Galvanische Ströme vorbeugen

[Hida]

Liebe Braugemeinde,

ich habe ein selbstgebautes Rührwerk zum Aufschrauben auf meinen 70l Contacto, den ich mittels Hendiplatte beheize. Wie auf dem Bild zu sehen ist, dient derzeit eine Edelstahltauchhülse (inkl. eingelassenem Thermosensor) zur Temperaturmessung. Leider ist diese Hülse etwas zu kurz und taucht nur knapp in die Maische ein. Zudem hält sich die Temperaturleitfähigkeit trotz Wärmeleitpaste in Grenzen (Messung gegen 2 andere Thermometer).

Also möchte ich aus der Not eine Tugend machen und ein perfekt passendes und am unteren Ende zugeschmolzenes Kupferrohr anstelle der Edelstahlhülse einsetzen.

Nun habe ich allerdings vor langer Zeit mal im alten Forum eine Diskussion über mögliche galvanische Ströme mitgelesen (<-- leider zu doof den wiederzufinden ).

Wie beuge ich Ablagerungen am Rührwerk bzw. am Kupferrohr am besten vor? Soll ich das Rührwerk mittels Gummiunterlage vom Topf trennen oder ist es besser, wenn alles eine Einheit bildet? Das Rührwerk, selbst fest mit dem Edelstahlsteg verschraubt, wird mit Flügelschrauben direkt in zwei an den Topf angeschweißte Edelstahlbleche eingeschraubt.

Beste Grüße
Danny

[Hieronymus]

Hallo Danny,

Das Prinzip ist eigentlich einfach: Wenn Du zwei unterschiedliche Metalle in eine Elektrolytlösung (in diesem Fall die Maische) tauchst und sie außerhalb der Lösung
mit einem Draht oder über anderes leitfähiges Material verbindest, fließt ein Strom. Dabei löst sich das unedle Metall auf und am edleren Metall (hier Kupfer) bildet
sich Wasserstoff, von dem Du allerdings nicht viel mitkriegst. Besonders begünstigt wird das durch eine gute elektrische Leitfähigkeit der Lösung, z. B. durch sowieso
vorhandene Salze und Säuren. Wenn Du den äußeren Stromkreis unterbrichst, kannst du diesen Vorgang fast vollständig unterbinden.
Wenn Du das Rührwerk durch eine Gummiunterlage abkoppelst, hast Du allerdings immer noch den Topf selber als weiteres Metall. Das heißt, dass Du besser den ganzen
Metallsteg abkoppelst. Ob das praktikabel ist, weiß ich nicht. Dann ist jedenfalls der Teil Deiner Anlage nicht geerdet.

Gruß
Heinrich

[Wormel]

Potenzialausgleich heißt das Zauberwort. Dabei ist es wichtig alle Elktrisch leitfähigen Teile auf ein Potenzial zu legen. In der Praxis heißt das alles sicher zu verbinden. Rein Theoretisch kann ich die Rührwerksprobleme darauf zurückschließen dass die Rührwerke verpolt wurden um die Drehrichtung zu ändern. Da Herstellerseitig die Wellen der Scheibenwischermotore auf den Minus gebrückt sind. Durch die Verpolung wurde dabei der Plus auf das Rührwerk/Welle gelegt. Da der Topf auf der Gerdplatte steht ist dieser geerdet. Im Netzgerät könnte der Minus ebenfalls auf Erde gelegt sein. Nun habe ich durch die Verpolung + auf dem Rührwerk und - auf dem Topf, fertig ist das Galvanisationsbad. Die säurehaltige Maische ist der Träger. Dann kommen unterschiedliche Metalle zum Einsatz. Dadurch wandern Elektronen ab und verändern die Oberfläche des Anderen Metalls.

Diese Sache macht man sich zu nutzen um zB. Eisen galvanisch zu verzinken um Rost zu verhindern. In unserem Fall aber nicht gewollt.

Also Alle Leitfähigen Teile auf ein und das Selbe Potenzial legen, am besten der -

[Wormel]

Hm.. Wäre es nicht sinnvoller die Ausgleichströme über eine Drahtbrücke zu verhindern? Aber ich glaube ich habe einen Denkfehler, oder hast du einen.

Ich glaube, dass die galvanisierung nicht durch edlere und unedlere Metalle stattfindet (klar die auch, ist aber zu vernachlässigen) korosion. Denn das läst sich nie vermeiden, es sei den alle im Elektrolysebad befindlichen Metalle sind gleich.

Die Spannungsquelle und der dadurch resultierende Stromfluss ist, was die extremen galvanisierungen (die hier immer wieder zu Problemen führt) antreibt.

Was du meinst, ist das Thema Opferanode, oder stimmt das nicht ?

http://de.m.wikipedia.org/wiki/Galvanotechnik

http://de.m.wikipedia.org/wiki/Opferanode

[Hieronymus]

Durch Überbrückung bzw. durch elektrische Verbindung aller Komponenten verhindert man die Bildung einer Stomquelle, so dass keine Elektrolyseeffekte oder Galvanische Vorgänge ablaufen können.
Von daher ist so etwas sinnvoll. Wo alle Metallteile miteinander verbunden sind, kann es keinen Plus- oder Minuspol geben, also auch keine Stromquelle. Wenn aber innerhalb dieses Verbundes unterschiedliche
Metalle sind, kommt es eben doch zu diesen Korrosinseffekten: Das unedelste Metall fängt an sich zuerst aufzulösen, gibt seine Elektronen ab und geht als Ion in Lösung bzw. in die Maische. Die frei gewordenen
Elektronen wandern zu einem edleren Metall, geben da die Elektronen an der Oberfläche ab und reduzieren die Wasserstoffionen in der Maische. Und das funktioniert ganz einfach ohne Stromquelle und läuft
so lange ab, so lange Maische im Topf ist.

