編譯 陳講運(yùn)
本文展示了由腐蝕引起的問(wèn)題，并提出了新的可能解決方案以供討論。
熱水加熱系統(tǒng)的主要部件通常由低鐵或無(wú)合金的黑色金屬材料組成，即所謂的黑鋼。它的耐蝕性不是基于材料特性，而是基于在熱水中不存在氧氣或其他氧化劑。
VDI 2035-2是德國(guó)評(píng)估供暖系統(tǒng)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的最著名技術(shù)規(guī)則。一個(gè)更新的版本已經(jīng)在草稿中。還有DIN EN 14868作為確定低于110°C的封閉水循環(huán)系統(tǒng)（包括冷卻和冷卻系統(tǒng)）中腐蝕可能性的指南，也必須遵守。VDI 2035明確地由腐蝕技術(shù)上封閉的系統(tǒng)制成，該系統(tǒng)沒(méi)有明顯的氧氣轉(zhuǎn)移，因此，歐洲標(biāo)準(zhǔn)還考慮了氧氣系統(tǒng)。
氧氣的作用
在所考慮的加熱和冷卻系統(tǒng)中，只要循環(huán)水的pH值在8到9的范圍內(nèi)，腐蝕過(guò)程就基本上取決于滲透氧氣的量。原則上，氧化劑例如氧氣的還原是必要的，以便可以不受阻礙地繼續(xù)在金屬材料上的溶解過(guò)程。酸-可以通過(guò)循環(huán)水的低pH值識(shí)別-也可以滿足此要求。腐蝕過(guò)程的可能速度取決于其他水參數(shù)，以后會(huì)更多。
可以通過(guò)多種方式將氧氣引入加熱或冷卻系統(tǒng)：
- 作為溶解氧通過(guò)填充或補(bǔ)足水（8至11 mg / l）。
- 從大氣中，通過(guò)系統(tǒng)中的部分負(fù)壓形成（通風(fēng)機(jī)變成充氣機(jī)！）。
- 通過(guò)水與空氣的直接接觸（開(kāi)放式膨脹容器）。
- 通過(guò)有機(jī)材料I擴(kuò)散（舊式地板采暖系統(tǒng)≠DIN 4726）。
- 通過(guò)有機(jī)材料II擴(kuò)散（T> 40°C的增強(qiáng)軟管）。
- 在維護(hù)或翻新過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生氣墊。
如果補(bǔ)給水中的天然氧氣含量被腐蝕過(guò)程消耗used盡，則腐蝕速率仍可忽略不計(jì)，在整個(gè)系統(tǒng)使用壽命內(nèi)，系統(tǒng)補(bǔ)給的系統(tǒng)體積不得超過(guò)系統(tǒng)體積的兩倍，并且無(wú)法正常獲取氧氣。但是，在大型分支系統(tǒng)中，實(shí)際上很難做到這一點(diǎn)。
水對(duì)氧氣腐蝕的影響
可能的氧腐蝕現(xiàn)象的程度和速度取決于幾個(gè)影響因素。當(dāng)然，主要因素是循環(huán)水中溶解氧的濃度，但硬度，pH值和電導(dǎo)率等參數(shù)也起作用。下面將對(duì)此進(jìn)行更詳細(xì)的研究。
氧氣濃度
未經(jīng)過(guò)氧氣專(zhuān)門(mén)脫氣或消耗的填充水含有8至11 g /m³的溶解氧。當(dāng)與黑鋼制成的部件發(fā)生反應(yīng)時(shí)，最終形成磁鐵礦（每立方米約36 g），同時(shí)氧濃度降至<0.1 mg / l。實(shí)際上，在密封的防腐蝕系統(tǒng)中測(cè)得的值為0.03至0.1 mg / l。的VDI 2035在這里被稱(chēng)為0.1毫克/升的限制，是可以預(yù)期的，低于該無(wú)損傷。但是，對(duì)于直接連接到區(qū)域供熱的系統(tǒng)，必須遵守AGFW FW 510的更嚴(yán)格規(guī)格（0.02-0.1 mg / l）。
與腐蝕模型相對(duì)應(yīng)，較高的氧氣濃度也可以吸收更多的電荷（e-），這些電荷由正鐵離子進(jìn)入加熱水中時(shí)逸出而留在金屬上。
解釋性模型，說(shuō)明加熱系統(tǒng)中存在氧氣時(shí)黑鋼的腐蝕過(guò)程。陽(yáng)極和陰極表示同一鋼體上發(fā)生金屬溶解或氧還原的不同表面積。
較舊的表面加熱的蒸汽可滲透系統(tǒng)在兩年內(nèi)在熱發(fā)生器上造成了此處所示的壁突破。
這種去極化是金屬固體不受阻礙地溶解過(guò)程的先決條件，最終會(huì)導(dǎo)致部件失效或至少導(dǎo)致過(guò)多的磁鐵礦形成。
由鋁合金制成的有缺陷的發(fā)熱體，由于腐蝕產(chǎn)物和石灰石被沖洗而局部過(guò)熱和破裂。
