Zur Beurteilung einer Oberfläche vor einer galvanischen Beschichtung kommen verschiedene Normen und Richtlinien zur Anwendung. Sie legen fest, wie die Oberfläche beschaffen sein muss, um eine gute Haftung und Qualität der Beschichtung sicherstellen zu können. Eine in der Handhabung sehr einfache, aber dennoch aussagekräftige Methode ist der sog. Bresle-Test.
Hintergrund und Entstehung des Bresle-Tests
Qualität und Langlebigkeit von galvanischen Beschichtungen hängen maßgeblich von der Sauberkeit der Substratoberfläche ab. Eine der entscheidendsten Prüfmethoden zur Beurteilung der Oberflächenreinheit ist der Bresle-Test, der insbesondere die Konzentration wasserlöslicher Salze an der Oberfläche misst. Diese Salze können, wenn sie in der Beschichtung eingeschlossen werden, zu Korrosionsschäden und vorzeitigem Versagen der Schichten führen. In diesem Kontext ist der Bresle-Test nicht nur eine präventive Maßnahme, sondern auch ein Qualitätsmerkmal in der modernen Galvanotechnik.
Ursprünglich wurde der Bresle-Test zur schnellen Messung der Konzentration wasserlöslicher Salze auf Stahloberflächen vor einer Beschichtung (Lackierung, Galvanik) entwickelt. Die Quellen einer Salzverunreinigung sind mannigfaltig und schließen das verwendete Strahlmittel, Um-welteinflüsse oder unzureichende Reinigung von Rückständen vorhergegangener Bearbeitungsschritte mit ein. Salzverunreinigungen unter einer Beschichtung, beispielsweise einer Lackierung auf Stahl, können aufgrund der hygroskopischen Eigenschaften von Salz zu Haftungs- und Korrosionsproblemen führen. Salz zieht Wasser durch eine (mikro-)porige Beschichtung und führt zu einer Ansammlung von Wassermolekülen zwischen Substrat und Beschichtung.
Diese Moleküle bilden zusammen mit Salz und anderen Oxidationsmitteln, die während des Beschichtens eingeschlossen werden oder durch die Beschichtung wandern, eine elektrolytische Zelle, die Korrosion verursacht. Oberflächen werden häufig vor dem Beschichten durch Strahlen gereinigt. Bei Salzverunreinigungen kann das Strahlen das Problem jedoch verschlimmern, da Salz in das Grundmaterial eindringt.
Der Bresle-Test wurde von Åke Bresle entwickelt, dem Gründer des schwedischen Unternehmens Expertus Kemiteknik AB, das sich auf chemische Analysen und die Rückgewinnung von Restwerten spezialisiert hat. Die Bresle-Methode selbst wurde erstmals 1995 in die internationale Norm ISO 8502-6 aufgenommen. Organisationen wie die US Navy und die International Maritime Organization (IMO) setzen auf diese Testmethode, was wiederum die Bedeutung und Akzeptanz der Methode in der Fachwelt unterstreicht. Auch wenn ein wesentlicher Aspekt Abschätzung der Oberflächenqualität vor einer Lackierung ist, so findet dieser mitunter auch zunehmend Anwendung in der Galvanotechnik.
Funktionsweise des Bresle-Tests
Moderne Kompaktgeräte erlauben die einfache Umrechnung der gemessenen Leitfähigkeit in die Flächenkonzentration (μg/cm2)Die Bresle-Methode nutzt die unterschiedliche Leitfähigkeit von Salzen in Wasser. Jedes Salz weist eine charakteristische Beziehung Leitfähigkeit-Konzentration auf. Der Zusammenhang zwischen der Konzentration und der Leitfähigkeit ist im „CRC Handbook of Chemistry and Physics“ (erschienen in regelmäßigen Auflagen seit 1914 im Verlag CRC Press LLC New York) beschrieben. Diese Beziehung ist jedoch nur dann nützlich, wenn das gelöste Salz bekannt ist. Natriumchlorid, das Hauptsalz im Meerwasser, führt mit zunehmender Konzentration zu einem starken Anstieg der Leitfähigkeit.
Nach oben genannter Norm DIN EN ISO 8502-6 wird ein spezieller Prüfling (Testpflaster) auf die zu prüfende Oberfläche aufgebracht und eine bestimmte Menge deionisiertes Wasser unter den Prüfling gespritzt. Alle auf der Oberfläche vorhandenen löslichen Salze lösen sich im Wasser. Die Flüssigkeit wird nach einer genau definierten Zeit abgesaugt und ihre Leitfähigkeit gemessen. Die Leitfähigkeit der gesammelten Salzlösung hängt von der verwendeten Wassermenge und ihrer anfänglichen Leitfähigkeit ab, während die Salzmenge in der Lösung von der Fläche des Prüflings abhängt. Die Messung der Leitfähigkeit ist zusätzlich temperaturabhängig und sollte so bei konstanten 20 °C erfolgen. Die Berechnung der Salzbelastung pro Fläche basiert ausschließlich auf dieser Messung der erhöhten Leitfähigkeit durch das Auflösen wasserlöslicher Rückstände von der untersuchten Metalloberfläche.
Die Durchführung des Bresle-Tests erfordert keine wesentlichen speziellen Fachkenntnisse. Nach der Vorbereitung der Oberfläche wird das Bresle-Patch gemäß den Herstellerangaben aufgebracht. Nach der Injektion des Wassers erfolgt eine kurze Wartezeit, gefolgt von der Messung der Leitfähigkeit. Die Ergebnisse werden mit den festgelegten Grenzwerten verglichen, um die Oberflächenreinheit zu bewerten. Die Auswertung selbst kann jedoch ohne ein tieferes Verständnis der Materie zu Fehlinterpretationen führen. Wichtig ist, dass der Bresle-Test keine spezifischen Ionen (Salze) identifiziert und so die Leitfähigkeit die Summe der gelösten Ionen widerspiegelt. Somit umfasst der Messwert z. B. Chlorid, Bromid und Fluorid an der Oberfläche. Eine Auftrennung über chromatographische Methoden könnte zu einer Unterscheidung der einzelnen Ionenarten führen, ist jedoch um ein Vielfaches aufwendiger. Meist kann auch die Anwesenheit einzelner Spezies (z. B. Bromide) ausgeschlossen werden. Wie bei der IMO-PSPC-Methode, wird das Salz deswegen als „Natriumchlorid-Äquivalent“ berechnet.
Bedeutung in der Galvanotechnik
Gerade die Galvanotechnik erfordert die Sicherstellung einer guten Vorreinigung der Teile, da selbst kleinste Verunreinigungen die Haftfestigkeit und die Qualität der Beschichtung beeinträchtigen können. Der Bresle-Test bietet dafür einige Vorteile. So ermöglicht er die frühzeitige Erkennung von Verunreinigungen an der Oberfläche. So können noch vor Beschichtung entsprechende Reinigungsmaßnahmen getroffen werden. Da eine saubere Oberfläche eine gute Schichthaftung gewährleistet, bedeutet die Sicherstellung der Haftfestigkeit eine Erhöhung der Lebensdauer der Schicht und damit auch der galvanisierten Teile. Durch die Verankerung in gültigen internationalen Normen dient die Methode auch als aussagekräftige Bestätigung des Vorbehandlungsprozesses im Streitfall.
