Publicatie 13 2019 ISSUU by Stichting ISSO

ISSO-publicatie 13

Voorkomen van corrosie en vervuiling Richtlijnen voor gesloten watervoerende systemen

ISBN: 978-90-5044-324-1

INHOUDSOPGAVE Crowdfunders

Samenvatting

ISSO-publicatie 13

Afkortingen

Symbolenlijst

Begrippenlijst

Inleiding

1.1

Aanleiding en historie

1.2

Doel en reikwijdte publicatie

1.2.1

Doelstelling

1.2.2

Reikwijdte

1.2.3

Doelgroep

1.2.4

Leeswijzer

1.3

Normen en richtlijnen

1.4

Verantwoording

21 21

Waterzijdige problemen

2.1

Inleiding

2.2

Enkele begrippen nader toegelicht

2.2.1

Definitie van corrosie

2.2.2

Geleidbaarheid van water

2.2.3

Zelf-alkalisatie en hardheidsvervuiling

2.2.4

Corrosietechnisch gesloten installatie

2.3

Corrosie door zuurstof

2.4

Oorzaken van zuurstoftoetreding

2.4.1

Zuurstof in restlucht

2.4.2

Zuurstof in vul- en suppletiewater

2.4.3

Zuurstof ten gevolge van onderdruk

2.4.4

Zuurstofpermeatie en partiĂŤle druk

2.4.5

Zuurstofintrede door direct luchtcontact

2.4.6

Rekenvoorbeelden effect zuurstoftoetreding

2.5

Hoeveel zuurstof mag de installatie bevatten?

2.6

Hardheidafzettingen en vervuiling

2.7

Microbiologische groei

2.8

Lucht in systemen

Voorkomen van corrosie in de programmafase

3.1

De robuuste installatie als uitgangspunt 3.1.1

Realiseren van een robuuste installatie

3.1.2

Werkzaamheden aan bestaande installaties

3.2

Materiaalkeuze

3.3

Waterkwaliteit

3.3.1

Garantievoorwaarden

3.3.2

Hardheid vulwater op basis van warmtebelasting

3.3.3

Waterkwaliteit robuust systeem

3.3.4

Waterkwaliteit niet-robuust systeem

3.3.5

Aandachtspunt waterkwaliteit change-over systemen

3.3.6

Additieven

Voorkomen van corrosie en vervuiling

3.4

3.4.2

Systeemscheidingen en sectieafsluiters

3.4.3

Filtratie en vuilafscheiding

Beheerkeuzes en -uitrusting

3.6

Realiseren van het programma

Ontwerp en uitwerking van gesloten gekoeld- en warmwatersystemen

4.1

Vloeistofexpansie en drukbehoud 4.1.1

Expansievat met variabele druk

4.1.2

Automatisch expansiesysteem met constante druk

4.1.3

Risicodragende expansie-inrichtingen

4.1.4

Belangrijke aspecten voor goed drukbehoud

4.2

Vullen en suppletie

4.3

Ontluchten, lucht afscheiden en ontgassen

4.3.1

Voorzieningen voor effectief ontluchten

4.3.2

Automatische ontluchters

4.5

4.6

4.7

4.8

4.3.3

Lucht- en microbellenafscheiders

4.3.4

Ontgassers

Filtratie en vuilafscheiding

4.4.1

Filters

4.4.2

Vuilafscheiders

4.4.3

Magneetfilters (afscheiders)

4.4.4

Hoofdstroom of deelstroom

Sectieafsluiters en systeemscheidingen

4.5.1

Sectieafsluiters

4.5.2

Warmtewisselaar als systeemscheiding

Waterbehandeling

4.6.1

Ontzouten

4.6.2

Niet-chemische methodes voor corrosiebestrijding

4.6.3

Gebruik van additieven

Vorstbescherming en vriespuntverlaging

4.7.1

Verschillende typen glycol

4.7.2

Aandachtspunten bij gebruik van glycol

Monitoring

4.8.1

Monitoringmethodes

4.8.2

Periodieke monitoring door waterbemonstering

4.8.3

Waar monitoring voorzien?

