Der interne Korrosionsschutz eines Sekundärkreises der Flüssigkühlung im Rechenzentrum umfasst alle Maßnahmen, die Verträglichkeit, elektrochemische Korrosion und Ablagerungen zwischen Kühlmittel (PG25/EG25 auf Wasserbasis oder dielektrische fluorierter Fluid) und benetzten Metallflächen (Kupfer-Coldplates, Aluminiumhalter, Edelstahlrohre, Lötverbindungen, Pumpengehäuse aus Gusseisen) beherrschen. Ziel ist, Wasserqualität, Inhibitorkonzentration und Isolation ungleicher Metalle innerhalb eines zulässigen Fensters zu halten, damit Lochfraß, Kontaktkorrosion, Biofilm (MIC) und Partikel keine thermischen Widerstände erhöhen und keine Leckagen verursachen.
TL;DR — Auslegungsbasis ist GB/T 48023-2026 plus OCP-Sekundärseite; die praktischen Stellgrößen sind Kühlmittelchemie, Wasserqualität und Metallisolierung.
Kennzahlen und Grenzwerte
- GB/T 48023-2026 (Coldplate-Flüssigkühlung) am 2026-07-30 veröffentlicht, wirksam 2027-02-01; Kühlmittelgrenzen in normativem Anhang A.
- Ein typischer Sekundärkreis hat 5 benetzte Metalle: Kupfer (T2/C11000), Aluminium (6063/3003), Edelstahl (304/316L), Lot (Sn-Ag-Cu oder silberfrei Sn-Bi/Cu-P), Gusseisen oder Technokunststoff für Pumpe/Ausdehnungsgefäß.
- PG25 = 25 % Propylenglycol + 75 % Vollentsalzerwasser; Leitfähigkeit VE-Wasser ≤ 5 μS/cm, Ergänzungswasser ≤ 600 μS/cm, Umlaufwasser ≤ 2000 μS/cm bei pH 6,8–8,5.
- Statischer Gewichtsverlust nach ASTM D1384-24 / SAE J1034 / ASTM D3306 (88 °C, 336 h): Lot ≤ 30 mg/Jahr, Aluminium ≤ 30 mg/Jahr, Kupfer ≤ 90 mg/Jahr, Gusseisen ≤ 90 mg/Jahr, Messing ≤ 100 mg/Jahr, Stahl ≤ 120 mg/Jahr.
- Cu–Al-Leerlaufpotenzial etwa 0,60–0,75 V vs SCE in 3,5 % NaCl; bei großer Kathode (Cu) und kleiner Anode (Al) kann die Lochfraßrate 3–10-fach verstärkt werden.
- Keimzahl ≤ 1×10⁵ KBE/mL; Behandlung ab 1×10⁴ KBE/mL als Stoß mit Isothiazolinon (IT/CMIT) 100–200 ppm, danach Biofilm entfernen.
- Hydraulischer Durchmesser der Mikrokanäle 0,5–2,0 mm; NAS 1638 ≤ Klasse 7 (≈ ISO 4406 15/13/10) — Partikel über 300 μm erhöhen die Verblockung deutlich.
- Gefrier-/Siedepunkt PG25: etwa −12 °C / etwa 104 °C.
Normen und Prüfverfahren
GB/T 48023-2026 und OCP-Basislinie
GB/T 48023-2026 ist die erste nationale Norm, die CDU, Sekundärrohrleitung, Coldplate und Schnellkupplungen systematisch erfasst; der normative Anhang A listet Anforderungen und Prüfungen des Sekundärkühlmittels. Die frühere Branchenbasis kam aus OCP DRC und SSLC mit jeweils fünf Kontrollgruppen: pH, Leitfähigkeit, Korrosionsgewichtsverlust, Mikrobiologie und Partikel.
