Undersökning av funktionen hos tillsatser för fjärrvärmevatten
Undersökning av funktionen hos tillsatser för fjärrvärmevatten
Undersökning av funktionen hos tillsatser för fjärrvärmevatten
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Forskning och
Utveckling
FOU 1999:35
UNDERSÖKNING AV FUNKTIONEN HOS
TILLSATSER FÖR FJÄRRVÄRMEVATTEN
Tuijo Kounisto
Leena Carpén, VTT Tillverkningsteknik
FJÄRRVÄRME
UNDERSÖKNING AV FUNKTIONEN HOS
TILLSATSER FÖR FJÄRRVÄRMEVATTEN
Tuljo Kaunisto
Leena Carpén, VTT Tillverkningsteknik
ISSN 1402-5191
Rapportserien publicerar projektledaren resultaten från sitt projekt.
Publiceringen innebär inte att Svenska Fjärrvärmeföreningens Service AB
tagit ställning till slutsatserna och resultaten.
1999 Svenska Fjärrvärmeföreningens Service AB
Sammanfattning
Metalledningar i fjärrvärmenät är tillverkade av vanligt kolstål som i obehandlad form
korro-derar på grund av syrehaltigt vatten. Vanligtvis förhindras korrosionen genom
eliminering av syre i vattnet på kemisk väg. I studien undersöktes befintliga
vattenberedningsmedel på marknaden i laboratorieförhållanden med hjälp av ett
provarrangemang, där vattnets syrehalt före dosering var 0,5 mg/l. Inverkan av
tillsatskemikalier på korrosion av kolstålet undersöktes, förutom med viktförlustprov, även
med hjälp av rörprov och elektrokemiska mätningar. Några produkter hade mindre inverkan på
stålets korrosion än fjärrvärmevattnet utan tillsatsmedel, men resultaten för vissa produkter
var motstridiga vid olika provmetoder. Provmetod bör utvecklas ytterligare för att bli mera
tillförlitlig.
Dessutom undersöktes kolstålets korrosion vid sex verkliga driftsobjekt med hjälp av viktförlustprov.
På ett objekt används inga tillsatser. Provtiderna var 3 respektive 9 månader. I nätet
utan tillsatsmedel minskade korrosionen ju längre provtiden var. Vid två objekt förblev korrosionshastigheten
oförändrad och vid två objekt ökade korrosionen i förhållande till tiden. I alla
undersökta fall var korrosionen så långsam att den vid observerade hastigheter inte påverkar
ledningarnas livslängd.
Examination of the effect of additives in
district heating nets
Summary
The pipes in district heating nets are made of carbon steel. In contact with oxygenated water
this type of un-treated material corrodes. Usually this corrosion is prevented through
elimina-tion of the oxygen in the water chemically. In the study existing water treating
additives on the märket were investigated in laboratory with help of testing equipment. The
water oxygen content before treatment was 0,5 mg/l. The impact of the chemicals on corrosion
of the carbon steel was examined, apart from weight loss measuring, with the help of pipe test
probes and electro chemical measures. Some products had less impact on the steel corrosion
than district heating water without additives. The results for certain products were
contradictory due to different test methods. The testing methods should therefore be
developed further in order to become more reliable.
The carbon steels corrosion also was examined on six existing nets with the help of the weight
loss test. On one object no additives were being used. The test period was 3 respectively 9
months. In the net without additive the corrosion decreased the longer the test period lasted.
At two objects the speed of corrosion remained unchanged. At two objects the corrosion
in-creased with time. In all examined cases the observed speed of corrosion was so slow that it
should not affect the lifetime of the pipes.
Keywords: district heating pipes, corrosion, additives
Projektbakgrund
"Undersökning av funktionen hos tillsatser för fjärrvärmevatten" genomfördes som ett projekt
ingående i forskningsprogrammet termo. Projektet startades 1996.1 undersökningen har
deltagit från vtt tillverkningsteknik dipl.ing. Tuija kaunisto, dipl.ing. Leena carpén ja dipl.ing.
Päivi våris.
Ordförande för ledningsgruppen var dipl.ing. Veli-pekka sirola från suomen kaukolämpö ry.
Ledningsgruppen bestod av följande personer:
Gallén, Pentti Oulaisten Lämpö Oy
Härkönen, Tapio Kokkolan Energialaitos
Järvinen, Hkka Kiviristin Lämpö Oy
Korhonen, Eino Heinola Energia Oy
Kotila, Heikki TEKES
Laaksonen, Pekka Hämeenlinnan Energia Oy
Lindholm, Markku Pori Energia
Lindstam, Olli Lahti Energia Oy
Mansner, Tarmo Vantaan Energia Oy
Nordenswan, Ture Svenska Fjärrvärmeföreningen
Partanen, Seppo Kuopion Energia
Pinomäki, Jan Tampereen kaupungin sähkölaitos
Pyörälä, Päivi Helsingin Energia
Tyni, Raimo Seinäjoen Energia Oy
Vid undersökningens praktiska genomförande har även Espoon Sähkö Oy, Imatran Lämpö
och Lappeenrannan Energia medverkat.
Esbo, september 1998
Författarna
Innehållsförteckning
Förord
1 Inledning ............................................................................................................................. 4
2 Vattenberedning vid fjärrvärmeverk .................................................................................... 5
2.1 Dagsläget...................................................................................................................... 5
2.2 Riktvärden för vattenkvalitet vid små fjärrvärmeverk .................................................. 7
2.2.1 Vattnets kvalitetsfaktorer ..................................................................................... 7
2.2.2 Analys .................................................................................................................. 8
2.2.3 Riktvärden ............................................................................................................ 9
2.2.4 Utbyte av vattenberedningskemikalie ................................................................. H
2.3 Underhåll av nätetutan vattenberedningskemikalier ................................................... H
3 Laboratorieprov ................................................................................................................. 12
3.1 Prov och analys av dessa ............................................................................................ * 3
3.1.1 Rörprov .............................................................................................................. 13
3.1.2 Viktförlustprov .................................................................................................. 14
3.1.3 Elektrokemiska mätningar ............................................................ • .................. 14
3.1.4 Magnetiska flödesmätare ................................................................................... 15
3.2 Resultat av laboratorieprov ........................................................................................ 15
3.3 Analys av laboratorieprovresultaten ........................................................................... 26
3.4 Kostnadsanalys ........................................................................................................... 29
4 Fältprov .............................................................................................................................. 30
4.1 Provarrangemang ........................................................................................................ 30
4.2 Resultat ...................................................................................................................... 31
4.3 Analys av resultat ........................................................................................................ 36
5 Sammanfattning ................................................................................................................. 38
6 Slutsatser ........................................................................................................................... 39
Litteraturförteckning ................................................................................................................ 40
Bilagor
1. Cirkulationsutrustning
2. Produktnyckel
Rapportförteckning
Förord
Föreliggande rapport är en översättning av den finska originalrapporten med titeln
Kaukolämpöverkoistoissa käytettävien vedenkäsittelykemikaalien toimivuuden tutkiminen.
Projektet ingår i Finska Fjärrvärmeföreningens fou-program TERMO. Svenska
Fjärrvärmeföreningen, FVF, och Finska Fjärrvärmeföreningen, Sky, har ett utbyte inom FoU
och rapporten är ett resultat av denna samverkan. Vi har här kunnat ta del av FoU-projekt som
annars ej blivit tillgängligt för den svenska branschen. Naturligtvis har möjligheterna till
svensk styrning av projektet ej varit möjlig eller aktuell. FVF har ingått i projektets
referensgrupp.
Svenska Fjärrvärmeföreningen ser positivt på samarbetet mellan länderna med denna
översättning till svenska som en slutprodukt. Originalrapporten är givetvis tillgänglig för
påseende på FVFs kansli för den som så önskar.
I referensgruppen har de svenska synpunkterna haft god respons. Rådgivande expert på
hemmaplan har varit Christer Knutås på Birka Teknik & Miljö.
Bakgrunden till försöken är att man såväl i Finland som i Sverige av miljöskäl frångår
hydrazinet som tillsats. Under dessa förhållanden erbjuds alternativa additiv. De tillsatser som
provades visade inte påfallande stora skillnader sinsemellan eller jämfört med fjärrvärmevatten
utan tillsatser. Vid laboratorieförsöken visade simuleringarna att normala rekommenderade
mängder tillsatser tyvärr ej har tillräcklig kapacitet vid ett störningstiUfälle, då syrehaltigt
vatten läcker in i fjärrvärmenätet.
För att en syrereduktion skall ske måste aktuella tillsatsmolekyler fysiskt krocka med
syremolekylerna. Under ett störningsförhållande är det därför mer sannolikt att dessa istället
träffar rörväggen och reagerar med den. Syremolekylerna dras till järnmolekylerna för att
uppnå det i naturen förekommande normaltillståndet järnoxid. Av denna anledning är det
viktigt för en nätägare att detektera eventuellt inläckage samt att påfyllning av systemet sker
med rätt vattenkvalitet.
Tyvärr saknas en standardiserad provmetod för tillsatser för fjärrvärmevatten. Stor enighet
beträffande funktionen hos tillsatser för fjärrvärmevatten råder mellan deltagarna och det
konstaterades att invändig korrosion i fjärrvärmesystem vid rätt vattenbehandling (avgasat,
avhärdat och pH-reglerat) inte är något problem.
Ture Nordenswan
1 Inledning
Metalledningar i fjärrvärmenät är tillverkade av vanligt kolstål som i obehandlad form
korro-derar på grund av syrehaltigt vatten. Korrosion på insidan av stålledningar förhindras
genom eliminering av syre i vattnet på termisk eller kemisk väg. Kemisk eliminering av syre
sker med hjälp av sk. syrebindande medel. Korrosion kan även förhindras genom att i
vattencirkulationen tillsätta kemikalier, inhibitotorer, som har bromsande eller hämmande
inverkan pa korrosionsreaktioner. De mest effektiva inhibitorerna har tyvärr visat sig skadliga
antingen pa hälsa eller på miljö. Utvecklingstrenden har varit att avstå från krom- och
nitrithaltiga mhibi-torer på grund av deras skadliga inverkan på miljön och på grund av deras
cancerogemtet. Man försöker även att avstå från användningen av inhibitorer som innehåller
tungmetaller. Av syrebindande medel används allmänt hydrazin, som i vissa halter är giftigt
och vars hantering förutsätter ändamålsenliga skyddsåtgärder. I själva fjärrvärmevattnet är
hydrazinhalterna mycket små och under den nivå som anses skadlig (Heikkilä & Kauppinen
1991).
