Wie man eine Spezifikation für die Oberflächenvorbereitung erstellt, die Ergebnisse liefert

Eine Spezifikation für die Oberflächenvorbereitung ist keine Formalität. Sie ist der rechtliche und technische Rahmen, in dem Beschichtungsunternehmen arbeiten, Inspektoren prüfen und Gewährleistungsansprüche bewertet werden. Eine schlecht formulierte Spezifikation erzeugt in jeder Phase Unklarheiten – und Unklarheiten in Beschichtungsprojekten lösen sich meist zugunsten von weniger Vorbereitung auf, nicht von mehr. Eine gut formulierte Spezifikation beseitigt Rätselraten, legt klare Inspektions-Haltepunkte fest und schafft eine prüfbare Dokumentation, die den Anlageneigentümer schützt, wenn Beschichtungssysteme nicht die erwartete Leistung bringen.

Dieser Leitfaden behandelt die zwölf Elemente, die eine vollständige Spezifikation für die Oberflächenvorbereitung enthalten muss, wie Sie die richtigen Normen angeben, die häufigsten Schwachstellen von Spezifikationen, die Risiken schaffen, Beispielformulierungen für Klauseln sowie die Dokumentation, die die Ausführung eines Beschichtungsprojekts begleiten muss. Zur vertraglichen Seite lesen Sie was eine Beschichtungsspezifikation durchsetzbar macht.

Was muss eine Spezifikation für die Oberflächenvorbereitung enthalten?

Eine vollständige, durchsetzbare Spezifikation für die Oberflächenvorbereitung enthält alle folgenden Elemente. Fehlt auch nur eines, entsteht eine Lücke, die ausgenutzt wird – entweder durch die Auslegung des Auftragnehmers oder durch Streitigkeiten, wenn die Leistung hinter den Erwartungen zurückbleibt.

1. Leistungsumfang und Definition des Untergrunds

Legen Sie genau fest, was vorbereitet werden soll. Dazu gehören:

• Zu beschichtende Bauteile und Komponenten (und ausdrücklich, was nicht beschichtet werden soll)
• Aktueller Zustand des Untergrunds: Rostgrad (ISO 8501-1 A–D), Zustand der vorhandenen Beschichtung, bekannte Verunreinigungen
• Alle Bereiche, die eine besondere Behandlung erfordern (Schweißnähte, Kanten, Spalten, Schraubenlöcher, Bereiche mit Lochfraß)
• Bereiche, in denen das Standardverfahren zur Vorbereitung nicht angewendet werden kann, und welche Alternative dort gefordert ist

2. Norm für die Oberflächenvorbereitung

Geben Sie die geforderte SSPC- (oder ISO-)Norm für die Oberflächenvorbereitung mit vollständiger Bezeichnung an, nicht nur mit ihrem Namen. „Near-white blast“ ist keine Spezifikation. „SSPC-SP 10/NACE No. 2 Near-White Metal Blast Cleaning“ ist eine Spezifikation. Der Unterschied ist entscheidend, wenn Streit darüber entsteht, was tatsächlich gefordert war. Die vollständige Abstufung der Reinheitsgrade finden Sie in unserem umfassenden Leitfaden zu den SSPC-Normen für die Oberflächenvorbereitung.

Gelten für verschiedene Bereiche oder Bauteile unterschiedliche Normen (zum Beispiel SP 10 für die Primärstruktur und SP 11 für Schweißnahtreparaturen), legen Sie diese getrennt und eindeutig fest. Überlassen Sie es nicht dem Auftragnehmer, auszulegen, welche Norm wo gilt.

3. Verfahren der Oberflächenvorbereitung

Legen Sie zusätzlich zur Reinheitsnorm fest, ob ein bestimmtes Verfahren gefordert oder verboten ist:

• Ist Strahlen mit Strahlmittel vorgeschrieben, oder darf mit Maschinenwerkzeugen vorbereitet werden, sofern das spezifizierte Ergebnis erreicht wird? Wenn Maschinenwerkzeuge zulässig sind, nennen Sie den entsprechenden Vorbereitungsgrad (SSPC-SP 11 oder SP 15) oder die zu erreichende Reinheit und das Profil. Das Fachpapier von 2018 zur Definition von Normen für die Oberflächenvorbereitung mit Maschinenwerkzeugen zeigt, warum „Reinigung mit Maschinenwerkzeugen“ allein nicht ausreicht: Unterschiedliche Werkzeuge liefern sehr unterschiedliche Ergebnisse.
• Ist Nassstrahlen oder Wasserstrahlen zulässig? Wenn ja, welcher Flugrostgrad ist akzeptabel?
• Gibt es ATEX- oder Heißarbeitsbeschränkungen, die bestimmte Verfahren ausschließen?
• Ist eine Einhausung erforderlich? Wer ist dafür verantwortlich und welche Anforderungen gelten?

