2025 5 Inhalt Vorwort 2 Verfasser .............................................................................................................................................................4 1 Anwendungsbereich ......................................................................................................................... 6 2 Begriffe................................................................................................................................................ 6 3 Bewertung der korrosiven Belastung ............................................................................................6 4 Besondere Hinweise .........................................................................................................................7 4.1 Hinweise zum Arbeitsschutz und zur Verarbeitung ...................................................................7 4.2 Hinweise zum Korrosionsschutz mittels Feuerverzinkung.........................................................8 4.3 Sonstige Hinweise......................................................................................................................9 5 Korrosionsschutzgerechte Gestaltung..........................................................................................9 5.1 Anordnung und Gestaltung von Bauteilen .................................................................................9 5.2 Schweißverbindungen................................................................................................................10 5.3 Schraubverbindungen ................................................................................................................10 5.4 Vermeidung von Kontaktkorrosion .............................................................................................10 6 Vorbereitung der Oberflächen.........................................................................................................10 7 Korrosionsschutzsysteme für den Erstschutz .............................................................................11 7.1 Auswahl der Grund- und Deckbeschichtung..............................................................................11 8 Instandsetzung von Beschichtungen ............................................................................................13 9 Literaturhinweise.................................................................................................................................14 Bezugsquellen: ..........................................................................................................................................16
ATV-DVWK-M 263 6 Ausgabe: Juli 2003; Stand: 1. Januar 2025 1 Anwendungsbereich Die im Folgenden zusammengestellten Empfehlungen gelten für den Korrosionsschutz von technischen Ausrüstungen aus unlegiertem und niedrig-legiertem Stahl in Abwasserbehandlungsanlagen für kommunales Abwasser. Bei hiervon abweichenden Verhältnissen sind die Maßnahmen für den Korrosionsschutz den jeweiligen Anforderungen anzupassen. Die erwartete langfristige Nutzungsdauer und die besonderen örtlichen und betrieblichen Beanspruchungen von Stahlteilen in Abwasserbehandlungsanlagen erfordern für den Korrosionsschutz dieser Teile hinsichtlich Materials und Durchführung hohe Qualitätsansprüche. Besondere verfahrenstechnische Behandlungsschritte (wie z. B. Schlammfaulung, Schlammentwässerung, Verbrennung, Gasverwertung, Chemikalienzugabe usw.) sowie die Umgebungsbedingungen (z. B. Beheizung, Belüftung, Aerosole) können die korrosionsbelastende Wirkung auf der Abwasserbehandlungsanlage beeinflussen. Nicht zum Anwendungsbereich dieser Empfehlungen zählen erdverlegte und „heißgehende“ Rohrleitungen. Ferner wird der Korrosionsschutz von Stahlteilen innerhalb von trockenen geheizten Räumen (siehe DIN EN ISO 12944-2, Korrosivitätskategorie C1) nicht behandelt, weil dort keine besonderen Anforderungen vorliegen. Auch der temporäre Korrosionsschutz z. B. für Ersatzteile mittels Abziehlacken und anderen Schutzstoffen, die wieder entfernt werden können, ist nicht Gegenstand dieses Merkblattes. Auch sind Überlegungen in Richtung Ersatz von Teilen aus unlegiertem und niedriglegiertem Stahl durch andere Werkstoffe (z. B. nichtrostender Stahl) nicht Gegenstand dieser Empfehlungen. 