Det har under den senaste tiden tillkommit många nya företag på marknaden som tillverkar
vattenberedningskemikalier och i och med hårdare konkurrens har satsningarna på produktutveckling
ökat. Produktutvecklingen har resulterat i sådana nya vattenberedningsprodukter pa
marknaden som har klassificerats som säkra och miljövänliga. Många av de nya produkterna
innehåller som verksamma ämnen organiska ämnen och det är typiskt att flera kemikalier används
i en produkt. Produkterna har ofta ett mera begränsat användningsområde än de traditionella
vattenberedningmedlen och de är således även svårare att kontrollera.
Urvalet av kommersiella produkter är brett på marknaden och det är svårt även för sakkunniga
att välja mellan de olika produkterna. Kunden skall fatta sitt beslut på grundval av det informationsmaterial
som de marknadsförande företagen presenterar, även om det inte alltid finns
redovisat hur dessa kemikalier i olika kombinationer fungerar i verkliga förhållanden. Även
små ändringar i kemikaliehalterna kan medföra påtagliga förändringar i deras funktionsförmåga
Allt detta medför att opartisk undersökning av produkternas lämplighet för olika användningsändamål
blir nödvändig, speciellt eftersom de företag som tillverkar produkterna inte
nödvändigtvis själv har utfört alla erforderliga prov.
Den allt vanligare användningen av plaströr, även i fjärrvärmenät, ställer egna villkor på vattenberedningen.
Plast släpper igenom gaser från miljön, bl a syre, som orsakar korrosion i
nätets ståldetaljer (Schramm 1996). Detta resulterar i att det bildas korrosionsprodukter av
järn och dessa har sedan orsakat problem med fällning som försvårar värmeöverföring. I
cir-kulationsvattennät med ståldetaljer av rent stål borde användas plaströrsprodukter med
spärrskikt som förhindrar diffusion av syre. Även om diffusionstäta produkter redan länge har
utvecklats, finns än så länge inga forskningsresultat om spärrskiktets hållbarhet på längre sikt.
Vattenberedning är enda sättet att förhindra stålets korrosion, om det vid något skede av någon
anledning skulle komma tillräcklig mängd syre i fjärrvärmenätets vatten.
I vattencirkulationssystem kan även mikrobiologisk aktivitet förekomma. Mikrober som lägger
sig på metallytor kan bilda biofilm, som kan påverka korrosion av metaller genom att de lokalt
förändrar miljöparametrar, t ex pH-värde, redox-förhållanden och ämneshalter. Miljöförhållanden
kan avvika avsevärt från förhållanden under biofilm, och detta kan medföra att korrosion
börjar under förhållanden, där den inte i övrigt äger rum. Mikrobiologisk aktivitet kan förändra
korrosionstypen från allmän till lokal korrosion och förändra
korrosionshastig-
heten. Förekomsten av biofilm på ytor påverkar dock inte alltid korrosionen. I Danmark har det
upptäckts bakterier i fjärrvärmevattnet och biofilm i ledningar men deras eventuella inverkan på
korrosion har inte kartlagts (Frolund et al. 1998).
Vattenberedningskemikaliernas funktionsförmåga påverkas av metallens och dess ytas natur,
miljöns (lösningens) sammansättning, temperatur, flödesegenskaper samt kemikaliehalt. Vid
produktvalet skall hänsyn tas till, förutom miljö- och hälsoaspekterna, även till användningen
av olika metaller i samma system, förekomsten av springor och avlagringar samt användningen
av andra vattenberedningskemikalier. Det går inte alltid att rengöra insidan av ledningarna
från fällningar och smutsavlagringar i tillräckligt hög grad innan vattenberedningen, och kemikaliemängden
kan vara för liten på dessa ställen. Produkternas inverkan på alla material
(olika metaller, plaster, gummimaterial, tärningar) inom systemet skall vara känt.
Syftet med undersökningen var att kartlägga för vattenberedning i fjärrvärmenät avsedda produkternas
förmåga att förhindra korrosion av stål. En opartisk jämförelse ger fj ärrvärmeverken
information om produkternas användbarhet och om fördelar och risker i samband med användningen.
Det finns inga standardiserade undersökningsmetoder, men man har försökt att
använda sådana kända provningsmetoder som lämpar sig bäst för ändamålet. Materialet skall
ses som en helhet, och det är inte önskvärt att enskilda undersökningsresultat betraktas lösryckta
ur sitt sammanhang. Speciellt skall resultat från laboratorieundersökningar betraktas
som rådgivande, för än så länge har man inte enats om vad för slags prov som bäst motsvarar
förhållandena på fältet och samtidigt skulle kunna accelereras, dvs som skulle kunna lämpa
sig för laboratorieprov avseende på provtiden.
2 Vattenberedning vid fjärrvärmeverk
Kontroll av vattenkvalitet på fjärrvärme verk behandlas detaljerat i instruktioner utgivna
(1988) av Lämpölaitosyhdistys (numera Suomen Kaukolämpö ry).
2.1 Dagsläget
Kartläggning av dagens praxis vid vattenberedning utfördes med hjälp av en enkät, som riktades
till 50 företag som var medlemmar i Suomen Kaukolämpö ry. Antalet inkomna svar var
37 st (74 %). Av anläggningar som besvarade enkäten var 14 st små (< 1000 m 3 ), 16 st medelstora
(1000 - 10000 m 3 ) och 7 st stora (> 10000 m 3 ). Näten består huvudsakligen av stålrör,
och plaströr har använts endast i sex nät eller i del av dessa.
Spädvattnet är vid nästan alla anläggningar avhärdat vatten. För rening av cirkulationsvattnet
används huvud- och/eller delflödesfilter, som är antingen mekaniska filter eller
påsfilter med magnetstavar. På stora anläggningar finns det även avhärdningsfilter i cirkulationsvattensystemet.
På stora anläggningar utförs vattenanalyser dagligen eller veckovis. På medelstora anläggningar
utförs analyserna dagligen hos några av anläggningarna, veckovis hos ca hälften av
anläggningarna och månadsvis eller ännu mera sällan hos sex anläggningar.
På några små anläggningar utförs vattenanalyserna med 2 - 3 månaders mellanrum eller ännu
mera sällan, på en anläggning till och med endast en gång om året. Analyserna utförs dagligen
på en liten anläggning och veckovis på en liten anläggning. Hälften av de små anläggningarna
är beroende av tillsatsmedelleverantörernas vattenanalyser, och analyserna utförs då med 1 - 2
månaders eller upp till 6 månaders mellanrum. De parametrar som analyseras, förutom tillsatsmedelhalten,
är pH-värde, ledningsförmåga, hårdhet och järnhalt. Syrehalten i vattnet mäts
endast på några anläggningar och även där högst några gånger om året. Överskridanden av
Suomen Kaukolämpö ry:s riktvärden har upptäckts vad gäller hårdhet, kloridhalt och härmed
ledningsförmåga samt järnhalt.
Enligt inlämnade svar behöver små värmeverk anvisningar om vattenanalysmetoder och
-frekvens, som är lämpliga för deras resurser.
Av tillsatsmedel används hydrazin åtminstone delvis på stora anläggningar, utom på en, och
erfarenheterna är goda. Av medelstora anläggningar används hydrazin på fyra anläggningar
och av små anläggningar på tre anläggningar, men dess giftighet upplevdes som ett problem
och på ett par anläggningar kommer man sannolikt att avstå ifrån hydrazin i framtiden.
Efter hydrazin var de vanligaste tillsatsmedlen vid anläggningar som hade besvarat enkäten
produkter i serierna Chemextran INHEX K 350 och K 550, som används allmänt hos fyra
anläggningar av simanläggningar, hos fem anläggningar av medelstora anläggningar och hos
två av de stora anläggningarna. Dessutom använder en medelstor anläggning produkten Chemextran
B 108. Erfarenheterna har varit goda eller tillfredsställande. Hyxo Oy:s Hydro-X används
på fem anläggningar, och erfarenheterna är goda. Ruostop Duolite (Lämpöaalto Oy) har
använts på en liten och en medelstor anläggning, och erfarenheterna har varierat. Ruste K 200
(Korves Oy) används på två och Ruste K 100 på en liten anläggning. Medlen fungerar tydligen
bra. KK-Lämpö:s (numera Suomen KL-Lämpö Oy.s) produkter ur serien KK används på
en medelstor anläggning och i plaströrnätet på en stor anläggning. Användningserfarenheter
under längre tid finns ännu inte. Enstaka användare har använt ämnen som Azamina (Enerkem
Oy) och Boilex (Chemextra Oy), av vilka det senast nämnda visserligen är en för ångsystem
avsedd kemikalie.
Två små och en medelstor anläggning använder sig inte av egentliga tillsatsmedel utan använder
enbart pH-reglering.
Färgämne (Pyranin) används av ca tvåtredjedelar av de anläggningar som besvarat frågeformuläret.
Med hjälp av färgämnet kan läckage av fjärrvärmevatten till användarnät upptäckas.
Beträffande korrosion på insidan av ledningar har ca hälften av de som besvarat enkäten klarat
sig utan större problem. Någon slags korrosion på insidan av ledningar och bildande av fällningar
har konstaterats hos ca tio, främst små eller medelstora anläggningar, men egentliga av
inre korrosion orsakade skador har inte förekommit. Pannsten har i vissa fall medfört problem.
I konsumenternas värmeväxlare med kopparrör har läckage upptäckts inom ca 10 anläggningars
verkningsområde.
Många svarade att de önskade en så ekonomisk produkt som möjligt som ersättare för hydrazin.
Undersökning av alla produkter på marknaden efterlystes. Flera anläggningar ville ha en
undersökning av det tillsatsämne som de redan använde sig av.
Dessutom efterlystes en redogörelse för ämnenas kombinerbarhet och vilka åtgärder som
skall vidtas i samband med varumärkesbyte samt en kartläggning av tillsatsämnenas verkliga
sammansättning och de olika varubenämningarnas pris/kvalitet-kvot.
