Was ist eigentlich Korrosion?
Jetzt muss erst einmal der Erklärbär ran. Einfach ausgedrückt: Korrosion ist die chemische oder elektrochemische Reaktion zwischen zwei (oder mehr) unterschiedlichen Materialien, in der Regel also einem Metall und dessen Umgebung, die zu einer Verschlechterung des Metalls und seiner Eigenschaften führt. Man muss allerdings bereits an dieser Stelle darauf hinweisen, dass es sowohl eine chemische Korrosion, eine elektrochemische als auch eine galvanische Korrosion gibt. Die Korrosion von metallischen Komponenten ist ein inhärentes Problem für alle Wasser- und Wasser/Glykol-basierten Kühlsysteme, da viele Metalle von Natur aus dazu neigen, in Gegenwart von Wasser zu oxidieren. Im Falle unserer AiO ist es wohl sogar eine Mischung aus mehreren Faktoren.
Der im Wasser gelöste Sauerstoff beschleunigt die meisten Korrosionsprozesse, auch das ist sicher allgemein bekannt. In Systemen mit geschlossenem Kreislauf wie einer AiO wird der gelöste Sauerstoff allerdings (zumindest in der Theorie) mit der Zeit verbraucht und stellt dann kein Korrosionsrisiko mehr dar. Allerdings sind auch Schläuche erst einmal keine 100%-ige Garantie und die obligatorische Luftblase zum Druckausgleich tut dann ihr übriges.
Korrosion wird in der Regel entweder als allgemeine oder als örtliche Korrosion klassifiziert. Allgemeine Korrosion ist der gleichmäßig über die gesamte Oberfläche verteilte Verlust von Metall. Sie führt aber in der Regel nicht zu einem schnellen Ausfall des Systems, da die Geschwindigkeit des Metallverlustes sehr gering ist. Die örtliche Korrosion hingegen ist nicht so einfach vorhersehbar. Lochfraß ist bei neuern AiO in der Regel kein Thema, wohl aber die sogenannte Kavitation, die immer dann auftritt, wenn sich Dampftaschen in einer Flüssigkeit bilden und der lokale Druck in der Nähe der Metalloberfläche unter den Dampfdruck der Flüssigkeit fällt. Wenn diese Dampfblasen kollabieren oder implodieren, erzeugen sie große Mengen an Energie. Dies führt dann auch schon mal zu Beschädigungen an den Pumpen, einhergehend mir einer Geräuschentwicklung und Verringerung der Pumpeneffizienz.
Mögliche Korrosionsprobleme
Korrosion kann zu vielen Problemen führen. Bei den AiO ist es meist eine verringerte Wärmeübertragung durch Oberflächenverzunderung, die immer dann auftritt, wenn Metall mit Sauerstoff, Chlorid und/oder Inhibitoren im Kühlmittel reagiert und sich an der Metalloberfläche abscheidet, wodurch eine Schicht entsteht, die als Wärmeübertragungsbarriere wirkt. Außerdem besteht die Gefahr, dass Zuleitungen oder Mikrokanäle verstopfen und Dichtungen schaden nehmen.
Wenn Kupfer in einer AiO korrodiert, dann wird es häufiger durch allgemeine Korrosion als durch Lochfraß geschädigt, denn diese greift oft Kupfer an, das Ammoniak, Sauerstoff oder Flüssigkeiten mit hohem Schwefelgehalt ausgesetzt ist oder wenn sich in der verwendeten Kühlflüssigkeit gelöste Salze wie beispielsweise Chloride, Sulfate und Bikarbonate befinden. Doch auch Radiatoren und andere mechanische Teile können betroffen sein. Im Gegensatz zum Kupfer ist bei Aluminium der Lochfraß die häufigste Form der Korrosion.
Dieser Lochfraß wird in der Regel durch die Anwesenheit von Halogenidionen verursacht, von denen Chlorid (Cl-) in Flüssigkeitskühlkreisläufen am häufigsten vorkommt. Man nutzt deshalb zwingend einen passenden Inhibitor, wenn Wasser zusammen mit Aluminium verwendet wird, um eine saubere Wärmeübertragungsoberfläche zu erhalten. Fehlt dieser, leiden vor allem die Radiatoren auf längere Sicht. Hier werden die Schäden an der Oberfläche aber nur sehr spät wirklich sichtbar, denn es spielt sich ja im inneren ab und ändert erst einmal die Temperaturen nicht so extrem.
Wir sehen, es gibt in einer AiO zwei parallel voneinander wirkende Dinge: die allgemeine Korrosion des Kupfers einschließlich der entstehenden Ausflockungen bis hin zu verstopfenden Kristallen und die Oberflächenkorrosion des Aluminiums in den Radiatoren bis hin zum echten Lochfraß in den Kanälen.
Unterschätzte Zeitbombe: ungehemmtes Ethylenglykol
Studien haben bewiesen, dass ungehemmtes Ethylenglykol in Gegenwart von Wärme, Sauerstoff und gängigen Kühlsystemmetallen wie Kupfer und Aluminium längerfristig in fünf organische Säuren zerfällt – Glykolsäure, Glyoxylsäure, Ameisensäure, Kohlensäure und Oxalsäure. Kupfer und Aluminium wirken in Gegenwart von ungehemmtem Ethylenglykol dabei noch als als ungeahnter Katalysator. Diese organischen Säuren greifen dann Kupfer und Aluminium unter extremen Bedingungen schon innerhalb weniger Wochen oder Monate an, wenn es zu höheren Temperaturen (Cold-Plate) und Sauerstoffeintritt (Restluft, Luftblase im Radiator) kommt. Die Folge sind metallorganische Verbindungen in der Flüssigkeit, die zum Verstopfen von Leitungen, Pumpen und Mikrokanälen führen können.
Es wird sehr oft angenommen, dass Kupfer und Aluminium mit Ethylenglykol in unverdünnter Form verträglich sind, nur beruht dieser weit verbreitete Irrtum fast immer auf Kurzzeitstudien zur chemischen Verträglichkeit verschiedener Metalle bei unterschiedlichen Temperaturen. Die Langzeiterfahrung zeigt aber, dass ungehemmtes Ethylenglykol unter extremen Bedingungen wie in einer AiO in der Regel nach Wochen oder Monaten ebenfalls zu zerfallen beginnt und dann die Korrosion freien Lauf nimmt. Firmen wie Asetek hatten solche und ähnliche Probleme bei den ersten H60 von Corsair schon vor Jahren, dies aber mittlerweile im Griff. Apaltek scheinbar noch nicht.
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