Wie kann man elektrochemische Korrosion verhindern?

Elektrochemische Korrosion an Elektronik lässt sich durch kontrollierte Luftqualität, spezialisierte Filtersysteme und regelmäßige Überwachung verhindern. Besonders wirksam sind chemisorptive Luftfilteranlagen, die gasförmige Schadstoffe neutralisieren, kombiniert mit Überdrucksystemen zum Schutz sensibler Steuerelektronik. Die Kontrolle von Luftfeuchtigkeit und Temperatur sowie präventive Messungen der Luftqualität bilden die Grundlage für langfristigen Korrosionsschutz in industriellen Umgebungen.

Was ist elektrochemische Korrosion und wie entsteht sie?

Elektrochemische Korrosion ist ein chemischer Prozess, bei dem Metalle durch Reaktion mit ihrer Umgebung oxidieren und dadurch ihre Struktur und Funktion verlieren. Dieser Vorgang entsteht, wenn Metalloberflächen gleichzeitig mit Feuchtigkeit und Sauerstoff in Kontakt kommen. Die Metallionen lösen sich dabei aus dem Werkstoff und bilden Korrosionsprodukte wie Rost oder andere Oxidschichten.

Bei der elektrochemischen Korrosion spielen drei Komponenten zusammen: eine Anode (wo das Metall oxidiert wird), eine Kathode (wo Reduktion stattfindet) und ein Elektrolyt (meist Feuchtigkeit mit gelösten Ionen). Dieser Prozess läuft kontinuierlich ab, sobald die Bedingungen erfüllt sind. In industriellen Umgebungen beschleunigen gasförmige Schadstoffe wie Schwefelwasserstoff, Chlor und Stickoxide diese Reaktionen erheblich.

Besonders problematisch wird elektrochemische Korrosion bei Elektronikkomponenten. Hier genügen bereits mikroskopisch kleine Feuchtigkeitsschichten auf Leiterplatten und Kontakten, um Korrosionsprozesse in Gang zu setzen. Die feinen Leiterbahnen und Kontakte moderner Elektronik sind besonders anfällig, da schon minimale Materialverluste zu Funktionsausfällen führen können.

Gasförmige Korrosion unterscheidet sich von der klassischen elektrochemischen Korrosion dadurch, dass aggressive Gase direkt mit Metalloberflächen reagieren, ohne dass Feuchtigkeit zwingend erforderlich ist. In der Praxis treten jedoch meist beide Formen gemeinsam auf. Gase wie Schwefelwasserstoff oder Chlor bilden mit Luftfeuchtigkeit aggressive Säuren, die den Korrosionsprozess massiv beschleunigen.

Welche Faktoren beschleunigen die Korrosion von Elektronik?

Die Luftfeuchtigkeit ist der wichtigste Beschleuniger für Korrosion an Elektronik. Ab etwa 60 Prozent relativer Luftfeuchte bilden sich dünne Feuchtigkeitsfilme auf Oberflächen, die als Elektrolyt für elektrochemische Reaktionen dienen. In Kombination mit Temperaturschwankungen kondensiert Feuchtigkeit besonders schnell an kühlen Metalloberflächen und schafft ideale Bedingungen für Korrosion.

Gasförmige Schadstoffe aus industriellen Prozessen verstärken die Korrosion erheblich. In der Papierindustrie entstehen schwefelhaltige Verbindungen, die mit Feuchtigkeit aggressive Säuren bilden. Die Metallindustrie setzt Chlorgase und Stickoxide frei, während in der Petrochemie eine Vielzahl korrosiver Gase auftreten kann. Diese Schadstoffe greifen Elektronikkomponenten direkt an und reduzieren deren Lebensdauer drastisch.

Die Temperatur beeinflusst Korrosionsprozesse in mehrfacher Hinsicht. Höhere Temperaturen beschleunigen chemische Reaktionen generell. Temperaturschwankungen führen zu Kondensation und damit zu erhöhter Feuchtigkeit an kritischen Stellen. Besonders gefährlich sind Umgebungen, in denen warme, feuchte Luft auf kühle Elektronikgehäuse trifft.

Die ANSI/ISA Norm ISA-71.04-2013 definiert Luftqualitätsklassen für Elektronikumgebungen. Der G1-Standard gilt als akzeptable Luftqualität für empfindliche Elektronik. Viele Anlagenhersteller schließen Garantieleistungen aus, wenn die Luftbelastung diesen Standard überschreitet. Das macht die Kontrolle der Luftqualität nicht nur zu einer technischen, sondern auch zu einer wirtschaftlichen Notwendigkeit.

