Warum muss Edelstahl gebeizt werden?

Beizen als Maßnahme zur Erhaltung des Glanzes und der Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl

Um diese Eigenschaften langfristig zu erhalten, bedarf es vor dem Vertrieb einer Behandlung des Materials. Neben mechanischer Verfahren wie Bürsten, Schleifen und Strahlen ist Beizen als eines von mehreren chemischen Verfahren eine der vielversprechendsten Methoden, um dies zu gewährleisten.
Neben der Legierungszusammensetzung und dem Gefügezustand nichtrostenden Stahls ist die sogenannte Passivschicht von besonderer Bedeutung. Diese bildet sich aus, wenn der Chromgehalt > 12 % des Materials ausmacht und hat eine Dicke von 2-4 Nanometer. Die Schicht schützt das Material vor direktem Kontakt mit äußeren Medien wie Luft und Feuchtigkeit. Neben dem Chromgehalt müssen für die Ausbildung der Passivschicht zwei Bedingungen erfüllt werden. Zum Einen bedarf es genügend Sauerstoff für die chemische Reaktion, zum zweiten muss die Oberfläche des Werkstoffs metallisch rein sein. Beizen soll diese letzte Eigenschaft bewerkstelligen.


 

Entfettung und Reinigung vor dem Beizen

Zur Vorbereitung des Beizvorgangs bedarf es einer gründlichen Reinigung der Oberfläche des Materials. Öle, Fette und organische Verschmutzungen müssen entfernt werden. In der Regel werden dazu neutrale bis alkalische Entfettungsmittel verwendet. Um Fremdrost vor dem eigentlichen Beizen zu entfernen, bedarf es der Anwendung saurer Mittel, die gleichzeitig entfetten und den Rost entfernen. Zu beachten ist, das diese Mittel nach Verwendung sehr gründlich abgespült werden müssen, damit der Reinigungseffekt nicht verpufft. Wenn das Spülwasser gleichmässig abläuft, dann ist die Metalloberfläche in der Regel fettfrei und ohne Rückstände und kann somit dem Beizvorgang zugeführt werden.
 

Beizen als sichere Methode für eine metallisch reine Edelstahloberfläche

Je nach Ausstattung der Werkstätten und der Beschaffenheit des Materials sind drei verschiedene Formen des Beizvorgangs üblich. Die Zusammensetzung der jeweiligen Beizmittel muss den Gegebenheiten angepasst werden, besteht aber hauptsächlich aus Flusssäure und Salpetersäure. Zur genauen Ermittlung der benötigten Produkte ist der Rat eines Fachmanns einzuholen.

Zur partiellen Behandlung von Schweißnähten und Abkantungen wird eine Beizpaste satt mit einem Pinsel aufgetragen. Die jeweilige Einwirkzeit ist zu beachten. Danach kann die Paste einfach mit Wasser unter Einsatz eines Hochdruckgerätes abgespült werden.



Foto: Edelstahl beizen mit Beizpaste und Pinsel





Foto: Edelstahl Schweissnaht elektrisch beizen


Für ganze Werkstücke und Flächen eignet sich Sprühbeize besser. Hierzu bedarf es eines Sprühbeizhandgerätes, das sowohl in einfacher Handpumpenform als auch mit Elektropumpe ausgestattet erhältlich sind. Durch symmetrisches Auftragen entsteht ein schönes und gleichmäßiges Beizbild. Nach der angegebenen Einwirkzeit kann das Beizmittel einfach mit einem Hochdruckstrahler entfernt werden.
Mit dem Tauchverfahren, dem sogenannten Beizbad, werden die besten Resultate erzielt, um eine chemisch reine Oberfläche des Edelstahls zu erhalten. Das Beizmittel wird gleichmäßig verteilt und die Zusätze können kontrolliert und auf das Material eingestellt werden. Wie bei den beiden erstgenannten Methoden muss auf die optimale Einwirkzeit geachtet werden. Beim Abspülungsvorgang sollte, ein gleichmässiger Abfluss des Spülvorgangs beobachtet werden, um die Reinheit der Oberfläche zu garantieren.
 

Nach dem Beizvorgang

Nach dem Abspülen des Werkstückes mit Wasser sollte die Werkstoffoberfläche noch mit Pflegemittel (Neutralyt) neutralisiert werden. 


