Reinigung / Passivierung der Nichtrostenden Stähle:

Nichtrostende Stähle (STNR) mit einem Chromgehalt von ca. 12 % sind in der Lage an der Luftfeuchtigkeit spontan eine Passivschicht aufzubauen. Stabile passive Legierungen zeichnen sich dann dadurch aus, dass sie beim Einsatz nur eine sehr geringe Korrosionsstromdichte zeigen und es damit zu keiner nennenswerten Korrosion kommen kann. Der Werkstoff bildet in diesem Moment an seiner Oberfläche eine resistente, schützende aber sehr dünne Chromoxidschicht aus. Diese Barriere sorgt dann dafür, dass der äussere Stromfluss mit dem umgebenden Medium praktisch zum Erliegen kommt. Damit verhält sich der Werkstoff ähnlich einem Edelmetall.

Die natürlich gebildete Passivschicht ist nur wenige Nanometer dick (ca. 2-7 nm) und wird immer einige Schwachstellen aufweisen. Ausserdem können bestimmte Ionen (z. B. Chloridionen) diese Passivschicht zerstören. Dieser örtlich begrenzte Vorgang führt zu lokaler Aktivierung und wird mit Lochkorrosion bezeichnet. Bevorzugte Angriffstellen für eine Aktivierung sind dann die stets vorhandenen Fehlstellen, wie z. B.:
Mangansulfide, nichtmetallische Einschlüsse, Carbide, Zunderreste, Riefen und Kratzer, Fe-Verunreinigungen etc.. Dazu kommen noch weitere bei der Verarbeitung oder Installation eines Bauteils eingebrachte Fehlstellen, wie z. B.:
Fette oder Öle, unlegierte Eisenpartikel, unlegierte Fe- und STNR-Späne, Anlauffarben, Stäube oder starke Eigenspannungen (Schweissen, Kratzer).

Das Ziel einer Reinigung/Passivierung ist es nun, die Oberfläche von den Fehlstellen zu reinigen und damit eine gleichmässigere, dichtere, fehlerfreiere, dickere und letztendlich Cr-reichere und damit bessere Passivschicht zu erhalten. Es handelt sich also stets um einen Kombinationsvorgang aus Reinigung und Verbesserung der Passivschichtqualität. Erreicht werden solche Verbesserungen der Oberflächenqualität z. B. durch Lösungen mit der oxidierenden Salpetersäure, HNO₃ Die Säuren dürfen den Werkstoff selbst nicht angreifen, haben auf der anderen Seite aber nur ein sehr begrenztes Lösungsvermögen für z. B. Eisenoxide. So werden entsprechende Zusätze eingesetzt, die die Reinigungswirkung verstärken und die Behandlung damit deutlich effektiver machen.

Die langjährige Erfahrung aus der Vergangenheit hat gezeigt, dass gut gereinigte und passivierte Systeme gegen einen Oberflächenangriff oder eine Verschmutzung deutlich resistenter sind. In einigen Fällen kann es zu einem Angriff durch Rouging kommen. Auch diese Erscheinung lässt sich präventiv mit einer guten Reinigung und Passivierung deutlich mildern.

Elektropolierte Oberflächen besitzen bereits eine gut gereinigte und passivierte Oberfläche. Würden solche Oberflächen ohne zusätzliche Bearbeitungen wie z. B. Schweissen oder mechanische Umformungen eingesetzt werden, so könnte auf eine Initialreinigung/-passivierung theoretisch verzichtet werden. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, dass Verschmutzungen, die während des Herstellens eines Systems auftreten, zu Oberflächenproblemen während des Betriebs führen können!
So sind typische Montageverunreinigungen wie Fette, Späne, Flugrost oder Baustoffablagerungen in der Praxis nie gänzlich zu vermeiden. Auch die während den Schweissungen gebildeten dünnen Oberflächenbeläge, auch wenn in der Praxis fast nicht mehr sichtbar, führen anerkannterweise zu Beeinträchtigungen der Passivschicht und sollten deshalb entfernt werden!

Fazit: Von Beginn an gut gereinigte und passivierte Systeme und Komponenten bewähren sich im Einsatz besser und führen zu besseren Oberflächen. Spätere wiederkehrende Behandlungen sind jedoch ebenso wichtig und erhalten die funktionellen Oberflächeneigenschaften des STNR.