Man önskar klassificering av tillsatsämnen enligt tillsatsämnenas funktionssätt. Information
om de olika tillsatsämnenas inverkan på magnetflödesmätare samt eliminering av problemet
önskas. Laboratorieprov vid fjärrvärmevattentemperaturer (70 - 115 °C) och även med obehandlat
vatten, med hydrazin (N2H4) och med enbart reglering av pH (NH3) önskades .
Det önskades att kemikalietillverkarna skulle lämna mera produktinformation än idag. I
samband med eventuell anbudsbegäran skall anläggningen ange åtminstone materialet i nätet
(metalliskt och organiskt material), vattnets kvalitet och temperaturer, vattenvolym och eventuella
fällningsproblem.
Av företagen efterfrågas åtgärdsbeskrivning och kostnadsbedömning för följande punkter:
- kartläggning av nätets kondition (vattenanalyser)
- erforderlig beredning av nätet innan kemikalien tas i bruk (spolning, betning, användning
av kemikalier som löser upp kemiska fällningar); utförande, varaktighet, temperatur, flöde,
vattenförbrukning, kriterierna för bedömning av om åtgärden har lyckats
- kemikaliernas inverkan på hälsa och miljö (nödvändigt skydd under behandlingen, förstö
ring av använda kemikalier)
- uppföljning av kemikaliernas funktionsförmåga (vattenanalyser; vem tar prov och hur of-
- upprätthållande av produktkvaliteten; företagets eget kvalitetskontrollsystem och ansvariga
personer
- ansvarsfrågor (åtgärder när det uppstår problem).
2.2 Riktvärden för vattenkvalitet vid små fjärrvärmeverk
Enligt enkätsvaren behöver små anläggningar en kort instruktion för uppföljning av vattenkvaliteten.
Följande instruktioner grundar sig på rekommendation av Suomen Kaukolämpö ry
(Lämpölaitosyhdistys 1988). Syftet med dessa är att underlätta för små och medelstora företag
att övervaka kvaliteten av fjärrvärmevattnet. Kontroll av vattenkvaliteten är viktig för att hindra
korrosion och bildandet av avlagringar på insidan av rörledningar.
2.2.1 Vattnets kvalitetsfaktorer
De viktigaste variablerna för beskrivning av vattnets kvalitet och nätets kondition är
pH-värde, syrehalt, elektrisk ledningsförmåga, hårdhet, järnhalt, kopparhalt och halten av
suspenderade ämnen.
Syret som löser sig i vattnet orsakar korrosion av stålet, därför skall syrehalten vara så låg
som möjligt. Syre kan tillföras till ett tätt stålrörsnät med spädvattnet, genom läckande
tät-ningar och dylikt, men i plaströrsnät släpper själva röret igenom syre i volymer som är
beroende på plasttyp, konstruktion av röret och temperatur.
Korrosion av stålet sker långsammast då vattnets pH-värde är 9 - 10. För att korrosion av
kopparmetaller och spänningskorrosion av stålet skall kunna hindras, borde pH-värdet dock
inte överstiga 10.
Hårdhet bildas i vattnet av kalcium- och magnesiumjoner, som när de reagerar med bikarbonat
kan bilda avlagringar på insidan av rören. Fällningsreaktioner blir starkare vid högre temperaturer,
varför det har satts olika riktvärden för vattnets hårdhet i primära och sekundära
anläggningar. Hårdhetens enheter är °dH och mmol/1 (1 °dH = 0,178 mmol/1).
Elektrisk ledningsförmåga är ett mått på vattnets salthalt, och varierar bland annat beroende
på råvattnets ursprung. I Finland är ytvattnets elektriska ledningsförmåga 20 - 200 uS/cm och
grundvattnets 30 - 500 jaS/cm (Isoaho & Valve 1986). Härdning av vattnet påverkar inte elektrisk
ledningsförmåga, men efter avsaltning är vattnets elektriska ledningsförmåga avsevärt
mindre än råvattnets. Det går inte att lämna några riktvärden för elektrisk ledningsförmåga,
men det kan konstateras allmänt att korrosionshastigheten minskar, då ledningsförmågan
minskar. Vid övervakning gäller det närmast att följa nivån på elektrisk ledningsförmåga och
kartlägga orsakerna till väsentliga avvikelser. Enheten för elektrisk ledningsförmåga är uS/cm
(= 10 mS/m).
Järn- och kopparhalter beskriver korrosionsnivån i nätet. Vid fjärrvärme vattnets pH-värden
har järn och koppar inte löst sig i vattnet, utan de förekommer i form av oxider och
hydroxi-der, varvid det finns fasta partiklar i systemet. Majoriteten av järnoxider är magnetit,
som kan fastna på flödesmätare av stål och medföra mätfel. Jämhaltsvärden kan inte direkt
användas för bedömning av korrosionssannolikhet, om vattenberedningskemikalien
innehåller ämnen som dispergerar järn.
Suspenderade ämnen består av korrosionsprodukter och sand, skräp o dyl. som i samband
med installations- och reparationsarbeten har kommit in i nätet.
2.2.2 Analys
Analyserna utförs på returvattnet från fjärrvärmenätet. Vattnets pH-värde kan mätas med en
pH-penna eller -strippar och elektriska ledningsförmåga med uS-penna. Hårdhet, järn-, koppar-
och syrehalter samt hydrazinöverskottet kan mätas med ampuller. Mätning av suspenderade
ämnen sker med hjälp av membranfiltrering.
Analysernas omfattning och frekvens beror på anläggningen. Om analysresultaten är förenliga
med riktvärdena och stabila, räcker det mindre frekventa analyser än om analysresultaten förändras.
En gång i veckan eller minst en gång i månaden mäts pH-värde, total hårdhet, syre- och
tillsatsämneshalter.
Två gånger om året analyseras på ett externt laboratorium, förutom ovannämnda parametrar,
även ammoniak, total järnhalt, total kopparhalt, halten av suspenderade ämnen samt olja.
Analysresultaten lagras systematiskt och förvaras under minst 10 år. Även förbrukning
av spädvatten och eventuella reparationer av nätet skall dokumenteras. Vid dokumentation
kan användas ett av Imatran Voima Oy utarbetat vattenkemiskt övervakningsprogram för
fjärrvärmesystem, där data lagras på anläggnings- eller nätspecificerade datafiler (Rosendal
1997). Programmet är avsett för lagring, kontroll och redovisning av vattenkemiska mätningar
och analysresultat. Om resultaten avviker från gränsvärden, ger programmet en varning och
rekommenderar lämplig åtgärd. Programmet är speciellt avsett för små fjärrvärmebolag.
I Sverige ges i anvisningar, riktade till små anläggningar, följande rekommendationer om
vattenanalyser, se tabell 1.
Tabell 1. Svenska Fjärrvärmeföreningens förslag till analys av faktorer som påverkar vattnets
kvalitet, analysställen och -frekvens (Värmeverksföreningen 1991). {dag: varje dag, vecka: 1
gång/vecka, mån: 1 gång/månad, år: 1 gång/år.)
tagning pH o2
I) 3 Fe Cu Olja förmå- tr
Råvatten T ar T ar
och fyll-
Matarvatten vecka vecka vecka vecka 3)
Cirkulationsvatten
Efter delflödes-filter
Sr
vecka vecka •nan 2) 3) vecka vecka alt.
vecka mån mån veclca
1) vid tillsättning av ammoniak eller hydrazin
2) vid förvärmning av olja med fjärrvärmevatten rekommenderas kontinuerlig övervakning
3) för avsaltat vatten rekommenderas kontinuerlig övervakning.
2.2.3 Riktvärden
Korrosion och avlagringar kan undvikas om följande villkor uppfylls:
- inget syre
- ingen hårdhet
- inga suspenderade ämnen
Vid små anläggningar (kapacitet under 10 MW) med liten volym och litet behov av spädvatten,
förekommer i regel ingen vattenberedning. Om det spädvatten som man har tillgång till är
mycket hårt (minst 0,5 mmol (Ca 2+ + Mg 2+ )/kg), skall späd- och fyllnadsvattnet avhärdas. Det
rekommenderas även att av syre orsakad korrosion förhindras exempelvis genom tillsats av
kemiska syreavspj älkningsmedel eller korrosionshämmande inhibitorer .
Vid anläggningar som är större än de ovannämnda (kapacitet > 10 MW) skall späd- och
fyll-nadsvattnet avhärdas. Avsaltning är nödvändig om kloridhalten är över 50 mg/l.
Rekommendationer för vattenkvaliteten framgår av tabell 2. Det går inte att ange gränsvärden
för alla faktorer, utan analyserna är avsedda för uppföljning av hur permanent situationen är.
Om det uppstår kraftiga variationer i uppmätta värden eller om de avlästa värdena permanent
ligger på hög nivå (exempelvis elektrisk ledningsförmåga), skall orsakerna till förändringarna
kartläggas med hjälp av extra analyser. Om den elektriska ledningsförmågan är hög, skall
klo-rid- och sulfathalterna analyseras. Om exempelvis pH-värdet är för lågt, skall doseringen
av kemikalien ökas.
(Lämpölaitosyhdistys vy 1988).
Parameter Rekommendationsområde Följderna vid avvikelse från gränsvärden
pH-värde - pH < 9 : syrekorrosion av stålet ökar, likaså
lösning av koppar (pH
2.2.4 Utbyte av vattenberedningskemikalie
Utbyte av vattenberedningskemikalie har i vissa fall orsakat problem, t ex när avlagringar har
lossnat. Enligt Lämpölaitosyhdistys ry:s anvisning (1989) är det motiverat att noga överväga
nödvändigheten av ett kemikaliebyte, om det använda tillsatsämnet har fungerat klanderfritt
och utan skadeverkningar, dvs cirkulationsvattnet är klart och överensstämmer
kvalitetsmäs-sigt med riktvärden. Om det förekommer något avvikande i vattnets kvalitet, t
ex stora halter av suspenderade ämnen, är byte av vatten att rekommendera. Dosering av det
kasserade ämnet avslutas och ämnets halt får sjunka i tillräcklig grad innan vattnet byts ut.
Det är bäst att börja dosering av det nya tillsatsämnet i det nya cirkulations vattnet som matas
in i nätet.
Ev. utbyte skall utföras kontrollerat så att vattnets kvalitet överenstämmer med riktvärden
även under övergångsperioden. Detta skall säkerställas med hjälp av vattenanalyser.
