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Schutz von Aluminium vor Korrosion durch Wasser

Viele Kunden, die Kühlplatten   oder Wärmetauscher  von Lytron aus Aluminium verwenden, fragen uns, warum wir von der Verwendung von unbehandeltem Wasser im Kühlsystem abraten. Folgende Diskussion spricht ein Hauptproblem an: Was ist Aluminiumkorrosion und wie kann diese vermieden werden?

Was ist Korrosion

Mit der Zeit neigen die meisten Metalle zur Zersetzung durch Korrosion, die sich durch Unebenheiten, Risse oder ausgedehnte Oberflächenschäden zeigt. Korrosion tritt bei den meisten Metalloberflächen auf und ist meist das Ergebnis chemischer oder elektrochemischer Reaktionen, die die schützende Oxidschicht zersetzen. Der Kontakt mit bestimmten flüssigen, gasförmigen oder festen Stoffen, wie beispielsweise Wasser, Wasserdampf, Säuren, Laugen, Ammoniak, Salz und Schwermetallionen kann zu Korrosion führen.

Je nach ihrer Position im Periodensystem und ihren elektromotorischen Eigenschaften (der Fähigkeit, elektrischen Strom zu erzeugen und dadurch zerstörende kathodische Reaktionen auszulösen) neigen manche Metalle (wie Eisen) mehr zu Korrosion als andere (wie Aluminium).

Natürlicher Korrosionsschutz von Alumium

Reines Aluminium ist aufgrund seiner natürlichen Tendenz, auf Luft ausgesetzten Oberflächen eine sehr dünne, schützende, wasserhaltige Aluminiumoxidschicht zu bilden, korrosionsbeständig. Dieser Oxidfilm, der aus einer dünnen inneren Sperrschicht und einer dicken, durchlässigeren Außenschicht besteht, ist bei neuem Metall nur ca. 2,5 nm dick und wird mit der Zeit allmählich dicker.
 Abbildung 1: Aluminum mit weisser Hydroxidschicht

Wird nicht oxidiertes Aluminium in reines Wasser getaucht, bildet sich ein weißer Hydroxidfilm, der mehr oder weniger gleich dick bleibt, sobald sich ein Gleichgewicht eingestellt hat (siehe Abbildung 1) Wie dick die Schicht im ausgeglichenen Zustand ist, hängt von der Temperatur ab. Der Film ist in natürlichem Wasser mit einem pH-Wert im neutralen Bereich von 4,5 bis 8,5 stabil. Wasser mit einem niedrigeren pH-Wert (saurer) kann Aluminiumlegierungen angreifen und Wasser mit höherem pH-Wert (basischer) greift alle Aluminiumlegierungen an. Die Beständigkeit von Aluminium gegenüber Korrosion in natürlichem frischen Wasser und Leitungswasser hängt auch vom Gehalt an gelösten festen Bestandteilen, Gasen und Kolloid- oder Schwebstoffen ab. Sind beispielsweise Karbonat, Chlorid und Kupfer im Gebrauchswasser, kann dies zu stärkerer Korrosion führen.

Diese Schicht vermindert die Wärmeleistung der Komponenten, indem sich der Druckverlust erhöht, wodurch sich der Durchfluss verringert und sich eine isolierende Wärmeschicht bildet. Bei einer installierten Kühlplatte oder einem Aluminium-Wärmetauscher ist eine Korrosion aufgrund der Wassereigenschaften kaum zu vermeiden.

Ein wirksames Mittel zur Verminderung der Aluminiumkorrosion

Wir empfehlen Ihnen dringend, dem für Kühlplatten verwendeten Wasser einen vorgegebenen Anteil an Ethylenglykol (Frostschutz) zuzugeben, um Aluminiumkorrosion zu verringern. Normalerweise ist eine Lösung mit 25 % Ethylenglykol auf 75 % Wasser zur Vermeidung von Aluminiumkorrosion ausreichend.

Handelsübliche Frostschutzmittel enthalten Ethylenglykol (eine umweltgefährdende Substanz) und Propylenglykol (weniger giftig und umweltfreundlicher als Ethylenglykol). Ethylenglykol ist leicht süßlich und geruchslos; Propylenglykol ist geschmacksneutral und nahezu geruchslos. Beide haben eine sirupähnliche Konsistenz. Im reinen Zustand unter Raumbedingungen sind diese Glykole klar und farblos. Von den Herstellern werden Farbstoffe zugegeben, um Frostschutzmittel nach Typ, Wärmeübertragungsfähigkeiten und weiteren Eigenschaften zu unterscheiden, und um auslaufendes Mittel leichter zu erkennen.

Zum Schutz vor Korrosion enthalten die meisten hochwertigen handelsüblichen Ethylen- und Propylenglykole eine Mischung aus Korrosionsinhibitoren (normalerweise 6 bis 12 je nach Lieferant). Diese Zusätze schützen Metalloberflächen, indem sich eine Kombination aus physikalischen und elektrochemischen Hemmstoffen korrosionsmindernd auswirkt.

Sie möchten, dass Ihr Kühlsystem über Jahre lecksicher für Kühlung sorgt? Durch die Verwendung von Ethylenglykol oder Propylenglykol ist eine geringere Aluminiumkorrosion gewährleistet.