2 Begriffe Für die Anwendung dieses Merkblattes gelten die in DIN EN ISO 12944 und DIN EN ISO 1461 angegebenen Begriffe sowie der Begriff Belastungsstufen: Einteilung in typische Korrosionsbelastungen von Bereichen einer Kläranlage. Näheres siehe hierzu im nachfolgenden Abschnitt 3. 3 Bewertung der korrosiven Belastung Zur Absicherung der Empfehlungen für die nachstehenden Belastungsstufen wurden in der im Vorwort erwähnten Versuchsreihe der ATV-DVWK-Arbeitsgruppe KA-11.2 auf 13 repräsentativ ausgesuchten Kläranlagen unterschiedlicher Größe, sowohl in Gebieten mit geringeren als auch mit höheren Korrosivitätsbelastungen aus der Umgebung, in Anlehnung an DIN EN ISO 12944-2 insgesamt 130 Standardproben aus Stahl gemäß ISO 9226 ausgelagert und der Gewichtsverlust nach einem Jahr als Maß für die Korrosionsbelastung ermittelt. Die Auswertung hat ergeben, dass die korrosiven Beanspruchungen von Ausrüstungsteilen, die auf einer Kläranlage mit häuslichem Abwasser im Freien liegen, im Wesentlichen den Korrosivitätskategorien „ländliche Bereiche (C2)“ oder „Stadt- und Industrieatmosphäre (C3)“ und damit im Wesentlichen dem örtlichen Klima
ATV-DVWK-M 263 Ausgabe: Juli 2003; Stand: 1. Januar 2025 7 zuzuordnen sind. Ein korrosionsverstärkender Einfluss durch das „Kleinstklima“ einer Kläranlage war bei den im Freien liegenden Stahlteilen nur in einem verhältnismäßig geringen Maß zu beobachten. Eine sehr hohe Korrosionsbelastung ist jedoch in schlecht belüfteten Zonen, wie z. B. in Schächten und unter Abdeckungen, festzustellen gewesen. Dagegen hat sich in gut belüfteten Räumen mit hohem Luftwechsel, wie z. B. in Gebäuden von Schlammentwässerungsanlagen und z. T. auch in Rechenhäusern, keine Erhöhung, sondern eine Verringerung der Korrosionsbelastung gegenüber dem örtlichen Klima gezeigt. In einigen Bereichen der Abwasserbehandlung können zusätzliche Beanspruchungen durch Sand, Geröll usw. auftreten, die bei der Auswahl des Beschichtungssystems ebenfalls zu beachten sind. Es empfiehlt sich, hier chemisch resistente und nach der ZTV-W zugelassene Beschichtungssysteme zu verwenden. Für Abwasserbehandlungsanlagen werden daher folgende Belastungsstufen definiert und eingeführt: Belastungsstufe 1: Anlagen- und Maschinenbauteile, die nicht mit Abwasser oder nennenswerten Mengen von Aerosolen aus Abwasser in Berührung kommen, wie z. B. Außenflächen von Gasbehältern, wärmegedämmten Faulbehältern bzw. Bioreaktoren usw.. Hierfür sind ausschließlich die örtlichen atmosphärischen Umgebungsbedingungen maßgebend, die nach DIN EN ISO 12944-2 in sechs Korrosivitätskategorien eingeteilt werden. Belastungsstufe 2: Anlagen- und Maschinenbauteile, die mit nennenswerten Mengen von Aerosolen aus Abwasser und Spritzwasser in Berührung kommen, wie z. B. Räumerbrücken, Rechenanlagen, Filterpressen usw., sowie solche in Räumen, in denen sonstige chemisch aggressive Medien behandelt werden (z. B. Dosierstationen für Chemikalien). Hierfür sind nicht mehr nur die örtlichen atmosphärischen Umgebungsbedingungen, sondern auch die Einwirkungen durch die Abwasserinhaltsstoffe und anderer Stoffe maßgebend. Belastungsstufe 3: Anlagen- und Maschinenbauteile, die ständig unter Wasser stehen oder zeitweise mit Abwasser in Berührung kommen sowie alle Teile unter Bedienungsflur bzw. unter Oberkante Gerinne/Kanal oder unterhalb von Räumerbrücken. Insbesondere in den ersten Behandlungsstufen einer Kläranlage ist auch die mechanische Beanspruchung durch Sand, Geröll usw. zu beachten. Dieser Belastungsstufe sind auch Stahlteile zuzuordnen, die ständig mit Kondenswasser in Berührung kommen bzw. an denen sich aufgrund von Temperaturunterschieden an der Oberfläche Kondenswasser bildet oder sich der Taupunkt an der Grenzschicht zwischen Stahlteil und Beschichtung befindet. 4 Besondere Hinweise 4.1 Hinweise zum Arbeitsschutz und zur Verarbeitung Die Beschichtungsstoffe können gefährliche Arbeitsstoffe im Sinne der Verordnung zum Schutz vor gefährlichen Stoffen (Gefahrstoffverordnung – GefStoffV) enthalten. Dabei kann es sich insbesondere um gesundheitsgefährdende, feuergefährliche oder explosionsfähige Stoffe handeln. Aufgrund erhöhter Anforderungen an Arbeits-, Gesundheits- und Umweltschutz wurden Verfahren und Beschichtungsstoffe mit dem Ziel entwickelt, die Verwendung von solchen Beschichtungsstoffen zu vermeiden, die gefährliche Arbeitsstoffe enthalten.
