Bauteile aus austenitischen Edelstahllegierungen weisen auf der Oberfläche i. Allg. eine korrosionsschützende (Korrosion) chromoxidreiche Passivschicht auf, die durch das Cr / Fe-Verhältnis und die Schichtdicke definiert ist und einem dynamischen Gleichgewicht von Depassivierung und Repassivierung unterworfen ist.
Infolge korrosiver Effekte in der Bauteilumgebung kann die Passivschicht empfindlich und nachhaltig gestört werden.
Die Rougebildung, z. B. bei Edelstahloberflächen 1.4404 / 1.4435 in heißem Wasser für Injektionszwecke (WFI), das aufgrund der Ionen- und Sauerstoffarmut besonders aggressiv ist, entspricht grundsätzlich einer nachhaltigen Störung des dynamischen Gleichgewichts der chrom-oxidreichen Passivschicht. Die Einstellung des neuen dynamischen Gleichgewichts entspricht einer völligen Phaseninversion von chromoxidreichen zu eisenoxiddominierten Schichtverhältnissen.
Die Ursachen für die Phaseninversion mit Rougingbildung sind:
- Das dynamische Gleichgewicht der ständigen De- / Repassivierung wird in heißem Reinwasser (> 81 °C) durch den sehr geringen O2-Gehalt im Wasser empfindlich gestört.
- Reinwasser ist extrem ionenarm und insofern hoch lösefähig für Metallatome / -ionen.
- Aus thermodynamischen Gründen steigt bei Temperaturerhöhung die Affinität von Fe zu O stärker als die von Cr zu O, d. h. dass Fe zunehmend unedler (elektrochemische Spannungsreihe) wird.
Abb. R 10: Links: Schematische Darstellung der Rougebeschichtung aus der Passivschicht durch umgebungsbedingte Phaseninversion samt Messmöglichkeit der Rougeschichtbildung durch spezifische Reflexionsmessungen und Darstellung der Rougepartikelaktivität ab einer bestimmten Rougeschichtdicke. Rechts: Messgeräteelemente des Rougemeters HPLG zur messtechnischen Inline-Ermittlung von Rougeschichten auf austenitischen Edelstahloberflächen im Praxisbetrieb (oben: Inline-Messgerät für Rohrleitungseinbau; unten: Anzeigegerät für Inline-Messgerät). (Quelle: G. Henkel)
© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie