Freitag, 13. Januar 2012

Röhrenlebensdauer, Röhrenverschleiß, Röhrenverbrauch, Röhrenalterung

´Wie lange hält denn eine gute NOS-Röhre, und wann sollte ich sie spätestens tauschen? Verschlechtert sich irgendwann der Klang?´ Fragen, die ich hin und wieder gestellt bekomme, die ich mir früher selbst gestellt habe und auf die es doch keine eindeutigen Antworten gibt. Allerdings kann man sich der Wahrheit recht gut annähern, zumindest werde ich es mal versuchen.

Röhrenlebensdauer
Zunächst muss unterschieden werden zwischen Kleinsignalröhren (also Treiber- oder Eingangsröhren), Leistungsröhren und Gleichrichterröhren. Frühere Herstellerangaben oder Angaben in einschlägiger Literatur gestanden Leistungsröhren wie z.B. der 2A3, 300B oder anderen Trioden eine Lebensdauer von 1.000 bis 3.000 Stunden zu, natürlich auch stark abhängig von der Röhrentype selbst. Kleinsignalröhren hingegen lagen (bzw. liegen) da schon in der Größenordnung zwischen 5.000 und 10.000 Stunden, Gleichrichterröhren sogar deutlich darüber.

Nun ist die Lebensdauer einer Röhre stark abhängig davon, bei welchem Arbeitspunkt sie betrieben wird. Betreibe ich eine 300B beispielsweise in einer Schaltung bei einem Arbeitspunkt, der die Röhre am Rande ihrer Möglichkeiten "würgt" und ihr bis zu 8 oder 9 Watt abverlangt, wird diese 300B sicherlich nicht viel älter als 1.000 Stunden werden. Lasse ich sie in einer "konservativen" Schaltungsumgebung laufen und hole nicht mehr als 5-6 Watt aus ihr raus, schafft eine alte WE 300B gewiss auch 8.000 bis 10.000 Betriebsstunden - mindestens. Das ist ähnlich wie bei einem Automotor: Der Motor eines Langstreckenfahrzeugs, das regelmäßig 110 oder 120 km/h fährt, hält auch länger als der gleiche Motor, der ständig im hohen Drehzahlbereich bei 160-200 km/h läuft. Gleiches gilt äquivalent natürlich auch für Kleinleistungs- und Gleichrichterröhren: 12.000 respektive 20.000 Stunden sind bei guten NOS-Röhren schon drin.
 
Hintergrund einer geringeren Röhrenlebensdauer ist, dass die Emissionsschicht der Kathode bei zu hohen Spannungen überproportional beansprucht wird: Die emittierten Elektronen werden durch zu hohe Spannungen förmlich aus der Emissionsschicht gerissen und reißen dabei mikroskopisch kleine, winzigste Teile der Emissionsschicht mit sich. Die Emissionsschicht verbraucht sich viel schneller.
 
Leider gibt es für diese Zahlen meines Wissens keine belastbare Datenbasis - wer misst schon die kumulierte Betriebsdauer seiner Röhren - und veröffentlicht diese Daten?! Ich kenne jedenfalls niemanden. Allerdings habe ich gestaunt, als ein Bekannter - beileibe kein "High Ender", sondern selbsternannter "Musikfan" -, mir Folgendes glaubhaft versicherte. Seit 18 Jahren spielt eine (0/8/15-)Endstufe mit ihrer ersten RCA 2A3 in seiner Kette und er denke nicht im Entferntesten an (irgend)einen Geräte- oder Röhrentausch ("Wenn ich mit so´m Schickimicki anfange, bastel´ ich doch nur noch rum statt Musik zu hören. Läuft doch alles! Omas Dampfradio lief früher auch Jahrzehnte lang - da ha´m wa nie was gewechselt."). Ersatzröhren hat er keine - nie gehabt. Also Emission gemessen - 56 mA, ca. 93% der NOS-Specs. Bei geschätzten 300 Stunden Betrieb pro Jahr ("Im Schnitt pro Tag knapp ´ne Stunde!") wären das bereits ca. 5.400 Stunden, die die RCA "auf dem Anodenblech" hat! Ich habe ihm gesagt, in 18 Jahren (also Anfang 2030) messen wir die Röhren wieder...
 
