Optimaler Schutz gegen Korrosion und Ablagerungen ist unerlässlich für den langfristig ausfallsicheren und wirtschaftlichen Betrieb von Gaskesseln und Gasturbinen von Kraftwerken, Heiz- und Kühlanlagen (Rohre, Leitungen, Wärmetauscher, Kondensatoren, Behälter, Pumpen, Kühltürme, Kühlgeräte usw.).
Was passiert in Wasser- und Dampfanlagen ohne Schutz?
Schädliche Bestandteile des gebrauchten Wassers sind unter anderem Salze von Erdalkalimetallen, die sich bei höheren Temperaturen an den Heizflächen abscheiden und eine Dämmschicht bilden. Dies verhindert die Wärmeübertragung. Der Dämmeffekt führt zum erhöhten Energieverbrauch und Wirkungsgradrückgang.
Unter der abgelagerten festen Schicht tritt eine Überhitzung an der Oberfläche der Kesselrohre auf, was zu einem thermischen Spannungsriss (thermischen Schock) und dadurch einer Beschädigung des Kessels führt.
Darüber hinaus lagert sich Kesselstein auch an für den sicheren Betrieb notwendigen Komponenten ab und kann deren Funktionstüchtigkeit behindern.
Ähnlich verhält es sich bei Kühlanlagen. Hier wird das Abscheiden und Ablagern von Salzen zum Beispiel an den Lamellen von Kühltürmen durch Wasserbewegungen, Druck, Wärmeschwankungen und Verdunstung gefördert. Die Folgen sind dieselben technischen und wirtschaftlichen Nachteile wie bei Dampfbetrieb.
Abgeschiedene und in der Anlage zirkulierende Korrosions- und Ablagerungsteile lösen als Schleifpapier Erosion aus. Starke Ablagerungen führen zudem zu erhöhtem Zirkulationsdruck. Beide Phänomene verursachen eine erhebliche Verringerung der Lebensdauer der Anlage (Produktionsausfall, Reparaturkosten und verbundene Kosten, Notwendigkeit einer frühzeitigen Investition).
Eisen- und Kupferteile sind nur dann widerstandsfähig gegen die negativen Einwirkungen von (Kühl-)Wasser und Dampf, wenn sich eine rissfreie Oxidschicht optimaler Dicke an ihrer Oberfläche bildet.
Ein zu hoher pH-Wert begünstigt das Ablösen dieser Schutzschicht und führt zudem zur Kupferkorrosion. Ein zu niedriger pH-Wert verursacht Eisenkorrosion. Deshalb ist es besonders wichtig, einen optimalen Bereich für den pH-Wert einzustellen.
Um einen optimalen Korrosionsschutz zu erzielen, muss die Anzahl der im Wasser befindlichen Elektrolyten möglichst gering ≤ 0,2 µS/cm gehalten werden. Der durch die dosierten Chemikalien erzeugte Leitfähigkeitswert wird hierzu addiert.
Der Gehalt an gelöstem, freiem Restsauerstoff beträgt im Optimalfall < 0,002 mg/l und im Allgemeinen <0,005 mg/l.
Die Komplexität der obigen Ausführungen zeigt, dass die richtige Wasserbehandlungsmethode (Dosierstationen, Chemikalien usw.) für die Erzielung eines optimalen und wirtschaftlichen Betriebs nur dann gewählt werden kann, wenn die Wasserqualität, die Besonderheiten und der Zustand der Anlage, die Art der Benutzung (z. B. Technik oder Lebensmittelindustrie, ggf. Pharmaindustrie) sowie allgemeine und lokale Regelungen und Vorschriften wie die unten Genannten berücksichtigt werden:
MSZ EN 1074-1:2000 MSZ-09-85.0011:1988 MSZ 14121:1968 MSZ EN 442-1:1998 MSZ-09-85.0021:1989 MSZ-09-96.0721:1985 MSZ-09-96.0722:1985 MSZ-09-96.0723:1985 MSZ-09-96.0731:1985 MSZ-09-96.0732:1985 MSZ-09-96.0734:1988 MSZ-09-96.0735:1988 MSZ 1752:1996 MSZ 4668:1983 MSZ 13834-2:1985 MSZ 14258:1983 MSZ EN 297:1997 MSZ EN 303-1:2004 MSZ EN 303-4:2000 MSZ EN 303-5:2000 MSZ EN 303-6:2000 MSZ EN 625:1998 MSZ EN 12952-1:2002 MSZ EN 12953-1:2002 MSZ EN 13445-1:2004 VGB-Richtlinien für Speisewasser, Kesselwasser usw. Nr. R450L; Technische Regeln für Dampfkessel -TRD- vom Deutschen Dampfkesselausschuß (DDA) und dem Verband der Technischen Überwachungs-Vereine (VdTÜV); TRD611 - Daten für Dampferzeuger der Gruppe IV; Anforderungen an Speisewasser für Grosswasserraumkessel nach EN 12953 Teil 10 (außer Einspritzwasser)
Was ist eigentlich Korrosion?
Obwohl viele denken, Korrosion wäre ein Vorgang, bei dem Sauerstoff und Wasser mit Metallen in Kontakt kommen (aerobe Korrosion), geschieht ein Großteil der Korrosionsbildung durch Ausschluss von Sauerstoff (anaerobe Korrosion). An auf diese Weise korrodierten Eisenrohren können schwarze Flecken (Eisen(II)-sulfid) festgestellt werden. Beim Entfernen der schwarzen Eisen(II)-sulfide kommt eine anodische Vertiefung mit blankem Eisen an der Oberfläche zum Vorschein.
Für die Biokorrosion sind in erster Linie sulfat-reduzierende Bakterien verantwortlich. Diese Organismen beschleunigen den Korrosionsvorgang in Eisenrohren, die mit Wasser und biologischen Ablagerungen bedeckt sind. Solche Umgebungen enthalten Sulfationen, aber keinen Sauerstoff. Diese Reaktion läuft thermodynamisch spontan, allerdings sehr langsam ab, weil keine Bakterien vorhanden sind. Auf der kathodischen Seite wird die Reaktion durch die sulfat-reduzierenden Bakterien in zwei Schritten ausgelöst – das Sulfat wird reduziert und der entstandene Schwefel geht weiter zurück. Auf der anodischen Seite findet eine Halbzellenreaktion statt.
Für die Biokorrosion könnte zudem eine andere Gruppe von Mikroorganismen verantwortlich sein, die unter anaeroben Bedingungen leben. Diese decken ihren Energiebedarf durch die Oxidation von Wasserstoff und Kohlendioxid ab. Hierbei entsteht Methan und Wasser. Solche methanbildenden Bakterien hoher Zahl leben in sauerstofffreien Bereichen (z. B. unter technischen Schlammablagerungen in Behältern, im unteren Bereich von Rohren mit langsamem Durchfluss). Finden sie im Medium keinen Wasserstoff, nehmen sie elementares Eisen als Nährstoff auf, das heißt, sie entziehen dem Eisen die notwendigen Elektronen.
Wir empfehlen Ihnen den Fachartikel, der auf der ungarischen Seite von Wikipedia unter unserer Mitarbeit veröffentlicht wurde und durch Klick auf folgenden Link gelesen werden kann: Wikipedia - Korrózió.
