Danfoss CZT Fact sheet [sk]

Príručka o kvalite vody pre meďou spájkované doskové tepelné výmenníky

O Zhrnutie

Spoločnosť Danfoss, Divízia Centrálneho zásobovania teplom, vytvorila túto Príručku o kvalite pitnej vody z vodovodného rozvodu a vody zo systému CZT, ktorá sa používa v doskových tepelných výmenníkoch z ušľachtilej ocele (1.4404, X2CrNiMo17-12-2 podľa EN 10088-2:2005 ~ AISI 316L), spájkovaných čistou meďou. Kvalita vody, ktorá preteká cez takéto spájkované doskové tepelné výmenníky (PHEX) sa v

jednotlivých aplikáciách značne mení, pričom v niektorých prípadoch sa môže stať problémom korózia. Táto príručka vychádza z rozsiahleho prehľadu literatúry a z našich skúseností s dlhoročným používaním meďou spájkovaných nerezových doskových tepelných vý m enníkov. Na tomto mieste treba upozorniť, že definovanie určitej kvality vody ešte nezaručuje, že nevznikne korózia. Túto príručku treba považovať viac-menej za pomocníka na zabránenie najkritickejším aplikáciám s vodou. Prehľad parametrov vody na sekundárnej strane doporučených hraničných hodnôt je uvedený v Tabuľke 2 (voda z vodovodného rozvodu,

a ich

pitná voda) a vody na primárnej strane (dodávka tepla, voda zo systému CZT) v Tabuľke 3. Tieto obmedzenia platia iba pre doskové tepelné výmenníky z ušľachtilej ocele (1.4404), spájkované čistou meďou.

1 Úvod

Spoločnosť Danfoss, Divízia C entrálneho zá sobovania te plom, vytvorila túto Príručku o kvalite pitnej vody z vodovodného rozvodu a vody tepelných 2:2005 ~ AISI

výmenníkoch z ušľachtilej ocele (1.4404, X2CrNiMo17-12-2 podľa EN 10088-

316L), spájkovaných čistou meďou. Obyčajne prúdi voda (pitná voda) na

zo systému CZT, ktorá sa používa v doskových

sekundárnej strane, zatiaľ čo vykurovacie médium na primárnej strane tepelného výmenníka.

(napr. vykurovacia voda zo systému CZT) prúdi

Zmáčané povrchy môžu byť vystavené dvom problémom: usadzovaniu minerálnych látok a

korózii. Hlavnú úlohu pritom hrajú vo vode rozpustené plyny a soli. Riziko usadzovania a/ alebo korózie okrem toho ovplyvňujú samotné komponenty (napr. konštrukcia, použité výrobné procesy) a ich prevádzkové podmienky (napr. teplota, pomery pri

materiály,

prúdení, časy bez prúdenia vody). Okrem toho si treba uvedomiť, že rýchlosť chemických reakcií, napr. aj rýchlosť korózie, sa zväčšuje s teplotou. Podľa pravidla van´t Hoffa zodpovedá každému zvýšeniu teploty o 10 °C 2- až 3- násobný nárast. Riziko usadzovania minerálov a vzniku korózie možno určiť na základe znalostí o zložení chemikálií a vody ako aj o prevádzkových podmienkach vykurovacieho systému. Na základe toho možno poskytnúť odporučenia na zabránenie problémom s komponentmi v

dôsledku

usadzovania a/alebo korózie. To bolo cieľom vytvorenia tejto špecifikácie vody.

Danfoss District Heating

VJ.KV.D3.29 © Danfoss 05/2013 strana 1 z 9

Danfoss District Heating

VJ.KV.D3.

strana 2 z

1.1

Vytváranie usadenín

Neupravená voda na výrobu pitnej vody (voda z vodovodného rozvodu) obsahuje v závislosti od geologických daností v oblasti jej získavania rôzne množstvá rozpustených plynov a solí. rozdiely spôsobuje aj rôzne zloženie upravenej pitnej vody. Pre vytváranie rozhodujúca najmä karbonátová tvrdosť (= obsah hydrogénuhličitanu) a celková súčet iónov vápnika a horčíka. Okrem toho môžu mať vplyv aj iné ióny, napr.

usadenín je

tvrdosť, teda

síranové.