Realisatiefase

5.1

Voorkom vervuiling tijdens realisatie

5.2

Omgaan met afwijkingen ten opzichte van ontwerp

5.3

In bedrijf nemen van gesloten systemen

5.3.1

Stappenplan inbedrijfneming

5.3.2

Spoelen

5.3.3

Vullen en ontluchten

5.4

ISSO-publicatie 13

Drukbehoud

3.5

4.4

EssentiĂŤle functies ter voorkoming van corrosie 3.4.1

Controle van de waterkwaliteit

5.4.1

Warmwater

5.4.2

Gekoeld water

Voorkomen van corrosie en vervuiling

Beheerfase en stilstandmanagement

6.1

Organisatie van beheer 6.1.1

Beheersactiviteiten

6.1.2

Logboek

6.1.3

Monitoring

6.2

Stilstandmanagement

6.3

Oplossen van problemen

85 86

MKK-structuur

7.1

Opzet MKK

7.1.1

Fases

7.1.2

Kwaliteitbeheeraspecten

7.1.3

Matrix

7.2

Overzicht ingevulde cellen

7.3

Celinhoud en specificatiebladen

7.4

Opbouw specificatiebladen

Specificatiebladen

Programmafase

I.0-1

Programma van Eisen

I.3-1

Materiaalkeuze

I.3-2

Drukbehoud en expansie

I.3-3

Waterkwaliteit

I.8-1

Vraagspecificatie programmafase

99 102

Bijlage A

Corrossie en materialen

103

Bijlage B

Wet van Henry

114

Bijlage C

Kalk-koolzuurevenwicht

116

Bijlage D

Voordrukverlies van expansievaten

119

Bijlage E

De T-P grafiek en de groene zone van de manometer

122

Bijlage F

Modified Fouling Index

127

Bijlage G

ISSO-publicaties 100 t/m 107 Duurzaam beheer en onderhoud

Literatuurlijst

ISSO-publicatie 13

130 132

Voorkomen van corrosie en vervuiling

CROWDFUNDERS Deze publicatie is mede mogelijk gemaakt door de volgende crowdfunders:

ISSO-publicatie 13

Voorkomen van corrosie en vervuiling

SAMENVATTING Deze ISSO-publicatie geeft richtlijnen voor programma-, ontwerpen uitwerkingsfase om corrosie en daarmee samenhangende vervuiling te voorkomen. Ook is er aandacht voor relevante aspecten met betrekking tot realisatie, onderhoud en beheer. Corrosie en daaruit voortkomende vervuiling in gekoeld- en warmwatersystemen kan leiden tot onvoorziene storingen, onnodige verhoging van servicekosten en vervroegde degradatie van installaties, bijvoorbeeld in de vorm van:  Schade door lekkage;  Hoger brandstofverbruik ten gevolge van afzetting van corrosieslib op het verwarmd oppervlak van bv. ketels of andere warmte- (of koude-)generatoren;  Verstoppingen of verminderde doorstroming in het circuit door corrosieproducten en/of hardheidsslib, bijvoorbeeld vastzitten van kraanwerk en regelkleppen, verstoppen van warmtewisselaars et cetera;  Schade aan lagers, waaiers en uitvallen van circulatiepompen;  Hoog suppletiewaterverbruik ten gevolge van lekkage. De belangrijkste veroorzaker van corrosie is de toetreding van zuurstof. De hoeveelheid corrosie(slib) die gevormd wordt verhoudt zich rechtstreeks tot de hoeveelheid zuurstof die in de installatie kan binnendringen. Dit moet door technische maatregelen worden voorkomen, zoals:  Een juiste dimensionering en uitvoering van expansievaten (of -systemen), en daarmee samenhangend het op de juiste druk houden van het systeem;  Het vermijden (beperken) van aftappen of leeglopen, vullen en bijvullen;  Toepassing van sectieafsluiters zodat bij een eventueel (gedeeltelijk) leeglopen van de installatie de toetreding van zuurstof beperkt wordt;  Vermijden van zuurstof doorlatende materialen (bijv. rubber slangen en afdichtingen, sommige types kunststofleidingen);  Instellen van de juiste waterkwaliteit afhankelijk van de toegepaste materialen. Soms zijn genoemde technische maatregelen onvoldoende of kunnen niet tijdig worden gerealiseerd. In dat geval kan corrosie aanvullend worden beperkt door waterbehandeling, zoals:  (Deel)ontzouten van het vul- en suppletiewater;  Dosering van corrosie-inhibitoren. Microbiologische vervuiling en hardheidsafzetting (ketelsteen) vormen een probleem dat vergelijkbaar is met corrosie en vaak zijn ze met elkaar gerelateerd.

ISSO-publicatie 13

Voorkomen van corrosie en vervuiling

AFKORTINGEN μm

Micrometer [10-6 m].

BKA

Beton kern activering.

Calcium.

Centrale verwarming.

°DH

Graden Duitse hardheid. 5,6 °DH komt overeen met 1 mmol calciumhardheid in water oftewel 100 ppm calciumcarbonaat.

Elektron.

EGV

Elektrisch geleidingsvermogen uitgedrukt in μS/cm. De weerstand van water tussen twee elektroden en omgekeerd evenredig met de hoeveelheid zouten die in water zijn opgelost.

EVOH

Etheen-vinylalcohol, een synthetisch polymeer met een zeer hoge zuurstofdichtheid.

IJzer.

GBS

Gebouwbeheersysteem.

gkw

Gekoeldwater.

Waterstof (in het periodiek systeem).