具有磁鐵礦和碳酸鈣（文石）結(jié)晶涂層的永久貿(mào)易碳鋼管，這是由于與較高的氧氣輸入有關(guān)的相對(duì)較高的殘留硬度所致。
如果沒(méi)有氧氣，則該腐蝕過(guò)程將停止。
熱水電導(dǎo)率
在腐蝕過(guò)程中，正Fe 2+和負(fù)OH-離子都會(huì)進(jìn)入水中。它們的電荷補(bǔ)償是通過(guò)水進(jìn)行的，并且因水的電導(dǎo)率增加而受到青睞。除此之外，低電導(dǎo)率還阻礙了金屬表面上的所有其他電化學(xué)過(guò)程。
熱水的pH值
首先，pH值決定了是否可以在金屬上形成頂層。該圖顯示了鐵，銅和鋁材料的pH范圍，在其中形成了所謂的腐蝕產(chǎn)物鈍化層，該鈍化層至少在很大程度上抑制了進(jìn)一步的表面腐蝕：
黑鋼（鐵），銅和鋁的主動(dòng)和被動(dòng)腐蝕的永久貿(mào)易pH范圍。垂直線根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)（VDI 2035）限制了熱水中要遵守的面積。
作為對(duì)安裝在加熱回路中的金屬的最佳折衷，相關(guān)規(guī)定（尤其是VDI 2035）要求的pH范圍為8.2至9.0。
但是，對(duì)于不含鋁成分的系統(tǒng)，pH值應(yīng)選擇在9.3和10.0之間，這不僅是因?yàn)殍F的被動(dòng)行為，而且還因?yàn)榻饘俦砻嫔系难鯕鉁p少量取決于pH值和較低的pH值更容易流失。此外，在pH值<6.0時(shí)，酸腐蝕作用越來(lái)越多，H +離子開(kāi)始脫離作為氧化劑的氧。如此低的pH值在加熱水中的抗凍劑殘?jiān)呀到鉃樗岬那闆r下并不罕見(jiàn)。
硬度
熱水中殘留的硬度很少，對(duì)氧腐蝕具有根本上的積極影響。這是由于這樣的事實(shí)，氧的還原堿化的金屬表面（形成OH的- ，見(jiàn)上文），由此碳酸結(jié)合那里。
如果水中有溶解的石灰，它將沉積在堿化的金屬表面上，從而阻礙或換句話說(shuō)：抑制進(jìn)一步的反應(yīng)。對(duì)于中性水，此效果尤為明顯。在腐蝕化學(xué)方面，碳酸鈣在這里用作所謂的陰極腐蝕抑制劑。無(wú)需提及的是，與陽(yáng)極抑制劑相反-可能的劑量不足-沒(méi)有增加的局部腐蝕現(xiàn)象。
總而言之，這意味著在水側(cè)使用盡可能高的pH值的低鹽操作代表了可能的最佳腐蝕防護(hù)，但在大量氧氣進(jìn)入的情況下并不能提供任何真正的防護(hù)。如果氧氣的引入不能通過(guò)其他技術(shù)措施來(lái)控制，例如通過(guò)系統(tǒng)分離的方法，則可以考慮直接結(jié)合氧氣或在熱水中使用腐蝕抑制劑。
氧氣消耗盒
由于耗氧濾筒是市場(chǎng)上尚未提供的新產(chǎn)品，因此應(yīng)對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：使用這種類(lèi)型的“濾筒”，溶解在水中的氧氣可以在流過(guò)時(shí)直接消除。但是，該過(guò)程取決于水溫。如果加熱系統(tǒng)通過(guò)這種濾筒重新注滿冷水（可能與脫鹽或軟化結(jié)合使用），則可直接從注水中抽出80％的氧氣。從邏輯上講，所形成的腐蝕產(chǎn)物減少了80％，這些腐蝕產(chǎn)物可能例如占據(jù)了地板下加熱歧管的“頂部?jī)x表”。氧氣消耗盒是放置在處理單元的前面還是后面無(wú)關(guān)緊要。
這種過(guò)濾方法注定要在分流加熱操作期間使用，從而從40°C的水溫高速消耗氧氣到<0.02 mg / l的殘留濃度。在最簡(jiǎn)單的情況下，可以使用波紋不銹鋼管和所謂的“ taco setter”將這種濾筒安裝在回水和進(jìn)水（吸水側(cè)！）之間。與永久安裝的模塊（用于部分流脫鹽）相結(jié)合，該解決方案在技術(shù)上更加優(yōu)雅。
“ permaLine”系統(tǒng)，用于加熱水處理，而不會(huì)因連接的“ PS 21000IL”脫鹽濾筒而中斷操作。使用此系統(tǒng)，可以向下校正太高的pH值并消耗掉剩余的氧氣。
在這里，水可以連續(xù)進(jìn)行機(jī)械過(guò)濾，也可以進(jìn)行時(shí)間控制，并除去殘留的氧氣。如有必要，也可以根據(jù)系統(tǒng)水的電導(dǎo)率自動(dòng)打開(kāi)脫鹽濾筒。
水側(cè)防氧腐蝕保護(hù)措施的優(yōu)缺點(diǎn)（MIC =微生物誘導(dǎo)的腐蝕）。