Bestimmte Industrieumgebungen sind besonders gefährdet. Kläranlagen setzen Schwefelwasserstoff frei, Schwimmbäder produzieren Chlorgase, und Produktionsstätten mit chemischen Prozessen erzeugen eine Vielzahl korrosiver Substanzen. In diesen Umgebungen können ungeschützte Steuerungssysteme innerhalb weniger Monate ausfallen, obwohl sie unter normalen Bedingungen jahrelang funktionieren würden.

Wie kann man Korrosion an Steuerelektronik wirksam verhindern?

Die wirksamste Prävention beginnt mit der Kontrolle der Luftqualität. Das bedeutet, gasförmige Schadstoffe aus der Umgebung der Elektronik zu entfernen, bevor sie Schaden anrichten können. Gleichzeitig sollten Luftfeuchtigkeit und Temperatur in optimalen Bereichen gehalten werden. Für Elektronikräume empfiehlt sich eine relative Luftfeuchte zwischen 40 und 60 Prozent bei stabilen Temperaturen.

Luftfiltersysteme bilden die Hauptverteidigung gegen korrosive Gase. Dabei unterscheiden sich die Technologien grundlegend. Mechanische Filter halten Partikel zurück, sind aber gegen Gase wirkungslos. Chemisorptive Filterung hingegen bindet gasförmige Schadstoffe durch chemische Reaktionen im Filtermedium. Die Schadstoffe werden dabei nicht nur festgehalten, sondern neutralisiert und in harmlose Verbindungen umgewandelt.

Überdrucksysteme (Positive Pressurization) schaffen einen leichten Überdruck in Elektronikschränken oder Steuerräumen. Dadurch kann keine belastete Außenluft eindringen. Die zugeführte Luft wird dabei durch chemisorptive Filter gereinigt. Diese Systeme arbeiten unabhängig und schützen besonders effektiv sensible Bereiche mit konzentrierter Elektronik.

Umluftsysteme reinigen die Luft innerhalb geschlossener Räume kontinuierlich. Sie saugen die Raumluft an, führen sie durch Filterstufen und blasen die gereinigte Luft wieder ein. Diese Systeme eignen sich besonders für größere Elektronikräume, in denen bereits vorhandene Schadstoffe entfernt werden müssen.

Regelmäßige Wartung und Überwachung sind unverzichtbar. Filtermedien haben eine begrenzte Lebensdauer und müssen rechtzeitig gewechselt werden. Moderne Systeme melden automatisch, wenn die Filterkapazität erschöpft ist. Zusätzlich sollten Luftfeuchtigkeit und Temperatur kontinuierlich überwacht werden, um kritische Bedingungen frühzeitig zu erkennen.

Praktische Schutzmaßnahmen im Überblick

• Installation chemisorptiver Luftfilteranlagen in gefährdeten Bereichen
• Überwachung und Regelung der Luftfeuchtigkeit auf 40-60 Prozent
• Vermeidung von Temperaturschwankungen durch stabile Klimatisierung
• Einsatz von Überdrucksystemen für besonders sensible Elektronikschränke
• Regelmäßiger Wechsel der Filtermedien nach Herstellervorgaben
• Dokumentation der Luftqualität zur Absicherung von Garantieansprüchen

Wann sollte man die Luftqualität in Industrieanlagen messen?

Präventive Luftqualitätsmessungen sollten bereits bei der Planung neuer Anlagen durchgeführt werden. Damit lässt sich feststellen, welche Schadstoffe in welcher Konzentration auftreten werden. Diese Informationen sind wichtig für die Auswahl geeigneter Schutzsysteme. Eine Messung vor der Installation teurer Steuerungstechnik verhindert böse Überraschungen und kostspielige Nachbesserungen.

Nach unerklärlichen Produktionsausfällen oder Störungen an Elektronikkomponenten ist eine Luftqualitätsmessung dringend angeraten. Oft zeigt sich dabei, dass gasförmige Schadstoffe die eigentliche Ursache sind. Ohne Messung werden solche Probleme häufig falsch diagnostiziert, und die Ausfälle wiederholen sich trotz Reparaturen.

In bekanntermaßen korrosiven Umgebungen empfiehlt sich eine regelmäßige Überwachung. Dazu gehören Anlagen in der Papier-, Metall- und Chemieindustrie, Kläranlagen, Schwimmbäder und ähnliche Einrichtungen. Die Schadstoffbelastung kann sich durch Prozessänderungen oder saisonale Einflüsse verändern, sodass kontinuierliche Messungen Sicherheit bieten.