Werkstoffverträglichkeitsprüfung
Die Metallverträglichkeit folgt ASTM D1384-24 (statischer Gewichtsverlust im Glas, 88 °C, 168 h und 336 h), bewertet nach ASTM D3306 / SAE J1034. Nichtmetalle (EPDM/NBR/POM/PPS) nach ASTM D471; thermische/oxidative Stabilität ASTM D5525 / D6580; Schaumverhalten GB/T 12579; antimikrobielle Wirkung ASTM E2180 / ISO 22196 mit Keimzahl nach GB 4789.2.
Elektrochemie und Feldüberwachung
Die Paare Cu–Al, Cu–Edelstahl und Stahl–Edelstahl werden nach ASTM G71 (Spannungsreihe) eingeordnet und mit ASTM G59 auf Lochfraßpotenzial geprüft. Feldmonitoring: Leitfähigkeit (online), pH (wöchentlich), ORP (täglich), Keimzahl (monatlich), Korrosionsprüfkörper (vierteljährlich). Auf CDU-Seite 0,2-μm-Membranfilter und Ionentauscher-Harz, um die VE-Leitfähigkeit ≤ 5 μS/cm zu halten.
Grenzwerte für Kühlmittel und Wasser
Grenzwerte lesen
Leitfähigkeit, pH und Reserve-Alkalinität des Inhibitors sind die drei schnell bewegten Anzeiger. Steigt die Leitfähigkeit durch Cl⁻/SO₄²⁻, liegt Eintragsverschmutzung vor; steigen gelöste Fe/Cu/Al-Werte, liegt aktive Korrosion vor — die Gegenmaßnahme unterscheidet sich, daher beide mit ORP messen.
| Parameter | Wert / Einheit | Quelle |
|---|---|---|
| VE-Wasser-Leitfähigkeit | ≤ 5 μS/cm | SGS-Leitfaden Flüssigkühlung, 2026-08 |
| Ergänzungswasser | ≤ 600 μS/cm | GB 50050 / Projekt |
| Umlaufwasser | ≤ 2000 μS/cm bei pH 6,8–8,5 | SGS-Kreislaufwasserführung |
| Ca/Mg/Cl-Ionen | ≤ 300 mg/L | Projekt-Wasserspezifikation |
| Trübung / FS | ≤ 10 NTU / ≤ 20 mg/L | Projekt-Wasserspezifikation |
| Keimzahl | ≤ 1×10⁵ KBE/mL (Behandlung ab 1×10⁴) | GB 4789.2 / Feld |
| ASTM D1384 Lot / Aluminium | ≤ 30 mg/Jahr | SAE J1034 / ASTM D3306 |
| ASTM D1384 Kupfer / Gusseisen | ≤ 90 mg/Jahr | SAE J1034 / ASTM D3306 |
| ASTM D1384 Messing / Stahl | ≤ 100 / 120 mg/Jahr | SAE J1034 / ASTM D3306 |
| Cu–Al-Leerlaufpotenzial | 0,60–0,75 V vs SCE (3,5 % NaCl) | ASTM G71 |
| PG25 Gefrieren / Sieden | ≈ −12 °C / ≈ 104 °C | Kühlmittel-Handbuch |
| Mikrokanal-Durchmesser | 0,5–2,0 mm (meist 0,8–1,2 mm) | OCP DRC / SSLC |
| Partikel NAS 1638 / ISO 4406 | NAS ≤ 7 / ISO ≈ 15/13/10 | Abnahme vor Ort |
Kontaktkorrosion und Flächenverhältnis
Wahl des Kontaktpaares
Lebensdauerbestimmend ist Kupfer-Coldplate gegen Aluminiumhalter/Schnellkupplungsgehäuse sowie Kupfer gegen Edelstahlrohr. Kupfer (≈ +0,32 V vs SCE) und Aluminium (≈ −0,35 V) unterscheiden sich um etwa 0,67 V; bei durchgehendem Flüssigkeitspfad ohne Isolierung fließt bereits bei 200–2000 μS/cm ein Kontaktkorrosionsstrom im Milliamperebereich.