ATV-DVWK-M 263 8 Ausgabe: Juli 2003; Stand: 1. Januar 2025 Die Hersteller der Beschichtungsmittel sind verpflichtet, ihre Produkte bezüglich besonderer Gefahren bei der Lagerung, Verarbeitung und Entsorgung zu kennzeichnen. Nähere Hinweise sind in den Sicherheitsdatenblättern der Hersteller enthalten. Ferner sind für eine umweltgerechte Planung und Ausführung von Korrosionsschutzarbeiten die DIN EN ISO 12944-1 bis - 4 und - 8 sowie die ZTV-ING (Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten) – Teil 4 Stahlbau, Stahlverbundbau - Abschnitt 3 Korrosionsschutz von Stahlbauten ZTVKOR-Stahlbauten, Teile 6 und 7 zu beachten. Nicht zuletzt wegen dieser Gesichtspunkte dürfen Korrosionsschutzarbeiten nur von Firmen ausgeführt werden, die über eine entsprechende Fachkunde und geeignete Einrichtungen verfügen. Die besten Voraussetzungen für einen einwandfreien Korrosionsschutz sind dann gegeben, wenn die Beschichtungen in einem geschlossenen, be- und entlüfteten, gegebenenfalls temperierten Raum entsprechend den Vorschriften des Herstellers aufgebracht werden. Bei Beschichtungsarbeiten im Freien sind die Herstellerhinweise bezüglich der Witterungsbedingungen zu beachten und ggf. Witterungsschutz vorzusehen. Eventuelle Transport- und Montageschäden müssen mit geeignetem Material nach den Anweisungen der Hersteller fachgerecht ausgebessert werden. 4.2 Hinweise zum Korrosionsschutz mittels Feuerverzinkung In Bereichen der Belastungsstufe 1 und wenn die Bauteile keiner besonderen atmosphärischen Korrosionsbeanspruchung unterliegen, kann eine Feu-erverzinkung (siehe auch DIN EN ISO 1461 mit Beiblatt 1) auch ohne zusätzliche Beschichtung bereits als ausreichender Korrosionsschutz angesehen werden. Dabei ist jedoch zu beachten, dass der Zinküberzug einem nicht gleichmäßigen Korrosionsabtrag unterliegt, der von der umgebungsbedingten Korrosionsbelastung bestimmt wird (2 - 10 µm Abtrag pro Jahr). Um diesen Korrosionsabtrag bei aggressiverer Beanspruchung zu vermeiden, kann das Duplex-System (Feuerverzinkung mit Deckbeschichtung) angewendet werden. Probleme mit dem Haftvermögen von Beschichtungen auf einer Feuerverzinkung sind beherrschbar, wenn vor dem Beschichten die Oberfläche gereinigt und durch Strahlen angerauht wird (Sweep-Strahlen). Die Eignung von Duplex-Systemen kann durch eine Prüfung nach DIN EN ISO 12944-6 nachgewiesen werden. Wenn feuerverzinkte Stahlteile mit Abwasser in Berührung kommen (Belastungsstufe 3), werden deren Korrosionsschutzverhalten und Beständigkeit noch deutlicher von den Umgebungsbedingungen beeinflusst. Folgende abwasserseitigen Grenzwerte dürfen nicht über- bzw. unterschritten werden: – pH-Wert: 6,5 < pH < 9,0 (kurzzeitig 6,0 < pH < 9,5) – Chlorid-/(Neutralsalz-)Gehalt: 300 mg/l (kurzfristig 1000 mg/l), (entsprechend einer Leitfähigkeit von etwa 1000 µS/cm) – Kupfergehalt: 0,064 mg/l Soweit sicher ist, dass diese Grenzwerte nicht überschritten werden, kann eine Feuerverzinkung nach DIN EN ISO 1461 im Unterwasserbereich für bestimmte Konstruktionselemente (z. B. Rechenroste) zum Einsatz kommen (sofern man nicht dem Einsatz von nichtrostendem Stahl den Vorzug gibt). Dabei ist dann die Anwendung des Duplex- Systems aus Kostengründen nicht zu empfehlen, weil zur Vermeidung von Diffusionsvorgängen Schichtdicken von 500 µm bis 800 µm mit eignungsgeprüften Beschichtungsstoffen erforderlich wären.