HDPE

High density polyetheen (PE met een relatief hoge dichtheid).

kve

Kolonie vormende eenheden (maat voor aantal levende bacteriën).

LPR

Linear polarization resistance.

Metaal.

MEG

Mono ethyleen glycol.

MFI

Modified fouling index. Parameter die een vervuilingspotentieel van een vloeistof aangeeft.

Magnesium.

MIC

Microbiologisch geïnduceerde corrosie (corrosie waarbij micro-organismen een rol spelen).

MKK

Model kwaliteitsbeheersing klimaatinstallaties.

mol

Basiseenheid (SI) voor een hoeveelheid stof in gram, overeenkomend met 6,02214 × 1023 moleculen van die stof.

MPG

Monopropyleenglycol.

Aantal (deeltjes).

Zuurstof (in het periodiek systeem).

Polybuteen.

Polyetheen.

PEX

Zie VPE.

Maat voor de zuurgraad (lage pH < 7 is zuur, hoge pH > 7 is basisch) pH is een logaritmische schaal, pH 7 betekent 10-7 mol/liter H+ ionen opgelost in water.

Polypropeen.

ppb

Parts per billion ofwel deeltjes per miljard ( 1 ppb is 10-9).

PPG

Polypropyleenglycol.

ppm

Parts per million ofwel deeltjes per miljoen ( 1 ppm is 10-6).

Reverse osmosis (omgekeerde osmose: membraanfiltratietechniek om zouten te verwijderen uit water).

TSA

Tegenstroomapparaat (warmtewisselaar).

VPE

Vernet polyetheen (vernetten is het chemisch binden van moleculen molecuulketens aan elkaar).

WTW

Warmteterugwinning.

ISSO-publicatie 13

Voorkomen van corrosie en vervuiling

SYMBOLENLIJST EGV

geleidbaarheid

[μS/cm]

hardheid van water

[°DH]

massa

[kg]

mol

atomaire massaeenheid

[gr]

druk

[kPa]

zuurgraad

[pH]

vermogen

[W]

volume

[l]

ISSO-publicatie 13

Voorkomen van corrosie en vervuiling

BEGRIPPENLIJST Aardalkaliën Metalen uit groep 2 van het periodiek systeem der elementen. Voor gesloten systemen gaat het dan voornamelijk over calcium (Ca) en magnesium (Mg). Anode en kathode De elektrode waar zich de elektrochemische reductie voordoet wordt kathode genoemd (bijvoorbeeld: Fe2+ + 2e- → Fe). De elektrode waar zich de elektrochemische oxidatie voordoet wordt anode genoemd (bijvoorbeeld: Fe → Fe2+ + 2e-). Aan de anode vindt corrosie plaats. Change-over systeem Klimaatsysteem waarbij de warmte-overdragende delen zoals inductieapparaten, klimaatplafonds of betonkernactivering zowel met warm water voor verwarming, als koud water voor koeling kunnen worden gevoed. Chloor/chloride Chloor en chloride worden vaak door elkaar gehaald, qua betekenis. Chloride is de zoutrest, het ion Cl-. Met chloor wordt bedoeld de desinfectant NaOCl. Voor een nadere uitleg zie paragraaf 4.6.3. Corrosie De ongewenste aantasting van een materiaal ten gevolge van chemische of elektrochemische reacties met componenten uit de omgeving. Corrosietechnisch gesloten systeem Een systeem dat zuurstofdicht is, zonder lekkage, met voldoende overdruk op alle punten van het systeem op elk tijdstip, zodat corrosie ten gevolge van zuurstofintrede uitgesloten is (tot een minimum beperkt). Deelstroomfiltratie Het via een parallelle leiding filteren van een deel van de hoofdstroom. Demineraliseren (demi water of ontzout water) Het verwijderen van vrijwel alle opgeloste zouten uit het water. Zie ionenwisseling demiwater en RO. Demiwater Populaire benaming voor zoutarm, gedemineraliseerd water. Vaak wordt hiermee water met een geleidbaarheid < 10 μS/cm bedoeld. Diffusie De evenredige en willekeurige verspreiding van moleculen over een ruimte of door een materiaal, waarbij concentratieverschillen worden opgeheven van een gas of vloeistof. Diffusiedichtheid (permeatiedichtheid) De weerstand van een component (membraan, buis, etc) om gas (de penetrant, zie ook het begrip permeatiecoëfficiënt) door te laten. Een lage diffusiedichtheid kan worden bereikt door een materiaal met een lage permeatiecoëfficiënt, een grote dikte of een klein oppervlak te kiezen. Tijd, partiële druk en temperatuur liggen daarbij praktisch gezien vast. Drukstapontgasser Toestel dat systeemwater ontgast door het, afgezonderd van het systeem, cyclisch in druk te verlagen. Door de drukstap wordt de oplosbaarheid van het systeemwater verlaagd, waardoor eventuele opgeloste gassen uitgedreven worden. De aldus vrijgekomen gassen worden via een combinatie van ventielen (meestal vlotterventiel en terugslagklep) uit het systeem weggevoerd. Deze functie kan gecombineerd worden met het drukbehoud- en expansiesysteem, in dat geval spreekt men van een combisysteem. Drukbehoudsysteem Voorzieningen in een installatie die zorg dragen voor het op een minimale gewenste druk houden van het systeem te allen tijde. EVOH laag Etheenvinylalcohol een synthetisch polymeer dat een zeer hoge zuurstofdichtheid heeft. Een laagje van dit materiaal wordt gebruikt om de gasdoorlatendheid van kunststoffen te verlagen.

