Korrosion in der Hausinstallation und wie man sie verhindert

Bei SHK-Materialien ist Korrosion eine Hauptursache für Schäden. Dabei werden zwei Formen unterschieden: chemische und elektrochemische Korrosion. Doch was ist damit gemeint? Die DIN EN ISO 8044 (ehemals DIN 50900) definiert Korrosion als die Zerstörung von Metallen durch chemische oder elektrochemische Reaktionen mit ihrer Umgebung. 

Chemische Korrosion tritt auf, wenn angreifende Stoffe ionenfrei sind. Dabei bilden Metalle und Nichtmetalle miteinander Salze. Widerständig dagegen sind Gold oder bestimmten Kunststoffe. Kupfer und Aluminium können eine Schutzschicht bilden, die weitere Korrosion verhindert, wie etwa der Grünspan bei Kupfer. Dennoch kann es auch hier zu Korrosion kommen.

Elektrochemische Korrosion ist deutlich vielfältiger. In diesem Prozess sind anionische und kationische Stellen involviert, die in Verbindung mit Elektrolyten korrosiv wirken. Sie entsteht, wenn verschiedene Metalle verwendet werden. Symptome sind etwa Lochfraß. Wasser befördert diesen Prozess durch Leitung elektrischer Ströme zusätzlich. Deswegen ist es ratsam, einheitliche Metalltypen zu verwenden. Kupfer und Edelstahl sind bei Installateuren beliebt, da sie, wenn durchgehend verwendet, korrosionsbeständiger sind. Allerdings sind sie auch teurer.

Korrosion vorbeugen durch Opferanoden

Um Installationen zu schützen, wird oft eine innere Beschichtung der Leitungen oder der Einsatz von Korrosionsinhibitoren, meist Phosphate, empfohlen. Kathodischer Schutz durch Opferanoden, wie Magnesium, kann ebenfalls eingesetzt werden.

Eine Opferanode funktioniert nach dem Prinzip der elektrochemischen Korrosion. In einem wasserführenden System, wo verschiedene Metalle in Kontakt sind, würde normalerweise das edlere Metall (zum Beispiel Stahl in einem Boiler) von elektrochemischen Reaktionen angegriffen werden. Die Opferanode, die aus einem unedleren Metall besteht, zieht diese korrosiven Reaktionen auf sich und oxidiert (rostet) anstelle der wichtigeren Metallkomponenten des Systems.

Die Vorteile einer Opferanode sind somit klar: Sie schützt teurere und kritische Bauteile des Systems, wie den Wärmetauscher und den Innenbehälter eines Boilers, vor Korrosion. Dies verlängert die Lebensdauer des Systems erheblich und reduziert die Wartungskosten. Außerdem ist der Austausch einer Opferanode eine relativ kostengünstige und einfache Wartungsmaßnahme, die im Vergleich zum Austausch oder der Reparatur von korrodierten Teilen des Heizsystems oder Wasserspeichers weitaus wirtschaftlicher ist.

Additive im Heizungswasser

Möglich ist auch der Schutz durch Additive, die bei der Befüllung des Heizkreislaufes zugegeben werden. Eines dieser Additive wurde bisher vorrangig in der Automobilindustrie verwendet. Produziert wird es von der Firma SZ Water Treatment System in Bubenheim. Es bildet als organisches Korrosionsschutzmittel eine Monolayer-Schicht auf dem Material, die eine kontrollierte Schutzschicht ohne Beeinträchtigung der Wärmeleitfähigkeit bildet und bis zu einer Temperatur von 200 °C stabil bleibt.

Das Additiv ist frei von Nitriten, Aminen, Silikaten, Boraten und Phosphaten und bietet Schutz für verbreitete Metalle, Kunststoffe und Elastomere sowie für moderne Aluminiumsysteme. Es trägt zudem zur Stabilisierung von hartem Wasser bei und verhindert die Diffusion von Sauerstoff bis zu einer Rate von 110 ml pro Minute.

Es ermöglicht auch die Wasseraufbereitung für Heizungsanlagen gemäß der VDI-Richtlinie 2035, indem es die Enthärtung, Entsalzung und Stabilisierung des pH-Wertes regelt. In Langzeitstudien, durchgeführt in einem Blockheizkraftwerk und der Heizzentrale der ROWE Mineralölwerk GmbH, hat sich das Additiv über vier Jahre hinweg bewährt und wird auch in den Kühlerkreisläufen von Automobilen der Marken Porsche, BMW und Mercedes verwendet.