[blub24]

Mit dem Kupfer und dem Edelstahl baust Du in der sauren Maische eine Batterie. Wenn du sie entlädst (also kurzschließt), oxidierst Du Die unedlere Seite, während sich gelöste Metallionen an der anderen Seite anlagern.

Stichwort Elektrochemische Spannungsreihe: http://de.wikipedia.org/wiki/Elektroche ... nungsreihe. Das Gute ist, bei Kupfer und Edelstahl ist das kaum ein Problem.

Wenn Du es genauer wissen willst google mal nach "Mischinstallation Edelstahl, Kupfer". Das ist sogar bei der Trinkwasserinstallation zugelassen.

Wenn Du Kupfer und Alu in einen Topf schmeißt (und das Alu nicht gut eloxiert ist) dann liegen an dem beiden Teilen 2 Volt Spannung an. In diesem Fall könntest Du von außen eine entsprechende Gegenspannung anlegen (also sozusagen ein "Ladegerät", für die Batterie). Wenn die Spannung so eingestellt ist das kein Strom fließt, gibt es auch keinen Ionenfluss und ergo keine Korrosion (außer durch die Säuren in der Maische an sich).

Grüße,

Nikolas

[Wormel]

Hironimus, das ist mir schon klar.

Nur tritt dieser Effekt nur sehr langsam ein, ok, das wird durch den niedrigen PH Wert noch etwas beschleunigt. Das unterbindest du aber auch nicht durchbekekttisches entkoppeln der Bauteile. Thema Selbstentladung Batterie.

Das wirkliche Problem liegt aber meiner Meinung nach, dass - am Topf anliegt und + am Rührwerk. Wenn beides aus Edelstahl ist, wir auch eine sehr schnelle Korrosion eintreten. Thema Knallgas herstellen. Was da nun Chemisch/Physikalisch genau passiert hast du, so denke ich, schön erklärt.

Um zu einem Schluss zu kommen, alle Metalle sollten die gleiche Legierungen besitzen. Dadurch baust du keine Batterie (Galvanisches Element) da die Metalle untereinander die gleichen Elektronenzahl in ihrem Atomaufbau aufweisen. Somit einen Potenzialunterschied von 0V haben.

Dann kannst du auch alles auf das gleiche Potenzial legen. Somit verhinderst du ein Galvanobad da sich keine Substrate die in der Maische sind sich mit den Metallen deine Anlage verbindet. Oder Das Wasser in HO (Knallgas) verwandeln.

Könnten wir das so stehen lassen ?

[philipp]

Kann er nicht einfach die Kupfertauchhülse vom Steg isolieren?

Muss ja keine Kräfte aushalten.

Achja: Wenn so eine Tauchhülse tiefer eintaucht, reagiert sie höchstens träger, aber nicht wirklich ungenau - Kupfer ist da dann vielleicht noch schlechter als Edelstahl als Material. (Leitet die Wärme schneller an der Hülse entlange nach draußen). Ob's messbar ist, keine Ahnung.

[Hieronymus]

Mit dem Kupfer und dem Edelstahl baust Du in der sauren Maische eine Batterie. Wenn du sie entlädst (also kurzschließt), oxidierst Du Die unedlere Seite, während sich gelöste Metallionen an der anderen Seite anlagern.

Das stimmt so nicht. An der anderen Seite können sich nur gelöste Metallionen anlagern und reduziert werden, wenn sie edler sind, im genannten Fall also Kupferionen. Und die sind in der Maische nicht vorhanden. Stattdessen werden die Wasserstoffionen reduziert.

Das mit der Gegenspannung wäre möglicherweise eine Option, m.M.n. aber nicht praktikabel.

Eigentlich sollte man mal die ganze Geschichte durchmessen und nachsehen, wo überhaupt Spannungen liegen. Dann würde ich mal versuchen herauszufinden, wie hoch die Ströme überhaupt sind. Vielleicht kann man dann ja alles vernachlässigen.

Gruß
Heinrich

[blub24]

Hi Hieronymus,

jap korrekt, wenn etwaige Kupferionen/Silber/Gold/Platin Ionen weg sind, folgt eine Elektrolyse. War etwas ungenau.

Ich vermute das man es in der Tat vernachlässigen kann. Wie gesagt, bei Trinkwasserinstallationen ist es zulässig, Edelstahl und Kupfer zu mischen, und die sind ja nicht auf ein paar hundert Stunden Brauen, sondern auf Jahrzehnte ausgelegt.

Grüße,

Nikolas

[Hida]

Huch das ging aber schnell. Vielen Dank für die zahlreichen faktisch unterlegten Beiträge.

Ehm... Ist der Vorschlag von Philipp den die Kupferhülse vom Steg zu isolieren vielleicht ein praktikabler Weg? Da wäre doch kein Potenzial drauf oder?

[Hieronymus]

Schaden kann´s nicht. Ein paar Kupferionen sind aber auch nicht soo schädlich.

Gruß
Heinrich

[Berliner]

Bist Du sicher, dass Du wirklich Galvanik meinst?
Im alten Forum wurde soweit ich noch weiß eher darüber diskutiert, dass bei Verpolung des Gleichtrommotors der Plus auf dem Gehäuse liegt und dann evtl. Strom über das Rührwerk und die Maische zum mehr oder weniger geerdeten Topf fließt. Das hat aber mit Galvanik nichts zu tun.

[Hida]

Ja ich meine Gavanik. So wie es Hieronymus und Wormel ausführlich beschrieben haben.

Also ich denke ich isoliere die Kupferhülse und versuche den Stromfluss so zu unterbrechen.