4. Spezifikation des Strahlmittels (falls Strahlen gefordert ist)

Wenn Strahlen mit Strahlmittel vorgeschrieben ist, legen Sie Folgendes fest:

• Zulässige Strahlmittelarten (Stahlkies, Stahlkugeln, mineralisches Strahlmittel oder Kombinationen)
• Korngrößenbereich des Strahlmittels und kantige oder runde Kornform
• Grenzwerte für wasserlösliche Verunreinigungen des Strahlmittels, geprüft über die Leitfähigkeit nach ASTM D4940, wobei der Grenzwert aus der jeweils geltenden Strahlmittelnorm SSPC-AB oder ISO 11126 übernommen wird
• Ob recyceltes Strahlmittel zulässig ist und welche Prüfungen vor der Wiederverwendung erforderlich sind

5. Anforderung an das Rauheitsprofil

Geben Sie den geforderten Bereich des Rauheitsprofils in µm an (oder in mils; 25,4 µm = 1 mil). Verlassen Sie sich nicht darauf, dass die Strahlnorm dies festlegt: Strahlnormen definieren die Reinheit, nicht das Profil. Die Profilanforderung stammt aus dem technischen Datenblatt (TDS) des Beschichtungssystems und muss in der Spezifikation ausdrücklich angegeben werden, zusammen mit dem Messverfahren:

„Die vorbereitete Oberfläche muss ein Rauheitsprofil im Bereich von 50–85 µm aufweisen, gemessen nach ASTM D4417 Methode C mit Testex Press-O-Film® X-Coarse Replikaband und einer kalibrierten Federbügel-Messschraube.“

Wie Sie diese Messwerte erfassen und dokumentieren, erläutert unser Praxisleitfaden zur Messung des Rauheitsprofils.

6. Grenzwert für Verunreinigung durch lösliche Salze

Legen Sie für jedes Projekt in maritimer, Offshore- oder industrieller atmosphärischer Umgebung den maximal zulässigen Gehalt an löslichen Salzen nach der Vorbereitung fest. Geben Sie das Prüfverfahren an, typischerweise die Bresle-Patch-Extraktion nach ISO 8502-6 mit konduktometrischer Messung nach ISO 8502-9. Die Leitfähigkeit des Extrakts wird in µS/cm gemessen und in eine Flächendichte löslicher Salze umgerechnet, meist angegeben in mg/m² (oder µg/cm²; 10 mg/m² = 1 µg/cm²) als NaCl-Äquivalent. Nennen Sie dann den konkreten Grenzwert. Eine Spezifikation, die die Salzverunreinigung nicht berücksichtigt, ist für jedes Beschichtungsprojekt unvollständig, bei dem es auf die Lebensdauer der Beschichtung ankommt. Warum das wichtig ist, erklärt Verunreinigung durch lösliche Salze und Beschichtungsversagen.

7. Umgebungsbedingungen für Vorbereitung und Beschichtung

Legen Sie die Umgebungsgrenzwerte fest, innerhalb derer Oberflächenvorbereitung und Beschichtung durchgeführt werden dürfen:

• Maximale relative Luftfeuchte (üblicherweise 85 %, niedriger bei empfindlichen Anwendungen oder wenn das TDS dies verlangt)
• Mindestabstand der Stahltemperatur über dem Taupunkt (üblicherweise 3 °C)
• Minimale und maximale Luft- und Stahltemperatur für die Applikation der Beschichtung
• Erforderliche Messintervalle und Messgeräte
• Kriterien für einen Arbeitsstopp: was geschieht, wenn die Bedingungen während der Arbeiten den zulässigen Bereich verlassen

8. Maximaler Zeitraum zwischen Vorbereitung und Grundierung

Geben Sie die maximale Zeit zwischen dem Abschluss der Oberflächenvorbereitung und dem Auftrag der ersten Grundierschicht an. Dies verhindert, dass vorbereiteter Stahl vor der Beschichtung wieder anrostet. Es gibt keinen einheitlichen Normwert; die folgenden Werte entsprechen gängiger Projektpraxis und müssen mit dem TDS und den Bedingungen vor Ort abgestimmt werden:

• Trockenstrahlen mit Strahlmittel unter normalen Bedingungen: etwa 4 Stunden
• Trockenstrahlen mit Strahlmittel bei hoher Luftfeuchte oder in maritimer Umgebung: kürzer, oft 2 Stunden oder weniger
• Wasserstrahlen: sobald die Oberfläche bis zum zulässigen Flugrostgrad abgetrocknet ist
• Vorbereitung mit Maschinenwerkzeugen unter trockenen Bedingungen: in der Regel am selben Tag, oft innerhalb von 4–8 Stunden

In jedem Fall sollte sichtbarer Rückrost vor der Grundierung dazu führen, dass die Oberfläche erneut vorbereitet werden muss.