ISSO-publicatie 13

Voorkomen van corrosie en vervuiling

Expansie-inrichting Voorzieningen in een installatie die zorg dragen voor het opvangen van thermische expansie. Hierin kan onderscheid gemaakt worden in expansiesystemen (meestal met constante druk) of expansievaten (met variabele druk en vast gaskussen). Geleidbaarheid Water geleidt van nature elektrische stroom door de aanwezigheid van positieve ionen (kationen) en negatieve ionen (anionen). Dit wordt de geleidbaarheid genoemd en uitgedrukt in Siemens per meter. Voor meer nauwkeurigheid wordt meestal de eenheid micro Siemens per centimeter gebruikt (μS/cm). 1 mS/m = 10 μS/cm. (Grof)filter/zeef/strainer Filter in de hoofdstroom, bedoeld als beveiliging voor pompen, kleppen en warmtewisselaars. De filters/zeef/strainers hebben meestal een maaswijdte > 100 μm en zijn bedoeld om grove delen af te vangen. Hardheid Een maat voor de hardheid van water en geeft de concentratie van ionen, veelal magnesium- en calciumcarbonaat, maar ook bicarbonaten en sulfaten, in het water aan. Drinkwater bevat met name calcium dat bij verhitting neerslaat als calciumcarbonaat. Die neerslag wordt ook wel kalk, kalkaanslag of ketelsteen genoemd. Hematiet Roodbruin niet-magnetisch ijzeroxide (Fe2O3). Inert gas Een gas dat geen chemische reacties aan gaat met de omgeving, zoals bijvoorbeeld stikstof. Inhibitie Remming, onderdrukking. Hier wordt de remming van het corrosieproces bedoeld. Inhibitor, corrosie-inhibitor Corrosie-inhibitor zijn stoffen, chemische verbindingen, die in kleine hoeveelheden toegevoegd aan een corrosief milieu de corrosie sterk vertragen. Ze zijn actief in het grensvlak metaal/corrosief milieu. In situ 'Ter plaatse' in deze ISSO-publicatie bedoeld als in het systeem zelf in verband met afwijkingen. Voorbeeld een zuurstofmeting kan alleen binnen in het systeem gebeuren, buiten het systeem heersen immers andere druk en temperatuur. Bovendien is de waarde onmiddellijk afwijkend bij blootstelling aan de lucht van het monster. Ionen Algemene naam van atomen of atoomgroepen die elektrisch zijn geladen; anionen hebben een negatieve lading en kationen een positieve. Ionenwisselaar (Ionenwisseling) Ionenwisselaars zijn apparaten met daarin bolletjes kunsthars die ongewenste ionen uit een vloeistof kunnen verwijderen door ze uit te wisselen tegen andere ionen. We onderscheiden hierbij anionen en kationen wisselaars, die respectievelijk de anionen of kationen uitwisselen. Kalk Populaire benaming voor de afzetting van calcium- en magnesiumzouten (met name calciumcarbonaat). Lucht Een gasmengsel dat bestaat uit 78 vol% stikstof, 21 vol% zuurstof en 1% andere gassen (o.a. edelgassen, waterdamp en koolzuurgas). In dit gasmengsel is stikstof een inert gas en zuurstof de component die kan leiden tot corrosie van metalen. Magnetiet Zwart magnetisch ijzeroxide (Fe3O4). Meltblown filter Meltblown of te wel smeltblazen is een vervaardigingswijze van microvezels, waarbij een polymeer wordt geëxtrudeerd door kleine spuitmonden omgeven door hogesnelheidsblaasgas. De willekeurig afgezette vezels vormen een niet-geweven product dat toegepast kan worden voor onder andere filtratie.

