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Kategorie: > Wissenschaft > Physik / Chemie
pH-Wert Senkung für Kühlwasser
Kelm
a_kelmyahoo.com
(Mailadresse bestätigt)

  11.10.2005

Hallo Forumsteilnehmer

Ich habe einen geschlossenen Kühlkreislauf mit unterschiedlichen Metallen wie Eisenrohren, Kupferwerkstoffen, verzinkten Stahlleitungen und Aluminiumwärmetauschern.

Das Problem war das mehrere Dosiermittel eingesetzt wurden welche aber weder die versprochende Wirkungen als algizid bzw. bakterizid noch gegen Korrosion brachten.
Wir hatten Zinkpartikel in den Filtern.

Nun haben wir das ganze Netz mit Chlordioxid und Wasser gespült und dannach mit Umkehrosmosewasser (UO) gefüllt.
Das UO Füllwasser hat einen pH-Wert von 6.3. Zur ersten leichten pH Anhebung haben wir auf 5000 Liter 4 Liter Natronlauge zugegeben.

Nun ist der pH-Wert 10.2 nach 2 Monaten obwohl wir dauernd mit reinem UO Wasser nachspeisen. Das ist natürlich für die Aluminium Wärmetauscher schlecht da der pH Wert 8.5 nicht übersteigen soll.

Die Idee war nur UO Wasser zu verwenden um den Baketerien die Nahrung zu entziehen.

Wir möchten nun nicht einfach Säure zudosieren da dann die Leitfähigkeit erhöht wird und die Korrosionsgeschwindigkeit stark zunimmt.

Kann mir jemand von Euch mit Rat weiterhelfen?.

Gruss
Arved



Anzahl der unterhalb stehenden Antworten: 12
Gast (Ben Zo)
(Gast - Daten unbestätigt)

  23.09.2007
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Rainer Kluth vom 12.10.2005!  Zum Bezugstext

Hallo Rainer,

alternativ zu Tolyltriazol kann man auch Benzotriazol verwenden.
Hat denselben Chemismus, ist aber wesentlich reiner und hat keinen aromatischen Geruch (Maggie) wie Tolyltriazol.

Diese Info habe ich auf folgende Seit gefunden :
http://www.benzotriazol.de
Kelm
a_kelmyahoo.com
(Mailadresse bestätigt)

  07.11.2005
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Kelm vom 17.10.2005!  Zum Bezugstext

Hallo zusammen

Ich habe Neuigkeiten und ein Problem (hoffe nur eins :-) ) mit meinem Kühlkreislauf.

Das Gute vorweg wir haben immer noch keine Bakterien.

Nun das Problem. Wir haben nun bereits zwei Mal 0.5 Liter 10%ige Schwefelsäure in das System eingefüllt um den pH-Wert von 10 herunter zu nehmen.

Beide Male sank der pH-Wert unter 9. Allerdings stieg er nach 1 Woche wieder nahezu auf 10.

Was passiert? Ist es so, dass wir eine Säurekorrosion auf dem Eisen haben und dass das 'Abfallprodukt' dann eine pH-Wert Erhöung ergibt? Das Wasser hat eine Rotfärbung. Das heisst das Eisen korrodiert.

Könnt Ihr mir helfen?

Gruss
Arved
Kelm
a_kelmyahoo.com
(Mailadresse bestätigt)

  17.10.2005
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Rainer Kluth vom 12.10.2005!  Zum Bezugstext

Hallo Rainer, hallo H2O

Bitte entschuldigt die verspätete Antwort. Ich war unterwegs und noch nicht im Besitz der neusten Internetanschlüsse wo du sogar auf dem klo dich einloggen kannst.

Erst mal danke für die gute Diskussion.

Ich werde Rainers Vorschlag wahrnehmen und dem System mal etwas Schwefelsäure zugeben um den pH Wert runter zu bekommen.
Falls es weitere Probleme gibt werd ich die Variante mit Inhibitoren natürlich weitervefolgen.

