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VE-Wasser & Korrosion: Zusammenhänge einfach erklärt
Es gibt viele Synonyme für VE-Wasser, welche jedoch de facto gar keine sind. Der Zusammenhang zwischen VE-Wasser und Korrosion wird ebenso meist nicht ganz korrekt erklärt. In diesem Ratgeber erfahren Sie, wieso VE-Wasser zu Korrosion in Rohrleitungen führen kann und wie man dem vorbeugt.
Inhaltsverzeichnis
Was ist VE-Wasser?
VE-Wasser ist innerhalb der Wasseraufbereitung und Wassertechnik eine gängige Abkürzung und steht für vollentsalztes Wasser. Bei der Herstellung von entmineralisiertem bzw. vollentsalztem Wasser werden die in natürlichem Wasser bzw. Rohwasser vorkommenden gelösten Mineralien und Salze wie Natrium, Magnesium und Calcium entfernt. Die Entsalzung (Vollentsalzung) funktioniert nach dem Austauschprinzip geladener Kationen und Anionen. Dabei nehmen Ionenaustauscher die unerwünschten Ionen auf und ersetzen sie durch Wasserstoff- (H⁺) und Hydroxid (OH⁻)-Ionen. VE-Wasser wird oft mit Reinstwasser gleichgesetzt, wenngleich dieser Vergleich nicht ganz richtig ist. Mehr über die Zusammenhänge und Merkmale dieser Wassertypen erfahren Sie im Ratgeber zu VE-Wasser und Reinstwasser. Eine andere Form von entsalztem Wasser ist destilliertes Wasser, welches oft für das Aquarium genutzt wird.
Was ist Korrosion?
Als Korrosion wird die Veränderung oder Zerstörung einer metallischen Oberfläche durch sogenannte Redoxreaktionen bezeichnet. Letztere treten zum Beispiel beim Kontakt von stark entsalztem Wasser mit Metallrohren auf. Das bekannteste Beispiel ist Rost – wenn Eisen mit Sauerstoff reagiert und dadurch korrodiert, also rostet, bildet sich während des Korrosionsprozesses die typisch rot-braune Schicht auf der Eisenoberfläche. Doch nicht nur die Farbe ändert sich, je nach Metall bzw. Materialbeschaffenheit werden zudem Metallionen aus dem korrodierten Metall herausgelöst. Wenn man es genau nimmt, gibt es viele verschiedene Arten von Korrosion, etwa Flächenkorrosion und Lochkorrosion. Der Einfachheit halber beziehen wir uns in diesem Beitrag lediglich auf Korrosion als Überbegriff.
Korrosion und deren Ausmaß wird durch Eigenschaften des Werkstoffes, der Wasserinhaltstoffe sowie der Installationsausführung und den Betriebsbedingungen beeinflusst. Aufgrund der Komplexität dieser Einflussgrößen spricht man auch von Korrosionswahrscheinlichkeit (DIN 50930).
Korrosionsanfällig sind zum Beispiel Aluminium, unlegierte Eisen- und Kupferverbindungen sowie Stahl. Hierbei ist noch die galvanische Korrosion interessant: Wenn ein edles und ein unedles Metall direkt miteinander in Kontakt kommen, löst sich das unedle Metall auf und oxidiert.
Übrigens: Wer herausfinden möchte, welches Material gegen welche Chemikalie bzw. Lösung beständig ist, der kann dies mit Hilfe von frei zugänglichen Materialbeständigkeitslisten ganz leicht tun.
Korrosion in Rohrleitungen vorbeugen: Trotz VE-Wasser möglich?
Von VE-Wasser und Korrosion ist oft im selben Kontext die Rede, wenngleich man zum besseren Verständnis der Zusammenhänge genauer hinschauen muss. Es heißt zum Beispiel, dass VE-Wasser sehr „aggressiv“ sei und die Materialbeständigkeit negativ beeinflusse. Doch was heißt eigentlich „aggressiv“ und durch welche Eigenschaft des aufbereiteten Wassers kann es zu Korrosion an Rohrleitungen kommen?
Entsalztem Wasser, wozu man auch VE-Wasser und Osmosewasser zählen kann, wird nachgesagt, dass es zu Korrosion führe. Das ist jedoch nur bedingt korrekt. Interessant ist in diesem Zusammenhang zum Beispiel das Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht von Wasser. Leitungs- bzw. Betriebswasser, das überschüssige Kohlensäure enthält, ist kalklösend und löst im Laufe der Zeit sämtlichen Kalk in den Wasserleitungen auf. Dadurch kann es zu Korrosion in Rohrleitungen kommen. Das ist häufig damit gemeint, wenn man von „aggressivem Wasser“ spricht. Zum Beispiel ist VE-Wasser bzw. Reinstwasser aufgrund der Entfernung jeglicher Salze, Keime und sonstiger organischer Stoffe sehr aggressiv gegenüber vielen Werkstoffen. Zum besseren Verständnis: Natürliches Wasser ist stets in einem Gleichgewicht, welches sich aus dem pH-Wert, der Temperatur und den gelösten Ionen zusammensetzt. Wenn im Wasser keinerlei Salze mehr vorhanden sind, „versucht“ es Ionen und Organika aus anderen Werkstoffen herauszulösen und somit das Gleichgewicht „wiederzuerlangen“. Dagegen ist weiches Wasser, sofern es keine überschüssige Kohlensäure enthält, also zum Beispiel Leitungswasser mit geringer Carbonathärte, kaum korrosiv.
