In vielen industriellen Prozessen entstehen als Abfallprodukte  Säuren und korrosive Gase, wie zum Beispiel Schwefelwasserstoff (H2S), Schwefeldioxid (S2), Stickoxide (NOx) oder Ammoniak (NH3).

Diese Gase gelangen über die Frisch­luftzufuhr, undichte Türöffnungen und sonstige Leckagen in die elektrischen Betriebsräume. In Verbindung mit Luftfeuchtigkeit führen die Gase dort zu Korrosionsschäden an der Steuerungselektronik.

„Durch Miniaturisierung wird das Problem verschärft“

Bedingt durch die ständig vorangetriebene Miniaturisierung und neue Richtlinien wie Ersatz des robusten Bleis durch gegen Korrosion empfindlicheres Silber (RoHS-Verordnung) werden Steuerungs-Komponenten immer sensibler gegenüber atmosphärischer Korrosion. Seither sind auch vermehrt SMD Bauteile von Korrosion betroffen, obwohl diese eigentlich hermetisch abgeschlossen sind.

So ist nach Veröffentlichungen der ASHRAE in Mitteleuropa in sensiblen Bereichen wie Rechenzentren und Leitständen seit 2006 die Störungsrate um 50% gestiegen und das bei den noch relativ guten Luftqualitäten. In Schwellenländern wie China und Indien hat sich die Störrate sogar verfünffacht!

Je nach Art und Höhe der Kontamination können Schädigungen sehr schnell auftreten oder erst nach Jahren.

„Ungeklärte Maschinenstillstände kosten Nerven und Geld“

Korrosion führt nachweislich zur Reduzierung der Produktivität, steigenden Reparaturkosten und letztendlich damit zu Erlösschmälerungen. In Kenntnis dieser Aspekte geht die Industrie dazu über, Korrosion in Betriebsräumen messtechnisch zu überwachen und aktive Gegenmaßnahmen zu ergreifen.

„Korrosionsmessung und Ausfall-Prognosen“

Schwefelwasserstoff (H2S) ist eine extrem korrosive Säure und ist ein unerwünschtes Abfallprodukt vieler chemischer Prozesse in Industrieanlagen, zum Beispiel der Petrochemie oder der Papierindustrie.

Gaskonzentrationen werden in parts per billion (ppb) gemessen. Zur Verdeutlichung: 1ppb entspricht einem Tropfen Wasser in einem Behälter mit 50.000 Litern Inhalt.

Bereits eine Konzentration von 3 ppb dieses Gases verursacht Schäden dergestalt, dass eine elektronische Komponenten innerhalb von 5 Jahren versagen wird. Bei 50 ppb ist mit Ausfällen bereits nach 6 Monaten zu rechnen.

Wenn korrosive Gase und Feuchtigkeit auf metallische Leiterbahnen, Steckverbinder oder Anschlüsse von elektronischen Bauelementen treffen, entstehen verschiedene Reaktionsprodukte. Diese führen zu Kontaktproblemen und erhöhten Übergangswiderständen, zusätzlichen, sogenannten parasitären, Kapazitäten und Leitungs-Unterbrechungen.

Im einfachsten Fall entsteht ein Kurzschluss oder aber gewöhnlicher Kabelbruch und Lochfraß mit dem Ergebnis des Ausfalls der Einheit.

Oft und gefürchtet kommt es zu einer Erhöhung der Übergangswiderstände und damit zur Erhitzung an (Leistungs-) Verbindungsstellen bis hin zum Brand in der Anlage.

Besonders tückisch sind aber zum Beispiel Veränderungen von Dimensionierungen in elektrischen Schaltungen, wenn zum Beispiel Frequenzen verstimmt werden.  Oder durch Ausblühungen entstehen Mikrokurzschlüsse, die sich durch den resultierenden Stromanstieg selbst wegbrennen.

Dann funktioniert die Anlage eben noch, aber sporadisch treten Fehler auf. Etwas, das jeder Ingenieur kennt und fürchtet.