Glossar Heizungswasser

Kontrollierte Ausschleusung von salzreichem Kreislaufwasser zur Begrenzung der Eindickung in Kühl oder Kesselsystemen. Das Kriterium wird über die elektrische Leitfähigkeit oder die Chloridkonzentration definiert. Bei Erreichen des Grenzwerts öffnet ein motorisiertes Ventil. Ein zu geringer Absalzungstakt führt zu Kalk und Sulfatausfällungen, ein zu hoher Takt verschwendet Wasser, Energie und teure Konditionierungsmittel.

Die Absalzung ist ein wichtiger Parameter bei der Heizungswasser Analyse und der technischen Wasseraufbereitung.

Anlagerung gelöster Moleküle oder Ionen an einer festen Oberfläche ohne Bildung neuer chemischer Verbindungen. Adsorptionsprozesse beeinflussen Inhibitorwirkung, Passivschichtbildung und das Verhalten von Verunreinigungen im Wassersystem.

Dünne Grenzschicht aus angelagerten Molekülen auf Materialoberflächen. Solche Schichten beeinflussen Reibung, Stofftransport, Korrosionsschutz und die Wechselwirkung zwischen Wasser und Werkstoff.

Sammelbegriff für die chemische Neigung eines Wassers, metallische Werkstoffe anzugreifen oder Schutzschichten zu destabilisieren. Beeinflusst wird die Aggressivität insbesondere durch pH Wert, Leitfähigkeit, Chlorid, Sulfat, Sauerstoffgehalt und Temperatur.

Übergang eines Metalls vom passiven in den aktiven Zustand infolge Zerstörung der schützenden Oxidschicht. Die Aktivierung ist häufig die Voraussetzung für lokale Korrosionsformen wie Lochfrass oder Spaltkorrosion.

Reaktive Form gelöster Kieselsäure im Wasser. Unter thermischer Belastung kann Aktivkieselsäure schwer lösliche Silikatablagerungen bilden und Wärmeübertrager thermisch belasten.

Anheben des pH Werts in den optimalen Korrosionsschutzbereich. Bei reinen Eisenwerkstoffen wird ein pH Wert von 9.0 bis 10.5 angestrebt. Verwendet werden feste Alkalisierungsmittel wie Natriumhydroxid (NaOH) oder Trinatriumphosphat (Na₃PO₄), im Dampfbereich flüchtige Amine wie Cyclohexylamin. Diese verschieben das Dissoziationsgleichgewicht des Wassers hin zu mehr Hydroxidionen (OH⁻).

Die Alkalinisierung ist ein zentraler Bestandteil moderner Heizungswasser Behandlung und Wasseranalytik.

Verfügbare Pufferkapazität eines Wassers gegenüber Säureeinträgen. Eine ausreichende Alkalitätsreserve stabilisiert den pH Wert und reduziert plötzliche chemische Milieuänderungen im System.

Aluminium besitzt ein amphoteres Verhalten und löst sich sowohl in Säuren als auch in Laugen auf. Seine schützende Passivschicht aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) ist nur im engen pH Fenster von 6.5 bis 8.5 stabil. Steigt der pH Wert über 8.5, beispielsweise durch Eigenalkalisierung, reagiert die Schicht zu wasserlöslichem Aluminat ([Al(OH)₄]⁻), was rasanten Lochfrass an Wärmetauschern verursacht.

Aluminiumkorrosion zählt zu den häufigen Schadensbildern bei ungeeigneter Heizungswasser Qualität.

Entsteht im System oft durch den thermischen Abbau von stickstoffhaltigen Konditionierungsmitteln oder Mikroorganismen. Ammoniak bildet mit Kupferionen den tiefblauen, wasserlöslichen Kupfertetramminkomplex ([Cu(NH₃)₄]²⁺).

Dies führt zur chemischen Zerstörung von Messing und Kupferbauteilen durch Spannungsrisskorrosion.

Negativ geladene Ionen. Chlorid (Cl⁻) und Sulfat (SO₄²⁻) gelten als aggressiv, da sie Passivschichten durchdringen. Carbonat (CO3²⁻) und Phosphat (PO₄³⁻) wirken unter bestimmten Bedingungen passivierend, da sie schützende Deckschichten auf Metallen aufbauen.

Die Bewertung dieser Anionen gehört zu den Grundlagen der Wasseranalytik und Korrosionsbewertung.

Das im geschlossenen Heizungs oder Kühlsystem zirkulierende Wasser.

Anlagenwasser unterscheidet sich chemisch deutlich vom ursprünglichen Füllwasser, da sich während des Betriebs pH Wert, Leitfähigkeit, Sauerstoffgehalt, Metallfrachten und organische Belastungen verändern können.

Die zwei räumlich getrennten Bereiche einer Korrosionszelle.

An der Anode findet die Oxidation statt (Metallauflösung: Fe → Fe²⁺ + 2e⁻). An der Kathode erfolgt die Reduktion, meist die Sauerstoffreduktion (O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻). Der fliessende Elektronenstrom zwischen beiden Polen treibt den Korrosionsprozess an.

Dieses Prinzip bildet die Grundlage der Korrosionsanalyse in elektrochemischen Wasseranalytik.

Hemmen gezielt die anodische Metallauflösung durch Bildung einer stabilen Passivschicht auf der Metalloberfläche, wodurch die Oxidation des Werkstoffs deutlich verlangsamt wird.

Total Inorganic Carbon.

Die Summe aller gelösten anorganischen Kohlenstoffverbindungen im Wasser (CO₂, H₂CO₃, HCO³⁻, CO₃²⁻). Der TIC bestimmt die chemische Pufferkapazität des Wassers gegenüber pH Wert Schwankungen und liefert die Bausteine für die Kalksteinbildung.

