Hallo! Als Anbieter von Wasseraufbereitungsmitteln bekomme ich in letzter Zeit viele Fragen zu Korrosionsinhibitoren und deren Wirkungsweise. Deshalb dachte ich, ich würde mir ein paar Minuten Zeit nehmen, um es für Sie aufzuschlüsseln.
Lassen Sie uns zunächst darüber sprechen, was Korrosion ist. Unter Korrosion versteht man grundsätzlich die Zersetzung eines Materials, meist eines Metalls, aufgrund einer chemischen Reaktion mit seiner Umgebung. Im Zusammenhang mit Wassersystemen kann Korrosion ein echtes Problem sein. Dies kann zu Undichtigkeiten, verminderter Effizienz der Geräte und sogar einer Verunreinigung der Wasserversorgung führen. Hier kommen Korrosionsinhibitoren ins Spiel.
1. Bildung eines Schutzfilms
Eine der Hauptfunktionen von Korrosionsinhibitoren besteht darin, einen Schutzfilm auf der Metalloberfläche zu bilden. Dieser Film fungiert als Barriere zwischen dem Metall und den korrosiven Elementen im Wasser. Es können verschiedene Arten von Filmen gebildet werden. Einige Inhibitoren reagieren beispielsweise mit der Metalloberfläche und bilden einen passiven Oxidfilm. Dieser Film ist sehr dünn, verhindert aber äußerst wirksam weitere Korrosion.
Nehmen wir den Fall von Heizkesseln. Kessel sind ständig Wasser mit hoher Temperatur ausgesetzt, das sehr ätzend sein kann. Ein guter Korrosionsinhibitor bildet eine Schutzschicht auf den Innenwänden der Kesselrohre. Diese Schicht verhindert, dass Sauerstoff und andere korrosive Substanzen an das Metall gelangen, und verlängert so die Lebensdauer des Kessels.
2. Kontrolle elektrochemischer Reaktionen
Korrosion ist oft ein elektrochemischer Prozess. Dabei kommt es zum Elektronenfluss zwischen verschiedenen Teilen des Metalls, der zur Auflösung des Metalls führt. Korrosionsinhibitoren können diese elektrochemischen Reaktionen stören.
Sie können entweder die anodische Reaktion (bei der das Metall Elektronen verliert) oder die kathodische Reaktion (bei der Elektronen aufgenommen werden) verlangsamen. Einige Inhibitoren wirken beispielsweise, indem sie an den anodischen Stellen auf der Metalloberfläche adsorbieren. Dadurch verringert sich die Geschwindigkeit, mit der die Metallatome Elektronen abgeben können, wodurch der Korrosionsprozess wirksam verlangsamt wird.
In Kühlwassersystemen ist dies von entscheidender Bedeutung. Kühltürme dienen der Ableitung von Wärme aus industriellen Prozessen. Das Wasser in diesen Systemen wird häufig mit Korrosionsinhibitoren behandelt, um die elektrochemischen Reaktionen zu kontrollieren, die sonst zu einer schnellen Korrosion der Rohre und Wärmetauscher führen würden.
3. Neutralisierung ätzender Substanzen
Eine weitere wichtige Funktion von Korrosionsinhibitoren besteht darin, korrosive Stoffe im Wasser zu neutralisieren. Wasser kann verschiedene saure oder alkalische Stoffe enthalten, die Korrosion verursachen können. Beispielsweise kann in Wasser gelöstes Kohlendioxid Kohlensäure bilden, die gegenüber Metallen korrosiv ist.
Einige Korrosionsinhibitoren sind basischer Natur. Sie reagieren mit den sauren Substanzen im Wasser, erhöhen den pH-Wert und machen das Wasser weniger korrosiv. Durch die Neutralisierung dieser korrosiven Substanzen schützen die Inhibitoren die Metallkomponenten im Wassersystem.
In der kommunalen Wasseraufbereitung ist dies eine gängige Praxis. Das Wasser aus natürlichen Quellen kann aufgrund des Vorhandenseins von Säuren einen niedrigen pH-Wert haben. Die Zugabe von Korrosionsinhibitoren hilft, den pH-Wert anzupassen und Korrosion in den Verteilerrohren zu verhindern.
4. Verhinderung mikrobiologisch beeinflusster Korrosion (MIC)
Auch Mikroorganismen können bei der Korrosion eine große Rolle spielen. Mikrobiologisch beeinflusste Korrosion (MIC) entsteht, wenn Bakterien, Pilze oder andere Mikroorganismen Biofilme auf der Metalloberfläche bilden. Diese Biofilme können eine Mikroumgebung schaffen, die stark korrosiv ist.
Korrosionsinhibitoren können auf verschiedene Weise zur Vorbeugung von MIC beitragen. Einige Hemmstoffe haben biozide Eigenschaften, das heißt, sie können Mikroorganismen abtöten oder deren Wachstum hemmen. Andere können die Bildung von Biofilmen stören und verhindern, dass sich Mikroorganismen an der Metalloberfläche festsetzen.
Bei der Öl- und Gasförderung, wo bei der Gewinnung häufig Wasser verwendet wird, ist MIC ein großes Problem. Der Einsatz von Korrosionsinhibitoren, die MIC bekämpfen können, ist zum Schutz der Rohrleitungen und Geräte unerlässlich.
5. Kompatibilität mit anderen Wasseraufbereitungsmitteln
Als Lieferant von Wasseraufbereitungsmitteln weiß ich, dass Korrosionsinhibitoren gut mit anderen Mitteln im Wasseraufbereitungsprozess zusammenarbeiten müssen. Sie sollten beispielsweise mit Kalkinhibitoren kompatibel sein. Ablagerungen sind ein weiteres häufiges Problem in Wassersystemen, und Ablagerungsinhibitoren werden eingesetzt, um die Bildung von Mineralablagerungen zu verhindern.
Ein guter Korrosionsinhibitor sollte nicht negativ mit Ablagerungsinhibitoren reagieren. Stattdessen sollten sie zusammenarbeiten, um einen umfassenden Schutz des Wassersystems zu gewährleisten. Dies ist besonders wichtig in industriellen Wasseraufbereitungsanlagen, in denen mehrere Behandlungsmittel gleichzeitig verwendet werden.
6. Kosten – Wirksamkeit
Vergessen wir nicht die Kosteneffizienz. Der Einsatz von Korrosionsinhibitoren kann auf lange Sicht viel Geld sparen. Durch die Verhinderung von Korrosion vermeiden Sie häufige Reparaturen und den Austausch von Geräten. Dadurch können die Wartungskosten deutlich gesenkt werden.
Beispielsweise kann eine Produktionsanlage, die in ihren Prozessen große Mengen Wasser verbraucht, durch den Einsatz von Korrosionsinhibitoren ein Vermögen einsparen. Die Anschaffungskosten der Inhibitoren sind viel geringer als die Kosten für den Austausch korrodierter Rohre, Pumpen und Wärmetauscher.
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Referenzen
- Jones, DA (1996). Grundsätze und Prävention von Korrosion. Prentice Hall.
- Fontana, MG (1986). Korrosionstechnik. McGraw - Hill.
- Roberge, P. R. (2008). Korrosionsgrundlagen: Eine Einführung. NACE International.