Reinigen und Passivieren nach Bearbeitung
Das Passivieren von Edelstahl ist ein wesentlicher Prozess, um die Korrosionsbeständigkeit des Materials zu erhöhen. Diese chemische Oberflächenbehandlung bildet eine dünne, stabile Oxidschicht auf der Edelstahloberfläche, die als Schutzbarriere gegen Korrosion wirkt.
Bei der Bearbeitung von z.B. chirurgischen Instrumenten oder Produkten der Medizintechnik, aus nichtrostenden Stählen wird die diese Oxidschicht / Oberfläche „beschädigt“ so dass der Korrosionsschutz durch natürlichen Passivierung nicht mehr gewährleistet ist.
1.
Vorbereitung der Oberfläche
Bevor die Passivierung beginnt, muss die Edelstahloberfläche gründlich gereinigt werden, um Verunreinigungen, Öle, Fette, Schweißrückstände und andere Fremdstoffe zu entfernen. Dies geschieht typischerweise durch:
- Entfetten: Verwendung von alkalischen oder lösungsmittelhaltigen Reinigern, um organische Rückstände zu entfernen.
- Beizen: Anwendung von Beizlösungen, die meist aus Säuren wie Salpeter- oder Flusssäure bestehen, um Oxidschichten, Zunder und metallische Verunreinigungen zu entfernen.
2.
Spülen
Nach der Reinigung wird das Edelstahl gründlich mit mindest enthätetem besser noch deminieralisiertem bzw. deionisiertem Wasser gespült, um Rückstände der Reinigungs- und Beizmittel zu entfernen. Dies verhindert mögliche Kontaminationen und stellt sicher, dass die Passivierungslösung gleichmäßig auf die Oberfläche einwirken kann.
3.
Passivierung
Der eigentliche Passivierungsprozess wird durch das Eintauchen des gereinigten Edelstahls in eine Passivierungslösung durchgeführt. Typischerweise werden dafür Lösungen verwendet, die aus Salpetersäure oder Zitronensäure bestehen. Die Konzentration der Säure, die Temperatur und die Einwirkzeit können je nach gewünschtem Ergebnis variieren:
- Salpetersäurelösung: Häufige Konzentrationen liegen zwischen 20-50 Vol.-% bei einer Temperatur von 20-50°C. Die Einwirkzeit beträgt in der Regel 20-30 Minuten.
- Zitronensäurelösung: Diese umweltfreundlichere Alternative wird oft in Konzentrationen von 4-10 Gew.-% bei Temperaturen von 20-50°C und Einwirkzeiten von 30-60 Minuten verwendet.
Während des Prozesses reagiert die Säure mit den Eisenatomen auf der Oberfläche, entfernt freie Eisenpartikel und bildet eine dichte, stabile Chromoxidschicht.
4.
Abschlussreinigung und Spülen
Nach der Passivierung wird das Edelstahl erneut gründlich mit mindest enthätetem, deminieralisiertem oder deionisiertem Wasser gespült, um alle Säurerückstände zu entfernen. Ein abschließendes Spülen mit heißem VE-Wasser kann verwendet werden, um die Trocknung zu beschleunigen und Wasserflecken zu vermeiden.
typische Prozessablauf Reinigen und Passivieren mit Ultraschall
Reinigen
Ultraschall, beheizt
Spülen
Ultraschall, beheizt
Passivieren
Ultraschall, beheizt
Spülen
Ultraschall, beheizt
VE-Spülen
Ultraschall, beheizt
VE-Spülen
LiftOut, beheizt
Trocknen
Umluft, bis 110° C
5.
Trocknung
Das Edelstahl wird abschließend getrocknet, um Wasserflecken und erneute Kontaminationen zu verhindern. Dies kann durch Lufttrocknung, Einsatz von Heißluftgebläsen oder in speziellen Trockenkammern geschehen.
6.
Qualitätskontrolle und Prüfungen
Nach der Passivierung werden verschiedene Tests durchgeführt, um die Wirksamkeit der Passivierung zu überprüfen und sicherzustellen, dass die Edelstahloberfläche optimal vor Korrosion geschützt ist. Gängige Prüfmethoden umfassen:
- Salzsprühnebeltest: Bestimmung der Korrosionsbeständigkeit durch Besprühen mit einer Salzlösung und Überprüfung auf Korrosionsspuren.
- Ferroxyl-Test: Nachweis von freien Eisenpartikeln auf der Oberfläche durch eine Lösung, die Farbreaktionen zeigt.
- Benetzungswinkelmessung: Überprüfung der Hydrophobie der Oberfläche als indirektes Maß für die Qualität der Passivierung.
Zusammenfassung
Ultraschall-Reinigungs-Anlagen und -Geräte zum Reinigen und Passivieren
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