Korrosion: Eine unerwünschte Erscheinung

Korrosionsformen
Im allgemeinen Sprachgebrauch werden Korrosionsvorgänge auch als „rosten“ bezeichnet – Zinkgeriesel, rostfarbenes Wasser und Rostflecken an sanitären Anlagen sind das Alarmsignal für Korrosion im Hausleitungsnetz.
Als Korrosion (lateinisch: corrodere = zernagen) bezeichnen wir solche Reaktionen eines Werkstoffes mit seiner Umgebung, die eine mess- und sichtbare Veränderung des Werkstoffes bewirken. Beliebte Beispiele sind das Rosten von Eisen am alten Auto, Gartenzaun oder Fahrrad.
Dass Rost eine Reaktion von Eisen mit Sauerstoff und Wasser ist, war den Menschen schon sehr früh klar. Heute wissen wir, dass es mehrere Verursacher von Korrosion gibt: Der pH-Wert (saures Wasser löst Metall auf), der Sauerstoffgehalt und der Salzgehalt des Wassers bestimmen die Korrosion. Daneben sind auch physikalische Gegebenheiten (z.B. Schwingungen, hohe Strömungsgeschwindigkeiten, thermische Wechselbeanspruchungen u.v.m.) oder schlicht der Kontakt verschiedener Metalle als Korrosionsquellen erforscht.
Unterschiedliche Ursachen führen auch zu unterschiedlichen Korrosionsarten. Zu unterscheiden sind die gleichmäßige Flächenkorrosion, die lokale Loch- und Muldenkorrosion, die galvanische Bimetallkorrosion, Spaltkorrosion, selektive Korrosion, Spannungskorrosion usw.

Bei der Korrosion fließen Elektronen
Das SHK-Fachhandwerk muss insbesondere auf diese Prozesse achten:

• Abtrag von Rohrmaterial oder Korrosionsprodukten durch zu schnell fließendes Wasser (Erosion) oder Wasserwirbel (Kavitation),
• chemische Reaktion von bestimmten Wasserinhaltsstoffen mit dem Rohrmaterial,
• Kontaktkorrosion: Sie entsteht beim Kontakt von Metallen mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen, z.B. an Lötstellen oder durch eingeschwemmte metallische Fremdstoffe.

Die Vorgänge der Zustandsänderung sind elektrochemischer Art, d.h. es fließt Strom. Wenn eine Lösung oder ein Stoff elektrischen Strom leitet, müssen geladene Teilchen (die Elektronen) transportiert werden. Wird der Stromfluss isoliert, ist der Kreislauf (Stromkreis) unterbrochen.

Korrosionsschutz
Darauf gründet sich der „passive Korrosionsschutz“: Er basiert auf einem geeigneten Überzug (z.B. Lack, Email, Gummi, usw.) auf dem zu schützenden Werkstoff. Der nichtleitende Überzug verhindert zum einen den geschlossenen Stromkreis und zum anderen auch den Kontakt mit Sauerstoff.
Beim „aktiven Korrosionsschutz“ schützen unedlere Schichten den Werkstoff und wirken dabei als Opferanode (Schutzanode). Auf diese Weise werden oft Metalle, die mit frischem, sauerstoffreichem Wasser in Berührung kommen, vor Rost geschützt. So ist Eisen in der elektrochemischen Spannungsreihe positiver (edler) als Zink oder Magnesium, d.h. das unedlere Metall stellt die Anode (Opferanode) dar. Eisen ist dann so lange kathodisch geschützt, bis das unedlere Metall wegkorrodiert ist.
In einem Trinkwasser, das mindestens 20 mg/l Calcium (2 bis 3°dH Härte) enthält, läuft ein weiterer Schutzmechanismus ab. Im Bereich der Korrosionsstelle fällt Calciumcarbonat aus, das die Korrosionsstelle abdeckt und schützt. Merke: Ein bisschen Kalk im Wasser muss sein.
Kupfer ist ein anerkannt guter Werkstoff für Kalt- und Warmwasser. Wie bei jedem Metall bilden sich auch hier Deckschichten aus. Sie sind in der Regel dicht ausgebildet. Werden Kupferrohre verarbeitet, besitzen sie diese Schutzschicht schon. Wer ein Kupferrohr zersägt, sieht, dass metallisches Kupfer eine andere Farbe hat als die Oxidschicht. Je nach Wasserbeschaffenheit und Betriebsbedingungen (Wasserdurchfluss, Temperatur) wird diese Schutzschicht durch eine Deckschicht zusätzlich geschützt.
Oberste Regel, um Korrosion in Trinkwasserleitungen zu vermeiden, ist die konsequente Werkstoffwahl in Abhängigkeit der vorliegenden Trinkwasserqualität.
Die meisten Korrosionsschäden entstehen erst, wenn mehrere Faktoren in Kombination auftreten: ungünstige Werkstoffe, falsche Installation, ungünstige Betriebsweise, kritische Wasserzusammensetzung. Anzeichen für eine Korrosion in der Hauswasserinstallation sind

• bei verzinkten Rohrsystemen rotbraune Verfärbungen des Wassers,
• Rostpartikel bzw. sandartige Partikel in den Strahlreglern der Armaturen,
• bei Kupferrohren blau-grüne Verfärbung des Wassers.

Der Installateur als Fachmann
Die Hauptschäden sind ein Zuwachsen von Rohren durch Korrosionsprodukte, eine unzulässige Beeinträchtigung der Trinkwasserqualität durch Schwermetalle, hartnäckige Verfärbungen an Sanitärgegenständen – und nicht zuletzt Wasserrohrbrüche mit unter Umständen hohen Folgeschäden.
Was kann der Installateur seinen Kunden raten?

• Stufe 1: Installation eines Schutzfilters zum sicheren Schutz vor korrosionsfördernden Fremdpartikeln aus dem Versorgungsnetz,
• Stufe 2: Eine Innenrohrversiegelung durch den Aufbau einer schützenden Deckschicht (Mineralstoffdosierung) gegen aggressives Wasser – selbst bereits korrodierte Rohre können auf diese Weise saniert werden.

Der Installateur kann nur anhand einer Wasseranalyse beurteilen, ob eine Dosierung erforderlich ist. Ist dies der Fall, dürfen nur Aufbereitungsstoffe eingesetzt werden, die in der Liste des Umweltbundesamtes (UBA-Lis­te) gemäß Trinkwasserverordnung zuge­lassen sind.
Die dosierten Mineralstoffe haben keine Auswirkung auf Geruch und Geschmack des Trinkwassers. Auch bei bereits korrodierten Rohrsystemen kann durch die Mineralstoffdosierung sanft saniert werden. Durch die Schutzschicht wird der weitere Kontakt von aggressivem Wasser mit der Rohrwandung unterbunden.
Ist die Haustechnik noch nicht zu stark vorgeschädigt, kommt der Einsatz alternativer Kalk- und Korrosionsschutz-Geräte in Betracht. Das Gerät „AQA total Energy“ (Hersteller BWT) beispielsweise gibt einen Mineralstoff ab. Er bietet Schutz gegen Flächenkorrosion bei Wässern mit aggressiven Eigenschaften. Das Gerät schützt zugleich vor Ablagerungen von Kalk.

Fazit
Korrosionsfragen müssen stets im Zusammenspiel mit der Wasserqualität, den Betriebsbedingungen, der Verarbeitungsqualität und der Werkstoffgüte betrachtet werden. Im Übrigen ist Korrosionsschutz auch Hygieneschutz, da Korrosionsvorgänge immer die Innenoberfläche des Leitungssystems schädigen und so das Wachstum von Keimen begünstigen.

Autor: Dipl.-Ing. Willibald Schodorf, Leiter Technische Geschäfte, BWT Wassertechnik GmbH, Schriesheim

Bilder: BWT

www.bwt.de

*) Teil 1: Ausgabe Januar 2012
Teil 2: Ausgabe Februar 2012
Teil 3: Ausgabe März 2012
Teil 4: Ausgabe April 2012