Regel des Flächenverhältnisses
Große Kathode mit kleiner Anode ist der ungünstigste Fall. Kupfer-Coldplate (Kathode) gegen Aluminium-Schnellkupplungsgehäuse (Anode, Kathode:Anode bis 15:1–30:1) kann in 12–24 Monaten lochen und durchstechen. Drei Maßnahmen: Cu–Al mit Nylon/PEEK/EPDM-Scheiben isolieren; Aluminium hartanodisieren (20–25 μm) oder mit isolierendem Epoxidpulver beschichten; oder Gehäuse auf vernickeltes Kupfer oder 316L wechseln.
Inhibitorsysteme
- Silikat-Typ: freundlich zu Aluminium und Gusseisen, schnelle Filmbildung, aber schwach auf Kupfer und zu Steinbildung in heißem Hartwasser geneigt; Dosis SiO₂ 800–1500 ppm.
- Organische Säure (OAT): Decanoat / 2-Ethylhexanoat / Suberat, dünner Film mit geringer Wärmebeeinflussung, kompatibel Cu-Al-Stahl — bevorzugter Weg für Coldplates.
- Hybrid-OAT (Carboxylat + Molybdat): ergänzt Na₂MoO₄ 500–800 ppm für die Lochfraßreserve von Gusseisen in CDU-Pumpenkreisen.
- Immer mit einem Kupfer-Passivator wie Benzotriazol (BTA) plus Antischaum und Stoß-Biozid kombinieren.
Rhythmus der Wasserführung
CDU wöchentlich prüfen; monatlich ein vollständiges Laborprofil (pH, Leitfähigkeit, Trübung, Cl⁻, SO₄²⁻, Härte, Keimzahl, Reserve-Alkalinität); vierteljährlich Prüfkörper (Cu, Al, Stahl, Lot je 2); halbjährlich ΔP und Zweigdurchsatz prüfen. Biozid als Stoß: IT/CMIT 100–200 ppm 12–24 h halten, dann vollständiger Wechsel oder Aktivkohle-/Harz-Entzug. Ausdehnungsgefäß mit Stickstoff auf 0,02–0,05 MPa(ü) belegen, um gelösten Sauerstoff unter 3 mg/L zu halten.
Beschichtung und Oberflächentechnik
Wo Beschichtung hilft — und wo nicht
Verlassen Sie sich nicht auf eine Beschichtung der benetzten Kühlmittelfläche: Kupfer-Mikrokanäle werden über Passivierung und Inhibitor geführt, jede Kanalbeschichtung erhöht den Wärmewiderstand und bildet an Fehlstellen eine Zelle großer Kathode / kleiner Anode. Der Nutzen liegt an Nicht-Netz-Teilen — Rackrahmen, Aluminiumhalter, Außenrohr, Ausdehnungsgefäß-Mantel und CDU-Gehäuse — spezifiziert nach ISO 12944 innen C1–C2.
Isolierung des Aluminiumhalters
Für Aluminiumhalter und Schnellkupplungsgehäuse: Hartanodisation 20–25 μm mit Versiegelung plus EPDM/PTFE-Isolierscheiben, oder chromfreie Konversion plus Epoxidpulver 60–80 μm mit Volumenwiderstand ≥ 1×10¹² Ω·cm. Die Kupfer-Coldplate-zu-Aluminium-Schnittstelle muss elektrisch getrennt werden — nur mechanische Befestigung.
Schadensbilder und Kriterien
Diagnose-Logik
Nach Metall und Ort lesen: blau-grüne Ablagerungen an Kanaleinläufen = Kupferlochfraß durch Cl⁻; weißer Brei an der Cu–Al-Fuge = Kontaktkorrosion des Aluminiums; grau-schwarz an Lötnaht = Spaltkorrosion bei niedrigem pH; schleimiger Film mit Rost = MIC; steigendes ΔP = Partikel; Rotrost und gelbes Wasser = Sauerstoffangriff auf Stahl.