Zustand, bei dem gelöste Stoffe ihre Löslichkeitsgrenze überschreiten und als Feststoff auskristallisieren. Die Ausfällungsgrenze bestimmt wesentlich die Bildung von Kesselstein, Gips oder Metalloxiden.

Physikochemischer Effekt, bei dem im Wasser gelöste Gase wie O₂, N₂ oder CO₂ aufgrund von Temperaturerhöhung oder Druckabfall frei werden.

Das Gesetz von Henry besagt, dass die Löslichkeit eines Gases proportional zu seinem Partialdruck ist. Die Freisetzung von Kohlensäure führt dabei zu einem Anstieg des pH Werts. Ausgasung beeinflusst die Wasserqualität und spielt eine wichtige Rolle bei Heizungswasser Analysen.

Kenngrösse von Ionenaustauschmaterialien, welche angibt, wie viele Ionen pro Masse oder Volumen gebunden werden können. Sie bestimmt direkt die Leistungsfähigkeit von Enthärtungs und Vollentsalzungsanlagen.

Korrosionsprozess, bei dem die entstehenden Reaktionsprodukte den Materialangriff zusätzlich beschleunigen. Typisch bei Lochfrass, da lokal Säurebildung und Ionenkonzentration weiter ansteigen.

Chemische Eigenschaft eines Mediums, Protonen aufzunehmen oder Hydroxidionen bereitzustellen.

Die Basizität beeinflusst Passivschichtbildung, Werkstoffstabilität und Korrosionsmechanismen.

Bildung fester oder halb fester Ablagerungen auf wärmeübertragenden oder strömungsführenden Oberflächen.

Beläge entstehen durch Ausfällung gelöster Stoffe, Korrosionsprodukte oder biologische Prozesse und erhöhen den Wärmeleitwiderstand sowie lokale Korrosionsneigung.

Lokales Korrosionselement, das durch unterschiedliche Sauerstoffkonzentrationen auf derselben Metalloberfläche entsteht. Sauerstoffarme Bereiche wirken anodisch und korrodieren bevorzugt.

Lokale Korrosionsform durch unterschiedliche Sauerstoffkonzentrationen auf derselben Metalloberfläche. Sauerstoffarme Bereiche wirken anodisch und korrodieren bevorzugt. Typisch unter Ablagerungen, Biofilmen oder in Totzonen.

Fähigkeit chemischer Systeme oder Aufbereitungsmedien, Ionen oder Moleküle aufzunehmen und dauerhaft zu fixieren. Wichtiger Begriff bei Puffersystemen und Ionenaustausch.

Mehrschichtige Struktur aus Mikroorganismen und extrazellulären Polymeren auf Materialoberflächen. Biofilme verändern lokal pH Wert, Sauerstoffverfügbarkeit und Stofftransport und fördern dadurch mikrobiell induzierte Korrosion.

Die extrazelluläre polymere Substanz (EPS), die von Bakterienkolonien auf Rohrinnenwänden ausgeschieden wird. Dieser biologische Schleim besitzt eine geringere Wärmeleitfähigkeit als Kalkstein, isoliert Wärmetauscher thermisch und bildet einen idealen Lebensraum für anaerobe, metallzerstörende Mikroorganismen (siehe MIC).

Biofouling zählt zu den häufigsten Ursachen für Effizienzverluste und lokale Korrosionsmechanismen.

Wirkstoffe gegen mikrobielles Wachstum.

Oxidierende Biozide wie Ozon oder Chlordioxid zerstören Zellmembranen durch Oxidation, erhöhen jedoch gleichzeitig das Redoxpotential und damit die Korrosivität des Wassers.

Nicht oxidierende Biozide wie Isothiazolinone oder Quats greifen gezielt in Stoffwechselprozesse von Mikroorganismen ein, ohne metallische Oberflächen direkt chemisch anzugreifen. Der Einsatz von Bioziden beeinflusst mikrobiologische Stabilität und Werkstoffbeständigkeit technischer Wassersysteme.

Chemisches Puffersystem auf Basis von Natriumtetraborat.

Es bindet freie Oxoniumionen (H₃O⁺) sowie Hydroxidionen (OH⁻) und stabilisiert den pH Wert im Bereich von etwa 9.0 bis 9.3. Zusätzlich unterstützen Borate den Korrosionsschutz durch eine schwache anodische Inhibierung und tragen zur Stabilisierung passiver Stahloberflächen bei.

Spezifische organische Verbindungen wie Tolyltriazol (TTA) oder Benzotriazol (BTA).

Sie lagern sich selektiv an Kupfer und Messingoberflächen an und bilden einen dünnen molekularen Schutzfilm. Dadurch wird die Sauerstoffdiffusion reduziert und die Metallauflösung gehemmt. Buntmetallinhibitoren werden gezielt zum Schutz kupferhaltiger Werkstoffe gegen Korrosion eingesetzt.

Thermodynamisch stabile Kristallform von Calciumcarbonat (CaCO₃).

Calcit bildet den Hauptbestandteil vieler Kalkablagerungen in technischen Wassersystemen.

Das quantitativ wichtigste Kation (Ca²⁺) im natürlichen Schweizer Trinkwasser und Hauptbestandteil der Gesamthärte. Unter Temperatureinfluss reagiert Calcium mit Hydrogencarbonat zu schwer löslichem Calciumcarbonat (CaCO₃), dem Hauptbestandteil von Kesselstein. Calcium bestimmt wesentlich das Ausfällungsverhalten und die thermische Belastung wasserführender Systeme.

Zustand, bei dem Wasser weder Kalk löst noch abscheidet. Die Sättigung bestimmt wesentlich die Stabilität wasserführender Systeme.

