Fachbeitrag „Korrosion“

Mit­tels Was­ser­be­hand­lung der Kor­ro­si­on ent­ge­gen­wir­ken

Trink­was­ser ist nicht gleich Trink­was­ser. Je nach Her­kunft und Art der Auf­be­rei­tung un­ter­schei­det sich die Qua­li­tät und Be­schaf­fen­heit ver­schie­de­ner Trink­wäs­ser teil­wei­se enorm. Im Haus des End­ver­brau­chers an­ge­kom­men, spielt zu­sätz­lich der Trans­port des Trink­was­sers in­ner­halb der Ge­bäude­in­stal­la­ti­on ei­ne tra­gen­de Rol­le. Wel­che Werk­stof­fe sind ver­baut, wie er­folgt die Trink­was­ser­füh­rung und gibt es Be­rei­che, in de­nen das Trink­was­ser sta­gniert? Es kann al­so er­for­der­lich sein, Maß­nah­men zu er­grei­fen, um Kor­ro­si­ons­pro­zes­se zu ver­min­dern so­wie der Kor­ro­si­vi­tät mit Was­ser­be­hand­lung ent­ge­gen­zu­wir­ken. Dr. Chris­ti­na Hö­ck­ner, Ab­tei­lungs­lei­te­rin Tech­ni­sches La­bor bei Grün­beck, be­schreibt in die­sem Fach­bei­trag die Hin­ter­grün­de zu Ent­ste­hung und Ver­mei­dung von Kor­ro­si­vi­tät.

Be­dingt durch Wech­sel­wir­kun­gen zwi­schen dem Trink­was­ser und was­ser­füh­ren­den me­tal­li­schen Werk­stof­fen kann es in Was­ser­ver­tei­lungs- und Was­ser­spei­cher­sys­te­men zu Kor­ro­si­ons­er­schei­nun­gen kom­men. Ver­bun­den da­mit sind so­gar Funk­ti­ons­stö­run­gen des Sys­tems mög­lich. Das Aus­maß der Kor­ro­si­ons­er­schei­nung wird da­bei er­heb­lich von der Werk­stof­fart, der Aus­füh­rung der In­stal­la­ti­on, den vor­lie­gen­den Be­triebs­be­din­gun­gen und der Was­ser­be­schaf­fen­heit be­ein­flusst.

So be­ein­flus­sen bei­spiels­wei­se be­stimm­te Anio­nen im Trink­was­ser – wie Sul­fat, Ni­trat oder Chlo­rid so­wie de­ren Ver­hält­nis zu­ein­an­der – die Kor­ro­si­ons­wahr­schein­lich­keit me­tal­le­ner Werk­stof­fe ne­ga­tiv. Das gilt für Kup­fer- und Kup­fer­le­gie­run­gen eben­so wie für nicht­ros­ten­de Stäh­le oder schmelztauch­ver­zink­te Ei­sen­werk­stof­fe (Ab­bil­dun­gen 1 + 2). Wei­te­re Ein­fluss­fak­to­ren sind ein un­ge­eig­ne­ter pH-Wert (Säu­re­ge­halt) so­wie ein er­höh­ter Ge­halt an Sau­er­stoff oder or­ga­ni­schem Koh­len­stoff (TOC [to­tal or­ga­nic car­bon]). Be­rech­nungs­for­meln zur Er­mitt­lung der ver­schie­de­nen Kor­ro­si­ons­wahr­schein­lich­kei­ten in Ab­hän­gig­keit oben ge­nann­ter Pa­ra­me­ter sind in den Nor­men DIN 50930-6 so­wie DIN EN 12502 zu fin­den.

