Temadag om vandbehandling og korrosion

Transkript

1 Korrosionsformer Korrosion generelt Våd korrosion Korrosion typer i fjernvarmesystemer Materiale typer og korrosion Temadag om vandbehandling og korrosion Lea Korcakova, Bioenergy and Thermal Power, COWI A/S 1

2 Korrosion generelt Korrosion er uønsket kemisk nedbrydning af metaller og legeringer Rust dannelse på jern og stål konstruktioner har størst betydning både teknisk og økonomisk Remove Steel = No Corrosion 2

3 Våd korrosion Væske eller fugt er til stede Korrosion i elektrokemisk celle, korrosions omfang afhængig af cellens størrelse Hurtig proces Lav og høj temperatur Neutral og basisk miljø Surt miljø H 2 2H + 2Fe + O 2 + 2H 2 O 2Fe OH - 2Fe(OH) 2 2Fe + 2H + 2Fe 2+ +H 2 3

4 Korrosions typer Fladekorrosion (jævn, generel korrosion) Pitting korrosion (grubetæring) Spaltekorrosion Galvanisk korrosion Spændingskorrosion Mikrobiel korrosion 4

5 Korrosions typer Fladekorrosion (generel, jævn) Jævn korrosion over hele metallet, som ikke kan danne beskyttende oxid Er den mest almindelige form for korrosion, der giver den største reduktion i vægt korrosions tillæg Let at måle korrosions hastighed Fladekorrosion er i fjernvarmesystemer en fordel ilt i afsaltet vand giver generel korrosion minimalt forbrug af godstykkelse 5

6 Korrosions typer Pitting korrosion (grubetæring) Lokal korrosion med hurtig forløb Svært at opdage Oftest starter inde i rør Pitting skader skyldes oftest Cl PREN = %Cr+3,3%Mo+30%N Critical pitting temperature 6

7 Korrosions typer Spaltekorrosion Lokal korrosion i spalter mellem 2 komponenter Korrosionsmekanisme ligner pitting Særligt følsomme: Røgrørskedler pga. stort antal spalter i endebunde 7

8 Korrosions typer Galvanisk korrosion To metaller med forskellig ædelhed samles, så de har metallisk kontakt og er udsat for vand- eller fugtpåvirkning. 1. Metallerne skal have forskellig ædelhed (forskel i korrosionspotentiale) 2. Metallerne skal være forbundet med en elektronleder (f.eks ved direkte metallisk kontakt) 3. Metallerne skal være forbundet med en ionleder (f.eks vand) 8

9 Korrosions typer Spændingskorrosion Lokal korrosion i form af revner i materialet Spændinger i materialet, korrosiv miljø og temperaturen Mest destruktive af alle korrosions former, kan udvikle sig på få timer 9

10 Korrosions typer Mikrobiel korrosion Bakterier findes oftest i kolonier på overfladen (biofilm) Organiske stoffer og sulfat vækst af biofilm Lokal korrosion Minimering af tilførsel af organiske stoffer og næringssalte. ph og ilt regulering Anvendelse af biocid anbefales ikke, da bakterier i biofilm kan være resistente over for biocider 10

11 Materiale typer og korrosion Ulegeret (sort) stål Mest brugt ståltype i fjernvarmesystemer Korrosion kan forbygges: Iltfrit miljø (Ilt < 0,02 mg/l) ph = 9,8 ± 0,2 dannelse af beskyttende magnetitlag Minimering af salte for at undgå belægninger, aflejringer og biofilm minimering af salte betyder i praksis: Afsaltet vand 11

12 Materiale typer og korrosion Rustfrit stål Anvendes i fjernvarmesystemer pga. gode mekaniske og termiske egenskaber Ikke korrosionsstabil under alle forhold ved T > 80 C og Cl-koncentration > 5_mg/l er der risiko for opkoncentration af klorid risiko for pitting og spaltekorrosion Høj T og kloridindhold og spænding i materialet risiko for spændingskorrosion Fluorid fra røggaskondensat kan give anledning til spændingskorrosion Bakterieflora i systemet risiko for mikrobiel korrosion 12

13 Materialetyper og korrosion Cu og Cu-legeringer Anvendes i fjernvarmesystemer som fittings og armaturer primært i brugerinstallationer Har generelt god korrosionsbestandighed Høj ph, Cl og ilt afzinkning af messing Høj sulfid og ilt sulfidkorrosion Høje spændinger i materialet, ammoniak og ilt spændingskorrosion Korrosion kan forbygges: Iltfrit miljø (Ilt < 0,02 mg/l) ph < 10 det er baggrunden for anbefalingen om ph 9,8±0,2 Lavest mulige forekomst af ammoniak og sulfid 13

14 Materiale typer og korrosion Al og Al-legeringer Bør ikke anvendes i fjernvarmesystemer, da de korroderer kraftigt ved den anvendte ph Brugerinstallationer med Al bør tilsluttes indirekte over varmeveksler 14

15 Materiale typer og korrosion Plast materialer Korroderer normalt ikke, men kan reagere med fjernvarmevand Plast rør og samlinger skal have iltspærring. Ingen klare regler for, hvordan ilttætte samlingerne skal udføres Brugerinstallationer uden iltspærring bør tilsluttes indirekte over varmeveksler Visse plasttyper kan afgive ammonium og organiske stoffer til fjernvarmevandet. Ammonium bliver omdannet til ammoniak ph > 9,3 og kan sammen med de organiske stoffer fremme vækst af biofilm 15