Kristallisationsprozess, bei dem gelöste Carbonationen mit Calcium oder Magnesium feste Ablagerungen bilden.

Carbonatbildung beeinflusst:

• Wärmeübertragung
• Druckverluste
• und Anlagenwirkungsgrad.

Der Anteil der im Wasser gelösten Calcium und Magnesiumionen, für den eine äquivalente Menge an Hydrogencarbonat oder Carbonationen vorliegt. Da diese Härte beim Erwärmen als unlöslicher Kalk ausfällt, wird sie als temporäre Härte bezeichnet.

Die Carbonathärte beeinflusst direkt das Kalk Kohlensäure Gleichgewicht.

Bildung und schlagartiger Kollaps von Dampfblasen infolge lokaler Druckunterschreitungen. Kavitation verursacht starke Oberflächenbeanspruchung, Materialabtrag und Strömungsschäden.

Chemische Moleküle wie EDTA, NTA oder Zitronensäure, welche Metallionen ringförmig umschliessen.

Durch diese Komplexierung verlieren beispielsweise Calcium oder Eisen ihre chemische Reaktivität und bleiben gelöst. Dadurch werden Ausfällungen, Schlammbildung und unerwünschte Ablagerungsprozesse reduziert.

Gezielte Veränderung der Wasserchemie durch Zugabe geeigneter Stoffe zur Steuerung von Korrosion, Ablagerungen oder pH Stabilität.

Das kritischste Anion (Cl^–) für Edelstähle und Aluminium.

Aufgrund ihres kleinen Ionenradius können Chloridionen schützende Oxidschichten durchdringen und lokal destabilisieren. Unter Sauerstoffeinfluss entstehen daraus rasch Lochfrasskorrosion (Pitting) und Spannungsrisskorrosion. Chloride gehören zu den wichtigsten Einflussgrössen für die Werkstoffverträglichkeit technischer Wassersysteme.

Dünne, meist oxidische Schutzschicht auf Metalloberflächen, welche den direkten Kontakt zwischen Werkstoff und Wasser begrenzt und dadurch Korrosion reduziert. Stabilität und Zusammensetzung sind stark abhängig von pH Wert, Temperatur und Wasserchemie.

Chemisch reines H₂O, dem durch Ionenaustausch oder Umkehrosmose praktisch alle gelösten Salze entzogen wurden.

Deionat stellt heute den Schweizer Standard für die Befüllung moderner Heizungsanlagen dar, da es Ausfällungen, Leitfähigkeit und Korrosionspotenzial reduziert.

Stoffwerte:

Verfahren zur Entfernung aller gelösten Ionen.

Mischbett Ionenaustauscher binden Salze chemisch und erzeugen sehr hohe Reinheiten, erfordern jedoch Harzregeneration oder Austausch. Die Umkehrosmose trennt Salze physikalisch über Membranen unter Druck und erreicht typischerweise Salzrückhalteraten von etwa 98 %.

Rein physikalisch durch Verdampfung und anschliessende Kondensation gewonnenes Wasser. Es enthält praktisch keine Salze, organischen Stoffe oder Mikroorganismen. Aufgrund des hohen Energieaufwands wird es technisch häufig durch Deionat ersetzt.

Physikalischer Prozess, bei dem Teilchen aufgrund eines Konzentrationsgefälles wandern. Diffusionsprozesse bestimmen Sauerstoffeintrag, Inhibitorverteilung und Stofftransport innerhalb von Ablagerungen.

Meist synthetische Polymere wie Polycarboxylate, welche elektrostatische Abstossung zwischen kolloidalen Partikeln erzeugen.

Dadurch bleiben Magnetit, Kalkkristalle oder Korrosionsprodukte in Schwebe und lagern sich nicht als Schlamm oder Belag auf wärmeübertragenden Flächen ab.

Prozess in geschlossenen Systemen mit voll oder teilentsalztem Wasser.

Durch Erwärmung zerfällt verbliebenes Hydrogencarbonat (HCO₃⁻) in Hydroxidionen (OH⁻) und Kohlendioxid (CO₂). Dadurch steigt der pH Wert ohne Chemikalienzugabe häufig auf Werte über 9.0 an. Bei Aluminium kann dies die Stabilitätsgrenze von pH 8.5 überschreiten und Materialschäden verursachen.

Eine Nachkontrolle nach 6 bis 12 Wochen wird nach SWKI BT102-01 empfohlen.

Mikroorganismen, die gelöstes Eisen(II) zu unlöslichem Eisen(III) oxidieren.

Dadurch entstehen rotbraune, gallertartige Ablagerungen, welche Rohrquerschnitte reduzieren und mechanische Komponenten beeinträchtigen.

Summenparameter aller im Wasser gelösten Kationen und Anionen, gemessen in μS/cm.

Die Leitfähigkeit dient als wichtiger Indikator für Salzgehalt und elektrochemische Aktivität. Je niedriger die Leitfähigkeit, desto geringer ist der Stromfluss innerhalb lokaler Korrosionselemente.

Elektrisch leitfähiges Medium mit frei beweglichen Ionen. Heizungswasser wirkt als Elektrolyt und ermöglicht dadurch elektrochemische Korrosionsreaktionen zwischen anodischen und kathodischen Bereichen.

Entfernung gelöster Gase aus Wasser infolge Temperaturerhöhung, Druckänderung oder technischer Entgasungseinrichtungen. Ziel ist die Minimierung von Sauerstoff und Kohlendioxid.

Wasser, bei dem Calcium und Magnesium gezielt gegen Natrium ausgetauscht wurden. Obwohl die Härte reduziert wird, bleiben Salzgehalt und Leitfähigkeit nahezu unverändert.

