1.Was führt allgemein zu Korrosion?
2.Ist Sauerstoff korrosiv?
3.Wie treten Sauerstoff und Kohlendioxid in die Dampfsysteme ein?
4.Welcher korrosive Stoff verursacht Lochfrass?
5.Was führt zu Kesselstein?
6.Wie beeinflusst Kesselstein den Betrieb des Kessels?
7.Wie treten Fremdstoffe, die zur Bildung von Kesselstein führen, in das Rücklaufsystem ein? 8.Was ist und warum entsteht Wassermitführung?
9.Was sind einige Wege für die Behebung von Kesselstein und Korrosion?
In Kraftwerken und großen industriellen Energie – Kraftwerken befinden sich die besten wissenschaftlichen Wasseraufbereitungsanlagen, Chemikalien und Ausrüstungen. Doch in kleineren Kraftwerken, Hotels, Anstalten, Wäschereien, Gewächshäusern, Färbereien und sonstigen Betrieben, in denen Dampf zum Einsatz kommt, kann es sein, dass die geforderten Bedingungen nicht erfüllt werden können. Dieser Artikel ist verfasst worden, um die Probleme zu erklären sowie Lösungen dafür vorzuschlagen.
KORROSION: Korrosionsbildung in den Kondensatrücklaufsystemen erfolgt im Allgemeinen schrittweise und langsam und bereitet keine Sorge. Doch eine sich schnell entwickelnde Korrosion ist dermaßen bedeutend, dass sie zur großen Sorge und zu großen Kosten führt. Korrosion entsteht normalerweise durch Auflösung von Kohlendioxid und/oder Sauerstoff im System. Die Gemische dieser beiden Gase sind noch viel mehr korrosiver als diese beiden allein. Die Photos in diesem Artikel zeigen die allgemeinen und ersten Einflüsse der Korrosion.
ABRASION DURCH KOHLENSÄURE (DER UNTERHALB DER LINIE LIEGENDE BEREICH IST UNTER DEM KONDENSAT. DIE ABRASION IST HIER ZUSTANDE GEKOMMEN)
Das Kohlendioxid in der Lösung des Kondensats bildet Kohlensäure. Die infolge dessen zustande kommende Korrosion zeigt eine Kerbbewegung, die das Metall schmelzen lässt.
Sauerstoff verursacht im Allgemeinen an Punkten, an denen sich zwei verschiedene Metalle gegenseitig schieben, Spannungen in dem Rohrsystem vorhanden sind oder andere zu Korrosion führende Bedingungen existieren, ernste örtliche Korrosion.
Die Korrosion, die durch Sauerstoff beschleunigt wird, zeigt sich im Allgemeinen als eine Abscheuerung. Die Entfernung des Sauerstoffs wird die korrosive Abrasion auf ein sehr kleines Maß reduzieren.
Da Kohlendioxid und Sauerstoff in dem Kessel – Speisewasser und Kesselwasser gelöst vorliegen, treten sie im Allgemeinen in das Dampfsystem ein. Sogar Regenwasser, für das angenommen wird, dass es rein ist, zeigt die Neigung, den/das aus der Atmosphäre gesammelte/n gelöste/n Sauerstoff und Kohlendioxid zu fördern. Die gelösten Karbonate in dem Rohuntergrundwasser werden das Kohlendioxid ins System mittragen. Es gibt sogar Wasseraufbereitungstechniken, die Kohlendioxid frei geben.
Sauerstoff wird nicht nur im Speisewasser in gelöster Weise in das System mitgetragen, sondern tritt auch durch Leckstellen und sich zur Atmosphäre öffnenden Stellen in den Rücklaufleitungen in das System ein. Es gibt viele und diverse Wege zur Verhinderung der Korrosion durch Sauerstoff und Kohlendioxid. Darunter befinden sich luftabscheidende Speisewasserheizgeräte, Vents und chemische Aufbereitung.