ATV-DVWK-M 263 Ausgabe: Juli 2003; Stand: 1. Januar 2025 9 4.3 Sonstige Hinweise Die Beschichtungen unter kraftschlüssigen Verbindungen (z. B. Schraubverbindungen) neigen zum Fließen, wobei dann die Verbindung ihre Vorspannkraft verliert. Bei kraftschlüssigen Verbindungen dürfen daher nur solche Beschichtungsstoffe verwendet werden, die keinen oder nur einen geringfügigen Abfall der Vorspannkraft bewirken. Werden Beschichtungsstoffe verwendet, die einen hohen Abfall der Vorspannkraft erwarten lassen, so dürfen diese nur mit einer Grundbeschichtung von ca. 50 µm und weitere Beschichtungen erst nach der Herstellung der Schraubverbindungen aufgebracht werden. Handelsübliche Zulieferteile (z. B. Elektromotore, Getriebemotore usw.) werden oft nicht mit dem gleichen Oberflächenschutz hinsichtlich Oberflächenvorbereitung, Fabrikat des Beschichtungsmaterials sowie Schichtdicke geliefert. Es sind jedoch dieselben Anforderungen bezüglich des Korrosionsschutzes zu stellen, wie in der DIN EN ISO 12944 beschrieben, d. h. die Gesamtschichtdicke ist der Belastungsstufe anzupassen. Für pulverbeschichtete Teile (z. B. Armaturen, Pumpen, Stellantriebe usw.) sind die gleichen Anforderungen zu stellen (Hinweis: Eine entsprechende europäische Norm ist in Vorbereitung). Teile aus Gusseisen, die in Stahlkonstruktionen integriert sind, sollten wie die benachbarten Stahlteile beschichtet werden (außer bei feuerverzinkten Stahlteilen). 5 Korrosionsschutzgerechte Gestaltung Die Form von Stahlteilen in Abwasserbehandlungsanlagen und deren korrosionsschutzgerechte Gestaltung hat entscheidende Auswirkung auf die Durchführbarkeit und Wirksamkeit von Korrosionsschutzmaßnahmen. Auch der beste Korrosionsschutz kann Fehler bei der konstruktiven Gestaltung der zu schützenden Teile nicht oder nur schwer ausgleichen. In Anlehnung an DIN EN ISO 12944-3 und DIN EN 1487928051 sind u. a. folgende Punkte zu beachten: 5.1 Anordnung und Gestaltung von Bauteilen – Benachbarte Bauteile sind hinsichtlich ihrer Zugänglichkeit für die Beschichtungsaufbringung möglichst so anzuordnen, dass auch ein nachträgliches Aufbringen des Korrosionsschutzes noch möglich ist. – Wenn Teile nach der Montage nicht mehr zugänglich sind, ist der Korrosionsschutz dieser Teile besonders zu beachten, z. B. auch durch Verwendung korrosionsbeständiger Werkstoffe. – Bei einzubetonierenden Teilen ist der Korrosionsschutz dieser Teile ca. 5 cm in den Beton hineinzuziehen. – Flächen, auf denen sich größere Mengen Schmutz und Wasser ansammeln können (z. B. nach oben offene Profile, Wannen, usw.), sind zu vermeiden. – Bei Teilen, die feuerverzinkt werden sollen, sind besondere Regeln für die konstruktive Gestaltung zu beachten. DIN EN ISO 1461 mit Beiblatt 1 sowie die Schriftenreihe „Verzinkungsgerechtes Konstruieren und weitere technische Hinweise zur Feuerverzinkung“, (herausgegeben vom Verband der Deutschen Feuerverzinkungsindustrie e. V.) geben hierzu Hinweise. – Um an Kanten ausreichende Schichtdicken zu erreichen, sind Kanten zu runden oder mindestens zu brechen – siehe auch DIN EN ISO 12944-3 Ausführung P1 bis P3. Ebenso sind Grate an Bohrungen und Schnittkanten zu brechen.
ATV-DVWK-M 263 10 Ausgabe: Juli 2003; Stand: 1. Januar 2025 5.2 Schweißverbindungen – Aus korrosionsschutztechnischer Sicht sind Schweißverbindungen günstiger als Schraub- oder Nietverbindungen. – Unterbrochene Schweißnähte sind zu vermeiden bzw. konstruktiv so zu gestalten, dass Kontaktflächen mittels Schweißnähten vollständig abgeschlossen sind oder dadurch vermieden werden, dass der Abstand zum benachbarten Teil groß genug ist, um einen vollständigen Schutz durch Auftragen von Beschichtungen zu erreichen. – Punktschweißungen sind nicht zulässig. 5.3 Schraubverbindungen – Mitverspannte federnde Elemente zur Schraubensicherung, z. B. Federringe, dürfen nicht verwendet werden, da sie zusätzliche Spalte bilden, anfällig gegen Risskorrosion sind und die Langzeitfestigkeit der Verbindungen beeinträchtigen. 