Für den alltäglichen Gebrauch kann man sich demnach merken: Im örtlichen Wasserwerk wird das Leitungs- bzw. Trinkwasser immer so aufbereitet, dass es leicht kalkabscheidend statt kalkösend ist. Um die Menge der freien Kohlensäure im eigenen Leitungswasser braucht man sich somit keine Gedanken machen.
Anders sieht das bei Betriebs- und Prozesswasser aus. Hier kommt es darauf an, korrosionsbeständige Legierungen zu verwenden und dem Kreislaufwasser notfalls sogenannte Korrosionsinhibitoren beizumischen. Grundsätzlich muss man hier bereits festhalten: VE-Wasser ist bei vielen betrieblichen Heizungs-, Kühl- und Kälteanlagen das Mittel der Wahl, wenn es um das geeignetste Lösungsmittel geht – es sollte jedoch niemals ohne Korrosionsschutzmittel eingefüllt werden. Dementsprechend sind für einen fachgerechten Ablauf erweitertes Fachwissen und regelmäßige (Nach-)Kontrollen der Wasserqualität nötig.
Innerhalb der gewerblichen und innerbetrieblichen Kühl-, Heizungs- und Wasserdampftechnik werden dem Wasserkreislauf, also dem Betriebs- und Prozesswasser, wasserlösliche Inhibitoren zugesetzt, die den Sauerstoff im Wasser an sich binden. Dadurch sollen unerwünschte chemische Reaktionen, dazu zählt Korrosion, verhindert werden. Anders ausgedrückt: Durch Korrosionsinhibitoren hemmt bzw. verhindert man die Entstehung von Rost auf metallischen Werkstoffen und in Rohrleitungen.
Der Einsatz von Korrosionsinhibitoren ist streng reguliert und stets auf deren Umweltverträglichkeit zu prüfen. Zu den meistverwendeten Korrosionshemmstoffen gehören unter anderem filmbildende bzw. neutralisierende Alkanolamine und Borsäureester. Sie bilden eine Schutzschicht auf der metallischen Oberfläche und senken dadurch die Korrosionswahrscheinlichkeit für die nächsten Monate.
Spielt der pH-Wert von (VE-)Wasser bei der Korrosion eine Rolle?
Generell lässt sich festhalten, dass der pH-Wert von Wasser einen negativen Einfluss auf die Materialbeständigkeit haben kann. Deshalb sind zum Beispiel in der Trinkwasserverordnung streng regulierte pH-Grenzwerte festgeschrieben. Die Wasserqualität kann je nach Quelle, Region und Jahreszeit schwanken, was bei der Auswahl des Materials unbedingt berücksichtigt werden sollte. So kann beispielsweise ein sehr niedriger pH-Wert – bei VE-Wasser ist das der Fall – dazu führen, dass sich Metallionen aus verzinktem Stahlwänden lösen, in das Wasser dissoziieren und sich die Korrosionsrate erhöht.
Somit hat der pH-Wert durchaus einen nachweislichen Einfluss auf die Instandhaltung und Funktionalität der Wasserinfrastruktur. Dies geht insbesondere aus der Richtlinie VDI 2035 hervor. Darin heißt es, dass es zur Vermeidung elektrochemischer Vorgänge (damit ist die Korrosion gemeint) bei Wasseraufbereitungsanlagen mit Warmwasser bzw. Heizungsanlagen auf eine fachgerechte Planung, unter anderem durch geeignete Materialkombinationen, ankommt. Hierbei sind laut VDI Richtlinie 2035 vor allem der pH-Wert sowie die elektrische Leitfähigkeit des Kreislaufwassers von Relevanz. So darf Betriebswasser (bei 25 °C), das mit Aluminium in Kontakt kommt, einen pH-Wert von 6,5 bis 8,5 nicht überschreiten. Bei Eisen und Kupferrohren muss der pH-Wert dagegen über dem Grenzwert von 9 bzw. 7 bleiben.
VE-Wasser und Korrosion: Das Wichtigste auf einen Blick
- VE-Wasser ist vollentsalztes Wasser, dass eine sehr geringe Leitfähigkeit besitzt.
- Eine hohe Leitfähigkeit sowie ein hoher Sauerstoffgehalt begünstigen den Korrosionsvorgang.
- VE-Wasser löst Ionen aus unedlen Metallen und Legierungen und führt damit mittelfristig zu kaputten Rohrleitungen.
- Korrosion bezeichnet die Veränderung oder Zerstörung einer metallischen Oberfläche durch Redoxreaktionen (das bekannteste Beispiel ist Eisen(III)oxid, also Rost).
- Wasser mit überschüssiger Kohlensäure ist „metallaggressiv“ und führt zu Korrosion bei z. B. Kupfer, Blei, Eisen und Zink. Beständiger sind dagegen Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) sowie hochwertiger Edelstahl (V4A).
- Herkömmliches Leitungswasser ist in Form von Trinkwasser stets leicht kalkabscheidend, sodass man sich um die Kohlensäure-Konzentration keine Gedanken machen muss.
- Wer für private oder gewerbliche Zwecke VE-Wasser nutzt, muss sich zwangsläufig mit den Themen Materialbeständigkeit und korrosionshemmenden Inhibitoren auseinandersetzen.
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