Övergångsperioden är, beroende på systemets storlek och kondition, några dagar eller några
veckor. I princip blir övergångsperioden längre, ju tätare och större systemet är.
2.3 Underhåll av nätet utan
vattenberedningskemikalier
Fjärrvärmenätet kan hållas i gott skick även utan tillsatsämnen genom att vattnets syrehalt
hålls låg.
Ända till 1980-talet användes hydrazin som tillsatsämne i fjärrvärmenätet i Stockholm, men
man har därefter försökt att avstå från användning av detta. Numera tillsätts inte hydrazin i
fjärrvärmenätet, men små mängder av hydrazin kan fortfarande hamna i fjärrvärmenätet exempelvis
från värmepannans vatten. För att förbättra övervakningen av nätets kondition startades
utvecklingsprojektet "Övervakningssystem fjärrvärme" (Stockholm Energi 1992).
Målet med ett projekt genomfört av Stockholm Energi AB under åren 1991-1992 var att bedöma
möjligheterna till att upptäcka råvatten eller kylmedel som kommer i nätet genom mätning
av galvanisk ström emellan rörmaterialet och elektroder, som tillverkats av ett ädlare
material än röret. Korrosion i fjärrvärmenätet orsakas till största delen av syret i vattnet. Även
kylmedel från värmepumparnas kondensatorer kan hamna i nätet. Exempelvis freoner sönderfaller
i varmt vatten i fluorväte och/eller saltsyra, vilket orsakar minskning av fjärrvärmevattnets
pH-värde. I dessa störningsfall är tillsatsämneskemikalier i normala koncentrationer antagligen
inte till någon hjälp.
Bild 1 illustrerar sondens princip. Sonden är tillverkad av syrafast stål. Om det i vattnet finns
något ämne som orsakar korrosion, uppstår det en galvanisk ström mellan sonden och röret
(kolstålet). För mätning av strömmen krävs att kopplingsflänsen elisoleras med tärningar.
Sonden ansluts till en datalogger, varifrån data överförs via modem till telenätet och vidare till
en dator. Registrering skall ske kontinuerligt och resultaten samlas geografiskt i ett uppföljningssystem
i PC-miljö, varvid man direkt efter indikering kan konstatera var och när störningen
har ägt rum. Sonden kan installeras antingen i huvudströmmen eller i sidströmmen.
Strömsignalen anger den lokala korrosionshändelsen, t ex förekomsten av en
punktkorrosions-skada, och ger även information om i vilken omfattning det finns tidigare
korrosions skador i nätet. Metoden är tillräckligt känslig för att upptäcka förhöjda syrehalter
inom ett mätningsområde på 3 - 6 ppb.
11
Korrosionsmätsond
Mätsignal 4-20 mA
Mätning 24 V=
Bild 1. Mätningsprincip
(Stockholm Energi 1992).
Det visade sig att sondernas
känslighet inte minskade och
att det inte skedde några
förändringar i dessa under
projekttiden. Sonderna lämpar
sig enligt resultaten således för
kontinuerlig användning.
Temperaturvariationer påverkar mätsignaler, men inverkan är liten i jämförelse med av
förändrad syrehalt orsakad signal. Små freonläckage har inte kunnat upptäckas med direkta
mätningar.
Om syrehaltigt vatten kommer in i nätet, tas inte syret separat bort utan det förbrukas i korrosionsreaktioner
med stålet. Inom syrets direkta verkningsområde kan även punktkorrosion ske.
Störningar har upptäckts främst i samband med anslutning av nya fjärrvärmeområden till nätet
eller i samband med underhållsarbeten, och numera försöker man minimera dessa skador med
hjälp av adekvata anvisningar. Störningar har även orsakats av läckande värmeväxlare.
3 Laboratorieprov
Laboratorieprov för undersökning av vattenberedningskemikalier som används i fjärrvärmenät
utfördes på VTT Tillverkningsteknik med hjälp av cirkulationsvattenutrustning med vattenvolym
på 140 1 enligt bilaga 1. Utrustningen har tillverkats av austenitiskt rostfritt stål, och till
denna kan anslutas prov, som har tillverkats av olika material, så att proven inte har galvamsk
kontakt med varandra eller med själva utrustningen.
I proven användes enligt Suomen Kaukolämnö ry:s rekommendationer avhärdat
fjärrvärme-vatten med tillsats av färgämne (Pyranin) 1,5 mg/l. Vattnets pH-värde var i
början av testet 9,5. Provtemperaturen var 70 °C och provet varade 14 dygn.
Flödeshastigheten i ledningar var 3 l/min (ca 0,5 m/s).
12
Man ville att syrehalten skulle motsvara ev. störningssituation, där det finns så mycket syre
som krävs för korrosion av stål (> 0,1 mg/l). Borttagning av syre ur vattnet utfördes med hjälp
av kvävgasbubblor, och i början av provet innan tillsats av kemikalien var syrehalten i vattnet
0,5 mg/l. Kvävgastrycket var ca 0,2 bar i vattentankens gasrum. Under provet inkom i nätet ca
0,02 mg/lper dygn (70 °C) syre igenom plastledningen.
Under provet uppmättes vattnets temperatur, pH-värde, syrehalt och elektrisk ledningsförmåga.
Syrehalten uppmättes med Orbisphere 3600 -mätare.
Före prov med tillsatsämnen utfördes ett jämförelseprov med enbart fjärrvärmevatten, där
färgämne tillsattes. Åtta kommersiella tillsatsmedelsprodukter, vilka redovisas i bilaga 2, undersöktes.
Avsikten var från början att be produkterna från användarna, men alla produkter
som kemikalietillverkarna ville testa kunde inte erhållas från anläggningarna. Av denna anledning
bad man kemikalietillverkarna leverera produkterna, utom produkt 3, som levererades
till VTT av Imatran Lämpö. Dosering av det undersökta ämnet utfördes enligt kemikalieleverantörens
rekommendationer, med undantag av produkterna 3 och 5, för vilka koncentrationen
beslutades på VTT.
Utöver dessa prov utfördes på ett par produkter, på uppdrag av kemikalietillverkaren, även ett
extra prov som gällde produktens syrebindningsförmåga.
3.1 Prov och analys av dessa
Kemikaliernas inverkan på korrosion av kolstål undersöktes huvudsakligen med hjälp av
vikt-förlustprov och provrör. Dessutom utfördes elektrokemiska mätningar. Avsikten var även
att kartlägga de undersökta produkternas eventuella inverkan på funktionsförmågan hos en
magnetisk flödesmätare, varför Enermet Oy:s magnetiska flödesmätare kopplades till
utrustning-
3.1.1 Rörprov
De till cirkulations vattenutrustningen anslutna kolstålsrören (2 st) har en ytterdiameter på 17,2
mm, väggtjocklek på 2,9 mm och längd på 1200 mm. Rörmaterialet är enligt standarden DIN
2440 längdfogsvetsat rör, som enligt en, på VTT Tillverkningsteknik utförd, optisk
emissions-spektralanalys har följande sammansättning: 0,07 % C 0,01 % Si 0,009 % P
0,006 % S
Före provet rengjordes rören på insidan med 15 % saltsyra (30 min.), de spolades med destillerat
vatten och neutraliserades med 5 % natriumkarbonatlösning. Därefter spolades innerytorna
med isopropanol, torkades med varm luft och förvarades 24 timmar på en torr plats i
väntan på provet.
Efter provperiodens slut klövs stålrören i längdriktning och fotograferades. En del av innerytan
rengjordes från avlagningar genom betning. Avlagringar på innerytor och typen av ev.
korrosion på innerytan samt korrosions styrka undersöktes visuellt och med stereomikroskop
med 50-faldig förstoring.
13
3.1.2 Viktförlustprov
Viktförlustproven tillverkades av kallvalsad tunnplåt (Rautaruukki Oy, CR 2-11) med följande
referensanalys:
< 0,10% C 0,45 % Mn < 0,04 % P < 0,04 % S
Enligt på VTT Tillverkningsteknik utförd optisk emissionsspektralanalys har plåten följande
kvantitativa sammansättning:
0 05% C 0 007% Si 0,21 %Mn 0,022 %S 0,009 %P 0,02 %Cr
0,02% Ni o[o04%Mo 0,09 %Cu 0,05% Al 0,005 %W 0,006% V
provytan (2 cm 2 ) slipades till 600 grit. Före mätningsperiodens början tvättades proverna med
alkohol och torkades.
Vid mätningarna användes Gamrys CMS 100 Corrosion Measurement programvara PC3 med
potentiostat. För bestämning av korrosionshastighet mättes cykliska polarisationskurvor för
proverna i närheten av vilopotentialen (± 50 mVScE). Mätning inleddes vid vilopotentialen,
först i katodisk riktning 50 mV och sedan tillbaka till vilopotentialen och vidare i anodisk
riktning 50 mV och tillbaka. För produkt 1 och för fjärrvärmevatten utan tillsatsämnen uppmätta
kurvor avviker från andra på så sätt att där inleddes mätning av polarisationskurvan 50
mV under vilopotentialen och mätningen fortsatte till 50 mV ovanför vilopotentialen. Som
potentialens ändringshastighet användes i allmänhet 30 mV/min. För produkt 2 kördes en del
av polarisationskurvorna även med lägre ändringshastighet, 6 mV/min. Polarisationskurvorna
kördes direkt i början av provet (2-24 timmar efter starten) och på nytt för samma prov i slutet
av provet (14 dygn från starten). Före varje polarisationsmätning kontrollerades
kolstålspro-vets vilopotential (Eoc) under ca 15 minuter eller tills potentialen hade stabiliserats
tillräckligt. Korrosionsströmmen bestämdes från uppmätta polarisationskurvor med hjälp av
sk. Tafels linjer. Från denna korrosions ström beräknades motsvarande korrosionshastighet för
kolstålet (1 |LiA/cm motsvarar korrosionshastigheten 11,6 um/a). För varje lösning utfördes vid
varje tidpunkt minst två mätningar och korrosionshastigheter och vilopotentialvärden anges
som medelvärdet av dessa mätningar.
Efter proverna kontrollerades provkupongerna med stereomikroskop, varefter de betades med
inhiberad 15 % saltsyra. Efter betning kontrollerades provkupongerna på nytt med stereomikroskop
för kartläggning av korrosionens natur (lokal och/eller allmän korrosion).