ISSO-publicatie 13

Voorkomen van corrosie en vervuiling

MFI (Modified Fouling Index) Modified Fouling Index is een analysemethode die het vervuilingspotentieel van deeltjes in het water aangeeft. Deze waarde geeft bijvoorbeeld het risico aan op het verstoppen van kleine regelelementen en platenwisselaars. MIC (Microbiologically Influenced Corrosion) Wanneer bacteriën het corrosieproces negatief beïnvloeden (corrosieproces versnellen). Nulpunt De aansluiting van het expansievat in de installatie heet nulpunt, omdat de druk op dat punt niet kan wijzigen onder invloed van regeltechnische invloeden, zoals starten en stoppen of toerentalwijziging van circulatiepompen, de stand van regelventielen etc. Ontgassen Het verwijderen van een opgelost gas uit een vloeistof op basis van bijvoorbeeld drukverlaging of zelfs vacuüm trekken van een vloeistofhoeveelheid in een specifieke afscheider. Er zijn verschillende technieken beschikbaar. Ontharden Het verwijderen van calcium- en magnesiumzouten uit het water. Dit kan bijvoorbeeld over een harsbed (zie ionenwisselaar), waarbij het calcium en magnesium vervangen wordt door natrium. De hardheid na een ontharder is altijd < 0,1 °DH terwijl de geleidbaarheid gelijk blijft. Ontluchten Het verwijderen van waarneembare luchtbellen uit een systeem (niet te verwarren met ontgassen). Ontzouten (zoutarm water) Het verwijderen van opgeloste zouten uit het water door middel van bijvoorbeeld reverse osmose (RO) of demineralisatie. Ontzouten verkleint de geleidbaarheid van het water. Open expansievat Expansievat waarbij geen membraan aanwezig is, maar waar het water direct in contact staat met lucht. Permeatiecoëfficiënt Eigenschap van een materiaal dat uitdrukt hoeveel gas (de penetrant) door een materiaal permeëert, onafhankelijk van de geometrie van het materiaal en de omstandigheden waarbij dit plaatsvindt. De eenheid is (ml · mm)/(m2 · dag · bar). Zie een verdere uitwerking in paragraaf 2.4.4. pH-waarde Maat voor de zuurgraad van water en afhankelijk van de concentratie van waterstofionen. De pH van de waterige omgeving speelt bij corrosie een belangrijke rol. Zie een verdere uitwerking in paragraaf 2.2.3. Reverse Osmosis (RO water) Een wijze van ontzouten met behulp van membranen, waarbij > 95% van de zouten verwijderd wordt. Een pomp drukt de vloeistof door een membraan in de stromingsrichting omgekeerd aan die bij osmose. Door over een halfdoorlatend (semi-permeabel) membraan een drukverschil aan te brengen kan dit als een filter gaan werken: het oplosmiddel (water) zal zich dan naar de kant bewegen waar de som van de externe druk en de osmotische druk het laagst is. Als de externe druk aan de kant van de geconcentreerde oplossing groot genoeg is, zal het zuivere oplosmiddel (zonder de opgeloste stoffen mee te nemen) naar de andere kant worden geperst. Het verwijderingsrendement wordt niet alleen bepaald door de grootte van de te verwijderen stoffen, maar ook door de polariteit en de lading van de stoffen, het oplosmiddel en het membraan. Robuuste installatie Een gekoeld- of warmwatersysteem dat, binnen de vooropgestelde levensduur en buiten het normale onderhoud (zie hoofdstuk 6), geen hinder ondervindt van corrosie, hardheidsafzetting en vervuiling die leiden tot verstoren van de goede werking of aantasting, lekkage, verstopping of falen van componenten. Zie voor nadere duiding hoofdstuk 3.1. RVS (roestvast staal) Een staallegering bestaande uit ijzer, chroom en nikkel en een klein beetje koolstof. De meest voorkomende rvssoorten zijn type AISI 304 en 316. Type 316 heeft een betere corrosiebestendigheid dan type 304. Ondanks dat de naam anders doet vermoeden kan roestvast staal wel degelijk corroderen. Staal (koolstofstaal) Staal is ijzer met een laag gehalte aan koolstof. Het is daardoor veel sterker dan smeedijzer of gietijzer. Koolstof is bij staal geen legeringselement. IJzer met meer dan 2% koolstof is gietijzer.

