În acest articol sunt prezentate problemele cauzate de coroziune și sunt discutate noi soluții posibile.Părțile esențiale ale sistemelor de încălzire cu apă caldă sunt de obicei realizate din materiale de fier slab sau nealiat, așa-numitul oțel negru. Rezistența sa la coroziune se bazează mai puțin pe o proprietate a materialului decât pe absența oxigenului sau a altor agenți oxidanți în apa de încălzire.

Cea mai cunoscută regulă tehnică în Germania pentru evaluarea riscului de coroziune în sistemele de încălzire este VDI 2035-2 . O versiune actualizată este deja în formă de schiță. În plus, există DIN EN 14868 ca ghid pentru determinarea probabilității de coroziune în sistemele închise de circulație a apei < 110 °C (inclusiv sistemele de răcire și refrigerare), care trebuie de asemenea respectate. VDI 2035 presupune în mod explicit sisteme închise în ceea ce privește tehnologia coroziunii, în care nu există un aport semnificativ de oxigen, în timp ce standardul european ia în considerare și sistemele cu pătrundere de oxigen.

Rolul oxigenului

În sistemele de încălzire și răcire luate în considerare, procesele de coroziune sunt determinate în principal de cantitatea de oxigen care pătrunde, atâta timp cât valorile pH-ului apei circulante sunt mai mult sau mai puțin în intervalul 8 până la 9. Practic, reducerea unui agent oxidant, cum ar fi oxigenul, este necesară pentru ca procesul de dizolvare pe materialul metalic să poată continua nestingherit. Acizii – recunoscuți prin valoarea scăzută a pH-ului apei în circulație – îndeplinesc și ei această cerință. Cu toate acestea, viteza posibilă a acestui proces de coroziune depinde și de alți parametri ai apei, despre asta mai târziu.

Oxigenul poate fi introdus într-un sistem de încălzire sau de răcire în mai multe moduri:

Ca oxigen dizolvat prin apa de umplere sau de completare (8 până la 11 mg/l).

Din atmosferă, datorită formării parțiale a presiunii negative în sistem (ventilatorul devine aerator!).

Prin contactul direct al apei cu aerul (vas de expansiune deschis).

Prin difuzie prin materiale organice I (sisteme mai vechi de încălzire prin pardoseală ≠ DIN 4726).

Prin difuzie prin materiale organice II (furtunuri armate la T > 40 °C).

Din buzunarele de aer care pot apărea în timpul lucrărilor de întreținere sau de conversie.

Rata de coroziune rămâne neglijabil de scăzută dacă conținutul natural de oxigen din apa de umplere este consumat de procesele de coroziune, nu este alimentat mai mult de dublu volum al sistemului pe durata de viață a sistemului și intrarea de oxigen nu este posibilă într-o măsură semnificativă. În sistemele mari, ramificate, însă, acest lucru nu poate fi realizat în practică.

Influența apei asupra coroziunii cu oxigen

Amploarea și viteza unui posibil fenomen de coroziune a oxigenului depind de mai mulți factori de influență. Factorul principal este, desigur, concentrația de oxigen dizolvat în apa circuitului, dar și parametrii duritate, valoarea pH-ului și conductivitatea joacă un rol. Acest lucru va fi examinat mai detaliat mai jos.

Concentrația de oxigen

Apa de umplere care nu a fost special degazată sau epuizată de oxigen conține 8 până la 11 g/m³ de oxigen dizolvat. În reacția cu componentele din oțel negru, se formează în final magnetita (aprox. 36 g per m³), ​​​​în același timp, concentrația de oxigen scade la valori < 0,1 mg/l. În practică, valorile de 0,03 până la 0,1 mg/l sunt măsurate în sisteme care sunt închise împotriva coroziunii. VDI 2035 specifică o valoare limită de 0,1 mg/l, sub care nu este de așteptat nicio daune. Conform AGFW FW 510, totuși, trebuie respectate specificații mai stricte (0,02 – 0,1 mg/l) pentru sistemele conectate direct la sistemul de termoficare .

Conform modelului de coroziune, o concentrație mai mare de oxigen poate prelua și mai multă sarcină electrică (e-), care este lăsată în urmă pe metal de ionii de fier pozitivi care scapă atunci când intră în apa de încălzire.

Model explicativ pentru procesul de coroziune pe oțel negru atunci când oxigenul este prezent în sistemul de încălzire. Diferitele suprafețe de pe același corp de oțel, pe care metalul este dizolvat sau oxigenul este redus, sunt denumite anod și catod.

Dacă nu există oxigen, acest proces de coroziune se oprește.

Conductibilitatea electrică a apei de încălzire

În timpul procesului de coroziune, atât ioni Fe ²⁺ pozitivi cât și ioni negativi OH- intră în apă. Egalizarea sarcinii lor electrice are loc prin intermediul apei și este favorizată de creșterea conductibilității apei. În plus, conductivitățile scăzute împiedică și toate celelalte procese electrochimice de pe suprafața metalului.

Valoarea pH-ului apei de încălzire

În primul rând, valoarea pH-ului decide dacă se poate forma un strat superior pe metal sau nu. Figura arată intervalele de pH pentru materialele fier, cupru și aluminiu în care se formează un așa-numit strat pasiv de produse de coroziune, care limitează cel puțin masiv coroziunea la suprafață:

Sursa: perma-trade

intervale de pH de coroziune activă și pasivă pentru oțel negru (fier), cupru și aluminiu. Liniile verticale delimitează zona de observat în apa de încălzire conform stadiului tehnicii (VDI 2035).

Pentru sistemele fără componente din aluminiu, totuși, valoarea pH-ului ar trebui să fie între 9,3 și 10,0, nu numai din cauza comportamentului pasiv al fierului de călcat, ci și pentru că reducerea oxigenului la suprafața metalului depinde de valoarea pH-ului și la scurgeri mai mari. usor la valori mai mici ale pH-ului. În plus, la valori ale pH-ului < 6,0, coroziunea acidă intră din ce în ce mai mult în joc, iar ionii H + încep să înlocuiască oxigenul ca agent oxidant. Astfel de valori scăzute ale pH-ului nu sunt neobișnuite în cazul reziduurilor de antigel care au fost transportate și degradate în acizi în apa de încălzire.

Duritate
O anumită duritate reziduală în apa de încălzire are un efect fundamental pozitiv în ceea ce privește coroziunea cu oxigen. Acest lucru se datorează faptului că reducerea oxigenului alcalinizează suprafața metalului (formarea de OH – , vezi mai sus), care leagă acidul carbonic acolo.
Dacă există var dizolvat în apă, acesta se va depune pe suprafața metalului alcalinizat și astfel împiedică sau, cu alte cuvinte, inhibă reacția ulterioară. Acest efect este deosebit de semnificativ în cazul apei neutre. În ceea ce privește coroziunea chimică, carbonatul de calciu acționează ca un așa-numit inhibitor al coroziunii catodice. Este de la sine înțeles că, spre deosebire de inhibitorii anodici, nu există o creștere a coroziunii locale în caz de subdozare.
Pe scurt, aceasta înseamnă că funcționarea cu conținut scăzut de sare cu cea mai mare valoare posibilă a pH-ului pe partea apei reprezintă cea mai bună protecție posibilă împotriva coroziunii, dar nu oferă nici o protecție reală în cazul unei intrări semnificative de oxigen. Dacă aportul de oxigen nu poate fi controlat prin alte măsuri tehnice, de exemplu prin separarea sistemului, se poate lua în considerare legarea directă a oxigenului sau utilizarea inhibitorilor de coroziune în apa de încălzire.

Sursa: perma-trade