Korrosion

Korrosion ist ein entscheidendes Thema beim Betrieb von Mischern, Synthesetrocknern und Vakuum-Mischtrocknern. Besonders kritisch wird es, wenn Bauteile mit den zu verarbeitenden Produkten in direkten Kontakt stehen. Hochwertige pharmazeutische Wirkstoffe (Active Pharmaceutical Ingredients, API) müssen in höchster Reinheit hergestellt werden. Ihre Synthese erfolgt in zahlreichen Stufen, bei denen häufig aggressive Lösungsmittel zum Einsatz kommen. Diese können metallische Werkstoffe angreifen und im Extremfall zerstören.

Neben der chemischen Belastung (Spannungsrisskorrosion) wirken oftmals zusätzliche Beanspruchungen. Beispielsweise entstehen hohe Belastungen, wenn Prozesse unter Druck oder Vakuum stattfinden. Hohe Temperaturen, abrupte Temperaturwechsel oder thermische Zyklen können die Werkstoffe vorzeitig ermüden. Unter solchen Bedingungen können verschiedene Formen der Korrosion auftreten. Flächenkorrosion lässt sich durch sogenannte Korrosionszuschläge bei der Auslegung berücksichtigen. Kritischer sind die Loch- oder Nadelkorrosion. Sie betrifft vor allem austenitische Edelstähle, wenn chloridhaltige Medien oder Salzlösungen mit der Oberfläche in Kontakt kommen.

Der Korrosionsschutz von rostfreien Edelstählen – umgangssprachlich „Nirosta“ genannt – basiert grundsätzlich auf einer passiven Chromoxidschicht. Diese bildet sich durch den Einfluss von Luftsauerstoff auf der Oberfläche und hemmt die weitere Korrosion. Wird in einem Mischer ein feststoffhaltiges Pulver bewegt, so entstehen durch Reibung blanke Metalloberflächen. Dabei werden metallurgische Fehlstellen, die zur Korrosion neigen könnten, mechanisch abgetragen. Unmittelbar danach regeneriert sich die schützende Passivschicht von selbst. Dieses Prinzip verleiht rostfreien Edelstählen eine bemerkenswerte Selbstheilungsfähigkeit.

Anders verhält es sich bei Flüssigkeiten ohne abrasiven Feststoffanteil. Hier fehlt die mechanische Nachbearbeitung der Oberflächen. Um die Passivschicht dennoch in bestmöglicher Qualität zu erhalten, wird häufig das Elektropolieren eingesetzt. Im Vergleich zum mechanischen Schleifen oder Läppen entstehen so besonders glatte und homogene Oberflächen mit erhöhter Korrosionsbeständigkeit.

Je nach Aggressivität der eingesetzten Medien reichen Standardwerkstoffe wie 1.4404 (AISI 316L) jedoch nicht immer aus. In solchen Fällen kommen Nickelbasislegierungen wie Alloy C22 oder Alloy 59 zum Einsatz. Diese zeichnen sich durch eine hohe Beständigkeit gegenüber oxidierenden und reduzierenden Medien aus, sind schweißgeeignet und lassen sich trotz ihrer hohen Legierungsgehalte zerspanend bearbeiten. Eine weitere Werkstoffgruppe sind die sogenannten Superduplex-Stähle. Sie kombinieren eine hohe Korrosionsbeständigkeit mit einer guten Festigkeit und weisen eine zweiphasige Gefügestruktur aus Ferrit und Austenit auf. Im Gegensatz zu austenitischen Stählen sind sie leicht magnetisch, was ihre Identifikation erleichtert.

Die richtige Werkstoffwahl ist entscheidend, um die Lebensdauer von Prozessanlagen zu sichern und die Produktreinheit zu gewährleisten. Dies erfordert stets eine sorgfältige Abwägung zwischen Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit, mechanischer Belastbarkeit und verfahrenstechnischen Anforderungen.