Definition der Verschmutzung

Der Begriff der Verschmutzung wird in der Literatur meist nicht eindeutig oder nur im jeweiligen Zusammenhang definiert. So werden beispielsweise in deutschen und europäischen Normen für Reinigungsverfahren und Reinigungsanlagen lediglich Beispiele für die zu entfernenden Schmutzstoffe gegeben (z. B. DIN 65078, Reinigen mit organischen Lösemitteln: Verunreinigungen wie Fette, Öle und Wachse). Da ein Fremdstoff auf einer Bauteiloberfläche, je nach Einsatzfall, als Verschmutzung, als tolerierbar oder sogar als erwünscht (beispielsweise als Schutzschicht) eingestuft werden kann, eignet sich zur Definition der Verschmutzung am besten der in der amerikanischen Militärnorm MIL-STD-1246C (Military Standard, Product Cleanlinesslevels and Contamination Control Program) vertretene Ansatz: Verschmutzung ist unerwünschtes Material.

Einteilung der Verschmutzungsarten

Eine Einteilung der Verschmutzungsarten ist unter verschiedenen Gesichtspunkten möglich:

Einteilung nach Herkunft

Partikel des Werkzeugs (Abrieb, Läppmittel, usw.)
Partikel des Werkstücks (Späne, Schleifstaub, Abrieb usw.)
Schmutz aus der Umgebung (Staub, Fingerabdrücke usw.)
Hilfsstoffe (KSS, Ziehfett, Schneidöl usw.)
...

Einteilung nach Zusammensetzung

Mineralöle
tierische Fette und Öle
metallische Späne
anorganische Partikel
verharzte Öle
...

Einteilung nach Aggregatzustand

fester Partikelschmutz
flüssige Verunreinigungen
pastöse Verunreinigungen
...

Einteilung nach chemischen/physikalischen Eigenschaften

mechanische Eigenschaften (abrasiv, schmiergelnd, schmierend, klebend usw.)
chemische Eigenschaften (polar/unpolar, organisch/anorganisch, verseifbar/nicht verseifbar usw.)
elektromagnetische Eigenschaften (statisch aufladbar, magnetisierbar usw.)
thermische Eigenschaften (Ausdehnungskoeffizient, Temperaturbeständigkeit, Brennbarkeit usw.)
viskose Eigenschaften (Oberflächenspannung, Adhäsion, Benetzungsvermögen usw.)
aero-/hydromechanische Eigenschaften (Partikelgröße, Angriffsfläche, CW-Wert usw.)
molekulare Eigenschaften (Bindungskräfte usw.)
...

Besonderes Augenmerk muss bei der Einteilung der Verschmutzung auf den Aspekt der Entfernbarkeit gelegt werden, da nur so eine Zuordnung von geeigneten Reinigungsverfahren zu den Verschmutzungsgruppen möglich ist. Beispielsweise können Stoffe mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften in manchen Fällen aufgrund unterschiedlicher anderer Eigenschaften, chemischer oder sonstiger Art, nicht mit denselben Reinigungsverfahren entfernt werden. Also ist eine Einordnung der Verschmutzungen in Gruppen erforderlich, die eine direkte Zuordnung zu den jeweiligen Reinigungsverfahren ermöglicht.

Die American Society for Testing and Materials (ASTM) gruppiert daher in ihrem Handbuch "Choosing a cleaning process" sechs Gruppen von Verschmutzungen und stellt sie den gängigsten Reinigungsverfahren gegenüber, wobei detailliert auf die Eignung der Reinigungsprozesse zur Entfernung der gegebenen Verschmutzung eingegangen wird und Musterreinigungsprozesse für verschiedene typische Anwendungen aufgeführt werden. Die einzelnen Verschmutzungsgruppen lauten:

Pigmenthaltige Ziehmittel
Pigmentfreie Öle und Fette
Späne und Schneidöle/KSS
Polier- und Schleifmittel
Rost und Zunder
Sonstige

Verschmutzungsarten und Zuordnung von Reinigungsverfahren

Eine Zuordnung von Reinigungsprozessen zu den einzelnen Verschmutzungsarten enthält ebenfalls das Handbuch "Choosing a cleaning process" der US-amerikanischen ASTM. Diese Quelle liefert eine tabellarische Übersicht sinnvoller Reinigungsprozesse in Abhängigkeit von der auftretenden Verschmutzung, dem Reinigungszweck und dem erforderlichen Automatisierungsgrad. Dabei werden allerdings lediglich vier der sechs abgegrenzten Verschmutzungsgruppen und nur die verbreitetsten Reinigungsverfahren betrachtet.

