Verhalten von Oberflächen bei der Trocknung.
Bauteile aus austenitischen Edelstahllegierungen weisen je nach finaler Oberflächenbehandlung an der Oberfläche eine mehr oder minder kompakt ausgebildete chromoxidreiche Passivschicht mit einer Dicke von ca. 1–3 nm aus. Die amorphe Chromoxidpassivschicht enthält je nach Passivierungsverfahren (Passivierung) u. a. auch H2O-Moleküle (Feuchte), die im Praxis-einsatz der Bauteile je nach Prozessführung berührende Medien schädigend kontaminieren können (z. B. unerlaubte Befeuchtung von Reinstgasen Ar, N2, H2, HCl etc.).
Die gezielte Entfernung der H2O-Moleküle (Trocknung) aus der Passivschicht – z. B. eines Edelstahlrohres – erfolgt z. B. durch einen kontrollierten Gasstrom durch das Rohr mit einem extrem trockenen Gas (z. B. Argongas H2O < 0,01 ppm). Erlaubt man nun, dass der Feuchtegehalt im Spülgas bei definierter Gasgeschwindigkeit vom Eintritt in die Edelstahlrohrleitung bis zum Austritt aus dem Leitungsstück der Länge l maximal auf ein Level von < 0,1 ppm H2O im Ar-Gasstrom ansteigen darf, so ist der Spülvorgang ein zeitabhängiger Vorgang.
Die notwendige Zeit (Dry down time) für die Feuchtereduzierung (Trocknung der Oberfläche des gasführenden Edelstahlrohres) ist stark von der Oberflächenqualität der Edelstahloberfläche bzw. der Qualität der Passivschicht abhängig. Metallblanke Oberflächen etwa haben 5–15 mal längere Spülzeiten als fachgerecht elektrochemisch polierte und nachkonditionierte Edelstahloberflächen.
Ähnliche Relationen zeigen sich auch bei der Ermittlung der Freispülzeit von Sauerstoff aus Edelstahloberflächen, was u. a. auch für die Formierungstechnik von Rohren beim Orbitalschweißen von wesentlicher Bedeutung ist.
© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie