Corrosie in cv- en gkw-installaties

Ogenschijnlijk op zichzelf staande problemen in cv- en gkw-installaties zijn vaak te herleiden tot corrosie. Met de juiste kennis is dit te voorkomen. De herziene ISSO-Publicatie 13 biedt uitkomst.

Gekoeld- en warmwatersystemen worden meestal ontworpen en gebouwd om lange tijd probleemloos te kunnen functioneren. Als al vrij kort na inbedrijfstelling de eerste problemen zich voordoen, is dit niet alleen frustrerend, maar leidt dit tot langdurige onderzoeken, juridisch getouwtrek en hoge kosten. ISSO heeft daarom op verzoek van de markt richtlijnen opgesteld om deze problematiek aan te pakken. Expert Sanitaire Technieken, Irene van Veelen licht toe.

Omvangrijk

Mensen associëren corrosie met roest. Dat is er inderdaad een vorm van, maar corrosie is veel meer dan dat. Corrosie is de ongewenste aantasting van een materiaal ten gevolge van chemische of elektrochemische reacties met componenten uit de omgeving. In installaties zijn meestal verschillende materialen, zoals staal, messing, aluminium of kunststoffen, aanwezig met één verbindende factor: water. Wanneer dit water voldoende geleidend is én voldoende zuurstof bevat, ontstaat corrosie. Het water gaat werken als geleider (elektrolyt) en de zuurstof gaat een reactie aan met aanwezige metaalionen. Ook de zuurgraad van het water, de pH-waarde, speelt hierin een belangrijke rol.

Gevolgen

Het elektrochemische proces laat metalen oplossen, waardoor bijvoorbeeld een messing afsluiter kan ontzinken. Ook kan door het corrosieproces vervuiling in het systeem ontstaan en neerslaan in delen met een lage stroomsnelheid of componenten verstoppen, zoals inregelventielen. Vervolgens kan onder deze sliblaag een nieuw corrosieproces op gang komen. Systeemwater uit een installatie behoort eigenlijk helder en kleurloos te zijn, en niet troebel, bruin of zwart.

Zuurstof

De belangrijkste factor voor vrijwel alle corrosieprocessen in gesloten watersystemen is de aanwezigheid van opgeloste zuurstof. Opgelost wil zeggen dat zuurstofmoleculen zich tussen de watermoleculen bevinden, en niet de aanwezigheid van zeer kleine luchtbelletjes in het water. Water heeft de sterke neiging om zuurstof op te willen nemen. Hierdoor kan het gebeuren dat water zelfs bij overdruk ten opzichte van de omgeving zuurstof uit die omgeving opneemt, als materialen en verbindingen onvoldoende zuurstofdicht zijn. Overdruk alleen is daarom onvoldoende om zuurstofindringing te voorkomen.

Remedie

Kortom, om corrosie te voorkomen is het noodzakelijk dat de installatie zuurstofdicht is en er continue op alle punten een overdruk heerst ten opzichte van de omgeving. Dit vergt een juiste dimensionering en zorgvuldige realisatie en beheer van het drukbehoud- en expansiesysteem. Uiteraard moet de aanwezigheid van zuurstof in het systeem ook beperkt worden door het aantal keren dat een installatie wordt afgetapt en bijgevuld zo minimaal mogelijk te houden gedurende de gehele levensduur.

Materiaalkeuze

In ISSO-Publicatie 13 wordt uitgelegd welke factoren zuurstoftoetreding kunnen veroorzaken. Voor kunststofbuizen geldt, dat wanneer deze vervaardigd zijn uit vol-kunststof zonder aanvullende maatregelen, er altijd in meer of mindere mate zuurstofdiffusie optreedt. Zelfs bij overdruk in het systeem kan dan dus toch zuurstof toetreden. Wordt echter een kunststofbuis toegepast met een zuurstofbarrière, zoals een aluminium tussenlaag of een EVOH-beschermlaag, dan is de diffusie niet aanwezig of nog maar zeer minimaal. De norm DIN 4726 geeft helderheid over de mate van zuurstofdiffusie. Het ligt anders voor materialen zoals rubber aansluitslangen en leidingen zonder deze zuurstofbarrière, die wel veel zuurstof kunnen doorlaten. Dergelijke materialen horen niet thuis in een gesloten gekoeld- of warmwatersysteem.