Vor Garantieansprüchen gegenüber Anlagenherstellern sind Luftqualitätsmessungen oft erforderlich. Viele Hersteller schließen Korrosionsschäden von der Garantie aus, wenn die Luftqualität den G1-Standard nach ANSI/ISA Norm ISA-71.04-2013 überschreitet. Eine dokumentierte Messung schafft Klarheit über die Verantwortlichkeiten und kann teure Rechtsstreitigkeiten vermeiden.

Messmethoden und ihre Anwendung

Korrosionscoupons sind eine einfache und kostengünstige Methode zur Bewertung des Korrosionspotenzials. Dabei werden standardisierte Metallplättchen für einen definierten Zeitraum in der zu überwachenden Umgebung exponiert. Anschließend wird der Korrosionsangriff im Labor analysiert. Diese Methode liefert zuverlässige Aussagen über das langfristige Korrosionsrisiko ohne aufwendige Installation.

Kontinuierliche Überwachungssysteme messen die Korrosivität der Luft in Echtzeit. Sie basieren auf dem Prinzip des Korrosionsfilmaufbaus an einer Sensorfläche. Diese Systeme warnen sofort, wenn kritische Werte überschritten werden, und ermöglichen schnelle Reaktionen. Sie eignen sich besonders für Umgebungen mit wechselnden Belastungen.

Die Interpretation von Messergebnissen erfolgt anhand etablierter Normwerte. Die ANSI/ISA Norm definiert vier Luftqualitätsklassen von G1 (mild) bis GX (schwer). Für empfindliche Elektronik sollte die Luftqualität im G1-Bereich liegen. Überschreitungen erfordern Schutzmaßnahmen wie Luftfilterung oder bauliche Verbesserungen.

Handlungsempfehlungen basieren auf den gemessenen Werten und der Kritikalität der betroffenen Systeme. Bei leichten Überschreitungen können verbesserte Lüftung oder einfache Filtersysteme ausreichen. Starke Belastungen erfordern umfassende Luftreinigungssysteme mit chemisorptiven Filtern und möglicherweise bauliche Maßnahmen zur Quellenreduzierung.

Wie Dolge Systemtechnik bei Korrosion hilft

Wir bieten dir umfassende Lösungen zum Schutz deiner Steuerelektronik vor Korrosion. Mit über 25 Jahren Erfahrung in der chemisorptiven Luftfilterung haben wir tausende Projekte erfolgreich umgesetzt. Unser Ansatz beginnt mit einer gründlichen Analyse deiner spezifischen Situation und führt zu maßgeschneiderten Schutzkonzepten.

Unsere chemisorptiven Luftfilteranlagen neutralisieren gasförmige Schadstoffe zuverlässig. Die Positive Pressurization Unit (PPU) schützt einzelne Schränke oder Räume durch gefilterte Zuluft und leichten Überdruck. Das Corrosive Air System (CAS) reinigt die Umluft in geschlossenen Räumen kontinuierlich. Für besonders hohe Schadstoffkonzentrationen setzen wir Deep Bed Scrubber ein, die selbst aggressive Industriegase effektiv entfernen.

Unsere Lösungen im Detail

• Mess- und Analysesysteme: Corrosion Classification Coupons für einfache Risikoanalysen und OnGuard 4000 Systeme für kontinuierliche Überwachung nach ANSI/ISA Norm
• Individuelle Konzepte: Maßgeschneiderte Lösungen für Papierindustrie, Metallurgie, Petrochemie, Kläranlagen und andere korrosive Umgebungen
• Ganzheitlicher Ansatz: Von der Luftqualitätsmessung über Systemauswahl bis zur Wartung bieten wir alle Leistungen aus einer Hand
• Expertise und Beratung: Unser eigenes chemisches Labor analysiert Filtermedien und unterstützt bei der Optimierung deiner Systeme
• Garantiesicherung: Dokumentierte Luftqualität nach G1-Standard schützt deine Garantieansprüche gegenüber Anlagenherstellern

Unser Service ist für dich kostenlos und unverbindlich. Wir kommen gerne zu dir vor Ort, um deine individuellen Herausforderungen zu analysieren und passende Korrosionsschutz-Lösungen zu entwickeln. Als Master Distributor für Purafil in Nordeuropa greifen wir auf bewährte Technologien des Weltmarktführers in der chemischen Gasphasenfiltration zurück.

Kontaktiere uns unter +49 (0) 5651-2273-0 oder per E-Mail an mail@dolge-systemtechnik.de. Schütze deine Elektronik vor kostspieligen Ausfällen und sichere die Produktivität deiner Anlagen langfristig.