5.4 Vermeidung von Kontaktkorrosion – Elektrisch leitend verbundene Bauteile aus unterschiedlichen metallischen Werkstoffen können bei Anwesenheit eines Elektrolyten (z. B. auch atmosphärische Niederschläge, Kondenswasser) ein Korrosionselement bilden. Dadurch wird der elektrochemisch unedlere Werkstoff stärker korrodiert als im ungepaarten Zustand. Die durch die Paarung verursachte stärkere Korrosion wird Kontaktkorrosion genannt. – Kontaktkorrosion lässt sich dadurch vermeiden, – dass die zu verbindenden Bauteile und die Verbindungsmittel vorzugsweise aus dem gleichen Werkstoff gewählt werden, – dass bei unterschiedlichen Werkstoffen der Kontakt durch isolierende Zwischenschichten verhindert wird (Bei Verwendung von isolierenden Zwischenschichten ist zu beachten, dass möglichst dünne, wenig verformbare Isolierschichten (z. B. Klebefolien, Beschichtungen) verwendet werden, damit die Tragfähigkeit der Verbindungsmittel durch die Isolierschichten nicht oder nur geringfügig beeinflusst wird), – dass – bei unterschiedlichen Werkstoffen – der Elektrolyt von der Verbindungsstelle z. B. durch Beschichtungen ferngehalten wird. Trotz unterschiedlicher elektrochemischer Potenziale ist jedoch der Kontakt zwischen kleinflächigen, edleren Metallen und großflächigen, weniger edlen Metallen unkritisch. (Beispiel: Aluminiumkonstruktion mit Schraubverbindung aus nichtrostendem Stahl Werkstoffklasse A2 oder A4 nach DIN ISO 3506-1 bis -3; hierbei sind isolierende Zwischenschichten nicht erforderlich). – Um Kontaktkorrosionen zu vermeiden, dürfen Stahlteile mit der Betonbewehrung nicht leitend verbunden werden. 6 Vorbereitung der Oberflächen Einer einwandfreien Oberflächenvorbereitung ist größte Aufmerksamkeit zu schenken. Die beste Beschichtung ist wirkungslos, wenn die zu schützende Oberfläche nicht frei von Rost, Zunder, Fett, Farbresten usw. ist. Bei den im folgenden Abschnitt für Abwasserbehandlungsanlagen empfohlenen Beschichtungssystemen wird überwiegend die Strahlentrostung nach E DIN ISO 8504-4 mit dem Vorbereitungsgrad Sa 2 ½ nach DIN EN ISO 8501-1 gefordert. Für Teile, die zum Feuerverzinken vorgesehen sind, ist eine Oberfläche mit Vorbereitungsgrad Be nach DIN EN ISO 8501-1 gefordert. Die Anforderungen an die Vorbereitung sowie die
ATV-DVWK-M 263 Ausgabe: Juli 2003; Stand: 1. Januar 2025 11 Verfahren, wie die erforderliche Reinheit erreicht werden kann, sind in ISO 8501-1 bzw. DIN EN ISO 8504-2 mit fotografischen Vergleichsmustern (informative Ergänzung zu ISO 8501) dargelegt. Die Verwendung von sogenannten Rostumwandlern, Roststabilisatoren usw. wird ausdrücklich nicht zugelassen. Sollen feuerverzinkte Oberflächen mit zusätzlichen Beschichtungen versehen werden (Duplex-System), sollte die Oberfläche durch Sweep-Strahlen vorbereitet werden. Thermisch gespritzte Metallüberzüge sind unmittelbar nach dem Auftragen mit zusätzlichen Beschichtungen zu versehen. Es ist dann keine besondere Vorbereitung zur besseren Haftung der Deckbeschichtung erforderlich. 7 Korrosionsschutzsysteme für den Erstschutz Die im Abschnitt 6 „Vorbereitung der Oberflächen“ gestellten Qualitätsanforderungen müssen zum Zeitpunkt der Beschichtung erfüllt sein, d. h. zumindest die erste Beschichtung muss unmittelbar im Anschluss an die Oberflächenvorbereitung erfolgen. Die Verarbeitungshinweise der Hersteller von Beschichtungsstoffen müssen unbedingt beachtet werden, wie: – Verarbeitungstemperatur, – Objekttemperatur, – Luftfeuchtigkeit, – Taupunkt, – Verarbeitungszeit („Topfzeit“), – mindestens erforderliche Aushärt-, Trocken- sowie Wartezeiten, – die max. zulässigen Zeitspannen zwischen dem Auftragen einzelner Schutzschichten und evtl. Maßnahmen, die bei ihrer Überschreitung zu ergreifen sind. Das Schutzsystem ist mit den Beschichtungsstoffen nur eines Herstellers aufzubauen. Zur besseren Kontrolle und zum besseren Erkennen bei der Verarbeitung empfiehlt es sich, bei den einzelnen Schichten den Farbton zu wechseln. Die Trockenschichtdicke lässt sich auf einfache Weise mit Hilfe eines zerstörungsfreien Verfahrens (magnetinduktives Schichtdickenmessgerät) nach DIN EN ISO 2808 messen. 