Es grüsst Euch Arved

Rainer Kluth
rainer.kluthgmx.net
(gute Seele des Forums)

  12.10.2005

Hallo Kelm, Hallo H2O

In der Praxis ergibt sich folgendes Bild.
- geschlossenes Kühlsystem
- Erstbefüllung mit VE-Wasser
- Nachspeisesung VE-Wasser + Inhibitor
- Stoßdosierung gegen biologische Belastung

Durch vorhandene Sichtfenster (gerade im Spritzgußbereich  sehr häufig vorhandenen) kommt es zu einem biologischen Wachstum. Dadurch (Stichwort Biofilm) kommt es wiederum zu Korosion.
Möchte man daher gänzlich ohne Inhibitor fahren, dar es keine Biologie im System geben. Daraus folgt eine regelmäßige Bioziddosierung (ca alle 6 bis 8 Wochen)

Korrosionsinhibitoren
Hier hat sich in der Praxis vor allem eine Mischung aus Molybdat und Tolyltriazol bestens bewährt, insbesondere bei Mischinstallationen. Wenn Alu im System verbaut ist, ist jedoch der pH-Wert auf 8 einzustellen.
Wenn man bedenken gegen Molybdat als Filmbildner hat Schwermetallproblkematik), so ist alternativ eine Kombination aus PAS und Tolyltriazol zu empfehlen.

Wichtig ist aber immer die Einhaltung eines pH-Wets von ca 8.

Mit Aminen habe ich gerade in geschlossenen Kreisläufen  mit Lichteinfall (Schaugläser bzw. Durchflußanzeigen) schlechte Erfahrungen gemacht. Es kommt schon nach kurzer Zeit zu einem intensiven biologischem Wachstum und damit zu  Korrosion.

Fazit:
Wenn ohne Inhibitoren gefahren werden soll auf folgende Dinge achten:
- pH Wert mit Chloridfreien Säuren einstellen (z.B. Schwefelsäure; ist auch am billigsten)
- Grundreinigung des Systems mit Chlordioxid
- Befühhung und Nachspeisung mit VE-Wasser
- regelmäßige Bioziddosierung

Meine Erfahrung in vielen Stritzgußbetrieben zeigt, dass man es so machen kann. Die überwiegende Mehrzahl an Betrieben setzt hier aber trotzdem einen Inhibitor (Molybdatprodukt) ein damit die Werkzeuge beim Wechsel auch einen Korrosionschutz haben und nicht im Regal rosten.

Gruß aus Bonn

Rainer Kluth
H2O
(gute Seele des Forums)

  12.10.2005
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Kelm vom 12.10.2005!  Zum Bezugstext

