English 
Italian 
Beständigkeit von Edelstahl: Welcher Werkstoff eignet sich für Ihre Anwendung?
Edelstahl ist aufgrund seiner Vielseitigkeit und Beständigkeit in einer Vielzahl von Industrien gefragt. Daher kommen im Behälterbau – sei es für die Lagerung von Flüssigkeiten, Chemikalien oder Lebensmitteln – verschiedenste Edelstahllegierungen zum Einsatz, die je nach Anwendungsbereich unterschiedliche Vorteile bieten. Doch welche Edelstahllegierung eignet sich für welche Anwendung? In diesem Beitrag erläutern wir die Unterschiede zwischen den gängigsten Edelstahllegierungen und geben Ihnen eine Orientierung, welche Legierung in welcher Branche am besten eingesetzt wird. Am Ende dieses Artikels finden Sie einen praktischen Link zu einer Beständigkeitstabelle, die Ihnen bei der Auswahl des richtigen Werkstoffs hilft.
1. Was versteht man unter chemischer Beständigkeit von Edelstahl?
Unter der chemischen Beständigkeit von Edelstahl versteht man die Eignung einer spezifischen Edelstahllegierung (z.B. 1.4404 oder 1.3401), aggressiven chemischen Einflüssen wie Säuren, Laugen und Salzen standzuhalten, ohne dabei in seiner Struktur oder Funktion beeinträchtigt zu werden. Diese Eigenschaft ist besonders in Umgebungen entscheidend, in denen Werkstoffe kontinuierlich mit korrosiven oder reaktiven Substanzen in Kontakt kommen. Bei unzureichender Beständigkeit einer Legierung können chemische Reaktionen auftreten, die die Integrität des Materials schwächen, was schließlich zu Leckagen oder Brüchen im Behälter führen kann.
2. Welche Vorteile bietet Edelstahl im Behälterbau?
Edelstahl ist für seine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit bekannt, die auf die Legierung von Eisen mit Chrom zurückzuführen ist. Durch das Chrom bildet sich an der Oberfläche eine stabile, passivierende Oxidschicht (Chromoxid), die das darunterliegende Metall vor weiterem Angriff schützt. Diese Schicht erneuert sich bei kleineren Beschädigungen automatisch und bildet so eine effektive Barriere gegen viele chemische Substanzen.
Verbreitet sind hierbei die Oberbegriffe „Behälter aus V2A“ oder „Behälter aus V4A“, die oft als Kategorisierung der geläufigsten Werkstoffgüten genutzt werden. Dahinter verbergen sich aber tatsächlich eine deutlich größere Bandbreite verschiedenster Edelstahllegierungen, die durch Zugabe weiterer Elemente wie Nickel, Molybdän oder Titan zusätzliche spezifische Eigenschaften erzielen. Beispielsweise eine erhöhte Beständigkeit gegenüber aggressiven chemischen Medien oder eine verbesserte mechanische Festigkeit bei höheren Temperaturen.
3. Chemische Beständigkeit in spezifischen Anwendungsbereichen
Edelstahl wird aufgrund seiner Vielseitigkeit und chemischen Beständigkeit in einer Vielzahl von Industrien eingesetzt. Einige der häufigsten Einsatzgebiete umfassen:
- Molkerei & Milchwirtschaft: In der Verarbeitung von Milchprodukten wie Frischmilch, Joghurt oder Rahm ist der Werkstoff V2A (1.4301) am weitesten verbreitet. Dort, wo besonders saure oder fermentierte Milchprodukte verarbeitet werden und der pH-Wert sinkt, können höherlegierte V4A Werkstoffe (1.4404) die Lebensdauer der Behälter verlängern.
- Lebensmittel- und Getränkeindustrie: In der Lebensmittelproduktion ist für den Großteil der Prozessanwendungen ebenfalls V2A Edelstahl (1.4301) ausreichend. Die Beständigkeit für die meisten Reinigungs- und Desinfektionsmittel, die bei einer regelmäßigen CIP-Reinigung zum Einsatz kommen, ist dadurch gewährleistet. Falls eine höhere Salzkonzentration vorhanden ist (z.B. in Saucen oder Wurstwaren) oder das Medium hohe Konzentrationen an organischen Säuren aufweist (z.B. Essigsäure, Milchsäure), können V4A Legierungen, wie 1.4404 oder 1.4571, der besser geeignete Behälterwerkstoff sein.