KESSELSTEIN: Auf den Photos, welche die Kesselsteinablagerung an den Kondensatableiterteilen zeigen, ist die Kesselsteinbildung ersichtlich. Man muss hier annehmen, dass von den Anlagen, zu denen die Kondensatableiter gehören, das Kessel – Rücklaufrohrleitungssystem, die Ventile, die Pumpen und anderen Armaturen im gleichen Zustand sind.
EIN BEISPIEL FÜR DIE ABRASION DES SÄURISCHEN KONDENSATS
Grund für den Kesselstein ist hartes Wasser, d.h. Wasser, das gelöste Mineralsalze wie Karbonate, Calcium- und Magnesiumsulfate enthält. Untergrundwasser enthält solche Fremdmineralstoffe, die aus der Erde erhalten werden, in einer großen Konzentration. Doch sogar das Wasser von Binnenseen ist hinsichtlich einer Dampfanlage hartes Wasser. Auch das Stadtwasser, das Erweichungs- und Filterverfahren unterzogen wird, ist in wichtigem Ausmaß hart. Es besteht die Neigung, in technischer Hinsicht über das Wasser, das dermaßen Mineralsalz mitfördert, dass in den Kesseln und den Rücklaufleitungen ziemlich viele Probleme auftreten, in der Form “weich” oder “nicht sehr hart” gesprochen wird. Der Härtegrad, der als ein Millionstel (ppm) oder gelöste Salzpartikel pro Liter gemessen wird, bestimmt die Kesselstein – Ansammlungsrate. Gibt es irgendeine Härte, so wird sich im Laufe der Zeit in dem Kessel und wahrscheinlich in den Rücklaufleitungen Kesselstein ansammeln.
Im Kessel verursacht Kesselstein zwei Probleme:
1. Abnahme der Wärmeübertragungsleistung – reduziert die Betriebsleistung und erhöht die Kosten. Kesselstein in Kesselrohren reduziert die Wärmeübertragungsleistung innerhalb eines Jahres dermaßen, dass Kraftstoffvergeudung in wichtigem Ausmaß zustande kommt.
2. Beschädigung des Kesselrohre –Dies ist eine große Gefahr, die durch Kesselstein verursacht wird. Kesselstein reduziert die Wärmeübertragungsleistung, den Durchfluss und die Zirkulation dermaßen, dass Metalltemperaturen überhohe Dimensionen erreichen, was dazu führt, dass in den Rohren Brüche und Blasenbildung entstehen. Kesselsteinbildung in den Kesseln ist ein Zustand, der auf jeden Fall unerwünscht ist.
Die Lösung gegen Kesselsteinbildung durch hartes Wasser ist generell leicht, kann jedoch einen komplexen Zustand einnehmen. Viele der Benutzer kennen und verwenden Standart – Kesselchemikalien, die dieses Problem auf zufriedenstellende Weise lösen.
Für Empfehlungen und Chemikalien für die Verhinderung von Kesselsteinbildung sollte man mit Wasseraufbereitungsunternehmen zusammen arbeiten. Es gibt viele Nachweise, die belegen, dass eine entsprechende Aufbereitung des Wassers ausreichend ist, um den Kesselstein aus den Kesseln zu entfernen und zu verhindern, dass an irgendeiner Stelle des Dampfsystems zusätzlich Kesselstein entsteht. Eine Investition in eine solche Wasseraufbereitungsdienstleistung wird sich mit gestiegener Betriebseffizienz und weniger Wartungsarbeiten rentieren.
WASSERMITNAHME: Wie kommt es, dass sich in den Rücklaufleitungen Kesselstein bildet, wenn von dem Kessel in die Dampfleitungen Reinwasser gefördert wird? Die Antwort dazu ist, dass die Wassermitnahme infolge generell “schlechtem Wasser” aus einem anderen Problem resultiert, das mit verschiedenen Ausdrücken wie Schäumung, Kesselkochung und Anstieg des Wasserspiegels beschrieben wird.
In einigen dieser Bedingungen und den Gründen hierzu kann es einige kleine Unterschiede geben, doch in der letzten Phase ist das Ergebnis gleich. Das sich bei Eintritt von Reindampf in das System bildende Kondensat ist reines und unschädlich aufbereitetes Wasser. Sofern in das System zusammen mit dem Dampf Gase wie Kohlendioxid und Sauerstoff eintreten, so kann, wie bereits oben geschildert, Korrosion entstehen. Das Kesselwasser steigt an und tritt in die Dampfleitungen ein, wodurch darin enthaltene Fremdstoffe in das System mitgetragen werden. Dies stellt die Quelle für die Kalksteinbildung in Kondensatableitern und Rücklaufleitungen dar.
Zur Schäumung eines Kessels führen im Allgemeinen in Wasser gelöste Feststoffe, Öl oder überhohe Alkalität. Das Übermaß an gelösten Feststoffen kann im Allgemeinen durch geeignete Abschlämmapplikationen geregelt werden. Die richtige Aufbereitung des Kesselwassers sowie richtige, durch Wasseraufbereitungsspezialisten empfohlene Betriebsapplikationen werden für die Lösung dieses Problems ausreichend sein.
Der Anstieg des Kesselwasserspiegels wird durch Überlasten und somit durch die rapide Abnahme des Drucks verursacht. Manchmal wird der Anstieg des Wasserspiegels auch dadurch verursacht, dass die Kapazität des Kessels für die tägliche Last zu klein ist. In vielen Fällen kann das genannte Problem mit Reinigern und Abscheidern, die das Wasser regeln und seine Zersetzung in dem System sicherstellen, gelöst werden.
DURCH VERSCHMUTZUNG GESCHLOSSENE ÖFFNUNGEN
ERGEBNISSE:
1.Wasser ist von Natur aus niemals rein.
2.Unreines Wasser führt zu Kalkstein, Korrosion und Wassermitnahme.
3.Richtige Wasseraufbereitung, richtiges Abschlämmsystem, richtige Armaturen und Verarbeitungsverfahren werden Schlechtwasser – Probleme bewältigen.
4. In geeignete Wasseraufbereitungsanlagen investiertes Geld wird als gestiegene Effizienz und sich reduzierte Betriebskosten und Wartungsarbeiten rentieren.
KORROSION IN DAMPFHEIZSYSTEMEN
Korrosion in dem Kondensat fördernden Bereich von Dampfheizsystemen ist ein äußerst komplexes Problem.
Es ist mit fester Bestimmtheit festgestellt, dass allein Reinwasser zu wenig oder gar keiner Eisenkorrosion führt. Demnach ist es offensichtlich, dass im Falle einer Korrosion in dem Heizsystem, dies durch die Existenz von Materialien, die sich mit Kondensat auflösen und mit Metalloberflächen in Reaktion treten, bedingt ist. Sauerstoff und Kohlendioxid sind im Kondensat enthaltene Hauptkomponente. Beide dieser in Wasser auflöslichen Gase sind verantwortlich für die Korrosion schaffende Aktion. Sauerstoff und Kohlendioxid können in das Dampfheizsystem eintreten, sofern sie in dem Kesselspeisewasser und dem Kesselwasser enthalten sind. Der unter abnehmendem Druck betriebene Dampf sowie atmosphärischer Sauerstoff in den Rücklaufsystemen kann auf diesem Wege in das System eintreten. Auch wenn die Entfernung des Sauerstoffs in dem Kesselwasser eine ziemlich leichte Sache ist, ist die Bekämpfung von Kohlendioxid ein ziemlich schwieriges Verfahren, da sich im Allgemeinen Karbonate bilden und diese sich später unter Kesselwassertemperaturen spalten.
