Braune Kammerbeläge im Sterilisationsprozess Was tun?

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1 Braune Kammerbeläge im Sterilisationsprozess Was tun? Wasser ist ein freundliches Element für den, der damit bekannt ist und es weiß zu behandeln (J. W. von Goethe) Technisches SV-Büro Dr. Bendlin Ransbach Baumbach

2 Inhalt Informationen zum Wasser Qualität, aggressives Wasser Edelstahl Korrosion und Materialkunde Reinigung der Oberfläche viele Ursachen für braune Beläge

3 Beispiele von Problemen Salze Rost Silikat

4 DIN Teil 7 Anforderungen an Betriebsmittel Parameter Sterilisierdampf Pharm. Reindampf Feuchtigkeit unter 5 % unter 5 % Überhitzung kleiner 5 C kleiner 5 C Druckschwankungen +/- 100 mbar +/- 100 mbar Mechanische Filterung unter 10 µm unter 10 µm Nichtkondensierbare Gase unter 40 ml/l unter 40 ml/l Kondensat Kondensat Aussehen und Geruch klar, farblos, wie WFI ohne Bodensatz ph-wert 6-8 Leitwert 10 µs/cm Verdampfungsrückstand unter 10 mg/l

5

6 Edelstahl: Stahl mit mehr als 12 % Chrom korrodiert nicht unter Normalbedingungen (25 C und O 2 ) wegen der festen Passivschicht Aufgrund des hohen Standes der Herstelltechnik, der Analytik und der Kosten einiger Elemente (Cr,Ni, Mo, Ti) sind alle Werkstoffe heute an der unteren Grenze der Normenzusammensetzung Cr für Passivschicht Ni für bessere Korrosionsbeständigkeit Mo für bessere Korrosionsbeständigkeit Krupp 1912: V2A und V4A Quelle: Binder WO, Brown CN, Proc Am Soc Test Matter, 1946, 64:

7 Edelstahl Legierung auf Eisenbasis mit mind. 11 % Chrom x.xxxx 43 bedeutet nicht rostend ohne Mo, z. B bedeutet nichtrostend mit Mo, z.b oder bedeutet nichtrostend mit besonders hochwertigen Zusätzen z. B Nichtrostend bedeutet: Es bildet sich eine chromoxidreiche Oberflächenschicht, welche thermodynamisch sehr stabil ist und chemisch inert ist Cr 2 O 3 haftet gut auf dem Grundmaterial, Schichtdicke nur A undurchlässig für viele Ionen (Chlorid), die Korrosion hervorrufen

8 Beschädigung der Passivschicht (nur wenige Atomlagen dick) steam Ausbildung einer guten Passivschicht ist wichtig Quelle: Schülke& Mayr GmbH

9 Passivschicht auf dem Werkstoff Passivschicht: 70 % Cr-oxid und 30 % Fe-oxid, hat geringen Stromfluss Cr/Fe Verhältnis 1,5 1.5 Cr/Fe ratio Wasser 1,0 0, Penetration 2.5 nm 5.0 nm 5 nm Schichtdicke Oberfläche nm Edelstahl Surface penetration 1.0 nm 1.5 nm 2.5 nm 3.5 nm 4.5 nm 6.0 nm Quelle: G. Henkel, Dr. Rau, Fa. Dockweiler Topographie Edelstahloberflächen, Expert Verlag

10 Topographie und Oberflächenbehandlung Rohr: Oberfläche geschliffen Rohr: Oberfläche elektropoliert 180/240/320 Ra= 0,24µm Mat.-Abtrag 25 µm Ra = 0,18µm Quelle: Quelle: G. Henkel, Dr. Rau, Fa. Dockweiler Topographie Edelstahloberflächen, Expert Verlag 30 µm Genaue Spezifikation des Werkstoffs ist wichtig

11 Gründe für die Braunfärbung Einschleppen von Rost über den Dampf Zerstörung der Passivschicht unsachgemäße Behandlung der Oberfläche durch falsche Reinigung/Behandlung fehlende Pflege zur nachhaltigen Erhaltung der Passivschicht fehlender atomarer Sauerstoff (keine ausreichende Ausbildung der Passivschicht) schlechte Oberfläche z. B. Rückstände aus der Oberflächenbehandlung

12 Zusammenfassung: braune Beläge viele Ursachen sind möglich Oxidationsprodukt des Edelstahles: also hauptsächlich Eisenhydroxid und Eisenoxid mit einer Sanierung teilweise/vollständig zu entfernen entweder auf saurer Basis oder auch ph-neutral oder mit anodischer Reinigung der Metalloberfläche FAZIT: immer die genaue Ursache suchen und entsprechend handeln nicht nur die Kammer kann Braunfärbungen haben

13 Danke für das Zuhören Noch Fragen?

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