IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 9/2003, Seite 28 ff

SANITÄRTECHNIK

Moderne Wasseraufbereitung

Teil 1: Korrosionsvermeidung in Trink- und Brauchwassersystemen

Dipl.-Ing. Friedrich Patocka*

Seit dem 1. Januar 2003 gilt die neue Trinkwasserverordnung (TrinkwV 2001), die am 16. Februar 2001 vom deutschen Bundesrat verabschiedet wurde. Die EG Richtlinie 98/83 über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch wurde damit umgesetzt. In einigen, wesentlichen Parametern ist diese nationale Verordnung deutlich enger gefasst, als die EG-Richtlinie.

Im Vergleich zur Trinkwasserverordnung alter Fassung ist das neue Werk erheblich umfangreicher und detaillierter. So wurden veraltete Parameter gestrichen und neue aufgenommen. Die bisherigen Richtwerte wurden in Grenzwerte umbenannt, überprüft und neu festgelegt. Darüber hinaus wurden Verantwortlichkeiten neu definiert und vor allem die Begriffsbestimmungen explizit erläutert. Dazu einige Beispiele:

Zuständigkeiten

Hilfreich für die Praxis ist, dass nun auch die Zuständigkeiten klar geregelt sind. So sind die Gesundheitsämter für die Überwachung des Trinkwassers von der Gewinnung bis zum Zapfhahn zuständig. Regelmäßige Überwachungen erfolgen jedoch nur bei öffentlichen Gebäuden wie beispielsweise Krankenhäusern, Schulen und Altenheimen.

Unsachgemäße Installation begünstigt die Lochkorrosion: Hier die Verwendung von zu viel Hanf als Dichtmaterial.

Des Weiteren wurde eine Anzeigepflicht des Betreibers festgelegt. So ist die Installation einer Wasserversorgungsanlage dem Gesundheitsamt mindestens vier Wochen vor Inbetriebnahme anzuzeigen, soweit sie öffentliche Gebäude betreffen.

Trinkwasser

Bedeutsam ist, dass erstmals der Begriff "Trinkwasser, als Wasser für den menschlichen Gebrauch" definiert worden ist. Demnach ist Trinkwasser alles Wasser, das als Lebensmittel oder auch für folgende Zwecke im Haushalt verwendet wird:

Körperpflege und -reinigung,
Reinigung von Gegenständen, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen und
Reinigung von Gegenständen, die mit dem menschlichen Körper in Kontakt kommen.

Wasserversorgungsanlage

Zu einer Wasserversorgungsanlage gehören jetzt das gesamte Leitungsnetz und die Hausinstallation.

Nichttrinkwasseranlagen

Ausdrücklich aufgeführt sind Nichttrinkwasseranlagen (z.B. Regenwassernutzungsanlagen), die völlig zu trennen sind von Trinkwasserinstallationen. Sie müssen gesondert gekennzeichnet werden. In diesem Zusammenhang wurde in §13 Absatz 3 geregelt, dass der Betreiber von Nichttrinkwasseranlagen diese vor Inbetriebnahme der zuständigen Behörde anzuzeigen hat.

Erste Änderungen der zugelassenen Aufbereitungsstoffe gemäß TrinkwV

Eine Vielzahl von Parametern sind in der neuen Trinkwasserverordnung nicht mehr aufgeführt. Unter anderem sind dies: Temperatur, Barium, Calcium, Magnesium, Kalium, Phosphat, Silikat, Silber und Zink. Das kann dazu führen, dass auch in den Analysen der Wasserversorger diese Parameter nicht mehr aufgeführt werden. Für die Auslegung und Planung entsteht somit eventuell ein höherer Analysenaufwand.

Ablagerungen aus dem Versorgungsnetz als Ursache für eine Lochkorrosion bei verzinktem Stahl.

Seit kurzem existiert die erste Änderung (Stand: Dezember 2002) der Liste der Aufbereitungsstoffe und Desinfektionsverfahren gemäß §11 TrinkwV. Die Grenzwerte für Phosphate bleiben gleich, für Silikate ist der Grenzwert von 40 mg/l auf einen Zugabewert von 15 mg/l begrenzt worden. Die Liste wird vom Bundesministerium für Gesundheit geführt, aktualisiert und im Internet veröffentlicht*. Die Liste hat den Vorteil, dass Neuzulassungen oder Änderungen schnell angepasst werden können, ohne die Trinkwasserverordnung selbst zu ändern.

http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-daten/daten/trink11.php.