Wei­ter­hin ist beim Ein­satz von Kup­fer­werk­stof­fen zu be­ach­ten, dass min­des­tens ein pH-Wert ≥ 7,4 der ört­li­chen Trink­was­ser­be­schaf­fen­heit vor­lie­gen soll­te. Auch der pH-Wert wird durch den Ein­satz ei­ner Ent­här­tungs­an­la­ge nach dem Kat­io­nen­aus­tausch­prin­zip nicht ver­än­dert. An­ders sieht das bei schwach sau­ren Kat­io­nen­aus­tau­scher­har­zen in der H+-Form (WAC-H) aus, wie sie in der zen­tra­len Was­ser­auf­be­rei­tung zum Ein­satz kom­men. Hier wer­den bei der Was­ser­be­hand­lung Was­ser­stof­fio­nen (H+-Io­nen) ins Was­ser ab­ge­ge­ben. Die­se rea­gie­ren mit den im Was­ser vor­han­de­nen Hy­dro­gen­car­bo­nat-Io­nen zu Koh­len­säu­re, wel­che so­fort zu Koh­len­di­oxid und Was­ser (HCO3- + H+ ➜ CO2 + H2O) zer­fällt. Dies führt zu ei­ner mas­si­ven Än­de­rung des pH-Wer­tes. Die­se Art von Kat­io­nen­aus­tau­scher­har­zen fin­den je­doch in nach DIN EN 14743 bzw. DIN 19636-100 be­schrie­be­nen DVGW ge­prüf­ten Ent­här­tungs­an­la­gen für die Ge­bäude­in­stal­la­ti­on (de­zen­tral) kei­ne An­wen­dung.

Ein­zig der für schmelztauch­ver­zink­te Ei­sen­werk­stof­fe re­le­van­te Kor­ro­si­ons­pa­ra­me­ter Cal­ci­um wird durch ei­ne Ent­här­tung mit­tels Kat­io­nen­aus­tausch ver­än­dert. Die­se Ei­sen­werk­stof­fe wer­den zwar für Neu­bau­ten nicht mehr emp­foh­len, sind je­doch in man­chen Be­stands­an­la­gen noch vor­han­den. Durch das Ein­stel­len ei­ner Ver­schnitt­här­te von min­des­tens 3 bis 6 °dH kann die nach DIN EN 12502-3 ge­for­der­te Min­dest­kon­zen­tra­ti­on an Cal­ci­um­io­nen von c(Ca2+) > 0,5 mmol/l je­doch pro­blem­los si­cher­ge­stellt wer­den.

Un­ab­hän­gig vom In­stal­la­ti­ons­werk­stoff ist es zum Schutz der Trink­was­ser-In­stal­la­ti­on un­er­läss­lich, ei­nen me­cha­ni­schen Fil­ter un­mit­tel­bar hin­ter der Was­ser­zäh­ler­an­la­ge ein­zu­bau­en, da die­ser den Ein­trag von Par­ti­keln be­grenzt. Da­mit wird die Wahr­schein­lich­keit von par­ti­kel­in­du­zier­tem Loch­fraß in 6-Uhr-La­ge (Ab­bil­dung 4) durch se­di­men­tie­ren­de Teil­chen und/oder Fehl­funk­tio­nen auf­grund blo­ckier­ter me­cha­ni­scher Bau­tei­le (z. B. Si­che­rungs- und Si­cher­heits­ein­rich­tun­gen) ver­min­dert.

Sind auf­grund der Was­ser­zu­sam­men­set­zung und der ver­wen­de­ten Werk­stof­fe den­noch Kor­ro­si­ons­schä­den zu be­fürch­ten, ist zu prü­fen, ob das Ri­si­ko wei­te­rer Kor­ro­si­ons­schä­den durch ei­ne Trink­was­ser­be­hand­lung ver­rin­gert wer­den kann. So lässt sich bei­spiels­wei­se ei­ne Mi­ne­ral­stoff­do­sie­rung auf Ba­sis von Or­tho­phos­pha­ten oder Si­li­ka­ten zur Kor­ro­si­ons­in­hi­bie­rung ein­set­zen. Or­tho­phos­pha­te wei­sen ei­ne gu­te kor­ro­si­ons­schüt­zen­de Wir­kung auf, da sie die Bil­dung schüt­zen­der Deck­schich­ten auf der In­nen­ober­flä­che des Roh­res un­ter­stüt­zen. Si­li­kat­ba­sier­te Do­sier­mit­tel hin­ge­gen bil­den ei­nen kor­ro­si­ons­in­hi­bie­ren­den Film auf be­reits vor­han­de­nen Deck­schich­ten.

Sol­che Do­sier­maß­nah­men dür­fen da­bei nur mit Ge­rä­ten nach DIN EN 14812 und DIN 19635-100 er­fol­gen, wo­bei die nach § 11 der Trink­was­ser­ver­ord­nung zu­läs­si­gen Auf­be­rei­tungs­stof­fe zu­sam­men mit dem Do­sier­sys­tem zu über­prü­fen sind. Au­ßer­dem ist im Sin­ne ei­ner nach­hal­ti­gen Scha­dens­ver­hü­tung auf ei­ne re­gel­mä­ßi­ge War­tung der An­la­gen zu ach­ten.