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HPLC Was bringen Edelstahlbauteile in der HPLC?

| Autor / Redakteur: Werner Röpke* / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

In der Flüssigchromatographie wird oft mit Laufmitteln gearbeitet, die nicht unbedingt behutsam zu Metallen sind. Deswegen wird häufig zum beständigeren Edelstahl gegriffen. Wo lohnt sich der Einsatz von Edelstahlbauteilen und was muss der Anwender beachten?

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Abb.1: Korrodiertes Stahlblechgehäuse einer HPLC-Pumpe, aber die Pumpenköpfe sind völlig blank.
Abb.1: Korrodiertes Stahlblechgehäuse einer HPLC-Pumpe, aber die Pumpenköpfe sind völlig blank.
(Bilder: Techlab)

Der Spaten eines fleißigen Gärtners rostet nicht, der eines faulen aber ganz schnell. Warum? Der Abrieb beim Graben verhindert natürlich den Ansatz von Rost. Deshalb müsste der oben genannte Ausspruch eigentlich lauten: „Was rastet, das rostet!”

Es ist allgemein bekannt: Eisen und Stahl rosten. Dazu braucht es nur den Luftsauerstoff als Oxidationsmittel und etwas Feuchtigkeit und schon bildet sich eine mehr oder weniger lockere Schicht aus Eisen(II)- und Eisen(III)oxid mit Kristallwasser. Die Bezeichnung „wasserhaltiges Oxid” lässt schon vermuten, dass es einen deutlich größeren Raum einnimmt als seine Ausgangskomponenten. Wenn also Wasser an eine Armierung gelangt, bringt der entstehende Rost sogar Beton zum Platzen.

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Verwendung von Edelstahl in der HPLC

Edelstahl rostet nicht, weshalb alle Laufmittel berührenden Teile in der HPLC aus Edelstahl gefertigt werden. Die Gehäuse leider nur sehr selten (s. Abb. 1). Edelstahl ist nicht von der Zusammensetzung her rostfrei, sondern aufgrund seiner spezifischen Oberfläche. Die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl „rostfrei“ beruht auf einer komplexen, chromreichen Oxidschicht bzw. Oxidhydratschicht auf dem Stahl, die den normalen Oberflächenzustand nichtrostender Stähle darstellt. Die Oxidation läuft spontan ab, sofern genügend Sauerstoff an die Oberfläche gelangt.

Mit der Zeit nimmt die Dicke der Schicht zu. Es entsteht eine dauerhaft korrosionsbeständige Oberfläche, die selbst im Fall mechanischer Beschädigung erhalten bleibt. Wird Edelstahl bearbeitet, gelangt „frischer“ Stahl an die Oberfläche, der sofort wieder passiviert. Dieser Prozess kann mithilfe eines Oxidationsmittels beschleunigt werden, um eine gleichmäßige Oxidschicht auf dem Bauteil aufzubauen.

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