Sauerstoff führt zu Korrosion
Kohlensäuren – Abrasion
Ist kein Kohlendioxid vorhanden und ist aber gelöster Sauerstoff vorhanden, so wird aufgrund der beschleunigenden Wirkung von Sauerstoff auf den Zyklus der Korrosion in den Rücklaufleitungen zustande kommen. Dies kann zu Korrosion führen, doch im Allgemeinen führen gekerbte Bereiche zur Entwicklung von örtlichen Aktionen. Örtliche Korrosion kommt dessen zustande, dass sich an den Stellen, an denen die anodischen Bereiche und Metalloberflächen an denjenigen Stellen, an denen Eisen in die Auflösung eintritt, noch größere kathodische Bereiche bilden. Die Bildung von anodischen Bereichen kann durch den Kontakt verschiedener Metalle, die Einschleusung von Schlacken in das System oder wie dies bei Getriebeverbindungen der Fall ist, durch Spannungen in dem Metall resultieren. Die eine solche Korrosion beschleunigende Wirkung des Sauerstoffs wird durch die Aktion verursacht, zusammen mit dem Wasserstoffschutzfilm, der sich normalerweise in kathodischen Bereichen ansammelt, die Polarität zu beseitigen.
Die Folgen des Lochfrasses
In Fällen, in denen die Korrosion in Rücklaufleitungen im Allgemeinen aus der Existenz von gelöstem Sauerstoff resultiert, kommen Lochfrass zustande, und unlösliche Stoffe wie Eisenoxid sammeln sich und verursachen an engen Punkten Probleme. Grundsätzlich verursacht Korrosion durch Kohlendioxid eine Kerbaktion. Hier löst sich das Metall auf gleiche Weise auf, wie dies bei einer leichten Säurelösung der Fall ist. Wenn Kohlendioxid ein kontrollierender bzw. regelnder Faktor ist, so ist die korrosive Aktion eine Funktion sowohl der Kohlensäurenkonzentration als auch der Kondensatmenge, die einen bestimmten Punkt überschreitet.
Die sich mit Kondensat auflösende Kohlendioxidmenge bestimmt den Säuregehalt der Lösung. Je mehr Kohlendioxid enthalten ist, desto stärker ist die Säurereaktion und desto höher ist somit auch die Korrosionsgeschwindigkeit. Löst das Säurekondensat das Eisen auf, so steigt der pH – Wert der Lösung bis zu einem Punkt, an dem ein Säureangriff normalerweise nicht mehr möglich ist. Ab diesem Punkt wird Sauerstoff zu einem kontrollierenden bzw. regelnden Faktor, wodurch im Allgemeinen gekerbte Bereiche zustande kommen. Es ist festgestellt worden, dass die aktivste Korrosion infolge der Existenz von Kohlendioxid an Stellen zustande kommt, die benachbart zu dem Punkt sind, wo sich der größte Teil des Kondensats des Systems befindet.
KESSELSTEINBILDUNG AN DEN EINSATZELEMENTEN SK50
Auf der Grundlage der oben aufgeführten Umstände wird der Eintritt von Luft in das Dampfheizsystem aufgrund der Existenz von Sauerstoff die korrosive Aktion steigern. Zweifellos wird sie nicht sehr viel oder keinen Einfluss auf die durch Kohlendioxid verursachte Säurekorrosionsart haben.
Es gibt verschiedene Methoden für die Regelung der Korrosion, die aufgrund der Existenz von Kohlendioxid in den Rücklaufsystemen zustande kommt. Und die Verschmutzung des Dampfes mit Sauerstoff kann durch Entlüftung des Speisewassers oder durch chemische Aufsaugung des Sauerstoffs aus dem Kesselwasser vermieden werden. Die Entfernung des Kohlendioxids aus dem Dampf ist eine schwierige Sache. In Fällen, in denen nur Kohlendioxid enthalten ist, kann in den Kondensatleitungen aktive Korrosion zustande kommen, sofern keine vorbeugenden Maßnahmen mittels geeigneter Aufbereitung und Testkontrolle getroffen werden.
Erhan LAK
Produktionsleiter für Niveau & Kondensatableiter
Ayvaz A.Ş.