- Pharma und Life Science: In diesen Industriebereichen ist nicht nur die chemische Beständigkeit, sondern auch die Oberflächenbeschaffenheit und Reinheit des Edelstahls von hoher Relevanz. Durch besonders glatte Oberflächen (z.B. 0,4 Ra) ist der Innenraum des Behälters besonders resistent gegen Ablagerungen von Mikroorganismen und lässt sich hervorragend reinigen. V4A Werkstoffe wie 1.4404, 1.4571 oder 1.4435 sind daher in pharmazeutischen Lagerbehältern und ähnlichen Anwendungsbereichen (Life Science und Medizintechnik) am weitesten verbreitet.
- Chemische Industrie: Im Bereich der chemischen Industrie können besonders hohe Temperaturen (z.B. 200°C), dynamische Lasten durch Rührwerke oder Reaktionen unter Druck und Vakuum besondere Anforderungen an die Werkstoffgüte stellen. Reaktoren für Spezialchemikalien oder Agrochemikalien sind daher primär aus 1.4571 und ähnlichen V4A Legierungen gefertigt. Bei hohen Konzentrationen korrosiver Substanzen wie Schwefelsäure oder Natronlauge können auch noch höher legierte Edelstahllegierungen oder Duplex-Werkstoffe notwendig sein, um eine möglichst lange Lebensdauer des Behälters zu gewährleisten. In einigen Bereichen der chemischen Industrie können aber auch bedenkenlos V2A Werkstoffe wie 1.4301 eingesetzt werden, da die Materialbeanspruchung deutlich geringer ist. Dies gilt beispielsweise für den Bereich Farb- und Lackchemie sowie generell bei der Lagerung unkritischer Rohstoffe und Fertigprodukte.
4. Herausforderungen und Grenzen der chemischen Beständigkeit von Edelstahl
Trotz der großen Vielfalt verschiedener Legierungen kommt Edelstahl unter bestimmten extremen Bedingungen an seine Grenzen. Beispielsweise kann Edelstahl in Umgebungen mit hochkonzentrierten Chloriden, wie in Salzwasser oder bei der Verarbeitung bestimmter Chemikalien, anfällig für Lochfraß sein. Hier können spezielle Stahlsorten mit höherem Molybdänanteil, wie der Typ 1.4549 (904L) oder Superwerkstoffe wie Hastelloy erforderlich sein.
5. Chemische Beständigkeitstabellen als Hilfsmittel zur Materialwahl
Da die chemische Beständigkeit von Edelstahl je nach Legierung und Umgebungsbedingungen variiert, sind spezielle Beständigkeitstabellen ein unverzichtbares Hilfsmittel für Ingenieure und Planer. Diese Tabellen bieten einen schnellen Überblick darüber, wie verschiedene Edelstahlsorten in Kontakt mit verschiedenen Chemikalien reagieren und welche Materialien sich am besten für spezifische Anwendungen eignen.
Beispielsweise stellt Bürkert eine umfassende chemische Beständigkeitstabelle zur Verfügung, die detaillierte Informationen darüber enthält, wie unterschiedliche Materialien, darunter auch Edelstahl, gegenüber einer Vielzahl von Chemikalien beständig sind. Diese Tabellen erleichtern die Entscheidung über die passende Materialauswahl erheblich, besonders in Branchen, die mit aggressiven Medien arbeiten.
Fazit: Edelstahl – ein unverzichtbarer Werkstoff mit hervorragender chemischer Beständigkeit
Die Wahl des richtigen Edelstahls ist bei der Beschaffung eines Lagerbehälters oder Druckbehälters entscheidend, um die langfristige Korrosionsbeständigkeit und Produktionssicherheit zu gewährleisten. Edelstahl bleibt aufgrund seiner chemischen Beständigkeit, Vielseitigkeit und Verfügbarkeit ein unverzichtbarer Werkstoff in der Industrie. Durch die kontinuierliche Weiterentwicklung der Legierungen kann Edelstahl immer besser auf die Anforderungen in den Bereichen Lebensmittel, Pharma und Chemie angepasst werden – und wird dadurch auch in der Zukunft der wichtigste Werkstoff im industriellen Behälterbau bleiben.