Stoffwerte:

Verfahrenstechnischer Prozess zur Reduktion der Wasserhärte mittels Austauscherharzen, welche mit Natriumchlorid regeneriert werden.

Moderner Synonymbegriff für Deionat oder vollentsalztes Wasser. Beschreibt Wasser, dem sämtliche gelösten Ionen entzogen wurden.

Kombinierter Schadensmechanismus aus Strömungsbeanspruchung und Korrosion. Turbulenzen oder hohe Geschwindigkeiten entfernen die Passivschicht mechanisch, wodurch das freigelegte Metall unmittelbar weiter korrodiert.

Die beiden Betriebsphilosophien gemäss SWKI BT 102 01 zur Begrenzung von Korrosion und Materialbelastung.

Die salzarme Fahrweise (< 100 μS/cm, optimal < 30 μS/cm) reduziert die Leitfähigkeit und erlaubt Sauerstoffgehalte bis 0.1 mg/l.

Die salzhaltige Fahrweise (100 bis 1500 μS/cm) toleriert höhere Salzfrachten, erfordert jedoch ein nahezu vollständig gasdichtes System mit Sauerstoffwerten unter 0.02 mg/l.

Bilden durch Adsorption eine dünne, zusammenhängende, hydrophobe Schutzschicht auf der Metalloberfläche, welche den direkten Kontakt zwischen Wasser und Werkstoff unterbindet und dadurch elektrochemische Korrosionsreaktionen hemmt.

In der Wasserchemie trennen Oberflächenfilter wie Siebe oder Membranen Partikel überwiegend über ihre Grösse.

Tiefenfilter wie Sand oder Faserfilter nutzen zusätzlich Adsorptions und Haftmechanismen zur Rückhaltung feinster kolloidaler Korrosionsprodukte und Schwebstoffe.

Sammelbegriff für unerwünschte Ablagerungen auf Oberflächen. Dazu zählen Kalk, Korrosionsprodukte, Biofilme, organische Rückstände und Partikelbeläge, welche Wärmeübergang und Strömungsverhalten verschlechtern.

Glykole wie Ethylen oder Propylenglykol unterliegen unter thermischer Belastung einer thermooxidativen Alterung.

Dabei entstehen organische Säuren wie Glykolsäure oder Ameisensäure, welche den pH Wert absenken und die Korrosionsneigung deutlich erhöhen, sofern keine ausreichende Pufferung vorhanden ist.

Elektrochemischer Prozess beim direkten Kontakt zweier Metalle mit unterschiedlichem elektrochemischem Potential, beispielsweise Kupfer und unlegierter Stahl. Das unedlere Metall wirkt als Anode und wird bevorzugt aufgelöst. Die Intensität wird durch Leitfähigkeit, Flächenverhältnis und Sauerstoffverfügbarkeit bestimmt.

Mathematische Summe aller gelösten Erdalkali Ionen, hauptsächlich Calcium und Magnesium.

In der Schweiz wird die Gesamthärte meist in Französischen Härtegraden angegeben (1 °fH = 0.1 mmol/l = 4 mg Ca²⁺/l). Sie bestimmt das theoretische Potenzial zur Bildung von Kesselstein.

Messverfahren zur Bestimmung des Frostschutzgehalts auf Basis des optischen Brechungsindexes. Die Konzentration des Glykols beeinflusst Frostschutzwirkung, Viskosität und thermische Eigenschaften des Mediums.

Dünner Bereich direkt an der Werkstoffoberfläche, in dem Strömungsgeschwindigkeit, Stofftransport und chemische Konzentrationen stark vom Hauptstrom abweichen. Viele Korrosionsprozesse entstehen innerhalb dieser Grenzschicht.

Flüchtiges, salzfreies Reduktionsmittel (N₂H₄) zur Bindung gelösten Sauerstoffs.

Aufgrund seiner Toxizität ist Hydrazin in der Schweizer Gebäudetechnik nicht zugelassen und wird nur unter strengen Bedingungen in industriellen Dampfsystemen eingesetzt.

Das dominante Anion (HCO₃^–) natürlicher Rohwässer und wichtigstes chemisches Puffersystem.

Die Gleichgewichtsreaktion

HCO₃⁻ + H⁺ ⇌ H₂CO₃ ⇌ H₂O + CO₂

bestimmt pH Stabilität und Ausfällungsverhalten. Durch Erwärmung verschiebt sich das Gleichgewicht in Richtung CO₂ Austritt und Carbonatbildung.

Chemische Reaktion eines Stoffes mit Wasser unter Spaltung chemischer Bindungen. Hydrolyseprozesse beeinflussen Additivabbau, pH Veränderungen und Materialalterung.

Elemente der zweiten Hauptgruppe, insbesondere Calcium (Ca²⁺) und Magnesium (Mg²⁺). Sie reagieren mit Carbonaten zu schwer löslichen Kristallstrukturen und bestimmen wesentlich das Kalkbildungs und Ablagerungspotenzial.

Chemische Zusatzstoffe, die gezielt in elektrochemische Teilreaktionen eingreifen, um Korrosionsprozesse zu verlangsamen oder zu unterbinden, indem sie entweder die Metallauflösung an der Anode, die Reduktionsreaktionen an der Kathode oder den direkten Kontakt zwischen Wasser und Metalloberfläche beeinflussen.

• Anodische Inhibitoren (z. B. Nitrit)

• Kathodische Inhibitoren (z. B. Polyphosphate)

• Filmbildende Inhibitoren (z. B. Fettamine)

Synthetische Polymermaterialien mit funktionellen Gruppen zur selektiven Entfernung gelöster Salze.

Dabei werden unerwünschte Ionen gegen definierte Austauschionen ersetzt, beispielsweise Na⁺ bei Enthärtung oder H⁺ und OH⁻ bei Vollentsalzung.

  Regelmässige Überprüfung der Wasserqualität einer Heizungs- oder Kühlanlage. Dabei können beispielsweise pH-Wert, Leitfähigkeit, Härte, Sauerstoff sowie Korrosionsprodukte kontrolliert und Veränderungen frühzeitig erkannt werden.  

  Temperatur und Betriebsweise einer Anlage verändern sich über das Jahr. Stillstandszeiten und wechselnde Temperaturen können unter anderem Sauerstoffeintrag, Korrosion und mikrobiologische Prozesse beeinflussen.  

Natürlich vorkommendes einwertiges Kation im Füllwasser.

Kalium (K⁺) verhält sich chemisch ähnlich wie Natrium, bildet gut wasserlösliche Salze und erhöht die elektrische Leitfähigkeit, beteiligt sich jedoch nicht direkt an der Kesselsteinbildung.

Das empfindliche chemische Gleichgewicht zwischen gelöstem Calcium, Hydrogencarbonat und freier Kohlensäure.

Liegt zu wenig freie Kohlensäure vor, fällt Calcium als unlösliches Calciumcarbonat aus.

Die Reaktionsgleichung lautet:
Ca²⁺ + 2 HCO₃− ⇌ CaCO₃ + CO₂ + H₂O

Durch Temperaturerhöhung im Wärmeerzeuger entgast freies CO2, wodurch sich das Gleichgewicht in Richtung Kalkausscheidung verschiebt. Dieses Gleichgewicht bestimmt massgeblich das Ablagerungsverhalten technischer Wassersysteme.

Reduzieren die Geschwindigkeit der Sauerstoffreduktion an kathodischen Bereichen, indem sie die Verfügbarkeit von Reaktionspartnern einschränken oder schwerlösliche Schutzschichten auf der Metalloberfläche bilden, wodurch der elektrochemische Korrosionsprozess verlangsamt wird.

Positiv geladene Teilchen im Wassersystem.

Neben Calcium und Magnesium als Härtebildner sind insbesondere Natrium sowie Eisen und Kupfer wichtige Kationen für die Bewertung elektrochemischer Prozesse und Materialwechselwirkungen.

Feste Ablagerung überwiegend aus Calciumcarbonat (CaCO₃).

Aufgrund seiner niedrigen Wärmeleitfähigkeit (λ ≈ 0.8 bis 2.3 W/(m·K)) reduziert Kesselstein den Wärmedurchgang erheblich. Bereits geringe Schichtdicken führen zu höheren Oberflächentemperaturen, Energieverlusten und thermischen Spannungen im Werkstoff.

Beschreibt die Geschwindigkeit chemischer oder elektrochemischer Prozesse. Temperatur, Konzentration und Aktivierungsenergie bestimmen die Korrosions und Ausfällungsgeschwindigkeit.

Lokale Änderung der Stoffkonzentration an Grenzflächen infolge Stofftransportlimitierung. Relevant bei Membranverfahren und Ausfällungsprozessen.

Mathematische Kenngrösse zur Abschätzung der Lochfrassneigung gegenüber Edelstahl und Multimetallsystemen.

Korrosionsindex= [c(Cl⁻) + 2 × c(SO₄²⁻)] / c(HCO₃⁻)

Liegt der Quotient über 1, steigt die Wahrscheinlichkeit lokaler Depassivierung und Lochfrassbildung deutlich an.

Betriebswerte im Kreislauf gemäss SWKI BT 102-01

Physikalische Kenngrösse für die Fähigkeit eines Wassers, elektrischen Strom durch frei bewegliche Ionen zu leiten. Die elektrische Leitfähigkeit wird in Mikrosiemens pro Zentimeter (μS/cm) angegeben und ist direkt abhängig von Konzentration, Ladung und Beweglichkeit der gelösten Ionen.

Je höher die Leitfähigkeit, desto höher ist die elektrochemische Aktivität des Wassers und desto effizienter können Korrosionsströme zwischen anodischen und kathodischen Bereichen fliessen.

Die Leitfähigkeit dient als zentrale Betriebsgrösse zur Beurteilung von:

• Salzgehalt
• Wasserqualität
• Korrosionspotenzial
• Aufbereitungszustand
• Fahrweise nach SWKI BT 102 01

Typische Orientierungswerte:

Elektrochemisches Messverfahren mittels definierter Wechselspannung zwischen zwei Elektroden.

Der resultierende Stromfluss ist proportional zur Konzentration gelöster Ionen und wird auf 25 °C normiert. Die Konduktometrie dient zur Beurteilung ionischer Belastung und elektrochemischer Aktivität.

Elektrochemische Korrosionsform mit extrem kleinem anodischem Bereich gegenüber grosser kathodischer Fläche.

Der Korrosionsstrom konzentriert sich lokal auf wenige Mikrometer, wodurch innerhalb kurzer Zeit tiefe punktförmige Materialdurchdringungen entstehen.

Mikroskopisch kleine Kombination aus Anode, Kathode und Elektrolyt auf derselben Metalloberfläche. Lokalelemente bilden die Grundlage praktisch aller elektrochemischen Korrosionsformen.

Neben Calcium wichtigstes Erdalkali Kation zur Bildung der Gesamthärte.

Magnesiumverbindungen (Verbindungen mit Mg²⁺) können unter Temperaturbelastung ebenfalls ausfallen, beispielsweise als Magnesiumhydroxid, liegen jedoch meist in geringerer Konzentration als Calcium vor.