9. Inspektions-Haltepunkte

Legen Sie die verbindlichen Inspektions-Haltepunkte fest: Punkte, an denen die Arbeit unterbrochen und die Inspektion abgeschlossen werden muss, bevor die nächste Phase beginnen darf. Legen Sie mindestens Haltepunkte fest für:

• Nach der Oberflächenvorbereitung, vor der Grundierung: visuelle Reinheit, Rauheitsprofil, Umgebungsbedingungen, Salzverunreinigung (wo gefordert)
• Nach dem Auftrag der Grundierung: Trockenschichtdicke, visuelles Erscheinungsbild, Haftprüfung (falls spezifiziert)
• Nach jeder weiteren Schicht: Trockenschichtdicke, Prüfung auf Verunreinigung zwischen den Schichten
• Endabnahme nach der Deckbeschichtung: Gesamt-Trockenschichtdicke, Porenprüfung (für Eintauchbeanspruchung), visuelles Erscheinungsbild

In der Spezifikation sollte zwischen Witness-Haltepunkten (der Inspektor muss anwesend sein) und Review-Haltepunkten (Aufzeichnungen müssen geprüft und freigegeben werden) unterschieden werden. Einen vollständigen Ablauf finden Sie unter Beschichtungsinspektion: die 11 Haltepunkte, die die meisten Schäden verhindern.

10. Prüfverfahren und Messgeräte

Überlassen Sie das Inspektionsverfahren nicht der Auslegung des Auftragnehmers. Geben Sie ausdrücklich an:

• Visueller Standard für die Reinheit: SSPC-VIS 1 (Strahlreinigung) oder SSPC-VIS 3 (Reinigung mit Hand- und Maschinenwerkzeugen) oder die Fotos aus ISO 8501-1; legen Sie je nach Vorbereitungsverfahren fest, welcher gilt
• Profilmessung: ASTM D4417 Methode C (Replikaband, mit Bandsorte und Art der Messschraube) oder Methode B (Tiefenmessgerät)
• Salzverunreinigung auf der Stahloberfläche: Extraktion nach ISO 8502-6 und Leitfähigkeit nach ISO 8502-9 oder ein anderes Verfahren aus SSPC Guide 15, mit Messgerät und Kalibrierung
• Verunreinigung des Strahlmittels: ASTM D4940
• Messung der Trockenschichtdicke: SSPC-PA 2 oder gleichwertig, Gerätetyp und Kalibrieranforderung

11. Qualifikation von Auftragnehmern und Inspektoren

Geben Sie die Mindestqualifikationen für Beschichtungsunternehmen und Inspektionspersonal an. AMPP (hervorgegangen aus SSPC und NACE) betreibt weithin anerkannte Zertifizierungsprogramme:

• Beschichtungsinspektoren: AMPP Coating Inspector Program (CIP) Level 1, 2 oder 3
• Beschichtungsunternehmen für Arbeiten vor Ort: SSPC-QP 1 (und QP 2, wenn gefährliche Altbeschichtungen entfernt werden); Werkstattbeschichtung: SSPC-QP 3
• Industrielle Beschichtungsverarbeiter: entsprechende AMPP- oder eigentümerspezifische Qualifikation

12. Anforderungen an die Dokumentation

Legen Sie fest, welche Aufzeichnungen von wem, in welchem Format und innerhalb welchen Zeitraums erstellt werden müssen. Fordern Sie mindestens:

• Tägliche Inspektionsberichte, unterzeichnet von einem qualifizierten Inspektor
• Protokolle der Umgebungsbedingungen (relative Luftfeuchte, Stahltemperatur, Taupunkt, Lufttemperatur) in festgelegten Intervallen
• Messprotokolle des Rauheitsprofils mit Ort, Datum, Bandsorte, Messwerten und Mittelwert
• Prüfprotokolle zur Salzverunreinigung, wo gefordert
• Protokolle der Trockenschichtdicke nach SSPC-PA 2
• Abweichungsberichte für jeden Bereich, der die Inspektion nicht besteht, sowie Nachweise über die Nachbesserung
• Zertifikate für das Strahlmittel und Ergebnisse der Verunreinigungsprüfungen

Was sind die häufigsten Schwachstellen von Spezifikationen?