| Schadensbild | Sichtbares Zeichen | Schwelle | Maßnahme |
|---|---|---|---|
| Kupferlochfraß | Löcher am Kanaleinlass, blau-grüner Belag | Cl⁻ > 50 mg/L oder ORP > +400 mV | Fluidwechsel, Kohle + Harz, Cl⁻ < 20 mg/L halten |
| Aluminium-Kontaktkorrosion | weißer Rückstand am Kontakt, Lochfraß | Cu–Al > 0,5 V | EPDM/PEEK-Scheibe, anodisieren 20–25 μm |
| Lot-Spaltkorrosion | grau-schwarz an Schnellkupplungsnaht | pH 100 mg/L | pH auf 8,0–8,5, silberfreies Sn-Bi-Lot |
| Mikrobiell beeinflusste Korrosion | schleimiger Film, Rost | Keimzahl > 1×10⁴ KBE/mL | IT/CMIT 100–200 ppm Stoß + Wechsel |
| Partikelblockade | ΔP > 15 % / Durchsatzabweichung > 10 % | > 300 μm und NAS > 8 | 0,2-μm-Filter + Rückspülung |
| Sauerstoffangriff | Rotrost an Pumpe, gelbes Wasser | O₂ gelöst > 3 mg/L | Stickstoff-Beleg 0,02–0,05 MPa(ü) |
Betrieb und Überwachung
Mindestmesstechnik
Mindestmonitoring: Leitfähigkeit und Temperatur online, wöchentlich Hand-pH/ORP, monatliche Mikrobiologie-Dip-Slide, vierteljährliche Prüfkörper im Vergleich zu den ASTM-D1384-Gewichtsverlustgrenzen.
Wechselintervall
Drei bis fünf Jahre, wenn Reserve-Alkalinität ≥ 6 mL und Keimzahl < 1×10³ KBE/mL bleibt; halbieren bei Reserve < 3 mL oder stabilisiertem pH < 7,5.
Häufige Fragen
Autofrostschutz direkt einfüllen?
Nein. Kfz-Kühlerschutz hat ein hohes Silicat-/Phosphatpaket (SiO₂ 2000–3000 ppm), das Mikrokanäle verstopft; OAT-Varianten enthalten Molybdat/Borat, die Kupfer verfärben, und kein BTA. Ein spezielles Sekundärkühlmittel verwenden: PG25/EG25 plus Carboxylat, BTA, Antischaum und Biozid.
Hohe Leitfähigkeit: Schmutz oder Korrosion?
Mit ORP und Metallionen beurteilen. Steigende Cl⁻/SO₄²⁻ = Eintragsverschmutzung; steigendes gelöste Fe/Cu/Al = Korrosion. Verschmutzung → Wechsel + Harz; Korrosion → pH-Korrektur + Inhibitor nachdosieren + Prüfkörper kontrolle.
Kupfer direkt an Edelstahl?
Ja, wenn kein Aluminium im Kreis ist. Cu–Edelstahl liegt bei ≈ 0,2 V in 3,5 % NaCl — ein moderates Paar, meist mit BTA + Carboxylat beherrschbar. Kommt Aluminium hinzu (Dreieck Cu-Al-Edelstahl), wird Aluminium zur Opferanode und muss isoliert werden.
Reines VE-Wasser ohne Inhibitor?
Nein. Niedrige Leitfähigkeit verzögert nur Steinbildung und Strompfade; VE-Wasser ist ein gieriges Lösungsmittel, das die Kupfer-/Aluminium-Passivschicht weiter auflöst, und gelöste Metalle bringen die Leitfähigkeit binnen Wochen auf 200–500 μS/cm. PG25/EG25 + Carboxylat + BTA ist die Mindestrezeptur.
Wie oft vollständig wechseln?
Alle drei bis fünf Jahre, wenn Reserve-Alkalinität ≥ 6 mL und Keimzahl < 1×10³ KBE/mL. Auf 18–24 Monate verkürzen mit Harz-Politur und Vorfilmbildung, wenn Reserve < 3 mL oder pH < 7,5.
Zuletzt aktualisiert: 2026-10-08 | Erstellt von Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd. Nur als B2B-Fachreferenz; Handelsbedingungen EXW / FOB — kein Einzelhandel, DDP oder Auslandszolllager.