	Zwischenreinigung	Vorbereitung zum Lackieren	Vorbereitung zum Phosphatieren	Vorbereitung zum Beschichten
Entfernung pigmenthaltiger Ziehmittel
Einzelstücke / Kleinserie	Handreinigung mit heißen wässrigen Reinigern; einstufige wässrige Spritzreinigung; Dampfentfettung	abkochen in alkalischen Reinigern, abblasen, von Hand nachwischen; Dampfentfettung, von Hand nachwischen; Reinigung mit saurem Reiniger	Handreinigung mit heißem Neutral- reiniger, einstufige Spritzreinigung, heiß spülen, von Hand nachwischen	Tauchreinigung mit heißem alkalischem Reiniger, spülen mit heißem Wasser, von Hand nachwischen, elektrolytisch reinigen, spülen mit kaltem Wasser
Großserie	wässrige Spritzreinigung im Durchlaufverfahren	alkalische Tauchreinigung, spülen mit heißem Wasser, alkalische Spritzreinigung, spülen mit heißem Wasser	alkalische oder saure Tauchreinigung, heiß spülen, alkalische oder saure Spritzreinigung, heiß spülen	Tauchreinigung mit heißem alkalischem oder Neutral- reiniger, spülen mit heißem Wasser, elektrolytisch reinigen, spülen mit heißem Wasser
Entfernung von pigmentfreien Ölen und Fetten
Einzelstücke / Kleinserie	wischen mit Lösungsmittel; tauchen oder spritzen mit Neutral- reiniger; Dampfentfettung; Tauchreinigung in Lösemittel; alkalische Tauchreinigung, spülen, trocknen oder tauchen in Rostschutzmittel	wischen mit Lösungsmittel; Dampfentfettung; ätzen mit Phosphorsäure	wischen mit Lösungsmittel; Neutralreinigung (tauchen oder spritzen), spülen ; Dampfentfettung; alkalische Spritzreinigung	wischen mit Lösungsmittel; Neutralreinigung, spülen, elektrolytisch nachspülen, tauchen in Salzsäure, spülen
Großserie	automatisierte Dampfentfettung; wässrige Reinigung, schleudern, Spritzreinigung, spülen, trocknen	automatisierte Dampfentfettung;	Spritzreinigung (hoher Druck) mit Neutral- reiniger, spülen; Dampfentfettung; saure Reinigung	automatisierte Dampfentfettung, elektrolytisch spülen, tauchen in Salzsäure, spülen;
Entfernung von Spänen und Schneidölen/KSS
Einzelstücke / Kleinserie	wischen mit Lösungsmittel; alkalische Tauchreinigung; Lösemittel/ Trichlorethylen; Dampfreinigung;	wischen mit Lösemittel; alkalische Tauchreinigung; Dampfreinigung;	wischen mit Lösemittel; alkalische Tauchreinigung; Dampfreinigung;	wischen mit Lösemittel; alkalische Tauchreinigung, spülen, elektrolytisch reinigen, spülen, saure Tauchreinigung, spülen;
Großserie	alkalische Reinigung (tauchen oder spritzen);	alkalische Reinigung (tauchen oder spritzen);	alkalische Reinigung (tauchen oder spritzen) ;	alkalische Tauchreinigung, spülen, elektrolytisch reinigen, spülen, saure Tauchreinigung, spülen;
Entfernung von Polier- und Schleifmittel- resten
Einzelstücke / Kleinserie	meist keine Reinigung erforderlich	wischen mit Lösungsmittel; alkalische Reinigung (mechanisch unterstützt), spülen; Tauchreinigung mit Neutral- reiniger, spülen	wischen mit Lösungsmittel; alkalische Reinigung (mechanisch unterstützt), spülen; Tauchreinigung mit Neutral- reiniger, spülen	wischen mit Lösungsmittel; alkalische Reinigung (mechanisch unterstützt), spülen, elektrolytisch reinigen; alkalische Spritzreinigung
Großserie	meist keine Reinigung erforderlich	alkalische Spritzreinigung, spülen (spritzen); Umfluten oder Spritzreinigung, spülen	alkalische Spritzreinigung, spülen (spritzen); Spritzreinigung mit Neutral- reiniger, spülen	mehrstufige alkalische Tauch- und Spritzreinigung, spülen, elektrolytisch reinigen, spülen, leichtes anätzen mit Säure, spülen

aus "Choosing a cleaning process", ASM Handbook Volume 5, Surface Engineering, ASM International, 1996 (ins Deutsche übersetzt)

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