3.1.4 Magnetiska flödesmätare
Efter provet jämfördes det på den magnetiska flödesmätaren avlästa flödet med den vattenvolym
som hade släpps igenom mätaren.
3.2 Resultat av laboratorieprov
Produkternas inverkan på den magnetiska flödesmätarens visning var hos alla produkter mindre
än mätarens mätnoggrannhet (± 2 %).
Jämförelseprov med fjärrvärmevatten utan tillsatsämnen
Vattnets pH-värde var under provet som lägst 9,3 (bild 2). Syrehalten var vid slutet av provet
0,2 mg/l (bild 3). Elektrisk ledningsförmåga var under provet ca 180 jaS/cm.
På rörens innerväggar bildades ojämn brun och sva~t rost, som nästan helt täckte ytan. De rena
ställena var brunaktiga. På innerväggar hade skett allmän korrosion och på vissa ställen fanns
även lätt gravrost.
Viktförlustskivornas ytor var nästan helt rena och korrosionsfria, men på vissa ställen på ytorna
och på skivornas ändar fanns det frätställen täckta av rödbrun rost samt punktkorrosion.
15
Viktförlusterna var i genomsnitt 157 mg (3,3 mg/cm 2 ). Från viktförlusten beräknad årlig korrosionshastighet
är 0,1 mm/a.
Enligt elektrokemiska mätningar är korrosionshastigheten vid slutet av provet 15 um/a (Eoc =
-576 mVscE). Den i början av provet uppmätta kurvan var så instabil, att korrosionshastigheten
inte kunde bestämmas med den som utgångspunkt. Vid stereomikroskopundersökning
efter provet upptäcktes fällningsskikt och låga frätfläckar som var ganska jämt fördelade. Det
prov som hade varit i fjärrvärmevattnet ca 3 dygn var nästan helt övertäckt av ett svartbrunt,
ojämnt, tunnt fällningsskikt och det fanns rödbrun fällning på vissa ställen på ytan. Efter betning
upptäcktes punktfrätning och frätfläckar inom det området, som hade täckts av fällning.
Jämförelseprov
Provtid (dygn)
Bild 2. Fjärrvärmevattnets pH-värde under provet.
I
Jämförelseprov
6 8 10 12 14
Provtid (dygn)
Bild 3. Vattnets syrehalt under provet.
Produkt 1
Produktnyckel se bilaga 2
Vattnets pH-värde förändrades knappt nämnvärt under provet (bild 4). Vattnets syrehalt var
som lägst 0,08 mg/l och vid slutet av provet 0,1 mg/l (bild 5). Elektrisk ledningsförmåga var
under provet ca 275 jLiS/cm.
Rörens innerväggar var till största delen rena och utan frätskador. I svetsen och i dess omgivning
fanns svart och brun rost, och under rosten fanns lätt allmän korrosion. På övriga innerväggar
fanns svart korrosionsprodukt i form av ränder i längdriktningen.
Viktförlustskivornas ytor var glanslösa (nästan matta). I proven fanns frätskador som utgick
från sidkanterna, och ovanpå dessa fanns ganska tjocka svarta, delvis även bruna korrosionsprodukter.
I två av skivorna fanns även mycket små tecken till punktfrätning. Viktförlusterna
var i genomsnitt 129 mg (2,6 mg/cm 2 ). Från viktförlusten beräknad årlig korrosionshastighet
är 0,08 mm/a.
Enligt elektrokemiska mätningar var korrosionshastigheten vid början av provet (20 h från
starten) under 0,1 um/a (Eoc = -556 mVSCE) och vid slutet av provet ca 1 um/a (Eoc = -509
HIVSCE). Vid stereomikroskopundersökningen upptäcktes i provet rostansamlingar och silvergrå
fällning. Under rostansamlingarna fanns frätfläckar.
Produkt 1
Provtid (dygn)
Bild 4. Vattnets pH-värde under provet.
Produkt 1
Provtid (dygn)
Bild 5. Vattnets syrehalt under provet.
17
Produkt 2
Vattnets pH-värde sjönk under provet (8,7-8,8) (bild 6). Vattnets syrehalt sjönk på grund av
ämnets inverkan i början av provet (0,05 mg/l) men steg därefter och var vid slutet av provet
0,2 mg/l (bild 7). Elektrisk ledningsförmåga var under provet ca 250 uS/cm.
Rörens innerväggar var brunaktiga och det fanns rikligt med rödbrun rost på ytan, framför allt
i svetsen. Under fällningen hade ytan frätts upp ganska kraftigt, mer än i jämförelseprovet.
Viktförlustskivornas ytor var brunaktiga och det fanns brun rost på ytorna. Skivornas ändar
hade fräts upp kraftigt. På ytorna fanns även enstaka punktfrätskador. Viktförlusterna var i
genomsnitt 250 mg (4,9 mg/cm 2 ). Från viktförlusten beräknad årlig korrosionshastighet är
0,16 mm/a.
Enligt elektrokemiska mätningar var korrosionshastigheten i början av provet (2 h från starten)
1,3 um/a (Eoc = -507 mVscn) och i slutet av provet 240 um/a (Eoc= -377 mVSCE). I provet
upptäcktes ett mörkbrunt ganska jämnt fällningsskikt, på kanterna fanns rostfärgad fällning.
Efter betning syntes jämn låg frätning nästan genomgående.
Produkt 2
Provtid (dygn)
Bild 6. Vattnets pH-värde under provet
18
Bild 7. Vattnets syrehalt under provet.
Produkt 2
Provtid (dygn)
Produktens syrebindningsförmåga undersöktes särskilt med cirkulationsvattenutrustning så
att man, ca 10 minuter efter dosering av ämnet, lät vattnet cirkulera genom ett stålrör och en
viktförlustcell Kemikaliedoseringen 1 l/m 3 .
Resultaten av produktens syrebindningsförmåga i tilläggsprovet framgår av bild 8.
Provtid (min)
Produkt 2
Bild 8. Syrebindningsförmågan hos produkt 2.
Produkt 3
II 7 -^fi^vf?WMMW.'MS?^M*'f*iv*rf*f*fj'wJvv.v*
Vattnets pH-värde var under provet ca 10 (bild 9). Syrehalten sjönk inte på grund av medlets
inverkan utan steg något och var i slutet av provet 0,7 mg/l (bild 10). Elektrisk ledningsförmåga
var under provet ca 440 uS/cm.
Rörens innerväggar var mestadels rena och utan frätangrepp. Svetsen var rostig på vissa ställen.
På övriga innerytor fanns rödbruna rostfläckar och mörka rostränder, under vilka det hade
skett allmän korrosion.
Viktförlustskivornas ytor var till stor del rena och utan frätangrepp, men på vissa ställen i skivorna,
närmast i ändarna, hade det skett korrosion under den svarta korrosionsprodukten.
19
Dessutom fanns det några tecken till punktfrätning. Viktförlusterna var i genomsnitt 163 mg
(3,3 mg/cm 2 ). Från viktförlusten beräknad årlig korrosionshastighet är 0,1 mm/a.
Enligt elektrokemiska mätningar var korrosionshastigheten i början av provet ( ca 19 h från
starten) under 0,1 um/a (Eoc = -615 mVScE) och i slutet av provet likaså under 0,1 um/a (Eoc--233
mVscE). Vid stereomikroskopundersökningen upptäcktes att provet hade på vissa stallen
glansig yta och på vissa ställen fanns det svart och rostbrun fällning. Efter betning konstaterades
grunda frätfläckar och några något djupare punktfrätningar inom de områden som hade
täckts av fällning.
Produkt 3
O 2 4 6 8 10
Provtid (dygn)
Bild 9. Vattnets pH-värde under provet.
■ |w +
Produkt 3
Provtid (dygn)
Bild 10. Vattnets syrehalt under provet.
Produkt 4
Vattnets pH-värde steg under provet något (9,7) (bild 11). Vattnets syrehalt var under provet
0,5 - 0,6 mg/l (bild 12). Elektrisk ledningsförmåga var ca 305 uS/cm.
Rörens innerväggar var nästan rena och utan frätangrepp. På ytorna fanns dock på vissa ställen
rostfläckar, under vilka det syntes antydan till frätning, samt svart korrosionsprodukt i form av
långa ränder. Det fanns även på vissa ställen runt svetsen en antydan till korrosion.
Viktförlustskivornas ytor var rena, men på ytorna fanns på vissa ställen frätningsområden,
som var täckta av rödbrun rost. Frätning hade skett närmast i skivornas ändar. Viktförlusterna
20
var i genomsnitt 140 mg (2,8 mg/cm 2 ). Från viktförlusten beräknad årlig korrosionshastighet
är 0,09 mm/a.
Enligt elektrokemiska mätningar var korrosionshastigheten i början av provet (1 h från starten)
8 um/a (Eoc = -571 mVSCE) och i slutet av provet 0,16 um/a (Eoc = -271 mVSCE). Provets yta
var på vissa ställen glansig och på vissa ställen täckt med rostfärgad och svart fällning. I
fläckarna fanns rostfärgad och svart fällning. Vid stereomikroskopundersökningen upptäcktes
ganska låg frätning under fällningsansamlingarna.
Produkt 4
Provtid (dygn)
Bild 11. Vattnets pH-värde under provet.
Produkt 4
Provtid (dygn)
Bild 12. Vattnets syrehalt under provet.
Produktens syrebindningsförmåga undersöktes med cirkulationsvattenutrustning med normalt
provarrangemang men utan stålprov. Kemikaliehalten var 0,3 l/m 3 . Resultaten från tilläggsprovet
framgår av bild 13.
21
Produkt 4
Provtid (min)
Bild 13. Syrebindningsförmågan hos produkt 4.
Produkt 5
Vattnets pH-värde var under provet som lägst 9,3 (kuva 14). Syrehalten sjönk i början till 0,1
mg/l och var i slutet av provet 0,2 mg/l (bild 15). Elektrisk ledningsförmåga var ca 280
jaS/cm.
På rörens innerväggar fanns mörkbruna rostränder. På innerytorna och runt svetsen fanns omfattande
områden med allmän korrosion. En del av ytan var ren och utan frätangrepp.
Viktförlustskivornas ytor var huvudsakligen rena, men i ändarna och på vissa ställen på ytorna
hade det under den relativt tjocka svarta och rödbruna rosten skett frätning. Dessutom fanns
det på ytorna enstaka punktfrätningar. Viktförlusterna var i genomsnitt 152 mg (3,0 mg/cm 2 ).
