Einsatz ohne Grenzen

Feldversuche unterstreichen Korrosionsbeständigkeit innenverzinnter Kupferrohre für die Trinkwasserinstallation

Bereits seit Ende 1997 ist das innenverzinnte Kupferrohr Copatin der KM Europa Metal AG (KME) für die Trinkwasserinstallation verfügbar. Parallel zu den Praxiserfahrungen, die Planer und Verarbeiter seither mit dem System sammeln konnten, hat der renommierte Kupferrohrhersteller eine Reihe weiterer Untersuchungen durchgeführt. Ziel war, die hohe Korrosionsbeständigkeit auch unter Praxisbedingungen nachzuweisen. Die Ergebnisse überzeugen.

Anlässlich eines Informationsgespräches am Standort Osnabrück mit Vertretern der Fachpresse stellte Dipl.-Ing. Heinrich Rausch, Leiter der Technischen Kundenberatung Installationsrohre und -systeme bei KME, die Ergebnisse aus vierjährigen Copatin-Feldversuchen mit kaltem Trinkwasser verschiedener Beschaffenheiten und einem 30-monatigen Feldversuch mit warmem Trinkwasser besonders korrosiver Beschaffenheit vor. Das innenverzinnte Kupferrohr Copatin weist alle Vorteile reiner Kupferrohre auf, unterliegt jedoch nach der neuen DIN 50930 Teil 6* ausdrücklich keinen Einsatzbeschränkungen. Dem versuchte man in den Feldversuchen Rechnung zu tragen. So wurden diese Trinkwasserinstallationen bewusst besonders problematischen Einsatzbedingungen ausgesetzt, wie Rausch betonte. Zudem habe man neben den für die Verarbeitung zugelassenen Pressverbindungen mit verzinnten Pressfittings von Viega auch Weich- und Hartlötverbindungen mit Rotguss- und Messingfittings in den Praxistest einbezogen. Auch die Auswirkungen typischer Folgen von Verarbeitung und Betrieb wie Verformungen und Beschädigungen der Zinnschicht seien untersucht worden.

180°-Bogen eines innenverzinnten Kupferrohres nach ca. vierjähriger Exposition in einem Feldversuchsstand. Die Oberfläche wurde mechanisch beschädigt (1 = Kratzer, 2 = Zangenabdruck).

Kaltwasser: Breites Spektrum abgedeckt

Die Kaltwasser-Feldversuchsstände befinden sich in acht verschiedenen, speziell ausgewählten Wasserversorgungsgebieten, die einen weitgehend repräsentativen Querschnitt der in Deutschland verteilten Trinkwasserbeschaffenheiten nach TrinkwV darstellen. An allen Versuchsständen wurden Rohrproben nach vierjähriger Betriebszeit untersucht. Dabei kam KME - so Rausch - zu folgenden Ergebnissen:

l Die Verbindung innenverzinnter Rohre mit Pressverbindungen ist im Hinblick auf Korrosion risikofrei.

l Bei fachgerecht weichgelöteten Verbindungsstellen wurden keine Korrosionsangriffe festgestellt. (Anmerkung der Red.: Die Weichlötverbindung innenverzinnter Kupferrohre ist nach DIN 50930-6 nur mit Rotgussfittings gestattet).

l Das Hartlöten kann nicht zugelassen werden.

l Fachgerechtes Biegen führt zu keiner Beschädigung der Schutzschicht.

l Örtliche Beschädigungen der Schichten, etwa durch Kratzer, Zangenspuren oder Körner, führen nicht zu lokalem Korrosionsangriff.

l Auch die Schnittstellen an den Rohren stellen kein Korrosionsrisiko dar. Es bilden sich schützende Schichten wie beim Werkstoff Kupfer aus.

Erscheinungsbild der Deckschichten innenverzinnter Rohre nach ca. 30-monatiger Exposition in einem Wasserversuchsstand (M1 = Stockwerksleitungsbereich, M2 = Zirkulationsbereich).