Das Additiv wurde zudem in einem großangelegten Projekt in Worms eingesetzt, wo es in einem 82.000 Liter umfassenden Wärmenetz des Energieversorgers EWR am Liebenauer Feld zum Einsatz kam. Dieses Netz, das eine Länge von 5,3 km hat und zwei Pellet-Heizkessel, einen Gaskessel und zwei Blockheizkraftwerke umfasst, versorgt 1.400 Wohneinheiten mit Wärme. Laut EWR hat das Additiv die Korrosion in diesem System vollständig gestoppt.

Bypassfilter

Bypass- oder Heizungsfilter können Ablagerungen und damit ebenfalls Korrosionen reduzieren. Zu den wesentlichen Problemen zählen Wasserhärte und Kalk, die zur Kesselsteinbildung führen und Pumpen sowie Regelorgane beeinträchtigen. Verschiedene Metalle in Heizsystemen korrodieren bei Sauerstoffzutritt, was die Effizienz mindert. Neues Heizungswasser kann braun sein durch Flugrost, der die Anlageneffizienz beeinträchtigt. Eine niedrige Strömungsgeschwindigkeit in Flächenheizungen kann zu Querschnittsverengungen und Verstopfungen führen. Verkrustungen erhöhen die Schallemissionen und zirkulierende Partikel verursachen Abrasion, was die Korrosion verstärkt.

Zum Abscheiden der Partikel aus dem Heizungswasser gibt es unterschiedliche Verfahren: Bei der Sedimentation sinken grobe Partikel ab. Eine Magnetabscheidung trennt magnetisierbare Teilchen. Klar- und Trennfiltration erwischen dann die kleineren, nichtmagnetischen Partikel. Verwendet werden hier Oberflächenfilter. Sie halten Partikel an der Oberfläche zurück, erfordern jedoch regelmäßige Reinigung. Tiefenfilter hingegen filtern Partikel im gesamten Volumen des Filters und sind ideal für Heizungswasser.

Wichtig ist, dass Filter NICHT die Wasseraufbereitung gegen Kalk und Korrosion ersetzen. Heizungswasser sollte zusätzlich mit Inhibitoren behandelt werden. Die Henry HF10/HF20 Bypass-Heizungsfilter sind mobile Filtersysteme, die bei Bedarf angeschlossen werden. Sie bieten eine mehrstufige Filterung für grobe Partikel, Partikel über 5 µm sowie Mikropartikel, Farb- und Geruchsstoffe. Diese Filtersysteme lassen sich einfach in Bestandsanlagen nachrüsten und dienen zur Feinfiltration nach der Reinigung.

Rohrbefestigungen ebenfalls schützen

Bei den Befestigungen der SHK-Metallleitungen etwa an der Wand können diese auch mit anderen Metallen in Kontakt kommen und wie beschrieben korrodieren.

In der Befestigungstechnik wird hauptsächlich kostengünstiger, gut verarbeitbarer und recycelbarer Stahl verwendet. Ein geeigneter Korrosionsschutz ist aber auch hier notwendig. Umweltbedingungen wie Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Luftverunreinigungen und Salzbelastungen, sowie Bauteilgestaltung und Nutzung sind entscheidend. Edelstahl ist zwar korrosionsbeständig, aber teuer und nicht immer verfügbar.

Die Norm DIN EN ISO 12944 bietet Planungsgrundlagen für den Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme. Zunächst muss die Korrosivitätskategorie festgelegt werden, von C1 (beheizte Gebäude) bis C5 (extreme Korrosivität), wobei C5 zwischen Industrie (C5-I) und Meerwasser (C5-M) unterscheidet.

Für die höchsten Korrosivitätskategorien C4 und C5 bietet etwa Mefa das TSP-5 (Top-Surface-Protection) System an. Dieser dreischichtige Korrosionsschutz ist beständig gegen Säuren, Laugen und Treibstoffe und haftet stark am Stahl.

Lesen Sie hierzu unseren Beitrag "Korrosionsschutz für Rohrleitungsbefestigungen: Tipps und Tricks". 

Fazit

Ohne die hier beschriebenen Methoden könnten Systeme, in denen verschiedene Metalle auf Wasser treffen, schnell korrodieren. Wasser mit hohem Eisen- oder Mangangehalt, erhöhtem pH-Wert oder hohen Konzentrationen an freier Kohlensäure, Chloriden, Nitraten und Ammonium könnte besonders aggressive Korrosion verursachen. Hier ist Schutz unerlässlich.