Från viktförlusten beräknad årlig korrosionshastighet är 0,1 mm/a.
Enligt elektrokemiska mätningar var korrosionshastigheten i början av provet under 0,1 um/a
(Eoc = -458 HIVSCE) och i slutet av provet likaså under 0,1 um/a (Eoc = -227 mVSCE). På provets
yta fanns svart och rödbrun fällning. Efter betning upptäcktes vid
stereomikroskop-undersökningen grund punktfrätning samt frätangrepp, som bildade rader,
som var mera utmärkande på den ena utkanten av provet.
Produkt 5
Provtid (dygn)
Bild 14. Vattnets pH-värde under provet.
22
Produkt 5
Provtid (dygn)
Bild 15. Vattnets syrehalt under provet.
Produkt 6
Vattnets pH-värde förändrades inte under provet (bild 16). Vattnets syrehalt sjönk under provet
och var i slutet av provet 0,09 mg/l (bild 17). Elektrisk ledningsförmåga var ca 255 uS/cm.
Rörens innerväggar täcktes nästan helt av mörkbrun rost. Bara ställen på ytan var brunaktiga.
Nästan hela ytan hade allmän korrosion.
Viktförlustskivornas ytor var rödaktiga. På skivornas kanter och på vissa ställen av ytorna
hade det skett korrosion under den mörkbruna rosten. Viktförlusterna var i genomsnitt 185 mg
(3,7 mg/cm 2 ). Från viktförlusten beräknad årlig korrosionshastighet är 0,1 mm/a.
Enligt elektrokemiska mätningar var korrosionshastigheten i början av provet (1 dygn från
starten) under 0,1 um/a (Eoc = -182 mVscn) och i slutet av provet 40 um/a (Eoc = -608 HIVSCE).
Kurvorna var avvikande. I provet fanns rödbrun hinnaktig fällning och på kanterna fanns några
mörkbruna fällningsansamlingar. Efter betning upptäcktes i provet grunda frätfläckar och
några små, mycket grunda punktfrätningar.
Produkt 6
4 6 8 10 12
Provtid (dygn)
Bild 16. Vattnets pH-värde under provet.
23
Produkt 6
Provtid (dygn)
Bild 17. Vattnets syrehalt under provet.
Produkt 7
Vattnets pH-värde förändrades knappt nämnvärt under provet (bild 18). Syrehalten sjönk på
grund av ämnets inverkan och förhöll sig på låg nivå (0,07 - 0,08 mg/l) under provet (bild 19).
Elektrisk ledningsförmåga var ca 250 uS/cm.
Rörens innerväggar var delvis rena och utan frätangrepp, men delvis fanns det på ytorna
mörkbrun rost i form av längsgående ränder eller på vissa ställen även i form av större täckta
områden. Under rosten fanns omfattande områden med allmän korrosion.
Viktförlustskivornas ytor var rödaktiga. I proven fanns främst i kanterna, rödbrun och mörk
rost under vilken det fanns korrosion. På ytorna fanns även några punktfrätnmgar.
Viktfor-lustema vari genomsnitt 114 mg (2,3 mg/cm"). Från viktförlusten beräknad årlig
korrosions-hastighet är 0,08 mm/a.
Enligt elektrokemiska mätningar är korrosionshastigheten i början av provet (1 dygn från
starten) 2 iim/a (Eoc = -575 mVScE) och i slutet av provet under 0,1 um/a (Eoc = -231 mVScE); I
provet upptäcktes svart, glansig fällning, som på vissa ställen övertäcktes av rödbrun och
sil-verfärgad fällning. En del av provkroppsytan var ren och glansig. Efter betning upptäcktes
frätfläckar och några grunda punktfrätningar under fällningen.
Produkt 7
Provtid (dygn)
Bild 18. Vattnets pH-värde under provet.
24
Produkt 7
Provtid (dygn)
Bild 19. Vattnets syrehalt under provet.
Produkt 8
Vattnets pH-värde förändrades inte under provet (bild 20). Vattnets syrehalt var som lägst 0,2
mg/l och i slutet av provet 0,4 mg/l (bild 21). Elektrisk ledningsförmåga var ca 255 uS/cm.
Rörens innerväggar var nästan helt rena och utan frätangrepp, och endast lite streckformad
brun rost kunde observeras. I en del av svetsen fanns även rost. Korrosion har skett under fällningsränderna.
Viktförlustskivornas ytor var huvudsakligen blanka och utan frätangrepp, men på vissa ställen
på ytorna hade korrosion skett under rödbruna rostfläckar. Viktförlusterna var i genomsnitt
249 mg (4,9 mg/cm 2 ). Från viktförlusten beräknad årlig korrosionshastighet är 0,16 mm/a.
Enligt elektrokemiska mätningar var korrosionshastigheten i början av provet (ca 2h från
starten) 21 um/a (Eoc = -596 mVScE) och i slutet av provet 18 um/a (Eoc = -351 ITIVSCE). I provet
upptäcktes endast några mörkbruna fällningsansamlingar med orange fällning på vissa
ställen. Största delen av provkroppsytan var blank och utan fällning. Efter betning upptäcktes
grunda frätfläckar inom områden under fällnings ansamlingarna.
Produkt 8
Provtid (dygn)
Bild 20. Vattnets pH-värde under provet.
25
Produkt 8
Provtid (dygn)
Bild 21. Vattnets syrehalt under provet.
3.3 Analys av laboratorieprovresultaten
På rörens innerväggar och på viktförlustprovens ytor bildades under provet rödbrun, brun eller
svart korrosionsprodukt. På kolstålets yta bildas i syrerikt vatten rödbruna eller bruna korrosionsprodukter.
I syrefattigt eller syrefritt vatten bildas däremot svarta korrosionsprodukter.
På rörens innerväggar bildades i bästa fall endast litet rostränder och i värsta fall ganska rikligt
med brun rost.
Resultat från viktförlustprov har angetts i form av kolstålsskivornas totala viktförlust per
ytenhet och inom parentes anges årlig förtunning i form av beräknad korrosionshastighet.
Kor-rosion skedde dock inte i något av proven jämnt fördelad på hela ytan, därför ger de for
hela ytan beräknade korrosionshastigheterna inte rätt bild av korrosionens fortskridande. Pa
vissa skivor skedde korrosion främst i ändarna (spaltkorrosion).
Provförhållandena var krävande vad gäller syrehalten. Enligt standarden DIN 50930 (1980)
antas att cirkulationsvattennätet är tätt, då syrehalten är under 0,1 mg/l, och för fjärrvärmenaten
rekommenderas en syrehalt på högst 0,02 mg/l. Eftersom syret i
fjärrvärmenätsförhallan-den orsakar korrosion i kolstålet, ville man ha syrehalten på en nivå,
där korrosion över huvudtaget är möjlig. Vid laboratorieprovet var syrehalten i början av
provet 0,5 mg/l. Normalt övervakas fjärrvärmenätets vattenkvalitet och bl a syrehalt med hjälp
av vattenanalyser och tillsatsämneshalten hålls på tillräcklig nivå. På små anläggningar kan
det dock vara sa att vattenanalyser utförs mera sällan och förhållandena kan tidvis avvika från
rekommendationerna, då krävs det att tillsatsämnet har skyddsverkan även i dessa
exceptionella situationer.
Den aktuella syrehalten beror på mängden av syre som tillförs i nätet och som binds i
korro-sionsproduktema, och det går inte att på basis av syrehalten, utan kännedom om nätet,
avgöra sannolikheten för korrosion. I jämförelseprovet sjönk vattnets syrehalt som följd av
korrosion. Några produkter band inte syre, utan syrehalten steg under provet. Syrebindande
kemikalier i dessa produkter hade antagligen sönderdelat sig, åtminstone delvis, redan under
förvaring. Trots detta skedde det mindre korrosion i provkropparna än i jämförelseprovet.
Syrehalten bor dock inte betraktas som en separat parameter, för i de utförda
laboratorieproven studerades inte produkternas syrebindningsförmåga utan deras inverkan på
korrosion av stålet.
26
Korrosion av stål i vattenlösningar påverkas, förutom av syrehalten, även av vattnets pH-värde
och i allmänhet kvalitet samt temperatur och flödesförhållanden. Vattnet som användes i proven
var i enlighet med Suomen Kaukolämpö ry:s rekommendationer, vattnets pH-värde reglerades
före dosering av tillsatsämnet till värdet 9,5. Korrosion av stålet ökar, då pH-värdet
sjunker, så att förhållandena under proven, beträffande pH-värdet, var idealiska avseende
korrosionsskyddet. Vattnets pH-värde var i de flesta proven ca 9,5. I två av proven steg
pH-värdet, och under ett av proven sjönk vattnets pH-värde.
När temperaturen stiger, accelereras korrosionsreaktionerna. Syrekorrosionen är maximal vid
en temperatur på ca 80 °C , och vid högre temperaturer sker korrosionen långsammare, då
syrets lösningsförmåga minskar. Provtemperaturen var således krävande avseende på stålets
korrosionsskydd. Vattenberedningskemikaliernas optimala funktionsförmåga förutsätter rätt
kemikaliedosering. Doseringsanvisningarna, utom för två produkter, lämnades av kemikalietillverkaren.
Även metallens tillverkningstillstånd kan i vissa fall påverka korrosionshastigheten. Det har
exempelvis konstaterats att kallbearbetat kolstål korroderar snabbare än glödgat kolstål i syra
lösningar. Enligt litteraturen påverkar metallens mikrostruktur dock inte korrosionen, då metallens
aktiva upplösning kontrolleras av syrets diffusion (Procter 1994). I vattenlösningar
korroderar kallbearbetat kolstål således med samma hastighet både i kallbearbetad form och
glödgad form. I praktiska förhållanden har även metallytans tillstånd inverkan på
inhibitorer-nas effektivitet. Ren, slät yta skyddas med lägre inhibitorkoncentrationer än grov
eller smutsig, eventuellt till och med oljig yta.
I jämförelseprovet som utfördes med fjärrvärmevatten utan tillsatsämnen sjönk vattnets
pH-värde något under provet. Vattnets syrehalt sjönk under de första dygnen till ca 0,2 mg/l
och stannade på ungefär den nivån till slutet av provet. Korrosion ägde rum i såväl
viktförlustski-vorna som i rörprovkroppens innerväggar.
