Formieren mit Stickstoff beim Hartlöten

Warum ist Formieren wichtig und wie verhindert man, dass Zunderpartikel in den Kältekreislauf gelangen?
Der Harris-Experte Hans-Helge Peters erklärt …

Warum ist formieren wichtig?
Metall-Oberflächen bilden schon bei geringer Wärme in Verbindung mit Temperatur und Sauerstoff eine Oxidhaut. Diese chemische Reaktion ist z.B. bei Kupferrohren als helle bis dunkelbraune Verfärbung erkennbar (Anlauffarben). Im Außenbereich der Rohre stellt das keine großen Probleme dar, doch im inneren Rohrbereich kann es zu unerwünschten Reaktionen führen. Aus diesem Grund werden Rohre und Rohrteile vom Hersteller mit Schutzmaßnahmen versehen, wie zum Beispiel Kappen, die auf die Rohrenden übergestülpt werden. So bleiben Rohre bis zur Verwendung oxidfrei.

Copper tube brazing scale

Wie entstehen Zunderpartikel?
Unter Einwirkung von höherer Wärme beim Hartlöten entsteht eine stärkere Oxidbildung, die über Anlauffarben bis zu einer mehr oder weniger starken Zunderbildung führt. In einem geschlossenen und unzugänglichen Rohrsystem können diese Zunderpartikel nicht entfernt werden. Sie lösen sich durch die verwendeten Kältemittel und verteilen sich im Kältekreislauf. Hier schädigen sie dann die Kälte-Armaturen, die Ventile, die Mess-und Regeleinheiten sowie sonstige Komponenten. Die Folge sind Störungen der Anlage bis hin zu Ausfällen.

Inside oxidation scale from 5/8

 

Wie kann das verhindert werden?
Oxidation durch das Hartlöten in der Kälte-und Klimatechnik ist ein bekanntes Problem. Als die H-FCKW-haltigen Kältemittel, wie zum Beispiel R-22, gegen neue HFKW-Kältemittel ausgetauscht wurden, gewann dieses Problem besonders an Aufmerksamkeit. Denn HFKW-Kältemittel mit synthetischen Ölen fördern eine Ablösung der Oxide an den Rohr-Wandungen.
Während des Lötens leitet man Formiergas, meist trockener Stickstoff, durch das Rohrsystem ein. Stickstoff ist ein Inertgas, verdrängt den Sauerstoff und verhindert so die Oxidation bzw. die Zunderbildung. Das Gas wird gewöhnlich durch das Schrader-Ventil in das System eingebracht, oder durch eine andere Öffnung der Anlage.

Tube comparison for nitrogen purging

Was gilt es zu beachten?
Einfach die Stickstoff-Gasflasche mit dem Harris-Druckminderer Stickstoff verbinden und über einen Schlauch oder ein Rohrstück an die Einfüll-Öffnung der Anlage anschließen. Dabei ist eine Druckeinstellung nicht erforderlich. Es genügt, dass durch das eingebrachte Gas-Volumen der Sauerstoff ausreichend verdrängt wird. Dabei hat sich eine Durchflussmenge von 1-1,4 L/M oder einem Druck von 0,10-0,14 bar bewährt. Das Austritts-Ventil an der Anlage wird dann soweit geöffnet, bis eine leichte Gas-Ausströmung erreicht ist. Erst dann beginnt man mit dem Erwärmen der Lötstelle und lässt so lange Gas einströmen, bis die Lötstelle erkaltet ist.

Harris nitrogen regulator (part no. 3002572)

Bitte beachten Sie dabei, dass ein zu hoher Gas-Druck oder eine zu hohe Durchflussmenge vermieden wird. Es kann zu einer Kühlung der Lötstelle führen und den Lotfluss (die Kapillarwirkung) erheblich beeinträchtigen.