Tieto

Z vyššie uvedených zložiek sa môžu pri zvyšujúcej sa teplote a/alebo pri strate kysličníka uhličitého, napr. v dôsledku odplyňovania vytvárať usadeniny vápnika (vodný kameň, uhličitan vápenatý, CaCO3). Ďalšie zvyšovanie teploty môže spôsobiť usadzovanie rôznych solí, napr. sadry (síran vápenatý; CaSO4). Ďalšie zložky, ktoré môžu zapríčiniť zablokovanie prvkov, sú usadeniny s obsahom železa ako "hrdza", čiže oxid železnatý a hydroxid železný alebo magnetit (oxid železnato- železitý). Tieto môžu vytvárať v samotných meďou spájkovaných doskových tepelných výmenníkoch alebo sa do nich dostať aj z iných častí systému, v ktorých už nastali procesy korózie.

môžu

1.2 Korózia

Koróziu aktivujú rôzne mechanizmy, z čoho vyplývajú rôzne druhy korózie. Niektoré z nich môžu vzniknúť aj počas prevádzky meďou spájkovaných doskových tepelných výmenníkov.

Väčšina mechanizmov korózie je spôsobená chemicky, pričom chemické zloženie vody rôznym spôsobom ovplyvňuje rôzne materiály. Popri už uvedených faktoroch (materiál, prevádzkové podmienky ...) má pri korózii kovov najdôležitejšiu úlohu obsah kyslíka. Pre vznik korózie sú okrem toho dôležitými parametrami hodnota pH (koncentrácia kyseliny- "kyslosť"), kyselinová tlmivá neutralizačná kapacita (pufračná kapacita) ako aj obsah solí. Z tohto dôvodu je na hodnotenie možného rizika vzniku korózie rozhodujúcou znalosť týchto parametrov. Podrobné vysvetlenie rôznych druhov korózie by prekročilo rozsah tejto príručky. V nasledujúcej Tabuľke 1 je preto uvedený stručný prehľad najčastejšie sa vyskytujúcich druhov korózie.

Danfoss District Heating

VJ.KV.D3.

strana 3 z

Pri meďou spájkovanom doskovom tepelnom výmenníku sa Tepelný výmenník je obyčajne bez štrbín a trhlín. Štrbiny sa

Dôsledkom kovového kontaktu medzi meďou a ušľachtilou

nastať

elektronegatívneho)

V prípade existencie ťahových napätí ako aj veľkého množstva

čo

Tabuľka 1 Typické druhy korózie pri meďou spájkovaných doskových tepelných

výmenníkoch z ušľachtilej ocele

Druh korózie

Všeobecná korózia

Popis

[12]

všeobecná korózia týka typicky medi a nie ušľachtilej ocele. Prípadná korózia medenej spájky spôsobuje stratu mechanickej pevnosti ako aj možné netesnosti v tepelnom výmenníku.

Štrbinová korózia

Galvanická korózia

Korózia napätím (vločková)

Medzikryštalická korózia

však môžu objaviť pod usadeninami vápnika a inými druhmi

usadenín ako aj z dôvodu nedostatočnej kvality spájkovaných

spojov.

oceľou vo vode s vysokou elektrickou vodivosťou môže korozívne napadnutie neušľachtilého (viac kovu, v tomto prípade medi

chloridu sa môže pri ušľachtilej oceli vyskytnúť korózia napätím (SCC: stress corrosion cracking). Riziko korózie napätím sa naviac zvyšuje zvyšovaním teploty; často sa

objavuje pri teplote nad 60 °C.

[14]

Medzikryštalická korózia sa môže vyskytnúť pri ušľachtilej oceli, ak sa počas neodborného tepelného spracovania vytvára na hraniciach zŕn karbid chrómu. Oblasti s redukovaným obsahom chrómu sa tak stávajú citlivejšie na koróziu.

Krehkosť spôsobená

roztaveným kovom

Ak sa proces spájkovania realizuje pri teplotách, môže meď difundovať do ušľachtilej ocele, znižuje pevnosť dosiek z ušľachtilej ocele.

príliš vysokých

+ 6 hidden pages