Foto: Flasche mit Beiz- und Reinigungselektrolyt / Flasche mit Neutralyt als Pflegemittel zur Nachbehandlung


 

Varianten der Edelstahlbeize

Um Edelstahl zu beizen, wird die Oberfläche zunächst gründlich mit einem Hochdruckreiniger bearbeitet. Häufig wird noch eine sogenannte Passivierungslösung aufgetragen, damit sich die Passivschicht nach dem Beizen noch schneller bildet.
 

• Beizpasten: Insbesondere bei der Nachbehandlung von Schweißnähten kommen Beizpasten zum Einsatz. Sie werden mit einem Pinsel auf die Schweißnaht aufgetragen und danach abgespült. In der Praxis werden die gefährlicheren Stoffe wie Flusssäure oder Schwefelsäure häufig durch die elektrolytische Beize ersetzt. Hierbei werden Elektrolyte auf den Edelstahl aufgetragen und mit Hilfe von elektrischem Strom schließlich der Beizvorgang an den Schweißnähten in Gang gesetzt.
• Tauchbeizen: Große Edelstahlteile werden in ein Bad mit Beizlösung getaucht. Üblicherweise wird diese Form des Beizens im industriellen Maßstab eingesetzt, zum Beispiel in Produktionsstätten für Edelstahlwerkzeuge oder KFZ-Komponenten.
• Sprühbeizen: Beim Sprühbeizen werden große Flächen, die sich nicht demontieren lassen, mit Beizgel behandelt. Der Auftrag erfolgt mit einer Sprühpistole. Behandelt werden zum Beispiel Edelstahlelemente an Brücken oder Häusern.
• Abtragbeizen: In diesem Fall wird beim Beizen gleichzeitig die Oberfläche im Mikrometer-Bereich abgetragen. Dadurch werden Spannungen oder Mikrorisse beseitigt.

 

Gefahren im Umgang mit Beizmitteln

Durch den hohen Säuregehalt sind die Beizmittel bei unsachgemässer Lagerung, Gebrauch und Entsorgung nicht ganz ungefährlich. Die Lagerstätte muss so beschaffen sein, das durch ein eventuelles Auslaufen kein Abfluss in die Umwelt möglich ist. Alkalische und saure Produkte müssen zur Vermeidung chemischer Reaktionen in getrennten Gestellen gelagert werden. Direkter Kontakt mit der Haut ist zu vermeiden und entsprechende Schutzkleidung zu tragen. Letztendlich dürfen Spülwasser und Abluft nicht direkt in die Umwelt gelangen und müssen nach den jeweils geltenden Entsorgungsrichtlinien aufbereitet werden. Die Abluft sollte durch eine Laugenlösung geleitet und ausgewaschen werden. Bei den Abwässern müssen die Säuren neutralisiert und die Metalle und Fluoride ausgefällt werden. Dazu bedarf es einer speziellen Einrichtung oder einer zugelassenen Entsorgungsfirma.


Foto: Schutzausrüstung zum Edelstahl Beizen (Schutzbrille und Chemikalien-Schutzhandschuhe)


 

Fazit

Edelstahl ist ein Material, welches in der heutigen Zeit vielfältigen Nutzungen zukommt und vielen Erwartungen entspricht. Damit es über lange Zeit rostfrei und glänzend bleibt, bedarf es vor dem Gebrauch einer sorgfältigen Präparation. Wichtig ist die metallisch reine Oberfläche, welche die Ausbildung der wichtigen Passivschicht garantiert, welche das Metall vor Umwelteinwirkungen schützt. Mit dem Beizvorgang in richtiger Anwendung wird diese gewährleistet.

Edelstahl hat im Grunde zwei hervorstechende Eigenschaften, welche das Material so beliebt machen. Einerseits läßt sich Edelstahl dank seiner Korrosionsbeständigkeit vielseitig unter anderem im Maschinen- und Automobilbau verwenden. Auf der anderen Seite findet das Material aufgrund seiner hervorragenden Optik bei sichtbaren Einrichtungen wie Fenster, Fassaden, Küchen und Türen bevorzugte Verwendung.