Thermodynamisch stabiles schwarzes Eisenoxid in sauerstoffarmen alkalischen Systemen.

Magnetit entsteht über die Schikorr Reaktion:

3 Fe(OH)₂ → Fe₃O₄ + 2 H₂O + H₂

Die gebildete Schicht schützt Stahloberflächen. Bei Sauerstoffzutritt wird Magnetit zu weniger stabilem Hämatit (Fe₂O₃) weiter oxidiert.

Korrosion infolge mikrobieller Stoffwechselprozesse, bevorzugt in Niedertemperatursystemen zwischen 30 und 35 °C. Sulfatreduzierende Bakterien wandeln Sulfat zu Schwefelwasserstoff um und erzeugen lokal aggressive Bedingungen mit ausgeprägter Lochfrassbildung.

Zustand vollständiger Beladung der aktiven Austauschgruppen eines Mischbettharzes mit Fremdionen. Charakteristisch ist ein plötzlicher Anstieg der Leitfähigkeit im Filtrat infolge nachlassender Trennleistung.

Einwertiges Kation (Na⁺), das nach Enthärtungsprozessen häufig in erhöhter Konzentration vorliegt. Natrium bildet keine Kalkablagerungen, erhöht jedoch die Ionenstärke und beeinflusst elektrochemische Prozesse.

Thermodynamische Gleichung zur Beschreibung des Zusammenhangs zwischen Konzentration und Elektrodenpotential. Die Nernst Gleichung erklärt viele Vorgänge der elektrochemischen Korrosion.

Natürlich vorkommendes Anion im Rohwasser (NO₃^–) . Unter anaeroben Bedingungen kann Nitrat mikrobiell reduziert werden und zu veränderten Redoxbedingungen sowie korrosionsrelevanten Reaktionsprodukten führen.

Nitrit (NO₂⁻) wirkt als anodischer Inhibitor durch gezielte Stabilisierung passiver Eisenoberflächen. Bei Unterschreitung kritischer Konzentrationen kann die Schutzwirkung lokal zusammenbrechen und Lochfrass fördern.

Grundlegender Teilschritt jeder Korrosion. Das Metall gibt Elektronen ab und geht als Ion in Lösung. Damit dieser Prozess ablaufen kann, muss ein Elektronenakzeptor wie Sauerstoff vorhanden sein, der die Elektronen aufnimmt.

Übergang eines Metalls vom aktiven in den geschützten Zustand durch Bildung einer dichten Oxidschicht. Das Flade Potential beschreibt das elektrochemische Potenzial, oberhalb dessen diese Schutzschicht stabil bleibt.

Logarithmische Kenngrösse zur Beschreibung der Wasserstoffionen Aktivität eines Wassers und damit seines chemischen Milieus. Der pH Wert beeinflusst direkt Löslichkeit, Korrosionsverhalten, Passivschichtstabilität sowie Ausfällungs und Gleichgewichtsreaktionen.

Berechnet wird der pH Wert nach:

pH = − log [H⁺]

Kleine Änderungen des pH Werts bewirken aufgrund der logarithmischen Skala bereits grosse chemische Veränderungen.

Für technische Wassersysteme bestimmt der pH Wert insbesondere:

• Korrosionsschutz
• Stabilität von Oxidschichten
• Kalkbildung
• Inhibitorwirkung
• Werkstoffverträglichkeit

Typische Betriebsbereiche:

Der pH Wert beeinflusst zudem die Stabilität und Umwandlung von Eisenzuständen im Wasser.

Diese Zusammenhänge werden im sogenannten Pourbaix Diagramm (Eisen Wasser System) dargestellt. Das Diagramm zeigt in Abhängigkeit von pH Wert und elektrochemischem Potential, ob Eisen in löslicher Form (Fe²⁺, Fe³⁺), als metallisches Eisen oder als stabile Oxidschicht (z. B. Magnetit Fe₃O₄ oder Hämatit Fe₂O₃) vorliegt.

Im neutralen bis leicht alkalischen Bereich bildet sich bevorzugt eine schützende Oxidschicht, während bei niedrigen pH Werten lösliche Eisenionen dominieren und Korrosion begünstigt wird. Bei sehr hohen pH Werten können ebenfalls instabile Zustände auftreten.

Die Grenzwerte gemäss SWKI BT 102 01 orientieren sich an der Stabilität metallischer Oxidschichten:

Elektrochemisches Messverfahren über eine Glaselektrode zur Bestimmung der Wasserstoffionenaktivität. Für ionenarme Wässer sind speziell angepasste Messsysteme erforderlich.

Verfahren zur Bestimmung gelöster Metalle über die Messung farbiger Komplexverbindungen nach Reagenzzugabe. Erhöhte Metallkonzentrationen weisen auf aktive Materialauflösung hin.

Kettenförmige Phosphatverbindungen, welche Härtebildner komplexieren und die Kristallbildung von Calciumcarbonat gezielt beeinflussen. Dadurch wird die Ausbildung harter Ablagerungen reduziert.

Thermodynamisches Zustandsdiagramm zur Darstellung der Stabilitätsbereiche eines Werkstoffs in Abhängigkeit vom elektrochemischen Potential (E) und dem pH Wert.

Das Pourbaix Diagramm zeigt, ob ein Metall unter definierten Bedingungen als metallischer Werkstoff stabil bleibt (Immunität), als schützende Oxidschicht vorliegt (Passivierung) oder als gelöstes Ion korrodiert.

