Riss. Lexikon Pharmatechnologie - prozesstechnik online

Lexikon Pharmatechnologie

Riss

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Siehe auch: Penetrationsprüfung.

Lokale topographische (Topographie) Integritätsstörung einer Oberfläche, wobei derartige Defekte häufig zu einer Zerstörung der Bauteile führen.

Bauteile aus Kunststoff oder aus Metallen bzw. Legierungen erfahren im Zuge der Herstellung oder im praktischen Einsatz fallweise (lokale) Rissbildungen, die auf sehr unterschiedliche Ursachen zurückzuführen sind.

Bei thermoplastischen Polymerwerkstoffen (Thermoplast) erfolgen Rissbildungen meist entweder durch innere und / oder äußere mechanische Spannungen, wobei fallweise auch Quellungen durch niedermolekulare Lösungsmittel entscheidend beitragen können.

Innere (eingefrorene) Spannungen, die z. B. vom Spritzgießen mit raschem Abkühlen (Abschrecken) herrühren, führen bei anschließender Quellung des Bauteils durch ein Lösungsmittel infolge quellungsverursachter Reduzierung der inneren Sekundärbindungen (Chemische Bindungen) und dadurch ermöglichtem Gleiten der Makromoleküle untereinander fallweise zu Spannungsrissbildungen (typisch etwa bei PMMA mit Salatöl).

Bei der Herstellung von Apparaten- und Rohrleitungssystemen aus austenitischen Edelstahllegierungen 1.4404, 1.4539 etc. spielen Risse — und hier vornehmlich Mikrorisse — eine wesentliche Rolle und werden von der Prüftechnik mit besonderer Aufmerksamkeit beachtet. Rissbildungen durch mechanische Überbelastungen bzw. infolge dynamischer Belastungen (Wöhler-Kurve) des Bauteils hinsichtlich etwaiger Dimensionierungsfehler sind im Pharmabereich eher selten. Allerdings sind mechanische Spannungen in einem Apparat vor allem bezüglich der Risiken gegenüber der Spannungsrisskorrosion von wesentlichem Interesse.

Von herausragendem Interesse sind fertigungstechnisch bedingte Rissbildungen in folgenden Bereichen bzw. Fertigungsstufen sowie Rissbildungen während des Anlagenbetriebs:

  • Schweißrisse in der Schweißnaht oder in der Hitzeeinflusszone (durch Wärmeausdehnung / -schrumpfung bei reduzierter Festigkeit infolge Bauteiltemperatur),

  • Schweißrisse in der Schweißnaht von höher Mo-legierten Stählen wie 1.4539 infolge lokaler Mo-Agglomerierung (Mo-Inseln) mit umgebender Mikrorissstruktur aufgrund stark unterschiedlicher Wärmeausdehnungs- / Schrumpfspannungen zwischen Austenitmatrix und Mo-Insel,

  • Gussrisse infolge von Wärmedehnungen bzw. Schrumpfungen beim Abkühlen bzw. infolge lokaler Diffusionsprozesse (Diffusion) im Werkstoffgefüge,

  • Verformungsrisse bei plastischen Verformungen mit unzulässig großem Umformgrad (beim Biegen, Bodeneinwalzen, Rohrziehen etc.),

  • korrosiv bedingte Rissbildungen bei der Spannungsrisskorrosion.

Die Beurteilung der Risse erfolgt dabei aus der Sicht der mechanischen Festigkeit (statisch und dynamisch) sowie aus korrosionstechnischer (Korrosion) und letztlich auch aus reinigungstechnischer (Reinigung) Sicht. Beurteilt werden die Rissbreitenausdehnung, die Risslänge und die Risstiefe.

Prinzipiell ist davon auszugehen, dass Teile, die Risse mit nicht einsehbarer Tiefe – und dies ist der überwiegende Hauptteil – aufweisen, fachgerecht repariert oder ausgetauscht werden müssen. Bei einer Reparatur muss die Rissursache bekannt sein, damit diese behoben und der Teil erfolgreich repariert werden kann.

Abb. R 9: Spannungsrissbildung in der Bauteilwand eines Autoklaven (Material 316L). (Quelle: G. Henkel)

© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie

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