7.1 Auswahl der Grund- und Deckbeschichtung In DIN EN ISO 12944-5 werden Beispiele für verschiedene Beschichtungssysteme in Abhängigkeit von der Korrosivitätskategorie und der „erwarteten Schutzdauer“ genannt und sind mit einer BeschichtungssystemNummer gekennzeichnet (Tabellen A1 bis A9). Durch die Beschichtungssystem-Nummern ist der Aufbau der Grund- und Deckbeschichtung (nach Bindemittel und Schichtdicke) definiert sowie die Oberflächenvorbereitung festgelegt. Umweltschonenden Verfahren und Beschichtungsstoffen ist der Vorzug zu geben (z. B. lösemittelarme bzw. -freie Produkte). Auf Anlagen für die Behandlung kommunaler Abwässer haben sich folgende Korrosionsschutzsysteme bewährt und werden zur Anwendung empfohlen:
ATV-DVWK-M 263 12 Ausgabe: Juli 2003; Stand: 1. Januar 2025 Für die Belastungsstufe 1 (Teile kommen weder mit Abwasser noch mit nennenswerten Mengen Aerosolen in Berührung) sind die atmosphärischen Umgebungsbedingungen maßgebend, so dass hier die anzunehmende Korrosivitätskategorie C3 nach Tabelle 1 in DIN EN ISO 12944-2 ausgewählt werden kann und somit Beschichtungssysteme nach den Tabellen A1 oder A9 DIN EN ISO 12944-5 Anhang B Tabelle C.3 in Frage kommen. Aus Gründen der Standardisierung kann es sich empfehlen, auch für diese Belastungsstufe die gleiche Korrosivitätskategorie wie für die Belastungsstufe 2 und somit das gleiche Beschichtungssystem, ggf. mit nur einer Deckbeschichtung, zu wählen. Für die Belastungsstufe 2 mit der hier die anzunehmenden Korrosivitätskategorie C4 (Spritzwasser- und Aerosolbereich, aggressive Atmosphäre) kommen Grundbeschichtungen auf der Basis von Epoxydharz (EP) bzw. Polyurethan (PUR) oder alternativ eine Feuerverzinkung zur Anwendung. Die Deckbeschichtung besteht je nach Beanspruchung aus EP oder PUR entsprechender Schichtdicke (siehe Anhang BTabelle A.5 und A.9 DIN EN ISO 12944-5). Die Ausführungen unter Abschnitt 4 über eine Feuerverzinkung ohne oder mit zusätzlicher Deckbeschichtung (Duplex-System) sollten beachtet werden. Belastungsstufe 2: Beschichtungssysteme entsprechend DIN EN ISO 12944-5, Anhang B Tabelle C.4A.5: Oberflächenvorbereitung: Grundbeschichtung 1): Deckbeschichtung: Sa 2 ½ 2 Beschichtungen EP je 80 µm 1 – 2 2) Schichten je 80 µm EP oder PUR 3) 1) Bei höheren mechanischen Belastungen wird als erste Grundbeschichtung ein Zinkstaub-Beschichtungsstoff empfohlen. 2) Bei aggressiver Atmosphäre 3) Falls Farb- und Glanzhaltung gefordert sind, wird als letzte Deckbeschichtung eine solche auf der Grundlage von aliphatischem PUR empfohlen. Für Teile der Belastungsstufe 3 mit der hier die anzunehmenden Korrosivitätskategorie IM2 (Unterwasser-, Wasserwechselzone) werden Systeme ohne Grundbeschichtung und ohne metallische Überzüge empfohlen, jedoch mit einer entsprechend dickeren Deckbeschichtung. Belastungsstufe 3: Beschichtungssysteme entsprechend DIN EN ISO 12944-5, Anhang B Tabelle C.6A.8: Oberflächenvorbereitung: Grundbeschichtung: Deckbeschichtung: Gesamtschichtdicke: Sa 2 ½ Entfällt EP 1) oder PUR 1) 4500 oder 600 µm 2) 1) Alternativ EP – TE oder PUR – TE (TE = Teerersatz) möglich; aber dabei Vorsicht: Bei kraftschlüssigen Verbindungen kann sich die Verschraubung durch Setzung des Beschichtungsstoffes lockern. 2) Mit lösemittelfreien Beschichtungsstoffen kann die Gesamtschichtdicke in nur einem Arbeitsgang aufgetragen werden In einer Ausschreibung für den Korrosionsschutz gemäß DIN EN ISO 12944 sind folgende Festlegungen zu treffen: – Belastungsstufe bzw. Korrosivitätskategorie und Beschichtungssystem mit Gesamtschichtdicke,