PH-waarde

Voor de hedendaagse installaties worden uiteenlopende materialen gebruikt. Waar rond 1980 staal het belangrijkste materiaal was, zien we dit nu aangevuld met andere materialen, zoals kunststoffen, aluminium en messing. De eisen die deze stellen aan de waterkwaliteit zijn geen goede match. Zo is voor staal een veilige pH-waarde van het systeemwater 8,5 tot 10, terwijl dit voor aluminium rond de 8,0 – 8,5 ligt. Het lijkt dicht bij elkaar te liggen, maar komt de pH-waarde boven de 8,5 dan levert dit bij aluminium gegarandeerd problemen op, terwijl dit voor staal prima is.

Wel of geen drinkwater

Bij het vullen van de installatie is het noodzakelijk om te letten op de waterkwaliteit, met name op de pH-waarde, hardheid en geleidbaarheid. ISSO-Publicatie 13 hanteert verschillende criteria voor de waterkwaliteit in systemen die volledig zuurstofdicht zijn (robuust) en systemen waar zuurstoftoetreding kan plaatsvinden (niet-robuust). Een robuust systeem mag nog steeds gevuld worden met drinkwater, mits de waterkwaliteit na het vullen gemonitord wordt. Hierin schuilt echter ook een belangrijke valkuil, namelijk de gedachte dat het systeem zodanig goed ontworpen, gerealiseerd en opgeleverd is, dat het ‘wel zuurstofdicht zal zijn’. Uit de praktijk blijkt dat door onvolledig of slecht beheer en onderhoud een robuust systeem al snel kan veranderen in een niet-robuust systeem. Zonder de juiste waterkwaliteit en de monitoring daarvan, loopt de installatie dan gevaar op corrosie.

Misvattingen

Tijdens de herziening van de oude ISSO-Publicatie 13 uit 1983 kwamen we veel te weten over misverstanden die heersen in het veld. Het begint vaak met onbewuste onwetendheid van de installateur over bijvoorbeeld de functie van het expansievat, dat naast het opvangen van expansie vooral bedoeld is voor een juiste druk in het systeem. Ook over ontgassers en luchtafscheiders bestaat de misvatting dat deze de zuurstof uit de installatie verwijderen en zodoende corrosie geen kans krijgt. Deze producten halen weliswaar gassen (‘lucht’) uit het systeemwater, wat de installatie beschermt tegen schade en energieverliezen, maar nauwelijks zuurstof. Dat komt omdat zuurstof dermate corrosief is dat het eenmaal in het systeem heel snel reageert met de aanwezige materialen 

ISSO-Publicatie 13 over ‘Het voorkomen van corrosie en vervuiling in gesloten waterzijdige systemen’ verschijnt deze zomer.

Tips & Tricks

- Foutief drukbehoud, een kapot membraan in een expansievat, of onderdruk op het hoogste punt tijdens nachtverlaging kunnen allemaal de- bet zijn aan zuurstof in het systeem.
- Wees terughoudend met het combineren van verschillende materialen en metalen. Aluminium vereist een zorgvuldige instelling van de waterkwaliteit. Breng eventueel een systeemscheiding aan tussen opwekkers met alumini- um platenwisselaars en het distributie- en afgiftesysteem. Bevat een instal- latie relatief veel kunststof, zorg dan ook nog voor voldoende staal. Het staal bouwt de zuurstof af, waardoor componenten zoals messing afsluiters niet aangetast worden.
- Vulwater verandert na het vullen van kwaliteit, en na verloop van tijd wordt het systeemwater. Dit systeemwater dient helder en geurloos te zijn. Wees alert op troebel, bruin of zwart water. Maatregelen om de waterkwaliteit te monitoren kunnen uitsluitsel bieden.
- Wees terughoudend met het gebruik van chemicaliën. In een gezonde instal-
latie horen deze niet thuis. Is een installatie eenmaal ‘ziek’, dan kan een dosis soms een oplossing bieden. Te makkelijk gebruik van chemicaliën kan het achterhalen van de oorzaak echter bemoeilijken of zelfs de problemen
verergeren.

Architecten

3D printen is al aardig ingeburgerd in de architectenwereld. Deze techniek is uitermate geschikt voor het produceren van schaalmodellen en maquettes. De ‘time to market’ is kort, waardoor in een kort tijdbestek een realistische maquette of schaalmodel kan worden vervaardigd.