Die Norm angeben, aber nicht das Profil

Die häufigste Lücke. „SSPC-SP 10“ sagt dem Auftragnehmer, welche Reinheit er erreichen muss. Es sagt ihm nicht, welches Rauheitsprofil er erzeugen soll. Enthält die Spezifikation keine Anforderung an das Rauheitsprofil, ist der Auftragnehmer nicht verpflichtet, eines zu erzielen, und das Profil kann für das Beschichtungssystem unzureichend sein.

Keine Anforderung zur Salzverunreinigung

Wird kein maximaler Salzgehalt festgelegt, gibt es keinen durchsetzbaren Maßstab, anhand dessen Verunreinigungen beanstandet werden können. Das ist ein kritisches Versäumnis bei jedem Offshore-, Marine- oder Industrieprojekt mit langen Instandsetzungsintervallen.

Unklare Definition des Leistungsumfangs

„Gesamter Stahlbau“ ist keine Spezifikation. Zeichnungen müssen genau zeigen, was vorbereitet und beschichtet werden soll, was nicht, und welche Behandlung für Übergänge, Kanten und Spalten gilt, an die Standardverfahren nicht heranreichen.

Keine Haltepunkte

Eine Spezifikation ohne definierte Inspektions-Haltepunkte lässt zu, dass die Beschichtung vor der Inspektion aufgetragen wird. Ist der Inspektor in den entscheidenden Prüfphasen nicht anwesend, können Abweichungen nicht erkannt werden, bevor der Nachweis unter der Grundierung verschwindet.

Widersprüche zwischen TDS und Spezifikation

Wenn das TDS der Beschichtung mindestens SP 10 vorschreibt und die Projektspezifikation SP 6 angibt, liegt ein Widerspruch vor. Im Streitfall setzt sich häufig die strengere Anforderung durch, doch wer die Kosten der Nacharbeit trägt, ist eine vertragliche Frage. Klären Sie Widersprüche vor Arbeitsbeginn, nicht währenddessen oder danach.

Beispielformulierungen für Spezifikationsklauseln

Im Folgenden finden Sie Beispielformulierungen für eine Hochleistungs-Industriebeschichtung, bei der die Primärstruktur einer Near-White-Strahlreinigung und Punktreparaturen einer Vorbereitung mit Maschinenwerkzeugen unterzogen werden. Die Werte dienen nur zur Veranschaulichung; übernehmen Sie die tatsächlichen Grenzwerte aus dem TDS der Beschichtung und der Einsatzumgebung.

3.1 Oberflächenvorbereitung — Primärstruktur: Stahloberflächen sind nach SSPC-SP 10/NACE No. 2 Near-White Metal Blast Cleaning vorzubereiten. Das Rauheitsprofil muss im Bereich von 50–90 µm liegen, gemessen nach ASTM D4417 Methode C. Als Strahlmittel ist kantiger Stahlkies zu verwenden, der das spezifizierte Profil erzeugen kann. Recyceltes Strahlmittel ist nach ASTM D4940 zu prüfen und zu ersetzen, wenn die Leitfähigkeit den Grenzwert der geltenden SSPC-AB-Strahlmittelnorm überschreitet.

3.2 Oberflächenvorbereitung — Punktreparaturen und unzugängliche Bereiche: Für Strahlgeräte unzugängliche Bereiche sowie örtlich begrenzte Reparaturbereiche von höchstens 0,5 m² je Stelle sind nach SSPC-SP 11 Power Tool Cleaning to Bare Metal vorzubereiten. Das Rauheitsprofil muss mindestens 40 µm betragen, gemessen nach ASTM D4417 Methode B oder C. (SSPC-SP 11 selbst fordert mindestens 25 µm / 1 mil; geben Sie einen höheren Wert an, wenn die Beschichtung dies verlangt.)

3.3 Verunreinigung durch lösliche Salze: Die vorbereitete Oberfläche darf eine Verunreinigung durch lösliche Salze von höchstens 50 mg/m² (5 µg/cm²) NaCl-Äquivalent aufweisen, bestimmt durch Bresle-Patch-Extraktion nach ISO 8502-6 und Leitfähigkeitsmessung nach ISO 8502-9. Je 10 m² vorbereiteter Oberfläche ist eine Prüfung durchzuführen, mit zusätzlichen Prüfungen in allen Bereichen mit bekannter oder vermuteter Verunreinigung.

