Die Oberflächen von Bauteilen aus Kunststoff bzw. austenitischen Edelstahllegierungen sind i. Allg. durch Schichtbildung gekennzeichnet, die meist durch die finale Herstellungsoperation entscheidend beeinflusst wird. Bei der Herstellung von Bauteilen aus Edelstahllegierungen 1.4404 oder ähnlichen z. B. entstehen eine Reihe von charakteristischen Schichtbildungen:
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chromoxidreiche Passivschicht auf der entsprechend vorbereiteten Edelstahloberfläche als korrosionsresistente (Korrosionsresistenz) Schutzschicht,
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Mediengrenzschicht (Grenzschicht) bei ruhenden bzw. v. a. auch bei strömenden bzw. bewegten Medien mit vollkommen unterschiedlichem Strömungsprofil zur eigentlichen Medienströmung,
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Anlauffarben- bzw. Zunderschicht durch die Wärmebehandlung (Glühen, Schweißen) > 500 °C unter Luft- bzw. Sauerstoffatmosphäre, wobei die chromoxiddominierte Passivschicht in eine eisenoxidreiche Störschicht umgewandelt wird (Phaseninversion),
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amorph strukturierte Porösschicht (Integrales Porösvolumen, Beilby-Schicht) auf der Oberfläche, verursacht durch mechanische Schleifverfahren mit einer Dicke von 1–5 µm, welche eine merkliche Verschlechterung betreffend Topographie, Morphologie und Energieniveau im Vergleich zum elektrochemisch polierten Oberflächenzustand zeigt.
Alle genannten Schichtbildungen haben im Praxiseinsatz entsprechende Wechselwirkungen zum Medium und sind insofern bei der Anlagennutzung entsprechend zu berücksichtigen. Beim Einsatz von Bauteilen im Praxisbetrieb ist davon auszugehen, dass weitere Schichtbildungen auf der medienberührten Oberfläche entstehen können, z. B. Rougebildungen (Rouging) auf Oberflächen aus austenitischen Edelstahllegierungen im Bereich heißer WFI-Wässer bzw. im Reindampfbereich, Biofilmbildungen (Biofilm) etc.
Betreffend Schichtbildungen bei Kunststoffen zeigen sich neben ähnlichen Mediengrenzschichtbereichen und Biofilmbildungen wie bei Metallen vor allem dünne Penetrationsbereiche (Penetration) von Flüssigkeits- bzw. Gasmolekülen im Werkstoff aufgrund von Diffusionseffekten (Diffusion).
© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie
