Kesselkorrosionsinhibitoren: Typen, Dosierung und Überwachung

Gängige Arten von Korrosionsinhibitoren für Kessel und wann man sie verwendet

Verschiedene Inhibitor-Chemikalien adressieren unterschiedliche Korrosionsmechanismen. Wählen Sie basierend auf dem Kesseltyp (Dampf vs. geschlossenes Heißwasser), der Wasserchemie, der Metallurgie und den Abfluss-/Regulierungsgrenzen.

Sauerstofffänger (z. B. Natriumsulfit, Hydrazin-Alternativen)

Zweck: Gelösten Sauerstoff entfernen, um Lochfraß und Unterablagerungskorrosion zu verhindern. Typisch für die Speisewasseraufbereitung in Dampfsystemen und für entlüftete Zusatzstoffe, bei denen Restsauerstoff verbleibt.

Filmende Amine (flüchtige Amine)

Zweck: Bilden eines dünnen hydrophoben Films auf kondensat- und dampfseitigen Metalloberflächen zum Schutz von Kondensatleitungen, Kondensatableitern und Wärmetauschern. Wird in Systemen verwendet, in denen häufig Kondensatkorrosion (Neutralisationskorrosion) auftritt.

Phosphat-/Alkalitätsbildner

Zweck: Aufrechterhaltung der Alkalität des Grundwassers und Bildung schützender Phosphatschichten auf Stahl in Niederdruckkesseln oder Zusatzwassersystemen. Muss kontrolliert werden, um Verschleppung und Ablagerung zu vermeiden.

Nitrit / Molybdat für geschlossene Systeme

Zweck: Korrosionshemmung für Eisenmetalle in geschlossenen Warmwassersystemen (z. B. Hydronik). Nitrit wird typischerweise für sauerstoffhaltige geschlossene Systeme verwendet; Molybdat kann gewählt werden, wenn Nitrit nicht kompatibel ist.

Polymere Dispergiermittel und Schwellenwertinhibitoren

Zweck: Halten Sie Eisenoxide und Härteausfällungen dispergiert, damit sie keine dichten, unter Ablagerungen liegenden Korrosionsstellen bilden. Wird oft in Kombination mit anderen Inhibitoren verwendet.

So wählen Sie das richtige Inhibitorprogramm aus

Bei der Auswahl müssen Systemmetallurgie, Speisewasserqualität, Betriebsdruck/-temperatur, Umgebungsbedingungen und Kompatibilität mit vorhandenen Chemikalien in Einklang gebracht werden.

• Identifizieren Sie vorherrschende Korrosionsmechanismen (Sauerstofflochfraß, allgemeine gleichmäßige Korrosion, Spaltkorrosion, Kondensatkorrosion).
• Ordnen Sie Systemmaterialien zu (Kohlenstoffstahl, Kupferlegierungen, Edelstahlsorten) und priorisieren Sie den Schutz der am stärksten gefährdeten Teile.
• Überprüfen Sie die gesetzlichen Grenzwerte für Abwasser (Phosphat, Nitrit, Molybdat) und wählen Sie eine Chemie aus, die den Einleitungsbeschränkungen entspricht.
• Überprüfen Sie die chemische Kompatibilität mit vorhandenen Bioziden, Kalkinhibitoren und Weichmacher-/Regenerationschemikalien.
• Führen Sie vor der vollständigen Einführung einen kleinen Kompatibilitäts- und Leistungstest im Labor (Coupon oder rotierender Zylinder) durch.

Dosierungsprinzipien und Berechnungsbeispiel

Dosierungsziele werden normalerweise in mg/L (ppm) des aktiven Inhibitors ausgedrückt. Optionen für die Dosierstrategie: kontinuierliche Zufuhr (bevorzugt für stationäre Systeme) oder periodische Schussdosierung (zur Wartung oder Inbetriebnahme).

Praktische Dosierschritte

• Legen Sie die angestrebte Restkonzentration für den Inhibitor fest (z. B. 150–300 ppm für einige filmbildende Amine oder 200 ppm Aktivstoff für einen bestimmten Sauerstofffänger – befolgen Sie die Anweisungen des Herstellers).
• Messen Sie das Systemvolumen genau (Liter oder Gallonen), einschließlich Rohrleitungen und Kondensatrückführungswegen.
• Wählen Sie Einspeisepunkte, an denen sich die Chemikalien schnell vermischen (Zusatz-/Speisewasserleitung, Kondensatrückführung für filmbildende Amine).
• Verwenden Sie eine Dosierpumpe, die so dimensioniert ist, dass die Zielkonzentration bei gegebenen Nachspeise- und Abschlämmraten aufrechterhalten wird.

Beispielrechnung (Ziffer für Ziffer)

Angenommen, das Systemvolumen beträgt 10.000 l und der Zielinhibitor ist 200 mg/l (ppm) aktiv. Berechnung:

Schritt 1: Multiplizieren Sie das Volumen mit der Zielkonzentration: 10.000 × 200 = 2.000.000 (Einheiten: mg).
Schritt 2: Umrechnen von mg in Gramm: 2.000.000 ÷ 1.000 = 2.000 g.
Schritt 3: Gramm in Kilogramm umrechnen: 2.000 ÷ 1.000 = 2 kg.
Erforderliche Masse an aktivem Inhibitor = 2 kg, um 200 mg/L in 10.000 L zu erreichen.

Überwachung und analytische Kontrollen

Implementieren Sie ein Überwachungsprogramm, das das Vorhandensein von Inhibitoren und den Systemzustand überprüft – verlassen Sie sich nicht nur auf die Pumpenlaufzeiten.

