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 výmenníkov.

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 a ich doporučených hraničných hodnôt je uvedený v Tabuľke 2 (voda z vodovodného rozvodu, 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 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. Obyčajne prúdi voda (pitná voda) na

sekundárnej strane, zatiaľ čo vykurovacie médium (napr. vykurovacia voda zo systému CZT) prúdi na primárnej strane tepelného výmenníka.

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 materiály, výrobné procesy) a ich prevádzkové podmienky (napr. teplota, pomery pri 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

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. Tieto rozdiely spôsobuje aj rôzne zloženie upravenej pitnej vody. Pre vytváranie usadenín je rozhodujúca najmä karbonátová tvrdosť (= obsah hydrogénuhličitanu) a celková tvrdosť, teda súčet iónov vápnika a horčíka. Okrem toho môžu mať vplyv aj iné ióny, napr. síranové.

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 železnatoželezitý). Tieto sa môžu vytvárať v samotných meďou spájkovaných doskových tepelných výmenníkoch alebo sa môžu do nich dostaťaj z iných častísystému, v ktorých už nastali procesy korózie.

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.

DanfossDistrictHeating

VJ.KV.D3.29 © Danfoss 05/2013

strana 2 z 9

Tabuľka 1 Typické druhy korózie pri meďou spájkovaných doskových tepelných
výmenníkoch z ušľachtilej ocele [12]
Druh korózie	Popis
Všeobecná korózia	Pri meďou spájkovanom doskovom tepelnom výmenníku sa
	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	Tepelný výmenník je obyčajne bez štrbín a trhlín. Štrbiny sa
	však môžu objaviť pod usadeninami vápnika a inými druhmi
	usadenín ako aj z dôvodu nedostatočnej kvality spájkovaných
	spojov.
Galvanická korózia	Dôsledkom kovového kontaktu medzi meďou a ušľachtilou
	oceľou vo vode s vysokou elektrickou vodivosťou môže nastať
	korozívne napadnutie neušľachtilého (viac elektronegatívneho)
	kovu, v tomto prípade medi.
Korózia napätím (vločková)	V prípade existencie ťahovýchnapätí ako aj veľkého množstva
	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	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	Ak sa proces spájkovania realizuje pri príliš vysokých
roztaveným kovom	teplotách, môže meď difundovať do ušľachtilej ocele, čo
	znižuje pevnosť dosiek z ušľachtilej ocele.

DanfossDistrictHeating

VJ.KV.D3.29 © Danfoss 05/2013

strana 3 z 9