ATV-DVWK-M 263 Ausgabe: Juli 2003; Stand: 1. Januar 2025 13 – gewünschter Farbton der Deckbeschichtung (z. B. Farbton nach RAL), – gewünschter Farbtonwechsel nach jeder Beschichtung (Empfehlung), – Beschichtungssystem, Gesamtschichtdicke und gewünschter Farbton der Zulieferteile, z. B. Anpassung an die Deckbeschichtung der übrigen Teile, – Gewährleistungszeit. Mängel bei der Verarbeitung des Beschichtungsstoffes sowie Mängel des Beschichtungsstoffes selbst machen sich bereits nach einem kurzen Zeitraum bemerkbar. Aus diesem Grund braucht die Gewährleistungsdauer nicht über einen Zeitraum von mehr als 2 Jahren ausgedehnt zu werden. Im Übrigen kann die Nutzungsdauer des Korrosionsschutzes verlängert werden, wenn etwaige Beschädigungen im Laufe der vorgesehenen Nutzungsdauer ausgebessert werden. 8 Instandsetzung von Beschichtungen Hierbei ist zu unterscheiden zwischen – Ausbesserung, – Teilerneuerung, – Vollerneuerung. Da diese Arbeiten meist vor Ort (d. h. unter erschwerten Bedingungen) ausgeführt werden, ist eine sorgfältige Planung und entsprechende Vorbereitung erforderlich, um sowohl die gewünschte Beschichtungsqualität als auch eine möglichst geringe Umweltbelastung zu erreichen. Um entscheiden zu können, in welchem Umfang eine Beschichtung instandgesetzt werden muss, sollte der Zustand und Rostgrad des vorhandenen Schutzsystems durch einen Fachmann festgestellt werden, z. B. durch: – optische Prüfung, – Messung (Trockenschichtdicke, Haftung z. B. mittels Gitterschnittprüfung nach DIN EN ISO 2409), – Überprüfung der Unterrostung. Ist nach diesen Prüfungen eine Vollerneuerung erforderlich, so ist gemäß den Abschnitten 6 und 7 zu verfahren. Wenn eine Ausbesserung oder Teilerneuerung (unter Beibehaltung funktionsfähiger Teile der vorhandenen Beschichtung) noch möglich ist, so sind folgende Punkte zu beachten: – Die vorzubereitende Oberfläche ist nach E DIN ISO 4628-1 bis -6 zu bewerten. – Art und Umfang der Oberflächenvorbereitung sind festzulegen. – Art und Aufbringung der Grund- bzw. Deckbeschichtungen sind festzulegen, wobei altes und neues System miteinander verträglich sein müssen (Die Verträglichkeit kann zuvor z. B durch das Anlegen von Probeflächen geprüft werden). – Die Ausführungsqualität für die Oberflächenvorbereitung und die Beschichtung ist besonders sorgfältig zu prüfen. Die Ausführung dieser Arbeiten ist zu dokumentieren.
ATV-DVWK-M 263 14 Ausgabe: Juli 2003; Stand: 1. Januar 2025 9 Literaturhinweise DIN 18364 VOB Verdingungsordnung für Bauleistungen – Teil C: Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV); Korrosionsschutzarbeiten an Stahl- und Aluminiumbauten DIN 28051DIN EN 14879:2005-12 Chemischer Apparatebau – Beschichtungen und Auskleidungen aus organischen Werkstoffen zum Schutz von industriellen Anlagen gegen Korrosion durch aggressive Medienfür Bauteile aus metallischen Werkstoff – Konstruktive Gestaltung der metallischen Bauteile DIN 50930-3:1993-02 Korrosion der Metalle; Korrosion metallischer Werkstoffe im Innern von Rohrleitungen, Behältern und Apparaten bei Korrosionsbelastung durch Wässer; Beurteilung der Korrosionswahrscheinlichkeit feuerverzinkter Eisenwerkstoffe DIN EN ISO 2063ff-1:2019-0722063 Metallische und andere anorganische Schichten – Thermisches Spritzen – Zink, Aluminium und ihre Legierungen Teil 1: Bauteilgestaltung und Qualitätsanforderungen für Korrosionsschutzsysteme DIN EN ISO 2063-2:2018-02 Thermisches Spritzen – Zink, Aluminium und ihre Legierungen Teil 2: Ausführung von Korrosionsschutzsystemen DIN EN ISO 1461-12:2022-12 Durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte Zinküberzüge (Stückverzinken) – Anforderungen und Prüfungen DIN EN ISO 1461: Beiblatt 1 Durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte Zinküberzüge (Stückverzinken) – Anforderungen und Prüfungen; Hinweise zur Anwendung der Norm DIN EN ISO 2409:2020-12 BeschichtungsstoffeLacke und Anstrichstoffe – Gitterschnittprüfung DIN EN ISO 3506-1:2020-08 Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen – Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus nichtrostenden Stählen – Teil 1: Schrauben DIN EN ISO 3506-2:2020-08 Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus nichtrostenden Stählen – Teil 2: Muttern DIN EN ISO 3506-3:2010-04 (2024-01 Entwurf) Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus nichtrostenden Stählen – Teil 3: Gewindestifte und ähnliche, nicht auf Zug beanspruchte Schrauben DIN EN ISO 12944 Beschichtungsstoffe - Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme Teil 1:2019-01: Allgemeine Einleitung Teil 2:2018-04: Einteilung der Umgebungsbedingungen Teil 3:2018-04: Grundregeln zur Gestaltung Teil 4:2018-04: Arten von Oberflächen und Oberflächenvorbereitung Teil 5:2020-03: Beschichtungssysteme