ISSO-publicatie 13

Voorkomen van corrosie en vervuiling

Suppletiewater Water bedoeld voor bijvullen van een bestaand systeem. Dit kan zijn drinkwater, onthard drinkwater of ontzout water. Systeemwater Het water dat al langer in het systeem aanwezig is, waardoor de samenstelling zal verschillen van het oorspronkelijke vulwater. Stilstandmanagement Het planmatig en automatisch, periodiek laten circuleren van water en sturen van pompen en kleppen, afsluiters in de gehele of gedeeltelijke installatie, met als doel (1) het voorkomen van vastzittende pompen en afsluiters en (2) het voorkomen van het lokaal veranderen van stilstaand water in corrosief water. VacuĂźmontgasser Een drukstapontgasser, die de druk kan verlagen tot minder dan de atmosferische druk (daarom 'vacuĂźm' genoemd). Vulwater Vulwater is het water waarmee een systeem in eerste instantie mee wordt gevuld. Dit kan zijn drinkwater, onthard drinkwater of ontzout water. De samenstelling van vulwater verschilt van de samenstelling van het water dat al langer in het systeem aanwezig is (systeemwater). Waterbehandeling Het aanpassen van de waterkwaliteit. Waterkwaliteit De chemische samenstelling van het water. De waterkwaliteit wordt uitgedrukt in zogenaamde waterparameters: dit zijn getallen die iets zeggen over de hoeveelheid opgeloste stoffen en zouten en de zuurgraad van het water. Bijvoorbeeld: zuurgraad (pH), hardheid, geleidbaarheid, chloridegehalte en sulfaten. Zelf-alkalisatie Het toenemen van de pH-waarde van het systeemwater ten gevolge van de vorming en verwijdering (ontgassing/ ontluchting) van koolzuurgas dat vrij kwam bij het neerslaan van hardheidszouten. Zuurstofdiffusie Het proces waarbij zuurstof door een niet-diffusiedicht materiaal dringt, van de kant met hoge zuurstofconcentratie naar de kant met lage zuurstofconcentratie.

ISSO-publicatie 13

Voorkomen van corrosie en vervuiling

INLEIDING

1.1 AANLEIDING EN HISTORIE Gesloten watersystemen ten behoeve van warmte- of koude-overdracht worden meestal ontworpen en gebouwd voor een levensduur van 30 tot 50 jaar, met als doelstelling het probleemloos en storingsvrij kunnen functioneren. Problemen ten gevolge van corrosie die in relatief jonge systemen frequent worden aangetroffen zijn onder andere:  Vastzitten en defect raken van componenten zoals pompen, regelelementen en -ventielen;  Slecht functionerende temperatuurregelingen;  Lekkage in leidingen en apparatuur;  Verstopping, vervuiling en slib-ophoping in warmte- (of koude-)generatoren, platenwisselaars, verdelers, kraanwerk etc. Deze problemen waren aanleiding voor de herziening van ISSO-publicatie 13 Aanbevelingen ter voorkoming van corrosie en ketelsteenvorming in watervoerende installaties uit 1983. Wat is er sinds deze eerste uitgave veranderd, dat nu extra aandacht voor het fenomeen corrosie rechtvaardigt? In het verleden zijn corrosieproblemen vastgesteld van stalen onderdelen in gesloten gekoeld- en warmwatersystemen. Dit was onder andere aanleiding voor het opstellen van de Duitse richtlijn VDI 2035 en heeft ook geleid tot de opkomst van kunststofleidingen. Men dacht de zuurstofcorrosie op te kunnen lossen door het toepassen van kunststofleidingen. Door deze materiaalkeuze, die ongevoelig is voor zuurstof, is de corrosiedruk onder invloed van zuurstof verschoven naar andere onderdelen. Hierdoor gaat de huidige aandacht juist meer naar het voorkómen van zuurstof in gesloten systemen. Verder hebben de laatste decennia grote veranderingen plaatsgevonden in ontwerp, functionaliteit en uitvoering van installaties. Daarbij is geredeneerd vanuit het comfort van de gebruiker, energiebesparing en reductie van installatiekosten. Dit heeft onder andere geleid tot verkleining van componenten, verlaging van watertemperaturen en nieuwe technieken, zoals klimaatplafonds en change-over systemen. Er is, zoals eerder genoemd, overgestapt van traditionele materialen zoals staal naar een diversiteit aan materialen (zowel metalen als kunststoffen, rubbers en gemengde samenstellingen). Systemen zijn hierdoor in hun geheel gevoeliger geworden. Tegelijkertijd is deze toegenomen gevoeligheid voor het ontstaan van corrosieprocessen en verstoringen onvoldoende onderkend in de noodzakelijke kennisontwikkeling en (bij-)scholing. Kennis met betrekking tot de waterzijdige werking van systemen, zuurstofdichtheid, en het belang van goed drukbehoud daarin is onvoldoende bij alle betrokkenen aanwezig. Veel componenten van een installatie worden vaak als op zichzelf staand gezien, waarbij de samenhang en onderlinge beïnvloeding tussen de componenten uit het oog wordt verloren. Gebrek aan inzicht in de waterzijdige werking van systemen leidt uiteindelijk tot bovengenoemde problematiek. ISSO-publicatie 13 Aanbevelingen ter voorkoming van corrosie en ketelsteenvorming in watervoerende installaties uit 1983 was, ondanks de feitelijke juistheid van uitgangspunten, niet meer voldoende toepasbaar in de tegenwoordige installaties. De nu voorliggende publicatie sluit weer aan bij de actuele installatiepraktijk. 1.2