Geehrte Diskussionsteilnehmer,

bezüglich der Dosierung von Korrosionsschutzmitteln bin ich etwas anderer Meinung als Rainer und Bernhard. Ebenso halte ich  es nicht grundsätzlich für falsch vollentsalztes Wasser in geschlossenen Systemen zu verwenden, anders stellt sich das in offenen Systemen dar. Die Flächenkorrosion gestaltet sich an den verschiedenen Werkstoffen unterschiedlich ist dabei aber im wesentlichen von der Sauerstoffkonzentration in Zusammenwirkung mit dem pH-Wert abhängig.  In einem geschlossenen System wird sich der mit der Erstbefüllung eingebrachte Sauerstoff durch Korrosionsvorgänge relativ schnell verbrauchen, die Korrosion sollte dann zum Stillstand kommen. Eine Schutzschichtbildung in Form schwerlöslicher Karbonate aus der Karbonathärte des Wassers ist daher aus meiner Sicht nicht zwingend erforderlich. Voraussetzung ist allerdings, dass keine wesentlichen Sauerstoffmengen nachgeführt werden.
Auf die Dosierung von Korrosionsschutzmitteln würde ich daher möglichst ganz verzichten. Wegen der Unterschiedlichkeit und Vielfalt der verbauten Werkstoffe ist schon die Auswahl der Korrosionsschutzmittel eine heikle Sache. Was für den einen Werkstoff gut ist, kann u.U. dem anderen Werkstoffen schaden. Schon alleine die Betrachtung der Werkstoffe und des pH-Werts verdeutlicht die Werkstoffunterschiede. Stahl verträgt alkalische pH-Werte sehr gut, während Aluminium und Kupfer eher im neutralen Bereich an Beständigkeit gewinnen. Dies liegt im wesentlichen daran, dass die Redoxpotentiale der Metalle in der Spannungsreihe eine pH-Abhängigkeit zeigen. Das führt dazu, dass z.B. unedle Werkstoffe im alkalischen eine Verschiebung zu edleren Werten, edle Werkstoffe aber eher eine Verschiebung zu unedleren Werten erfahren.
Die Verwendung von Buntmetallinhibitoren wie Tolyltriazol oder Benzotriazol ist zwar möglich die Wirkung ist aber eher bescheiden, gleichzeitig wird dadurch natürlich auch wieder organisches Bakterienfutter eingebracht. Das gilt auch für die vorgeschlagenen Amine. Auf den Einsatz von Aminen würde ich in Mischinstallation die Kupfer oder Kupferlegierungen enthalten sowieso grundsätzlich verzichten, weil Kupfer komplex in Lösung gehen kann und daneben ein gewisses Gefahrenpotential für Spannungsrißkorrosion eingebracht wird.

Also grundsätzlich halte ich die Idee von vollentsalztem Wasser ohne Korrsosionsschutzmittel in einem geschlossenen System für gar nicht mal so schlecht. Aber vielleicht ist das ja alles zu theoretisch betrachtet und die Praktiker liegen richtiger.

Gruß H2O

PS: Hallo Kelm, als ich das obige geschrieben habe wusste ich noch nicht, dass auch Kunststoffe verbaut wurden. Das macht die Sache dann doch heikler weil Kunststoffe eben nicht sauerstoffdicht sind. Das Ganze kann also nicht als geschlossenes System betrachtete werden, weil eindiffundierender Sauerstoff für fortschreitende Korrosionsvorgänge sorgen kann.
Kelm
a_kelmyahoo.com
(Mailadresse bestätigt)

  12.10.2005
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Bernhard Schmitt vom 11.10.2005!  Zum Bezugstext

Hallo Bernhard, Hallo Rainer

Danke für den kompetenten Erfahrungsaustausch. Hier die Antworten zu Bernhards Fragen.


1. Warum benötigt das System ein Bakterizid bzw. Algizid, wenn es geschlossen ist, Dann dürfte es keine nennenswerte Probleme geben mit der Biologie, wenn keine Nährstoffe mehr eingetragen werden, was der Fall ist, wenn es geschlossen ist.


Mittels Abklatschtests fanden wir Pilze und Bakterien.  Ich vermute, dass sich die Pilze vor allem in den Sichtfenstern und transparenten Kunststoff Schläuchen bildeten.
Nährstoffe könnten auch von Kunststoff Schläuchen abgegeben werden.


2. Bei den genannten Werkstoffen RO Permeat einzusetzen, halte ich grundsätzlich für falsch, weil dieses salzarme Wasser Flächenkorrosion unterstützt. Ich plädiere hier mehr zu teilenthärtetem Wasser mit ca. 4 °dH Resthärte, auch um die Dichtungen nicht spröde werden zu lassen. Die Leitfähigkeit darf 1000 µS/cm sein, vorausgesetzt, es ist wirklich ein geschlossenes System.


