Danfoss Retningslinjer for vandkvalitet for kobberloddede varmevekslere User guide [da]

Danfoss District Heating

BC396576844420dk-000101 © Danfoss 01/2022

Side 1 af 9

Retningslinjer for vandkvalitet for kobberloddede varmevekslere

0 Sammenfatning

Danfoss District Heating har udarbejdet denne vejledning for vandkvaliteten af brugsvand
og fjernvarmevand, der anvendes i varmevekslere af rustfast stål (1.4404, X2CrNiMo17-12-2
iht. i henhold til EN 10088-2:2005 ~ AISI 316L) loddet med rent kobber.

Det vand, der løber i disse loddede varmevekslere (PHEX), varierer meget fra applikation
til applikation, og korrosion kan i nogle situationer blive et problem. Denne vejledning
er baseret på en omfattende litteraturundersøgelse og på vores mangeårige erfaring med
brug af kobberloddede rustfaste stål PHEX.

Det er vigtigt at understrege, at denne vandspecifikation ikke er en garanti mod korrosion, men
skal betragtes som et værktøj til at undgå de mest kritiske vandapplikationer. En sammenfatning
af parametrene og deres anbefalede grænser er anført i tabel 2 for vand på sekundærsiden
(brugsvand, drikkevand) og tabel 3 for vand på primærsiden (varmeforsyning, fjernvarmevand).
Disse grænser gælder kun for PHEX fremstillet af rustfast stål 1.4404 loddet med rent kobber.

1 Introduktion

Danfoss District Heating har udarbejdet denne vejledning for vandkvaliteten af brugsvand
og fjernvarmevand til brug i varmevekslere af rustfast stål (1.4404, X2CrNiMo17-12-2 iht.
i henhold til EN 10088-2:2005 ~ AISI 316L) loddet med rent kobber. Normalt løber brugsvand
(drikkevand) i sekundærsiden, og et varmemedie (f.eks. fjernvarmevand) løber i varmevekslerens
primærside.

Overflader, der er i kontakt med vand, kan støde på to problemer: kalkdannelse og korrosion.
Gasser og salte, der opløses i vandet, spiller den største rolle. Derudover har komponentdesignet
(f.eks. design, anvendte materialer, fremstillingsprocesser) og driftsforhold (f.eks. temperatur,
flowforhold, stagnationstidspunkter) indflydelse på risikoen for kalkdannelse og/eller korrosion.

Desuden skal man være opmærksom på, at reaktionshastigheden for kemiske reaktioner,
f.eks. korrosionshastigheden, øges ved stigende temperatur. Ifølge Van't Hoffs regel er stigningen
i rækkefølgen faktor 2 til 3 for hver 10 °C temperaturstigning.

Når man kender det kemiske vands sammensætning og driftsforholdene for et varmeanlæg,
kan risikoen for kalkdannelse og korrosion vurderes. På den baggrund kan der gives anbefalinger
for at undgå kalkdannelse og/eller korrosionsproblemer i komponenter. Dette er hensigten med
denne vandspecifikation.

Danfoss District Heating

BC396576844420dk-000101 © Danfoss 01/2022

Side 2 af 9

1.1 Kalkdannelse

Råvand, der anvendes til fremstilling af drikkevand (brugsvand), indeholder varierende store
mængder opløste gasser og salte afhængigt af de geologiske egenskaber i udvindingsområdet. Disse
forskelle forårsager også en anden sammensætning i det endeligt producerede drikkevand.
Til dannelsen af kalk er især karbonathårdhed (= indhold af hydrogenkarbonat) og samlet
hårdhed, dvs. summen af calcium- og magnesiumioner afgørende. Derudover kan andre ioner,
som f.eks. sulfat, have indflydelse.

Ud fra ovennævnte forbindelser kan der dannes kalk (kedelsten, calciumkarbonat, CaCO3)
under stigende temperaturer og/eller tab af kuldioxid, f.eks. ved afgasning). Yderligere
temperaturstigning kan medføre aflejring af forskellige salte, f.eks. gips (CaSO4).

Andre forbindelser, der kan forårsage blokering af komponenter, er jernholdige aflejringer
såsom ”rust”, dvs. jernoxider og -hydroxider eller magnetit. Disse kan ophobes inde i selve
PHEX’en, men kan også indskylles fra andre dele af hele systemet, idet de dannes på grund
af korrosionsprocesser andre steder i systemet.

1.2 Korrosion

Korrosion kan forårsages af forskellige mekanismer, der resulterer i mange typer korrosion.
Nogle af disse kan forekomme i en PHEX under service. De fleste korrosionsmekanismer
forårsages kemisk, hvorimod vandets kemiske sammensætning påvirker de forskellige
materialer forskelligt.

Ud over ovennævnte faktorer (materiale, driftsforhold) spiller iltindholdet en vigtig
rolle i forbindelse med korrosion af metaller. Desuden er pH-værdi (syrekoncentration),
syrekapacitet (bufferkapacitet) og saltindhold vigtige parametre for, at korrosion kan opstå.
Kendskab til disse er afgørende for vurderingen af mulige korrosionsrisici.

En detaljeret forklaring af de forskellige korrosionsformer ligger uden for denne rapports rammer,
men en oversigt over de mest typiske korrosionstyper er dog angivet i nedenstående tabel 1.

Danfoss District Heating

BC396576844420dk-000101 © Danfoss 01/2022

Side 3 af 9

Korrosionstype

Beskrivelse

Generel korrosion

Hvis generel korrosion forekommer i en PHEX,

lækager i varmeveksleren.

Spaltekorrosion

Normalt er varmeveksleren fri for spalter,

samt uperfekte loddesamlinger.

Galvanisk korrosion

Metallisk kontakt mellem kobber og rustfast stål

metal, som i dette tilfælde er kobber.

Spændingskorrosionsrevnedannelse

Spændingskorrosionsrevnedannelse (SCC) kan opstå

ved temperaturer over 60 °C.

Interkrystallinsk korrosion

Rustfast stål kan udsættes for interkrystallinsk

korrosionsfølsomme.

Skørhed i flydende metal

Hvis loddeprocessen finder sted ved for høje

stålplader.

Tabel 1 Typiske korrosionstyper i kobberloddede varmevekslere i rustfast stål

er det typisk kobber, der korroderer og ikke
rustfast stål. Hvis kobberlodningen korroderer,
vil det medføre tab af mekanisk styrke og muligvis

men der kan dannes spalter under aflejringer
fra tilkalkninger og andre former for aflejringer

i vand med høj elektrisk ledningsevne kan igangsætte
et korroderende angreb af det mere elektronegative

i rustfast stål, hvis der er trækspændinger og en høj
forekomst af klorid til stede. En temperaturstigning
vil desuden øge risikoen for SCC. Det vil ofte ske

[14]

[12]

korrosion på grund af dannelse af kromkarbid
i korngrænserne under forkert varmebehandling.
Områder med reduceret kromindhold vil blive

loddetemperaturer, kan kobber spredes til det
rustfaste stål og reducere styrken af de rustfaste