Produkt 1 höll vattnets pH-värde på ganska jämn nivå och syrehalten på låg nivå under hela
provet. Rörprovkroppens innervägg korroderade bara lite under provet, och viktförlusterna för
skivprovkropparna var mindre än i jämförelseprovet. Produkten hämmade i det utförda provet
korrosion av stålet även enligt de elektrokemiska mätningarna.
I provet med produkt 2 sjönk vattnets pH-värde. Vid utgångsläget band produkten mycket syre
men syrehalten ökade senare. Alla stålprov korroderade efter utgångsläget påtagligt kraftigare
än i jämförelseprovet. Den i jämförelse med jämförelseprovet kraftigare korrosionen i provet
beror enligt kemikalietillverkaren på att det har kommit in rikligt med syre i systemet och att
provet därför har varit okontrollerbart. Vid utfört tilläggsprov konstaterades att produkten
hade bra syrebindningsförmåga.
Produkt 3 höjde vattnets pH-värde, men sänkte inte syrehalten. Antagligen har den syrebindande
komponenten i produkt 3 förbrukats under förvaringen. Rörprovkropparna visade mindre
korrosion än i jämförelseprovet och enligt elektrokemiska mätningar var korrosionen av
stålet mycket liten, men skivprovkropparna visade korrosion som var av samma storhetsklass
som i jämförelseprovet. Resultaten är således delvis motstridiga. I skivorna var korrosionen
kraftigast i ändarna som var fästa i fästningsanordningens spår, så antagligen är det fråga om
benägenhet till spaltkorrosion.
27
Produkt 4 höll pH-värdet på jämn nivå, men den minskade inte vattnets syrehalt. Antagligen
har den syrebindande komponenten i produkt 4 förbrukats under förvaringen. Trots hög syrehalt
hämmade produkten relativt bra korrosion av stålet. Viktförlustskivorna hade korroderat
främst i skivornas ändar, så antagligen är det fråga om benägenhet till spaltkorrosion. Vid utfört
tilläggsprov konstaterades att produkten hade bra syrebindningsförmåga.
Produkt 5 höll vattnets pH-värde på ganska jämn nivå och syrehalten på jämn, låg nivå under
hela provet. Korrosion i rör- och skivprovkropparna var mindre än i jämförelseprovet. I
vikt-förlustprovkropparna skedde korrosion främst i skivornas ändar. Enligt elektrokemiska
mätningar var korrosionshastigheten mycket låg såväl i början av provet som i slutet av
provet.
Produkt 6 höll vattnets pH-värde på jämn nivå. Syrehalten sjönk och höll sig på låg nivå under
provet. I rörprovkroppen och i viktförlustskivorna skedde något kraftigare korrosion än i jämförelseprovet.
Enligt elektrokemiska mätningar fungerade produkten bra alldeles i början av
provet. Att syrehalten förhöll sig på låg nivå kan bero på att syret bands till korrosionsprodukterna.
Anledning till korrosionen kan vara otillräcklig dosering av medlet. Produktförpackningen
hade tydligen läckt något i samband med transporten, därför kan anledningen också
vara förändring av produktens kvalitet under transporten eller på inverkan av provförhållandena.
Produkt 7 höll vattnets pH-värde på jämn nivå och syrehalten på mycket låg nivå under hela
provet. Produkten hämmade korrosion av stålet bra i det utförda laboratorieprovet.
Produkt 8 höll vattnets pH-värde på jämn nivå. Syrehalten sjönk i början något, men ökade
sedan under provets lopp till samma nivå som i utgångsläget. På rörprovkropparnas innerväggar
skedde knappt någon korrosion, men stålskivornas viktförluster var klart större än i jämförelseprovet.
Även enligt elektrokemiska mätningar var korrosionshastigheterna högre än i
jämförelseprovet. Att resultaten delvis var motstridiga kan bero på det att rörprovkropparnas
innerväggar är lättare åtkomliga än viktförlustskivornas ytor.
I undersökningarna var skivornas viktförlust den mest väsentliga faktorn för att beskriva korrosionsstyrkan.
Skillnaderna i uppmätta viktförluster var relativt små i de olika proven. På
inverkan av produkterna 1,4, 5 och 7 var korrosionen mindre än i enbart fjärrvärmevatten. På
inverkan av produkt 8 var rörprovkropparnas innerväggar nästan korrosionfria, även om det i
viktförlustskivorna skedde kraftigare korrosion än i jämförelseprovet. Produkt 3 förändrade
inte stålets korrosionshastighet enligt viktförlustmätningar, men enligt elektrokemiska mätningar
var korrosionshastigheterna klart lägre än i enbart fjärrvärmevatten.
Den använda laboratorieprovmetoden var en accelererad provmetod, och resultaten kan närmast
användas för att jämföra produkterna med varandra. Olika undersökningsmetoder gav
inte enhetliga resultat i alla lägen, därför behöver undersökningsmetoderna utvecklas ytterligare.
Det har tidigare konstaterats skillnader i korrosionshastigheter som har beräknats med
hjälp av elektrokemiska mätningar och viktförlustprover, bl a vid undersökning av
inhibito-rernas funktionsförmåga i stark saltsyra (Dean et al. 1985). Som ett skäl till
skillnaderna bedöms vara storleks skillnaden mellan de provkroppar som används vid
elektrokemiska matningar och viktförlustprover samt skillnaden i förhållandet mellan ytan och
lösningsvolymen Den i elektrokemiska mätningar använda provkroppen är liten och lösningen
ger garanterad effekt på hela ytan. Vid viktförlustmätningar är provkropparna stora och det
finns flera provkroppar. I denna studie hade viktförlustproverna placerats i en
provkroppsställning av plast,
28
där skivorna placerades radialt. Då blir lösningsvolymen per provkroppsyta mindre än vid
elektrokemiska mätningar.
Flödesförhållandena påverkar tillsatsämnets åtkomst på metallytor, och i stillastående vatten
behövs det mera kemikalie i vattnet. I en viktförlustcell minskar flödet något och flödet är
antagligen något turbulent, vilket kan ha haft en inverkan på kemikaliens åtkomst på provskivornas
yta. Tryckförlustskivorna var fastsatta med båda ändarna i en springa i plastställningen.
Kemikalien har inte komit åt att påverka i springorna, vilket har orsakat spaltkorrosion.
Provparametrarna (temperatur, syrehalt, flödesförhållanden) borde väljas så att provet skulle
vara accelererat men förhållandena skulle, bättre än idag, motsvara den belastning som produkterna
utsätts för under praktiska förhållanden.
Vid elektrokemiska mätningar polariserades provkropparna relativt lite med hänsyn till
vilo-potentialen. På detta sätt har man försökt minimera förändringarna på metallens yta. Å
andra sidan har detta kanske försvårat erhållandet av tillräckligt stor linearitet för pålitlig
bedömning av Tafels faktorer. För varje prov har bara en provkropp varit tillgänglig. På
provkroppen har mätningar utförts i början av provet och i slutet av provet. Med tanke på
resultatens tillförlitlighet vore det bättre om mätningar kunde utföras på flera provkroppar.
Förnyade mätningar på samma provkropp visade dock att upprepningen i allmänhet var en
ganska bra metod och att standardavvikelsen för den, från parallella mätningar beräknade,
korrosionshastigheten var mycket liten, så att det ansågs möjligt att presentera resultaten som
medelvärden av dessa mätningar. De från elektrokemiska mätningar erhållna
korrosionshastigheterna var nästan alltid avsevärt lägre än resultaten från viktförlustmätningar,
men när resultat från elektrokemiska mätningar jämförs med resultat från fältprov är
storleksklassen närmare. Visserligen skall påpekas att förhållandena vid laboratorieproven (t
ex temperaturen) inte har varit desamma som under fältproven.
Vid bedömning av korrosionshastighet med hjälp av Tafels extrapoleringsmetod kan i en lösning
med liten ledningsförmåga fel orsakas, utöver det ovannämnda, av det ohmska motståndet,
dvs sk. IR-drop bildas mellan arbetselektroden och motelektroden. Ledningsförmågan på
provlösningarna i fråga varierade inom området 180 - 440 jiS/cm. Det ohmska motståndet
beräknades i efterhand och dess inverkan ansågs i de aktuella fallen som obetydlig.
3.4 Kostnadsanalys
Frågor om driftskostnaderna för de tillsatsmedel som studerades i laboratorieundersökningar
ställdes till kemikalietillverkarna. Typnätet har följande specifikation:
- vattnets kvalitet överensstämmer med SKY:s rekommendationer
- det antas att hela volymen på ett 1000 m 3 :s nät byts ut en gång om året
- temperaturer: Tfram= 75 - 120 °C och Tretur= 45 °C och
- fyllnadsvattnets syrehalt är ca 6 mg/L
En sammanfattning av svaren framgår av tabell 3.
29
Tabell 3. Driftskostnaderna, enligt kemikalietillverkarna för de i laboratorium undersökta till-
satsmedlen.
Produkt Tillsatsmedelskostnad Analyskostnad
Produkt 1
Produkt 3
Produkt 4
Produkt 5
Produkt 6
Produkt 7
Produkt 8
4 Fältprov
- beredning av spädvatten: 2001 kemikalie
(dosering 0,2 l/m 3 )
-> 9700 FIM ____________
- beredning av spädvatten: 1001 kemikalie
(dosering 0,1 l/m 3 ) -> 3430 FIM
- beredning av spädvatten: 50 - 100 1 kemikalie
(dosering 0,05 -0,1 l/m 3 )
-»1845-3690 FIM
- beredning av spädvatten och upprätthål
lande av koncentrationen:
-> 2500 - 3700 FIM (beror
bl a på köpt mängd)
- startdos 10 kg/ 1000 m 3 ,
- tilläggsdosering ca 10 kg/år
-> 800 HM/år
-dosering 0,1 l/m
-> 6800 FIM
- beredning av spädvatten: 100 - 2001 ke
mikalie (dosering 0,1 - 0,2 l/m 3 )
-> 3500 - 7000 FIM ________________
4.1 Provarrangemang
- vattenanalyser kostnadsfria
- vattenanalyser kostnadsfria
- analyskitt (25 analyser) 1500
FIM (60 FIM/st)
- jodometrisk titrering:
100 - 200 HM/år
Kemikaliernas effekt under verkliga driftsförhållanden undersöktes genom placering av
vikt-förlustprovkroppar i sex fjärrvärmenät, varav ett (referensnätet) inte använder sig av
till-satskemikalier. Provkroppama monterades på ett vattenrör i respektive fjärrvärmenats
retur-ledning Provkropparna tillverkades av samma kolstålsplåt som viktförlustskivorna i
laboratorieundersökningarna, mått 25 x 75 x 1 mm och antalet parallellprov var 4 st.