DOEL EN REIKWIJDTE PUBLICATIE

1.2.1 Doelstelling De doelstelling van deze ISSO-publicatie is tweeledig. Enerzijds het geven van richtlijnen die bijdragen aan het voorkomen van voornoemde problemen in gesloten gekoeld- en warmwatersystemen. Anderzijds het creëren van bewustwording voor het thema 'corrosie' in de breedste zin, met als doel de levensduur en de betrouwbaarheid van de installatie veilig te stellen en de kosten voor service en onderhoud zo laag mogelijk te houden. Aan bod komen:  Basiskennis over corrosieprocessen (hoofdstuk 2 en bijlage A);  Richtlijnen voor programma, ontwerp, realisatie, onderhoud en beheer (hoofdstuk 3 t/m 6);  Aandachtspunten (blauw gemarkeerde teksten);  Stappenplannen die ondersteunend zijn bij het maken van keuzes.

ISSO-publicatie 13

Voorkomen van corrosie en vervuiling

Opmerkingen:  Drukbehoud in de installatie is van essentieel belang om zuurstoftoetreding te voorkomen en komt daarom in deze ISSO-publicatie veelvuldig ter sprake. Toch is deze ISSO-publicatie niet gericht op het juist ontwerpen en berekenen van drukbehoud- en expansiesystemen. Daarvoor wordt verwezen naar het ISSO-handboek Installatietechniek [7] en ISSO-publicatie 50 [10];  Het oplossen van corrosieproblemen in bestaande installaties wordt niet in deze ISSO-publicatie behandeld. Dit vergt specialistische kennis en kan niet in eenvoudige richtlijnen worden weergegeven. 1.2.2 Reikwijdte Deze ISSO-publicatie is gericht op gesloten gekoeld- en warmwatersystemen in zowel utiliteit als in de industrie. Daarbij ligt de nadruk op gebouwgebonden systemen met een capaciteit boven 70 kW. Deze grens hangt samen met:  De ratio tussen de waterinhoud en het thermisch vermogen van deze installaties;  De aanwezige hoeveelheid corrodeerbaar materiaal versus de hoeveelheid zuurstof die kan binnendringen;  De manier waarop dergelijke systemen worden gerealiseerd en beheerd. Grote systemen blijken relatief gevoeliger voor vervuiling en corrosie en vragen meer aandacht. De consequenties van verstoringen in grote systemen kunnen onevenredig veel groter zijn dan in kleine systemen. Dezelfde problematiek is echter ook voorhanden in kleinere systemen zoals in woningen en de principes van de gegeven richtlijnen gelden ook in die context. Omdat ze vaak ook andere kenmerken hebben dan de grote systemen worden ze hier niet in detail behandeld. Verder is deze ISSO-publicatie uitsluitend gericht op inwendige corrosie. Uitwendige corrosie en bescherming van leidingsystemen wordt behandeld in ISSO-publicatie 26 [8]. 1.2.3 Doelgroep Deze ISSO-publicatie is voornamelijk gericht op vakmensen die bij hun werkzaamheden te maken hebben met programma, ontwerp en realisatie van gesloten gekoeld- en warmwatersystemen:  Installatieadviseurs;  Ontwerpers;  Werkvoorbereiders. Daarnaast biedt de publicatie aanvullende informatie met betrekking tot de beheerfase voor:  Servicetechnici;  Waterbehandelaars;  Gebouwbeheerders. Verder kan de publicatie toegepast worden in het onderwijs. 1.2.4 Leeswijzer Deze ISSO-publicatie is ingedeeld in hoofdstukken, waarbij zoveel mogelijk rekening is gehouden met de verschillende fasen van het totstandkomings- en instandhoudingsproces. De verschillende fasen worden achtereenvolgens doorlopen, waarbij per fase de belangrijkste uitgangspunten en richtlijnen zijn weergegeven: Waterzijdige problemen en theorie corrosie H2

Fase 1

Fase IV

Fase V

Programma

Fase II Ontwerp en Fase III uitwerking

Realisatie

Beheer

Afb. 1.1 Fasen totstandkomings- en instandhoudingsproces  



ISSO-publicatie 13

Hoofdstuk 2 gaat in op waterzijdige problemen en theorie over corrosie; Hoofdstuk 3 behandelt uitgangspunten in de programmafase (fase I). In de programmafase worden de eisen, wensen en verwachtingen ten aanzien van de installatie geïnventariseerd, en eventuele beperkende randvoorwaarden geformuleerd in een technisch Programma van Eisen (PVE). De consequenties hiervan worden op hoofdpunten zichtbaar gemaakt. Aan het eind van de programmafase is er voldoende informatie om een (voorlopig) ontwerp te kunnen maken. Deze fase wordt meestal doorlopen door de adviseur; Hoofdstuk 4 gaat in op richtlijnen voor het ontwerp (fase II) en de uitwerking (fase III). In de ontwerpfase worden vanuit de voorlopige systeemkeuze de voorzieningen voor het systeem/de installatie door de installatie-ontwerper uitgewerkt. Er vindt terugkoppeling met de uitgangspunten uit de programmafase plaats. Op grond van die terugkoppeling kunnen uitgangpunten wijzigen. Aan het eind van de