ATV-DVWK-M 263 Ausgabe: Juli 2003; Stand: 1. Januar 2025 15 Teil 6:2018-06: Laborprüfungen zur Bewertung von Beschichtungssystemen Teil 7:2018-04: Ausführung und Überwachung der Beschichtungsarbeiten Teil 8:2018-04: Erarbeiten von Spezifikationen für Erstschutz und Instandsetzung DIN EN ISO 8504-2:2020-03 Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen – Verfahren für die Oberflächenvorbereitung – Teil 2: Strahlen DIN EN ISO 8504-4:(2024-09 Entwurf) Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen – Verfahren für die Oberflächenvorbereitung – Teil 4: Säurebeizung DIN EN ISO 2808:2019-12 Beschichtungsstoffe – Bestimmung der Schicht-dicke E DIN EN ISO 4628-1 Beschichtungsstoffe – Beurteilung von Beschichtungsschäden; Bewertung der Menge und Größe von Schäden und der Intensität von gleichmäßigen Veränderungen im Aussehen – Teil 1:2016-07: Allgemeine Grundsätze und Bewertungssystem E DIN EN ISO 4628-2 Beschichtungsstoffe – Beurteilung von Beschichtungsschäden; Bewertung der Menge und Größe von Schäden und der Intensität von Veränderungen – Teil 2:2016-07: Bewertung des Blasengrades E DIN EN ISO 4628-3 Beschichtungsstoffe – Beurteilung von Beschichtungsschäden; Bewertung der Menge und Größe von Schäden und der Intensität von Veränderungen – Teil 3:(2023-09 Entwurf): Bewertung des Rostgradess E DIN EN ISO 4628-4 Beschichtungsstoffe – Beurteilung von Beschichtungsschäden; Bewertung der Menge und Größe von Schäden und der Intensität von Veränderungen – Teil 4:2016-07: Bewertung des Rissßgrades E DIN EN ISO 4628-5 Beschichtungsstoffe – Beurteilung von Beschichtungsschäden; Bewertung der Menge und Größe von Schäden und der Intensität von Veränderungen – Teil 5:2023-03: Bewertung des Abblätterungsgrades DIN EN ISO 4628-6 Beschichtungsstoffe – Beurteilung von Beschichtungsschäden; Bewertung der Menge und Größe von Schäden und der Intensität von Veränderungen – Teil 6:2024-01: Bewertung des Kreidungsgrades nach dem Klebebandverfahren DIN EN ISO 8501-1:2007-12: Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen - Visuelle Beurteilung der Oberflächeneinheit - Teil 1: Rostgrade und Oberflächenvorbereitungsgrade von unbeschichteten Stahloberflächen und Stahloberflächen nach gänzlichem Entfernen vorhandener Beschichtungen
ATV-DVWK-M 263 16 Ausgabe: Juli 2003; Stand: 1. Januar 2025 ISO 8501-1: Supplement Informative Ergänzung zu Teil 1: Repräsentative fotografische Beispiele für die Veränderung des Aussehens von Stahl beim Strahlen mit unterschiedlichen Strahlmitteln ISO 9226:2012-02 Korrosion von Metallen und Legierungen; Korrosivität von Atmosphären; Bestimmung der Korrosionsrate von Standardproben zur Ermittlung der Korrosivität BGV D 25 (früher VBG 23) Verarbeiten von Beschichtungsstoffen ZTV-ING (Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten) – Teil 4 Stahlbau, Stahlverbundbau - Abschnitt 3 Korrosionsschutz von StahlbautenZTV-KOR-Stahlbauten 1): Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Korrosionsschutz von Stahlbauten ZTV-W 1): Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen – Wasserbau für Korrosionsschutz im Stahlwasserbau Korrosionsschutz von Stahlbauten, Duplex-Systeme 2) Verordnung zum Schutz vor gefährlichen Stoffen (Gefahrstoffverordnung – GefStoffV); Neufassung v. 15.11.1999, BGBl. I S. 2233 KATZUNG, W., PFEIFFER, H., SCHNEIDER, H. A. Zum Vorspannkraftabfall in planmäßig vorgespannten Schraubenverbindungen mit beschichteten Kontaktflächen. Stahlbau, Heft 9/1996 (Verlag Ernst & Sohn). Bezugsquellen: DIN-, DIN EN-, DIN EN ISO- und ISO-Normen: Beuth Verlag, Berlin sowie 1) Verkehrsblattverlag, Dortmund 2) Verband der Lackindustrie, Frankfurt
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