In diesem Punkt bin ich nicht ganz einig mit Dir Bernhard. Es ist korrekt, dass freies aggresives CO2 zu einer Flächenkorrosion führt.
Beim pH-Wert Bereich von 8 bis 10 wo wir nun (leider) liegen haben wir aber keine Säurekorrosion mehr sondern elektochemische Korrosion.
Wenn ich mit RO Permeat einen Kreis füllen, wird durch die niedrige Leitfähigkeit der elektrische Widerstand für die Korrosionsströme stark erhöht, so dass diese minimiert werden.
Bitte korrigiert mich wenn ich diesbezüglich einen Überlegungsfehler mache.


3. Beim Korrosionsinhibitor schließe ich mich Herrn Kluth an: Ein Produkt auf Molybdatbasis mit TTA als Buntmetallinhibitor, dazu Phosphonsäure wie ATMP als Härtestabilisator, die gleichzeitig als Dispergator fungiert und alte Ablagerungen, die sich ablösen, in Schwebe hält. Ich kenne ein solches Produkt, das einen pH-Wert von ca. 9 aufweist und ins System eingebracht den pH-Wert nicht wesentlich anhebt. Der Nachweis kann über Molybdat erfolgen.


Ich bin kein Inhibitorspezialist. Drum vorab erst mal danke für Eure Tips.
Mein Ziel ist es trotzdem ohne Inhibitoren auszukommen. Dies allerdings nur unter der Vorraussetzung mein Denkansatz unter Punkt 2. ist korrekt.

Bernhard Schmitt
berndschmitt1aol.com
(Mailadresse bestätigt)

  11.10.2005

Hallo Arved,

mir fallen da einige Dinge auf, die ich nicht ganz nachvollziehen kann.
1. Warum benötigt das System ein Bakterizid bzw. Algizid, wenn es geschlossen ist, Dann dürfte es keine nennenswerte Probleme geben mit der Biologie, wenn keine Nährstoffe mehr eingetragen werden, was der Fall ist, wenn es geschlossen ist.
2. Bei den genannten Werkstoffen RO Permeat einzusetzen, halte ich grundsätzlich für falsch, weil dieses salzarme Wasser Flächenkorrosion unterstützt. Ich plädiere hier mehr zu teilenthärtetem Wasser mit ca. 4 °dH Resthärte, auch um die Dichtungen nicht spröde werden zu lassen. Die Leitfähigkeit darf 1000 µS/cm sein, vorausgesetzt, es ist wirklich ein geschlossenes System.
3. Beim Korrosionsinhibitor schließe ich mich Herrn Kluth an: Ein Produkt auf Molybdatbasis mit TTA als Buntmetallinhibitor, dazu Phosphonsäure wie ATMP als Härtestabilisator, die gleichzeitig als Dispergator fungiert und alte Ablagerungen, die sich ablösen, in Schwebe hält. Ich kenne ein solches Produkt, das einen pH-Wert von ca. 9 aufweist und ins System eingebracht den pH-Wert nicht wesentlich anhebt. Der Nachweis kann über Molybdat erfolgen.
4. Eine andere Möglichkeit ist die Einbringung eines filmbildenden Amins, dessen Menge so einzustellen ist, dass sich eine monomolekulare Deckschicht über alle wasserberührten Oberflächen ausbildet, die dadurch vor weiteren Korrosionsvorgängen geschützt ist. Diese Möglichkeit ist etwas schwieriger zu praktizieren als die Molybdatgeschichte, weil der Nachweis des Polyamins schwieriger ist und eine deutliche Überdosierung an Tauchhülsen zu Verklebungen führen kann, wodurch eingebrachte Sensoren fehlerhaft messen können bzw. völlig versagen.  

