Gasreinheit 5.0 und 6.0: Welcher Werkstoff für welches Gas?
Gasreinheit 5.0 und 6.0: Welcher Werkstoff für welches Gas?
Sie kaufen hochreinen Stickstoff oder Helium und messen trotzdem Störungen in der Analytik? Dann liegt das oft nicht am Gas, sondern an der Armatur. Druckminderer, Ventile und Leitungen müssen zur Reinheit des Gases passen. Sonst bringen sie Verunreinigungen ins Gas, die in der Flasche gar nicht vorhanden waren.
Was bedeuten die Reinheitsangaben?
Die Reinheit von Gasen wird in einer Kurzform angegeben. Die Zahl vor dem Punkt steht für die Anzahl der Neunen, die Zahl danach für die letzte Ziffer:
- 4.6 = 99,996 %
- 5.0 = 99,999 %, also höchstens 10 ppm Fremdbestandteile
- 6.0 = 99,9999 %, also höchstens 1 ppm Fremdbestandteile
Je höher die Reinheit, desto stärker fallen schon kleinste Mengen Feuchtigkeit, Sauerstoff oder Partikel aus der Armatur ins Gewicht.
Wodurch wird Gas in der Armatur verunreinigt?
- Diffusion und Undichtigkeit: Durch Elastomerdichtungen können Luft und Feuchtigkeit von außen eindringen.
- Totraum: In Ecken, in denen das Gas nicht strömt, sammelt sich Luft und wird nur langsam ausgespült.
- Oberflächen: Raue Oberflächen nehmen Feuchtigkeit auf und geben sie nach und nach wieder ab.
- Partikel: Abrieb an beweglichen Teilen und Dichtungen.
Die drei Werkstoffklassen im Vergleich
Messing
Messing ist robust, günstig und für technische Gase in Industrie und Werkstatt völlig ausreichend. Typische Gase sind Stickstoff, Argon, Sauerstoff und Brenngase in technischer Qualität. Für ätzende oder giftige Gase ist Messing nicht geeignet.
Messing verchromt
Verchromtes Messing hat eine glattere und widerstandsfähigere Oberfläche. Es eignet sich für reine Gase in Labor und Analytik, etwa für Trägergase in der Gaschromatographie.
Edelstahl 316L
Edelstahl 316L ist die richtige Wahl für hochreine Gase bis 6.0. Die spezialgereinigte und oft elektropolierte Oberfläche nimmt kaum Feuchtigkeit auf. Ausführungen, die dafür freigegeben sind, eignen sich auch für ätzende und giftige Gase. Edelstahl ist Standard in der Pharmazie, in der Halbleiterfertigung und überall dort, wo Messergebnisse oder Produktqualität von der Gasreinheit abhängen.
Warum die Membran so wichtig ist
Bei hochwertigen Druckreglern und Ventilen für Spezialgase dichtet eine Metallmembran den Gasraum nach außen ab. Bei GCE DRUVA ist sie aus Hastelloy oder Elgiloy. Elastomere, durch die Gas diffundieren kann, gibt es nach außen nicht. Hastelloy ist außerdem sehr korrosionsbeständig. GCE gibt für die druvaPUR-Edelstahlstationen Leckraten nach außen von unter 1 × 10⁻⁹ mbar·l/s (Helium) an.
Welcher Werkstoff für welche Anwendung?
| Anwendung | Typische Reinheit | Empfohlener Werkstoff |
|---|---|---|
| Schweißen, Werkstatt, Prüfstand | technisch | Messing |
| Labor, GC-Trägergas, Analytik | 5.0 | Messing verchromt oder Edelstahl |
| Pharma, Kalibriergase, Spurenanalytik | 5.0 bis 6.0 | Edelstahl 316L |
| Halbleiter, ultrahochreine Gase | 6.0 und höher | Edelstahl, UHP-Ausführung |
| Ätzende oder giftige Gase | je nach Gas | Edelstahl mit Freigabe für das Gas, mit Fremdgasspülung |
Fazit
Die Armatur muss mindestens so gut sein wie das Gas. Wenn Sie hochreines Gas über einen Messing-Druckminderer mit Elastomerdichtungen entnehmen, haben Sie für die hohe Reinheit umsonst bezahlt. Bei uns finden Sie Flaschendruckminderer und Entspannungsstationen von GCE DRUVA in allen drei Werkstoffklassen. Ob Flaschendruckminderer oder Station besser zu Ihnen passt, lesen Sie im Ratgeber Flaschendruckminderer oder Entspannungsstation?