Aber: Wann ist denn die Lebensdauer einer Röhre "beendet" - und was passiert dann mit ihr? Nichts. Die Röhre verlässt bei ungefähr der Hälfte ihrer Emission(sfähigkeit) gem. Spezifikation den so genannten "Gutbereich" und sollte gewechselt werden - ich empfehle allerdings bei einer 2A3 spätestens bei 40-45 mA Emission (66-75%) einen Wechsel; dann wirkt sie in meinen Ohren bereits etwas "schlapp". Allerdings funktioniert der Röhrenverstärker dann immer noch. Und ich behaupte einfach mal, dass viele "High Ender" es nicht einmal merken würden, wenn ihre Röhren nur noch 20% ihrer Nennemission hätten...
  
Verbrauch, Verschleiß, Alterung?
Röhren verschleißen nicht, sie verbrauchen sich. Sie altern nicht, aber sie werden älter. Klingt spitzfindig, weil viele im Verbrauch ein Synonym für Verschleiß sehen (vice versa), aber: Auch, wenn viele in der Röhre ein Verschleißteil sehen, wird die Emissionsschicht lediglich "verbraucht" (wie z.B. beim Auto das Wasser für die Scheibenwischer), aber nicht "verschlissen" (wie z.B. Bremsscheiben oder Reifen).

Das Alter einer Röhre ist vollkommen egal - sie "altert" nicht in dem Sinne, dass sie schlechter wird. Das einzig Kritische ist die zunehmende Gefahr, dass sich das Vakuum verschlechtert und Gas in den Kolben tritt. Das kann dann so aussehen, wenn es im Betrieb ionisiert:
 


Obere beiden Bilder: RCA 2A3



Obere beiden Bilder: Sylvania 2A3 Dual Monoplate
 
Allerdings besitzen einige NOS-Röhren anfänglich eine leichte bläuliche Illumination und damit gewisse Gaseinschlüsse. Das ist nicht weiter kritisch, weil dieses Gas durch das Getter gebunden wird, nach ca. 50-100 Stunden (also nach der so genannten "Einbrennphase") verschwindet diese Illumination meist. Verschwindet die Illumination danach nicht, ist die Röhre i.d.R. unbrauchbar. Es reicht (zum Erreichen der vorgenannten 50-100 Stunden), den Röhrenverstärker entsprechend lange eingeschaltet zu lassen - es muss dabei nicht durchgehend Musik laufen. Ansonsten gehören Röhrengeräte nach dem Musikhören stets ausgeschaltet! Der britische Röhrengeräte-Vollsortimenter Audio Note empfiehlt in seinen Manuals zu den Vorverstärkern, diese stets eingeschaltet zu lassen, so würden die Röhren vom Ein- und Ausschaltstress verschont und ein Wechsel der Röhren würde erst nach 5 Jahren fällig (gleichbedeutend mit weit über 40.000 Betriebsstunden für die Kleinleistungsröhren). Das ist - sorry, AN - natürlich Bullshit: Um seine Röhren zu schonen und aus Gründen des Umweltschutzes gehören nicht genutzte Geräte einfach ausgeschaltet.

Sonstiges im Umgang mit Röhren
Nur kurz und auf die Schnelle (dieses Posting ist sowieso schon viel zu lang):
  • Kontaktstifte reinigen, um einen guten elektrischen Kontakt zu gewährleisten. Aber niemals mit Kontaktspray, sondern so wie hier beschrieben.
  • Röhren mindestens 5 Minuten warmlaufen, dann erst Musik spielen lassen. In den ersten 20 Minuten nur moderate Lautstärken "fahren".
  • Häufiges Ein- und Ausschalten vermeiden. Erst bei absehbaren "Musikpausen" von über einer Stunde den Röhrenverstärker ausschalten, sonst lieber durchlaufen lassen.
  • Mechanische Erschütterungen warmer/heißer Röhren vermeiden.
  • Keinen Anfall bekommen, wenn sich kleine lose Glassplitter im Kolben befinden. Durch thermische Ausdehnung der Drähte im Inneren der Röhre können mal kleine Glasteilchen abplatzen. Normalerweise harmlos.
  • Lose Röhrensockel: I.d.R. ebenfalls harmlos. Röhre stets am Sockel ein- und ausstecken, niemals am Glaskolben ziehen oder drücken. Im Laufe der Jahrzehnte kann sich der zwischen Glaskolben und Sockel befindliche Zementkleber mal etwas lösen, der Kolben lässt sich dann leicht nach links oder rechts drehen. Vorsicht: So können die Verbindungsdrähte zu den Kontaktstiften beschädigt werden!
  • Für ausreichende Belüftung der Röhren sorgen (gerade Endverstärker gehören also nicht ins enge Rack) - sonst droht der Hitzetod.

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