Gegenüber einer drei Jahre zuvor durchgeführten Untersuchung an den selben Versuchsaufbauten habe die jetzt durchgeführte Testreihe gezeigt, dass sich nach vier Jahren hinsichtlich der Deckschichtausbildung keine Veränderungen gegenüber den nach einjähriger Betriebszeit untersuchten Mustern ergeben hatte, so Rausch. "Die auf den Versuchsständen wie auch anderweitig gewonnenen Ergebnisse zeigen, dass das sehr gute Korrosionsverhalten des chemisch innenverzinnten Rohres auf die Ausbildung einer h-Cu₆Sn₅-Phase während der Fertigung zurückzuführen ist", hob der KME-Berater hervor. Diese stelle den guten Korrosionsschutz für das Produkt dar, unabhängig von der Dicke einer verbleibenden Zinnschicht und der sich darauf bildenden Deckschichten.

Warmwasser: Test mit besonders korrosivem Trinkwasser

Ergänzt und bestätigt wurden die Ergebnisse zum Korrosionsverhalten innenverzinnter Kupferrohre im Kaltwasserbereich durch Untersuchungen auf einem Warmwasser-Versuchsstand. Wie Rausch weiter ausführte, lag hier eine sehr stark korrosionsfördernde Wasserbeschaffenheit mit schwankendem, zum Teil sehr hohem KB8,2-Gehalt und hohem Chloridgehalt vor. Der Versuchsaufbau umfasste dabei sowohl einen Bereich Zirkulation als auch Stockwerks- und Stichleitungen. Im Zirkulationsbereich herrschte eine Fließgeschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde (1 m/s) bei einer Temperatur von 60 Grad Celsius während einer Betriebszeit von 16 Stunden pro Tag. Außerdem erfolgte eine Temperaturabsenkung bei gleichzeitiger Stagnation von acht Stunden pro Tag. Hiermit wurde bewusst eine Betriebsweise gewählt, wie sie heute in der Praxis unter dem Energiesparaspekt häufiger vorkommt.

Nach 30-monatiger Betriebszeit wurden sowohl aus dem Zirkulations- als auch dem Stockwerksbereich Proben entnommen. Rausch nannte folgende Ergebnisse der Untersuchungen:

l Die Verbindung innenverzinnter Rohre mit Pressverbindungen ist unter den gewählten Bedingungen mit einer Fließgeschwindigkeit von 1m/s im Zirkulationsbereich und auch im Stagnationsbereich risikofrei.

l Bei Lötverbindungen wurden keine Korrosionsangriffe festgestellt.

l Fachgerechtes Biegen führt nicht zur Beschädigung der Schutzschicht.

l Örtliche Beschädigungen der Schichten, etwa durch Kratzer oder Körnereinschlag, führen nicht zu Korrosionsangriffen. Auch durch eine künstlich herbeigeführte Querschnittsverengung von 20 Prozent sind weder Erosionskorrosions- noch Lochkorrosionsangriffe entstanden.

l Die Schnittstellen an den Rohren stellen weder im Hinblick auf Erosions- als auch Lochkorrosion ein Risiko dar. Es haben sich schützende Schichten wie beim Werkstoff Kupfer ausgebildet.

Korrosionsbeständigkeit bestätigt

Zusammenfassend stellte Rausch fest: "Die Untersuchungen im Kaltwasser- und im Warmwasserbereich bestätigen ebenso wie die Erfahrungen aus der Praxis seit der Einführung von Copatin, dass dieses System in allen Trinkwässern sowohl im Kalt- als auch im Warmwasserbereich eingesetzt werden kann." n

Nachgefragt!

IKZ-HAUSTECHNIK: Die Erkenntnisse des Feldversuchs sind überzeugend, letztlich aber findet sich nur die ohnehin in der neuen DIN 50930 Teil 6 niedergeschriebene Aussage bestätigt, nämlich dass innenverzinnte Kupferrohre uneingeschränkt in allen Trinkwässern eingesetzt werden können. Warum also dieser Aufwand?

Rausch: Wenn ein neues Produktsystem im Trinkwasserbereich eingesetzt werden soll, sind grundsätzlich die Anforderungen, die an ein solches System gestellt werden, vorab zu untersuchen. Dieses galt natürlich auch für das Copatin-System, wobei vier Produkteigenschaften im Vordergrund gestanden haben: Die Hygiene, also die mögliche Veränderung der Trinkwassergüte, die Lebensdauer, das Lochkorrosionsverhalten sowie die Verarbeitbarkeit.

