Vermeidung galvanischer Korrosion

Wie Korrosion in Flüssigkeitskühlschleifen auftritt

Bei der Auswahl der Komponenten für Ihre Flüssigkeitskühlschleife müssen Sie deren Materialverträglichkeit sowie individuelle Leistung berücksichtigen. Obwohl eine Aluminium-Rohr-Kaltplatte in Verbindung mit einem kupferrohrigen Wärmetauscher Ihren thermischen Anforderungen entsprechen könnte, ist sie kein zuverlässiger Kühlkreislauf. Kupfer und Aluminium haben sehr unterschiedliche elektrochemische Potenziale, sodass, wenn sie in einem Kühlsystem kombiniert werden, galvanische Korrosion wahrscheinlich ist. Galvanische Korrosion (auch als unähnliche Metallkorrosion bezeichnet) erodiert das Metall und verursacht Imlaufe der Zeit Leckagen.

In einer Kühlschleife können metallische Materialien im elektrochemischen Kontakt eine galvanische Zelle oder Batterie bilden (Abb. 1). In einer galvanischen Zelle, wenn zwei Metalle mit unterschiedlichen elektrischen Potentialen verbunden sind, gibt es einen potenziellen Unterschied zwischen ihnen. Das Metall mit dem höheren elektrischen Potential wird zur Anode und die niedrigere Kathode. Ein Strom fließt von der Anode zur Kathode. Die Anode löst sich auf oder korrodiert, um Ionen zu bilden. Diese Ionen driften ins Wasser, wo sie entweder in Lösung bleiben oder mit anderen Ionen im Elektrolyt reagieren. Dieses Verfahren wird als galvanische Korrosion bezeichnet.

Eine galvanische Zelle benötigt drei Elemente:

• Zwei elektrochemisch unterschiedliche Metalle,
• Ein elektrisch leitfähiger Weg zwischen den beiden Metallen und
• Ein Elektrolyt, um den Fluss von Metallionen zu ermöglichen.

In einem typischen Flüssigkeitskühlkreislauf liefert die Sanitäranlage den elektrisch leitfähigen Weg und das wässrige Kühlmittel liefert den Elektrolyt. Im oben erwähnten Kupfer/Aluminium-Szenario ist das Aluminium die Anode, das Kupfer die Kathode und die Kühlflüssigkeit der Elektrolyt. Im Laufe der Zeit korrodiert das Aluminium, während es sich im Wasser auflöst.

Die galvanische Korrosionsrate hängt vom elektrischen Potential zwischen den beiden Metallen ab. Die Galvanic Series (Abb. 2) bestellt Metalle basierend auf dem Potenzial, das sie im fließenden Meerwasser aufweisen. Die reaktivsten befinden sich am oberen Rand der Tabelle und die am wenigsten reaktiven am unteren Rand.



Erhöhte Temperaturen, die wahrscheinlich in Kühlschlaufen sind, beschleunigen die galvanische Korrosion. Ein Temperaturanstieg um 10 °C kann die Korrosionsrate etwa verdoppeln. Korrosionsinhibitoren können dem Kühlwasser zugesetzt werden. Dies verlangsamt, aber beseitigt nicht, galvanische Korrosion. Korrosionsinhibitoren binden mit den Ionen in Lösung, um sie zu neutralisieren. Die Inhibitoren werden in diesem Prozess verbraucht, sodass sie regelmäßig ersetzt werden müssen. Nicht wässrige Kühlmittel wie Öle eliminieren galvanische Korrosion, da sie keine Ionen unterstützen. Die thermische Leistung wird jedoch geopfert, da die Wärmeleitfähigkeit von Wärmeübertragungsölen im Allgemeinen deutlich niedriger ist als die kühlten Kühlmittel auf Wasserbasis.

Um galvanische Korrosion zu vermeiden, empfehlen wir Ihnen, die gleichen Materialien oder Materialien mit ähnlichem elektrischen Potenzial in Ihrem Kühlkreislauf zu verwenden. Sie sollten sicherstellen, dass Sanitäranlagen, Steckverbinder und andere Komponenten kein reaktives Metall in das System einführen.

Die Verwendung der gleichen Materialien in der gesamten Schaltung bedeutet nicht, dass Sie leistung opfern müssen. Aavid bietet Hochleistungswärmetauscher und Kaltplatten mit Aluminium-, Kupfer- und Edelstahl-Flüssigkeitswegen.

Die Anwendungsingenieure von Aavid stehen Ihnen zur Beratung zur Materialverträglichkeit von Komponenten zur Verfügung. Mit sorgfältiger Konstruktion und Komponentenauswahl können Sie jahrelangen zuverlässigen, korrosionsfreien Service von Ihrem Kühlkreislauf aus sicherstellen.