Anorganische Säuren zum Beizen von Metallen 1 – Salzsäure „HCl“

In der folgenden Beitragsreihe möchte ich einen kurzen Überblick über jene anorganischen Säuren geben, welche beim Beizen klassischerweise eingesetzt werden.

Salzsäure HCl:

HCl in reiner Form ist gasförmig da sein Siedepunkt bei Normaldruck -85,1°C beträgt. Wenn im täglichen Leben von Salzsäure gesprochen wird, ist somit in Wasser gelöstes HCl-Gas gemeint. Bei Raumtemperatur liegt die Sättigungsgrenze bei ca. 38 Gew.% und im Handel kann Salzsäure im Konzentrationsbereich von 30 – 38 Gew.% (~346-452g/l) bezogen werden. Des weitern weißt die Lösung einen azeotropen Punkt bei 20,24 Gew% auf. Dies hat im Bezug auf den Umgang und Einsatz mit der HCl Lösung wesentliche Auswirkungen.

Bereits bei Raumtemperatur gibt die Lösung HCl-Gas in die Umgebung ab. Dies führt zum bekannten stechenden Geruch der Säure da die Atmungsorgane angegriffen werden. Ebenso kommt es zu starken Korrosionserscheinungen bei metallischen Werkstoffen.

Als starke Säure löst sie unedle Metalle unter Wasserstoffbildung nach folgender Formel auf.

Me + 2HCl -> MeCl2 + H2

Beim Einsatz als Beizsäure löst das HCl die Metalloxide wie folgt auf und führt dadurch zur gewünschten Oberflächenreinigung.

MeO + 2HCl -> MeCl2 + H2O

Me2O3 + 6 HCl -> 2 MeCl3 + 3H2O

Großbeizen für Kohlenstoffstähle stellen im Bezug auf die eingesetzten Mengen das Hauptanwendungsgebiet für Salzsäure dar. Gegenüber Schwefelsäure können höhere Beizgeschwindigkeiten und geringere Badtemperaturen erzielt werden. Bessere Oberflächen bei gleichzeitig geringerem Angriff des Grundmaterials ist ein weitere wesentlicher Vorteil. Abschließend sei noch die vollständige Regenerierbarkeit erwähnt welche im Bezug auf geschlossene Betriebsmittelkreisläufe wesentlich ist.

Datenquelle: Beizen von Metallen, Dr. Ralf Rituper, Eugen G. Leuze Verlag

Siehe auch die Blog-Beiträge zu weiteren anorganischen Säuren: Schwefelsäure; Salpetersäure; Phosphorsäure; Flusssäure