Die Hygieneaspekte wurden sowohl von neutraler Seite, genauer vom Technologiezentrum Wasser - TZW - in Karlsruhe, als auch im Rahmen von Eigenversuchen geklärt. Die Frage der Lebensdauer wurde ebenfalls in eigenen Laborversuchen überprüft. Das Lochkorrosionsverhalten wie die Verarbeitbarkeit waren Bestandteil der Feldversuche. Die im Rahmen der Feldversuche erhaltenen Ergebnisse sind die Basis der Erkenntnisse gewesen, die dann in DIN 50930 Teil 6 Eingang gefunden haben. Im Interesse des Verbrauchers haben wir es als erforderlich angesehen, einen so großen Aufwand zu treiben, um sicherzustellen, dass das Rohrsystem in allen Trinkwässern unbedenklich eingesetzt werden kann.

IKZ-HAUSTECHNIK: Insgesamt erstreckte sich der Feldversuch auf eine Dauer von vier Jahren - ein sehr kurzer Zeitraum für eine Hausinstallation. Weshalb meinen Sie, die Ergebnisse auf den gesamten Lebenszyklus der Installation übertragen zu können?

Rausch: KM Europa Metal hat über mehrere Jahre hinweg Untersuchungen im Zeitraffersystem an den innenverzinnten Rohren vorgenommen. Die Untersuchungen wurden dann bei einer fiktiven Betriebsdauer von weit mehr als 100 Jahren abgebrochen, die Rohre hatten hier eindeutig ihre Beständigkeit nachgewiesen, "ein Häuserleben lang" zu halten.

IKZ-HAUSTECHNIK: Üblicherweise werden die Copatin-Rohre mittels Presstechnik miteinander verbunden. Dennoch wurden in dem Feldversuch auch die konventionellen Verbindungstechniken Hart- und Weichlötung eingesetzt. Aus welchem Grund wurden diese praxisfernen Bedingungen simuliert?

Rausch: Die Untersuchung anderer Verbindungstechniken wie Hart- und Weichlötung wurde vorsorglich durchgeführt, weil vom Markt die Frage nach der Lötbarkeit des Produktes zu erwarten war und auch gestellt wurde bzw. wird.

IKZ-HAUSTECHNIK: Blankes Kupferrohr ist durch die in DIN 50930 Teil 6, niedergeschriebenen eingeschränkten Einsatzbereiche erneut in die Diskussion geraten. Ist Copatin die Antwort darauf oder anders gefragt, wird es das blanke Kupferrohr zumindest im Trinkwasserbereich mittelfristig verdrängen?

Dipl.-Ing. Heinrich Rausch (links), Leiter der Technischen Kundenberatung Installationsrohre und -systeme bei KME, sprach anlässlich einer Informationsveranstaltung am Standort Osnabrück mit IKZ-HAUSTECHNIK-Redakteur Markus Sironi.

Rausch: Blankes Kupferrohr kann heute wie auch bisher in fast allen Trinkwässern eingesetzt werden. Insofern ist festzustellen, dass das innenverzinnte Kupferrohr weder mittel- noch langfristig das blanke Kupferrohr vom Markt verdrängen wird. Mit der Entwicklung des Copatin-Rohres wurde vielmehr dem Wunsch Rechnung getragen, ein Produkt für den Einsatz in allen Trinkwässern zu haben.

IKZ-HAUSTECHNIK: Eine Mischinstallation ist gerade bei der Sanierung alter Trinkwassernetze kaum zu vermeiden. Daher stellt sich die Frage, wie sich das innenverzinnte Kupferrohr mit anderen Installationswerkstoffen wie beispielsweise verzinktem oder nicht rostendem Stahl verträgt?

Rausch: Beim Zusammenbau mit verzinkten Stahlrohren im Trinkwasserbereich ist auch die im Zusammenhang mit Kupferrohren bekannte Fließregel einzuhalten: Copatin, in Fließrichtung gesehen, nach verzinktem Stahl einbauen. Bei Einbau in eine Installation mit nicht rostendem Stahl ist diese Fließregel generell nicht zu berücksichtigen.

@ Internetinformationen:
www.kme-tube-systems.com

B i l d e r : KM Europa Metal AG, Osnabrück

Fußnote:
*) DIN 50930-6: Korrosion der Metalle - Korrosion metallischer Werkstoffe im Innern von Rohrleitungen, Behältern und Apparaten bei Korrosionsbelastung durch Wässer - Teil 6: Beeinflussung der Trinkwasserbeschaffenheit.

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