Verschärft wurden insbesondere Grenzwerte, die als Indikator für Korrosionserscheinungen gelten. Nach Erfahrungswerten können diese Grenzwerte ohne zusätzliche Maßnahmen der Wasserbehandlung oft nicht eingehalten werden. Dies gilt insbesondere für Bleiinstallationen und bei Kupferinstallationen, wenn ungünstige Wasserbedingungen vorherrschen. Bei der Auswahl der Werkstoffe sollten die Empfehlungen der Wasserversorger beachtet werden.

Um die Anforderung "Wasser darf nicht korrosiv sein" zu erfüllen, dosieren Wasserversorger immer häufiger zentral Phosphate in Konzentrationen von 1 bis 3 mg/l PO₄. Diese Konzentrationen sind oft nicht ausreichend für einen Korrosionsschutz bei geschädigten Installationen. Dort kann eine Ergänzungsdosierung hilfreich sein.

Schadensbilder in der Sanitärinstallation

Die Korrosionserscheinungen in der Sanitärtechnik sind stets elektrochemischer Natur, es fließen Elektronen zwischen Wasser und Metall. Dies ist immer dann der Fall, wenn keine Schutzschichten vorhanden sind. Die meisten Korrosionsvorgänge in metallischen Rohrleitungen werden durch Sauerstoff ausgelöst, der eine Oxidation des Metalls bewirkt. Die am häufigsten auftretenden Korrosionsarten sind die Flächen- und die Loch- oder Muldenkorrosion. Bei der Flächenkorrosion ist ein ganzes Rohrstück beziehungsweise eine größere Fläche betroffen. Die Lochkorrosion tritt partiell auf.

Flächenkorrosion

Im optimalen Fall führen die sich bildenden Korrosionsprodukte zu stabilen Deckschichten wie beispielsweise bei Edelstahl- und Kupferrohren. Bei schwarzem Stahl hingegen bildet sich Rost, der zu keiner stabilen Deckschicht führt. Deshalb kann für die Trinkwasserinstallation nur verzinkter Stahl verwendet werden. Die Zinkschicht führt bei der Auflösung zu einer so genannten "Alterung" der Rostschicht, sodass sich auch in diesem Fall stabile Schutzschichten ausbilden können.

Lochkorrosion/Muldenkorrosion

Im Gegensatz zur Flächenkorrosion tritt die Lochkorrosion partiell auf, insbesondere dann, wenn eine Schutzschichtstörung vorliegt. Die häufigste nicht durch das Wasser beeinflusste Form der Lochkorrosion tritt dann auf, wenn in zu groß dimensionierten Verteilersträngen Ablagerungen von Fremdkörpern oder Korrosionsprodukten entstehen. Dies kann auch durch Wassersäcke verursacht werden, die durch die Rohrführung entstehen.

Häufige Korrosionsauslöser sind ebenfalls unsachgemäße Installationen, wie z.B. die Verwendung von zuviel Hanf bei verzinkten Eisenwerkstoffen, der dann an der Rohrinnenwand Korrosion auslösen kann.

Ablagerungen verursachen Lochkorrosion bei Kupferrohr.

Aber auch frei liegende Gewindegänge im Rohrinneren fördern die Korrosion. Zudem führen Temperaturen über 60°C bei verzinkten Stahlrohren meist zur Korrosion.

Für die Wasserzusammensetzung spielt der so genannte Neutralsalzgehalt (Sulfat und Chloride) im Verhältnis zu Hydrogencarbonat (K_{S 4,3}) eine Rolle. Bei hohen Anteilen von Chlorid und Sulfat im Verhältnis zu Hydrogencarbonat nimmt die Neigung zur Muldenkorrosion, bzw. Lochkorrosion zu.