Für das Eisen Wasser System lassen sich typischerweise drei Zustandsbereiche unterscheiden:

• Immunitätsbereich: Eisen liegt als metallisches Fe vor und zeigt keine thermodynamische Korrosionsneigung.
• Passivbereich: Es bilden sich stabile Oxid oder Hydroxidschichten wie Magnetit (Fe₃O₄), Hämatit (Fe₂O₃) oder Eisenhydroxide, welche die Korrosionsgeschwindigkeit stark reduzieren.

– Korrosionsbereich: Eisen liegt als gelöste Fe²⁺ oder Fe³⁺ Ionen vor und wird aktiv abgetragen.

Das Pourbaix Diagramm erklärt zahlreiche praktische Effekte technischer Wassersysteme:

• Einfluss des pH Werts auf die Passivschichtbildung
• Stabilität von Magnetit in Heizungsanlagen
• Sauerstoffeinfluss auf Rostbildung
• Grenzen der Eigenalkalisierung
• Werkstoffverträglichkeit verschiedener Metalle

Die Aussage des Pourbaix Diagramms beschreibt ausschliesslich die thermodynamische Stabilität. Ob Korrosion tatsächlich stattfindet und wie schnell sie abläuft, wird zusätzlich durch Reaktionskinetik, Sauerstofftransport, Leitfähigkeit, Temperatur und Strömungsverhältnisse bestimmt.

  Beschreibt die chemischen Eigenschaften des Wassers, das zum Befüllen oder Nachfüllen einer Heizungsanlage verwendet wird. Eine geeignete Wasserqualität trägt zur Vermeidung von Korrosion und Ablagerungen bei.  

  Natürlich austretendes Grundwasser, dessen Zusammensetzung je nach Herkunft stark variieren kann. Aufgrund möglicher Härtebildner, Salze und weiterer Inhaltsstoffe sollte es nicht ungeprüft als Heizungsfüllwasser eingesetzt werden.  

  Verringerung des freien Rohrquerschnitts durch Korrosionsprodukte oder Ablagerungen. Sie kann den Volumenstrom beeinträchtigen und die Effizienz des Heizsystems reduzieren.  

Elektrochemische Messgrösse in Millivolt (mV), welche das Verhältnis oxidierender zu reduzierender Bedingungen im Wasser beschreibt. Hohe positive Redoxpotentiale (> +200 mV) weisen auf stark oxidierende Milieus hin und erhöhen die Wahrscheinlichkeit elektrochemischer Korrosionsreaktionen.

Hochreines Natriumchlorid (NaCl) zur Regeneration von Enthärtungsanlagen. Unvollständige Spülprozesse nach der Regeneration können zu erhöhten Chloridkonzentrationen im System führen und dadurch die Depassivierung empfindlicher Werkstoffe fördern.

Fähigkeit eines Metalls, nach lokaler Schädigung erneut eine schützende Passivschicht aufzubauen. Repassivierungsfähigkeit entscheidet wesentlich über die Beständigkeit gegenüber Lochfrass.

Im Wasser gelöster Sauerstoff (O₂) wirkt als Elektronenakzeptor elektrochemischer Korrosionsreaktionen. Bei salzhaltiger Fahrweise fordert die SWKI Sauerstoffkonzentrationen von < 0.02 mg/l. Bereits geringe Sauerstoffeinträge können Eisen zu porösem Rost oxidieren.

Unaufbereitetes Wasser aus dem öffentlichen Versorgungsnetz.

Aufgrund von Härtebildnern, Salzen, Sauerstoff und weiteren Inhaltsstoffen ist Rohwasser ohne Aufbereitung für moderne Heizungsanlagen ungeeignet.

Stoffwerte (Schweizer Durchschnitt):

Rotbraunes Eisenoxid (Fe₂O₃), welches unter Sauerstoffeinfluss entsteht. Die Bildung erfolgt durch Oxidation von Eisen in Anwesenheit von Sauerstoff und Wasser, vereinfacht dargestellt durch die Reaktionsgleichung:

4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃

Aufgrund seiner porösen Struktur besitzt Rost keine schützende Wirkung, löst sich leicht ab und zirkuliert als abrasiver Feststoff im Wassersystem.

Temperaturabhängige Festkörperreaktion unter Sauerstoffausschluss, bei welcher Eisenhydroxid in Magnetit und Wasserstoff umgewandelt wird. Die Schikorr Reaktion ist ein zentraler Mechanismus für die Ausbildung passiver Schutzschichten auf Stahl.

Silikate (SiO₃²⁻) sind Salze der Kieselsäure im Rohwasser. Unter hohen Temperaturen können Silikate harte, glasartige Beläge bilden, welche die Wärmeübertragung reduzieren und lokale Überhitzung verursachen.

Beschleunigte Materialauflösung durch Wechselwirkung zwischen Hydrodynamik und Korrosionsmechanismen. Besonders kritisch bei Umlenkungen, Armaturen und hohen Fliessgeschwindigkeiten.

Gelöste Sulfationen (SO₄^2-) erhöhen die Leitfähigkeit und können zusammen mit Calcium schwer lösliches Calciumsulfat (CaSO₄) bilden. Solche Ablagerungen beeinflussen Strömung, Wärmeübertragung und Werkstoffbelastung.

Schweizer Fachrichtlinie zur Definition technischer und chemischer Anforderungen an die Wasserbeschaffenheit in Gebäudetechnik und Heizungsanlagen. Sie beschreibt Grenzwerte und Betriebsweisen zur Minimierung von Korrosion und Ablagerungen.

Kennzahl zur Abschätzung, ob Wasser zur Kalkbildung oder Kalklösung neigt. Positive Werte zeigen Ausfällungsneigung, negative Werte Lösungsneigung.

Stoffmenge an Säure in mmol/l, welche erforderlich ist, um den pH Wert auf 4.3 einzustellen. Die Säurekapazität beschreibt das Neutralisationsvermögen und die Stabilität des Carbonat Puffersystems.