Grundlegende Routinemessungen

• Inhibitorreste (herstellerspezifische Testkits oder Laboranalyse) – Häufigkeit: täglich bis wöchentlich, je nach Kritikalität.
• pH-Wert von Speisewasser, Kesselwasser und Kondensat – steuert die Alkalität und hilft bei der Erkennung von Säureangriffen oder Überdosierung.
• Gelöster Sauerstoff (DO) am Zusatz und nach dem Entgaser – bestätigt die Wirksamkeit des Sauerstofffängers.
• Eisen- (Fe) und Kupfer- (Cu) Konzentrationen in ppm oder ppb – steigende Werte weisen auf Korrosionsaktivität hin.
• Überprüfung der Gesamtmenge gelöster Feststoffe (TDS) / Leitfähigkeit und Abschlämmkontrolle.
• Visuelle Inspektion von Fallen, Sieben und Probenahmestellen; regelmäßige Metallcoupon-Expositionstests zur Korrosionsrate (mm/Jahr).

Einspritzpunkte, Ausrüstung und Kontrollstrategien

Der richtige Injektionsort bestimmt die Leistung. Bei flüchtigen Chemikalien in das Speisewasser oder den Dampf-/Kondensatrücklauf einspritzen; für Masseninhibitoren, die in das Speisewasser oder den Hotwell eingespritzt werden.

• Speisewassertank/Entgaser: Gut für Sauerstofffänger und alkalische Massenchemikalien.
• Hotwell/Kondensatrückführung: Bevorzugt bei filmbildenden Aminen zum Schutz von Kondensatleitungen und Wärmetauschern.
• Kesselzulaufleitung hinter dem Entgaser: sorgt für die Einmischung in das Hauptwasser vor der Entspannung zu Dampf.
• Verwenden Sie korrosionsfreie, NSF/ASME-konforme Dosierpumpen und Rückschlagventile; Installieren Sie Probenanschlüsse vor und nach den Einspritzpunkten.

Beheben häufiger Probleme

Durch die schnelle Erkennung von Fütterungs- oder Kompatibilitätsproblemen werden Ausfallzeiten reduziert. Verwenden Sie gemessene Datensymptome, um Probleme zu isolieren.

Symptom: Anhaltend hoher Eisengehalt im Kesselwasser

• Mögliche Ursachen: Unterdosierung, Toträume mit Sauerstoffeintrag, schlechte Entlüftung. Maßnahmen: Rückstände überprüfen, DO-Spülung erhöhen, Entgaser und Kondensatrückführung auf Luftlecks prüfen.

Symptom: Schaumbildung oder Verschleppung

• Mögliche Ursachen: zu viel Phosphat oder organische Stoffe; schwer lösliche Niederschläge; kondensierbare Amine, die eine Verschleppung verursachen. Maßnahmen: Kieselsäure- und Phosphatprüfungen durchführen, Phosphatkonzentration reduzieren, Kesselabschlämmungskontrolle bestätigen.

Symptom: Kondensatkorrosion

• Mögliche Ursachen: niedriger pH-Wert des Kondensats, saure Verschleppung, fehlendes filmbildendes Amin. Maßnahmen: pH-Wert des Kondensats messen, Kondensatneutralisator in Betracht ziehen oder Amineinspritzung in den Kondensatrücklauf überwachen.

Kompatibilitäts-, Sicherheits- und Umweltaspekte

Beachten Sie die Wechselwirkungen mehrerer Chemikalien, die Sicherheit des Personals und die Grenzwerte für die Abwassereinleitung.

• Kompatibilität: Mischen Sie niemals unbekannte Chemikalien ohne Labortests. Nitrite können mit bestimmten Aminen und organischen Stoffen reagieren. Eine Überdosierung von Phosphat führt zu Ablagerungen – Ausgleich durch Dispergiermittel.
• Sicherheit: Viele Sauerstofffänger und konzentrierte Aminprodukte sind gefährlich – verwenden Sie geeignete PSA, Lagerbehälter und Pläne zur Reaktion auf Verschüttungen.
• Vorschriften: Überprüfen Sie die örtlichen Einleitungsgrenzwerte für Phosphat, Molybdat und Nitrit. Wenn die Entladung eingeschränkt ist, entscheiden Sie sich für schonende Chemikalien oder eine Vor-Ort-Behandlung vor der Entladung.

Aufzeichnungen und KPIs

Führen Sie ein einfaches Protokoll, das die Aufzeichnungen der Chemikalienzufuhr mit den Überwachungsergebnissen und Wartungsereignissen verknüpft. Zu den nützlichen KPIs gehören die Korrosionsrate (mm/Jahr), der Fe-ppm-Trend, der Inhibitorrückstand und die Häufigkeit der Abschlämmung.

Checkliste für die praktische Umsetzung

• Überprüfen Sie die Wassermengen, Metallurgie und Zusatzchemie des Systems.
• Wählen Sie eine Inhibitorfamilie, die auf den primären Korrosionsmechanismus abgestimmt ist.
• Führen Sie vor der werksweiten Einführung zur Bestätigung einen Probe- oder Labortest durch.
• Installieren Sie Messgeräte, Probenanschlüsse und klare SOPs für Zufuhr und Überwachung.
• Protokollieren Sie Ergebnisse und passen Sie die Zufuhrraten basierend auf gemessenen Rückständen und Eisentrends an.

Wenn Sie diese praktischen Schritte befolgen, werden die Korrosionsraten reduziert, die Zahl der außerplanmäßigen Wartungsarbeiten verringert und die Lebensdauer der Komponenten verlängert. Wenn Sie möchten, kann ich ein druckbares Dosierungsarbeitsblatt oder eine Muster-SOP für die kontinuierliche Inhibitorkontrolle erstellen, die auf Ihr Systemvolumen und Ihre Make-up-Rate zugeschnitten ist.