3.4 Haltepunkt: Die Inspektion der Oberflächenvorbereitung gemäß den Punkten 3.1–3.3 ist ein verbindlicher Witness-Haltepunkt. Der Beschichtungsverarbeiter darf auf keinen Bereich Grundierung auftragen, bevor der Inspektor die Konformität schriftlich bestätigt hat.

Klausel 3.3 verwendet denselben Zahlenwert, den IMO PSPC für eigens dafür vorgesehene Seewasser-Ballasttanks festlegt. Bei atmosphärischer Beanspruchung kann ein höherer Wert zulässig sein, und manche Spezifikationen für Eintauchbeanspruchung fordern weniger – übernehmen Sie den Wert daher immer aus dem Datenblatt der Beschichtung.

Das Wichtigste in Kürze

• Eine vollständige Spezifikation für die Oberflächenvorbereitung legt fest: Reinheitsnorm, Einschränkungen beim Verfahren, Anforderung an das Rauheitsprofil, Grenzwert für Salzverunreinigung, Umgebungsbedingungen, Zeitraum zwischen Vorbereitung und Grundierung, Inspektions-Haltepunkte, Prüfverfahren und Dokumentationsanforderungen. Alle Elemente sind erforderlich.
• Geben Sie die vollständige SSPC/NACE- oder ISO-Bezeichnung an, nicht nur den gebräuchlichen Namen, und zwar getrennt für jeden Untergrundbereich oder Zustand, für den unterschiedliche Anforderungen gelten.
• Das Rauheitsprofil wird nicht durch die Reinheitsnorm definiert. Es muss ausdrücklich angegeben werden, zusammen mit dem Messverfahren und der Bandsorte.
• Verbindliche Inspektions-Haltepunkte vor der Grundierung sind das wichtigste Durchsetzungsinstrument jeder Beschichtungsspezifikation. Ohne sie bleiben Abweichungen unentdeckt, bis es zum Schaden kommt.
• Widersprüche in Spezifikationen müssen vor Arbeitsbeginn geklärt werden. Der häufigste Widerspruch besteht zwischen der Projektspezifikation und dem TDS des Beschichtungsprodukts; prüfen Sie beide und stimmen Sie sie vor der Ausschreibung aufeinander ab.

Häufig gestellte Fragen

Was muss eine Spezifikation für die Oberflächenvorbereitung enthalten?

Mindestens: Leistungsumfang und Zustand des Untergrunds, die Reinheitsnorm mit vollständiger Bezeichnung für jeden Bereich, zulässige und verbotene Verfahren, Anforderungen an das Strahlmittel, Bereich des Rauheitsprofils und Messverfahren, Grenzwert für lösliche Salze und Prüfverfahren, Umgebungsgrenzwerte, maximale Zeit bis zur Grundierung, Inspektions-Haltepunkte, Prüfgeräte, Qualifikation des Personals und Dokumentationsanforderungen.

Legt SSPC-SP 10 das geforderte Rauheitsprofil fest?

Nein. Strahlnormen wie SSPC-SP 10 und ISO 8501-1 Sa 2½ definieren ausschließlich die visuelle Reinheit. Der Bereich des Rauheitsprofils stammt aus dem technischen Datenblatt des Beschichtungsherstellers und muss separat in die Spezifikation aufgenommen werden, zusammen mit dem Messverfahren, zum Beispiel Replikaband nach ASTM D4417 Methode C.

Welchen Grenzwert für lösliche Salze sollte eine Beschichtungsspezifikation angeben?

Übernehmen Sie den Grenzwert aus dem Datenblatt der Beschichtung und der Einsatzumgebung und geben Sie das Prüfverfahren an. Veröffentlichte Beispiele sind 50 mg/m² NaCl-Äquivalent für Ballasttanks nach IMO PSPC sowie die Grenzwerte der US Navy von 3 µg/cm² Chlorid bei Eintauchbeanspruchung und 5 µg/cm² ohne Eintauchbeanspruchung.

Kann eine Spezifikation Maschinenwerkzeuge anstelle von Strahlen mit Strahlmittel zulassen?

Ja, wenn sie das Ergebnis und nicht nur das Verfahren festlegt. SSPC-SP 11 und SSPC-SP 15 sind Normen für die Vorbereitung mit Maschinenwerkzeugen, die blankes Metall und ein Profil von mindestens 25 µm (1 mil) fordern. Wo ein strahlgleiches Ergebnis erforderlich ist, geben Sie die geforderte Reinheit und das Profil an und lassen Sie sich die Akzeptanz des Verfahrens vom Beschichtungshersteller bestätigen.

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