Gravimetrisch bestimmte Gesamtmasse aller im Wasser gelösten Stoffe in mg/l. Mit zunehmendem TDS Wert steigen Leitfähigkeit, elektrochemische Aktivität und die Intensität galvanischer Korrosionsprozesse.

Synonymer Begriff für die Carbonathärte.

Sie beschreibt den Anteil der Härtebildner, welcher beim Erwärmen als unlöslicher Kesselstein ausfällt.

Physikochemischer Mechanismus, bei dem geringe Konzentrationen geeigneter Additive das Wachstum von Kalkkristallen gezielt stören. Dadurch bleibt Kalk als fein verteilter Mikroschlamm suspendiert statt harte Ablagerungen auszubilden.

Summenparameter zur Bestimmung des im Wasser gelösten organisch gebundenen Kohlenstoffs.

Stoffwerte:

Erhöhte TOC Werte fördern mikrobielles Wachstum und Biofouling.

Organische Stickstoffverbindungen mit hoher Affinität zu Kupferoberflächen. Sie bilden eine dünne molekulare Schutzschicht und reduzieren die elektrochemische Metallauflösung durch Hemmung des Sauerstoffzugangs.

Bereiche mit geringem oder fehlendem Durchfluss. Totzonen fördern Sauerstoffgradienten, Ablagerungen, mikrobielles Wachstum und lokale Korrosionsprozesse.

Druckgetriebenes Membranverfahren zur Wasseraufbereitung, bei dem gelöste Salze und grössere Moleküle zurückgehalten werden.

Gasförmiges Kohlendioxid (CO₂) kann die Membran hingegen passieren, während Hydrogencarbonate weitgehend entfernt werden. Das erzeugte Permeat weist deshalb anfänglich häufig einen leicht sauren pH Wert von etwa 5.5 bis 6.5 auf und stabilisiert sich erst durch Entgasung, Eigenalkalisierung oder gezielte Konditionierung.

Zustand, bei dem mehr Stoff gelöst vorliegt als thermodynamisch stabil möglich. Übersättigte Systeme neigen zu spontaner Kristallisation und Belagbildung.

Deutsche technische Richtlinie zur Vermeidung von Schäden in Warmwasser Heizungsanlagen.

Die VDI 2035 definiert Anforderungen an Härte, Korrosionsschutz, Leitfähigkeit und Wasserbeschaffenheit und bildet zusammen mit der SWKI BT 102 01 die wichtigste Grundlage moderner Heizungswasseraufbereitung im deutschsprachigen Raum.

Technischer Begriff für Wasser mit nahezu vollständiger Entfernung aller gelösten Salze. Vollentsalztes Wasser ist synonym zu Deionat und entionisiertem Wasser und reduziert Ausfällungs sowie Korrosionspotenziale deutlich (Stoffwerte siehe Deionat).

Gasförmiges Reaktionsprodukt (H₂) verschiedener Korrosions und Reduktionsprozesse, unter anderem der Schikorr Reaktion. Diffundiert atomarer Wasserstoff in hochfeste metallische Werkstoffe, lagert er sich im Kristallgitter ein und reduziert Duktilität sowie Belastbarkeit. Dies kann zu sprödem Versagen und spontanen Materialbrüchen führen.

Übersicht der verschiedenen Wasserstufen

Kombination unterschiedlicher Werkstoffe innerhalb eines hydraulischen Systems. Die Auswahl der Werkstoffpaarung beeinflusst Korrosionspotenzial, Passivierung und Langzeitstabilität.

Physikalischer Widerstand gegen den Wärmestrom innerhalb eines Materials oder einer Ablagerungsschicht. Kalk, Magnetit, Biofilme oder Korrosionsprodukte erhöhen den Wärmeleitwiderstand und verschlechtern dadurch Wirkungsgrad, Temperaturverteilung und Energieübertragung.

   Analytisches Verfahren zur Bestimmung der Elementzusammensetzung fester Proben. Es kann beispielsweise zur Charakterisierung von Ablagerungen oder Korrosionsprodukten aus Heizungsanlagen eingesetzt werden.  

  Verfahren zur Identifikation kristalliner Bestandteile. Es kann zur genaueren Untersuchung von Ablagerungen und Korrosionsprodukten aus wasserführenden Systemen eingesetzt werden.  

  Rohrleitungsfilter in Y-Form zur Abscheidung von Feststoffen und Schmutzpartikeln aus dem Anlagenwasser. Er schützt Pumpen, Ventile und Wärmetauscher vor Verunreinigungen und Ablagerungen.  

  Chemisches Element, das mittels Elementanalytik grundsätzlich nachgewiesen werden kann. Im normalen Heizungswasser besitzt es jedoch keine typische Bedeutung als Routineparameter.  

Elektrokinetische Kenngrösse zur Beschreibung der Oberflächenladung kolloidaler Partikel. Das Zeta Potential bestimmt Agglomeration, Dispergierung und Schlammbildung.

Selektiver Werkstoffabbau bei zinkhaltigen Kupferlegierungen. Unter korrosiven Bedingungen, insbesondere erhöhten Chloridkonzentrationen oder ungeeigneten pH Bereichen, wird Zink bevorzugt aus dem Gefüge herausgelöst. Zurück bleibt ein poröses, mechanisch geschwächtes Kupfergerüst mit deutlich reduzierter Festigkeit.

Korrosionsschutzwirkstoffe, welche an kathodischen Bereichen schwer lösliche Schutzschichten ausbilden. Diese Schichten reduzieren Sauerstofftransport und Sauerstoffreduktion und verlangsamen dadurch elektrochemische Korrosionsprozesse.