Gruß Bernhard
Rainer Kluth
rainer.kluthgmx.net
(gute Seele des Forums)

  11.10.2005
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Kelm vom 11.10.2005!  Zum Bezugstext

Hallo Kelm,

Du hast die Sache schon richtig angepackt.
Nacher der Grundsanierung mit ClO2 sollte das System sauber sein.
Wenn es ein geschlossener Kreislauf ist, empfehle ich Dir einen Korosionsinhibitor auf Molybdatbasis einzusetzten (Molybdat für Eisenwerkstoffe und einen zusätzliche Inhibitor für Buntmetalle). Dadurch wird der pH-Wert auf ca. 9 bis 9,5 erhöht. Dann den pH-Wert mit Schwefelsäure auf ca 8 einstellen. Bei pH 8 ist das Alu noch nicht gefähdet und anderseits ist der pH-Wert hoch genung um Korosion wirkungsvoll einzudämmen.
Wenn Du kein Molybdat einsetzten willst (Schwermetallproblematik), kan man alternativ ein Produkt auf PASP-Basis einsetzten.

Gruß aus Bonn

Rainer Kluth
Kelm
a_kelmyahoo.com
(Mailadresse bestätigt)

  11.10.2005
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von H2O vom 11.10.2005!  Zum Bezugstext

Hallo H2O und JayBee

Danke erstmal für Eure Antworten.

Wir hatten einmalig 4 Liter Natronlauge zugegeben. Es wurde in der Zwischenzeit bereits eine Menge Wasser ausgetauscht (Wie viel vermag ich nicht zu sagen).
.
Das Problem ist wohl auch, dass durch Korrosionsprozesse wieder der pH-Wert erhöht wird.

Ich werd die Lösung mit Phosporsäure mal als test ausprobieren und zudem noch einen Versuch mit der Zudosierung von CO2 machen. Das müsste doch auch klappen oder?

Es grüsst Euch
Arved

H2O
(gute Seele des Forums)

  11.10.2005
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von H2O vom 11.10.2005!  Zum Bezugstext

Uups, mir ist da noch was eingefallen:

Prinzipiell sollte das Wasser ja jetzt schion eine relativ hohe Leitfähigkeit haben (durch die Natronlauge)wenn jetzt mit Säure neutralisiert wird sollte die Leitfähigkeit eher etwas abfallen und nicht erhöht werden. Die Hydroxidionen sind beweglicher als z.B. Sulfat oder Phosphat das durch Zugabe der entsprechenden Säuren entsteht. Die von mir im letzten Post beschriebenen Maßnahmen würden aber zu stärkerem Rückgang der LF führen. Ein Tipp, wenn Ihr tatsächlich mit Säure neutralisieren werdet, keine Salzsäure verwenden sonder eher Phosphorsäure (wegen der Korrosion Stahl bzw. Zink). Zuvor am besten durch Titration von ca. 1l Kreislaufwasser die Menge an Säure bestimmen, damit´s nicht wieder zuviel wird. ;-)

Gruß
H2O
H2O
(gute Seele des Forums)

  11.10.2005

Hallo Kelm,

die Lauge ist nun mal schon im System, durch das wenige CO2 aus dem Umkehrosmosewasser wird der pH-Wert kaum beeinflusst. Eine Absenkung des pH-Werts ohne gleichzeitigen Anstieg der Leitfähigkeit, kann nur durch Teilaustausch des Wassers im Kreislaufsystem erfolgen. So kriegt man die überschüssige Lauge wieder raus.
Eine andere Möglichkeit wäre die Neutralisation über einen sauren Kationenaustauscher, dazu dürfen im Wasser jedoch keine Oxidationsmittel oder organischen Zusätze enthalten sein die das Harz schädigen könnten.

Gruß H2O
JayBee
aquagmx.eu
(gute Seele des Forums)

  11.10.2005

Hallo Arved,

habt ihr eigentlich mal die Pufferungsintensität des Kreislaufwassers gemessen ?
Wenn Ihr Reinwasser verwendet und nichts ausser NaOH zudosiert ist die Pufferungskapazität des Wassers sehr schnell erschöpft und der pH steigt rapide.

Gruss

JB



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