Voorkomen van corrosie en vervuiling



ontwerpfase wordt een definitief systeem gekozen. In de uitwerkingsfase wordt de installatie tot in detail uitgewerkt. Deze fasen worden meestal doorlopen door de installatie-ontwerper/werkvoorbereider; Hoofdstuk 5 gaat in op richtlijnen voor de realisatiefase (fase IV). In de realisatiefase wordt de installatie gemonteerd, in bedrijf gesteld en opgeleverd. Deze fase wordt meestal doorlopen door de installateur (monteur, projectleider); Hoofdstuk 6 gaat in op richtlijnen voor het onderhoud en beheer (fase V). In de onderhoud- en beheerfase gaat het eigendom van de installatie over op de eigenaar. Deze fase is de langste fase in de totale levensduur en wordt doorlopen door servicetechnici, eventueel waterbehandelaars en de technisch beheerder (exploitant).

In de bijlagen is aanvullende informatie opgenomen over: A. Verschillende corrosievormen en materiaaleigenschappen; B. Wet van Henry; C. Kalk/-koolzuur evenwicht; D. Voordrukverlies van expansievaten; E. Groene zone manometer en de T-P grafiek; F. Modified Fouling Index; G. Diverse ISSO-publicaties. 1.3 NORMEN EN RICHTLIJNEN Deze ISSO-publicatie beschrijft de voorschriften zoals geldig tijdens de opstelling in 2019. Wetten, richtlijnen en normen worden regelmatig gewijzigd, vervangen of ingetrokken. Controleer daarom bij aanvang van de werkzaamheden de actuele situatie van wet- en regelgeving. In Nederland bestaan normen en richtlijnen voor gekoeld- en warmwatersystemen, maar deze hebben geen wettelijke status. Verder zijn in de ons omringende landen normen en richtlijnen beschikbaar die toepasbaar zijn op de Nederlandse situatie. Hierbij moet in acht worden genomen dat de Duitse VDI-richtlijnen in Europa als leidend worden gezien en veel leveranciers van componenten hiernaar verwijzen. Het in acht nemen van deze Duitse normen en richtlijnen wordt vaak als garantievoorwaarde gesteld door fabrikanten en leveranciers. De belangrijkste richtlijnen zijn:  VDI 2035 Vermeidung von Schäden in Warmwasser-Heizungsanlagen [26]: - Blatt 1 - Steinbildung in Trinkwassererwärmungs- und Warmwasser-Heizungsanlagen; - Blatt 2 - Wasserseitige Korrosion.  NEN-EN 12828:2012+A1:2014 Ontwerp voor watervoerende verwarmingssystemen [1];  NEN-EN 14276-2 Drukapparatuur voor koelsystemen en warmtepompen - Deel 2: Leidingen - Algemene eisen [3];  NEN-EN 14868:2005 Bescherming van metalen tegen corrosie - Richtlijn voor de beoordeling van corrosiewaarschijnlijkheid in gesloten watercirculatiesystemen [4];  BSRIA BG 50/(2013) Water treatment for closed heating and cooling systems [17]. Bij het opstellen van deze ISSO-publicatie is rekening gehouden met deze normen en richtlijnen. Voor meer achtergrondinformatie zie de literatuurlijst. 1.4 VERANTWOORDING Deze ISSO-publicatie is tot stand gekomen in een schrijfproces waarbij de rapporteurs zorgvuldig de tot hun beschikking staande kennis én ervaringen uit de eigen beroepspraktijk hebben onderzocht en ingebracht. De conceptteksten zijn ter toetsing voorgelegd aan een breed samengestelde kontaktgroep. Zowel de samenstelling van de kontaktgroep als de rapporteurs zijn weergegeven in de colofon (binnenkant kaft in papieren uitgave). Corrosie is enerzijds een natuurkundig goed te verklaren en te beschrijven fenomeen, anderzijds worden in de praktijk corrosieproblemen waargenomen die zich op basis van de bekende natuurkundige processen lastig laten verklaren. Mogelijk zijn in dergelijke situaties lastig meetbare of herleidbare factoren aanwezig. Met deze ISSO-publicatie wordt beoogd om handvatten te geven die in ontwerp, realisatie en beheer de risico's op corrosie en vervuiling in systemen zoveel mogelijk voorkomen. Het opvolgen van de richtlijnen in deze ISSO-publicatie is echter geen garantie voor een 100% storingsvrije installatie, omdat te veel factoren hierop van invloed zijn die deels ook buiten de scope van deze ISSO-publicatie vallen.

ISSO-publicatie 13

Voorkomen van corrosie en vervuiling