Die Korrosionswahrscheinlichkeit hängt im Wesentlichen von der Wasserbeschaffenheit ab und wird dabei wesentlich durch den pH-Wert und durch den Gehalt an Hydrogencarbonationen, Chloridionen, Sulfationen und Nitrationen bestimmt.

Lösungen

Korrosionserscheinungen in der Trinkwasserinstallation sind durch Wasserbehandlungmaßnahmen vermeidbar. Auf Basis der Wasseranalyse, des installierten Rohrleitungsmaterials und den Betriebsbedingungen können dem Verbraucher Lösungen angeboten werden, die auf den jeweiligen Einzelfall eingehen.

So können beispielsweise dem Trinkwasser Inhibitoren (beispielsweise EXADOS Mineralwirkstoffe von Grünbeck) zugesetzt werden, die durch Ausbildung von Schutzschichten eine Korrosion vermindern, oder
durch eine Änderung der Wasserzusammensetzung mittels Sulfataustauscher oder Membrananlagen, (wie GENO-max von Grünbeck) eine geringere Korrosionswahrscheinlichkeit erreicht werden.

Normen und Rechtsvorschriften

Für die Bestimmung von Korrosionswahrscheinlichkeiten gilt derzeit die DIN 50930 Teile 1 bis 6. Teil 1 bis 5 wird demnächst durch die DIN EN 12502 Teile 1 bis 5 ersetzt werden. Da die neue DIN EN auf die Beeinflussung der Trinkwasserbeschaffenheit durch den Werkstoff nicht eingeht, wird die DIN 50930 Teil 6 als nationale Regelung weiter erhalten bleiben. Diese DIN geht insbesondere auf die Eigenschaften von Kupferlegierungen bei Armaturen ein und legt Grenzwerte für die maximalen Legierungsbestandteile wie Blei und Arsen fest.

Korrosionsvermeidung und Sanierung

Was können alle Beteiligten tun, um Korrosion weitgehend zu vermeiden? Im Vordergrund steht sicher die Auswahl geeigneter Rohrleitungsmaterialien gemäß DIN 50930 oder der zukünftigen DIN EN 12502. Weiterhin ist es wichtig, die Installation konform der DIN 1988 durchzuführen. Beim Einsatz von Armaturen ist die DIN 50930 Teil 6 zu beachten.

Tabelle 1: Korrosionsarten bei Kupferwerkstoffen

Korrosionsart	Ausprägung
Gleichmäßige Flächenkorrosion	führt in der Regel zu fest anhaftenden Schutzschichten, braun/schwarz (Cu₂O) oder grün (Cu₂(OH)₂CO₃)
Lochkorrosion	Kaltwasser (Typ 1), grün (Cu₂(OH)₂CO₃) Warmwasser (Typ 2), blau (Cu₂(OH)₂SO₄)
Erosionskorrosion	hohe Strömungsgeschwindigkeiten führen zum mechanischen Abtrag von Kupfer
Selektive Korrosion	Entzinkung von Messing

Besteht der Verdacht der Beeinträchtigung der Trinkwasserbeschaffenheit durch Korrosionsvorgänge oder sind Korrosionsschäden aufgetreten, sind Maßnahmen zur Sanierung der Trinkwasserinstallation zu treffen. Zu diesen Maßnahmen gehören unter anderem die Ermittlung der Korrosionsursache und die Auswahl geeigneter Methoden zur Sanierung der geschädigten Trinkwasserinstallation. Bei den meisten Korrosionserscheinungen empfiehlt sich der Einsatz von Mineralstoffen. Die DIN 50930 Teil 6 weist in diesen Fällen ausdrücklich auf eine Mineralstoffdosierung als Korrosionsschutz hin. Auch die zukünftige VDI-Richtlinie 6001 "Sanierung von sanitärtechnischen Leitungen und Trinkwasseranlagen" (voraussichtliche Veröffentlichung 2004) zeigt auf, was im Schadensfall zu tun ist.

(Fortsetzung folgt)

Internetinformationen:
www.gruenbeck.de

*) Dipl.-Ing. Friedrich Patocka ist Abteilungsleiter Labor bei der Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH, 89420 Höchstädt/Donau

B i l d e r : Grünbeck Wasseraufbereitung, Höchstädt/Donau

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