Viktförlustpro-verna behandlades före provet och därefter behandlades de på samma sätt som
under laborato-rieproven Proverna placerades på plats samtidigt för 3 och 9 månaders provtid,
och dessutom utplacerades en serie för längre provtid, för en undersökning som hamnar
utanför detta projekt Efter provet fotograferades provkropparna. Utseendet på ytan och
lagringar samt eventuell typ av korrosion och dess styrka (punktfrätningsdjup, viktförlust)
studerades. I två fjärrvärmenät kartlades genom undersökning av mikrobiologisk verksamhet,
mängden och konstruktionen av den biofilm som eventuellt bildas på skivprovkropparna. Som
objekt utvaldes ett nät utan tillsatsmedel (objekt nr 1) och ett plaströrsnät (objekt nr 2).
30
Provkropparnas provtider var 3 och 6 månader. Före provet behandlades provkropparna på
samma sätt som viktförlustprovkropparna och steriliserades. Efter provet studerades provkropparna
på VTT Bio- och livsmedelsteknik. Provkropparna studerades med avseende på
totala antalet aeroba bakteriekolonier (Plate Count Agar, 30 °C, 3 d). Fastställning av biofilmens
täckyta utfördes med hjälp av epifluorescensmikroskop på provkroppar som hade färgats
med akridinorange.
Vederbörande fjärrvärme verk lämnade vattenanalysdata för resp. nät. Två objekt lämnade
vattenprover en gång i månaden till VTT. Vattenprovernas pH-värde och elektriska ledningsförmåga
mättes direkt på VTT Tillverkningsteknik och andra analyser utfördes på Vesihydro
Oy. Resultaten jämfördes med Suomen Kaukolämpö ry:s rekommendationer om riktvärden
för cirkulationsvatten.
4.2 Resultat
Objekt 1
Vid objekt 1 i Villmanstrand används inte tillsatsmedel. Nätets volym är strax under 7900 m 3 .
Som spädvatten används bruksvatten från stadens vattenledningsnät som leds via
avhärd-ningsfilter och termisk avgasning. Bruksvattnets pH-värde är < 8 och hårdhet 2,5 °dH.
Spädvattnets volym var 1997 ca 4500 m 3 . Kraftverket och värmecentralerna har öppna expansionskärl.
Kraftverken försörjer nätet med tryck och matning av spädvatten i en normal situation.
Vattnets temperatur där provkropparna placeras är 40 - 45 °C.
Vattnets kvalitet år 1997 var enligt anläggningens egna analyser och enligt analysdata för
vattenprover (3 st) som levererats till VTT följande:
_________________________ Anläggningens analyser VTT:s och Vesihydro Oy:s analyser
- pH-värde 9,2 - 9,4 8,1 - 9,2
- hårdhet 0,011 - 0,045 °dH 0,07 - 0,1 °dH
- elektrisk ledningsförmåga 114-119 uS/cm 102 - 115
uS/cm
- järnhalt 0,03 - 0,16 mg/l 0,2 - 0,97 mg/l
- kopparhalt 0,006 - 0,014 mg/l 0,04 - 0,22 mg/l
- syrehalt 0,001 - 0,004 mg/l
- kloridhalt 5,1 - 6,7 mg/l
- alkalitet 0,67 - 0,70 mval/1
- halt av suspenderade ämnen - < 0,5 - 1,6 (8,4) mg/l
I två av VTT analyserade prover var vattnets pH-värde lägre än i anläggningens egna mätningar.
Vattenkvaliteten överenstämmer med Suomen Kaukolämpö ry:s rekommendationer, även om
total järnhalt och halt av suspenderade ämnen tidvis är högre än de rekommenderade värdena.
31
På stålskivomas ytor fanns efter entré månaders provtid ett tunt skikt rödrost. Efter nio mana-
der hade det på ytorna bildats ett jämnt svart skikt korrosionsprodukter, under vilket ytan hade
korroderat något. Korrosionen hade skett långsammare ju längre tid det hade gått.
Genomsnittliga viktförluster och från dessa beräknade korrosionshastigheter var följande:
Viktförlust Korrosionshastighet
Provtid mg ____ mg/cm 2 um/a _______
3 mån 15,4 0,4 2,5
9 mån 31,3 0,8 1,4
Vid undersökning av niikrobiologiska företeelser konstaterades att antalet aerobab^
mycket litet. Antalet kolonier var i tre månaders provet 1,3 celler/cm och i sex månaders
provet 8 celler/cm". På skivytoma bildades inte egentlig biofilm, och bara enstaka celler eller
små cellgrupper hade fastnat på ytorna.
Objekt 2
Objekt 2 är Ripistös områdesvärmecentral i Lantis med plaströrsfj ärrvärmenät. Nätets volym
är ca 4 5 m" Områdesnätet har 43 kunder, och ledningslängden är ca 1 km. Spädvattnet tas
från Laitumes fjärrvärmenät, vars spädvatten i sin tur tas fram vattenledningsnätet genomett
avhärdningsfilter. Avgasning utförs inte. Expansionskärlet är av öppen typ. AM997 användes
0,36 m 3 spädvatten. Vattnets temperatur där provkropparna placeras är 25 - 35 °C.
I nätet används som tillsatsmedel kemikalie KK-620 från Suomen KL-Lämpö Oy. Imatran
Voima Oy startade TERMO-forskningsprogrammet i projektet "Fjärrvärmenätets material,
livstid och konditionsövervakning" (Rosendal 1997). Projektet omfattade tre objekt. Studien
gällde de filmbildande inhibitorernas förmåga att förhindra korrosion i staldetaljerna i
pla-strörsnätet Inhibitorernas funktionsförmåga studerades då med analyser av vatten frän
nätet. Det nu rapporterade projektet fortsätter forskningen i Ripistös nät med hjälp av
provkroppar.
Vattnets kvalitet år 1997 var enligt kemikalieleverantörens analysresultat och enligt analysresultat
för vattenprover (3 st) som levererats till VTT följande:
___________ Kemikalieleverantörens analyser VTT:s och Vesihydro Oy.s analyser
- pH-värde 8,5-8,8 8,7-8,9
- total hårdhet 1,07 - 1,18 °dH 1,0 - 1,2 °dH
- el. ledningsförmåga 700 - 820 uS/cm 910 - 966 uS/cm
- järnhalt 0,1 - 0,26 mg/l 0,75 - 2,2 mg/l
_ kopparhalt 0,01 _ 0,04 mg/l < 0,02 - 0,03 (0,67) irig/1
_ halt av susp. ämnen - - 2,8 - 7,2 (96) mg/l
Vattnet avviker påtaglig, från rekommendationerna. I Imatran Voima Oy:s tidigare mätningar
i/ar pH-värden också tidvis låga, och det konstaterades att detta berodde pa för lag;
mhibitor-koncentration. Även järnhalt och total hårdhet var då högre än rekommenderade
värden. Or-saken till detta är delvis det att nya fjärrvärmekunder anslöts till
områdesvärmesystemet under
32
övervakningsperioden, vilket medförde att man blev tvungen att tillföra obehandlat vattenledningsvatten
i systemet.
Stålskivornas ytor förblev rena under provet, och på ytorna fanns bara lite brun rost. Vid
ste-reomikroskopundersökning upptäcktes att det i någon mån hade skett allmän korrosion
på
Genomsnittliga viktförluster och från dessa beräknade korrosionshastigheter var följande:
Viktförlust Korrosionshastighet
Provtid _____ mg ______ mg/cm 2
um/a _______
3 mån 4,2 0,1 0,6
9 mån 42,0 1,0 1,8
Antalet aeroba bakteriekolonier var i tre månadersprovet 36 celler/cm 2 och i sexmånaders
provet 96 celler/cm 2 . På provskivornas yta växte stavformiga bakterier samt tradig mikroflora.
Mikroberna satt hårt fast på skivornas ytor. Biofilmens täckyta var efter tre månader 0,7 %
och i sexmånaders provet 37 %. Biofilmens täckskikt var inte tjockt utan mikroberna täckte
ytan i form av en jämn matta. Vid längre provtid ökade alltså mikrobmängderna och biofilmens
täckyta.
Objekt 3
Vid objekt 3 i Heinola används tillsatsmedel KK-6088 från Suomen KL-Lämpö Oy. Nätets
volym är ca 1800 m 3 . Spädvattnet är kondens vatten som levereras av värmeleverantören. Separat
avgasning finns inte. Expansionskärlet är slutet och försett med ångkudde. Spädvattenförbrukningen
är ca 40 nf/mån. Vattnets temperatur där provkropparna placeras är 40 - 60 °C.
Vattenanalysresultat erhölls från anläggningen, utförda av såväl kemikalieleverantören som av
värmeleverantören, och dessutom sändes månatliga vattenprov till VTT. Resultaten var föl-
____________________ Kemikalieleverantören Värmeleverantören VTT/Vesihvdro
- pH-värde 8,8-9,6 9,2-9,8 9,2-9,97
- total hårdhet 0,05 - 0,23 mmol/1 0,01 - 0,05 mmol/1 0,15- 0,5 °dH
- el. ledningsförmåga 33 - 40 pS/cm 36 - 43 uS/cm 35 - 79 uS/cm
- järnhalt 0,1 - 0,4 mg/l 0,11- 0,42 mg/l 0,05 - 0,56 mg/l
-kopparhalt < 0,01-0,05 - 0,06 - 0,14 mg/l
- kloridhalt - 1,5-3,8 mg/l
- syrehalt - < 0,01 - 0,01 mg/l -
- halt av susp. ämnen - - < 0,5 - 2,4 mg/l
Fjärrvärmevattnet överensstämmer i övrigt med Suomen Kaukolämpö ry:s rekommendationer,
men järn- och kopparhalt samt halt av suspenderade ämnen är för höga i jämförelse med rekommenderade
värden.
33
På stålskivomas ytor fanns efter tre månaders provtid lite brun rost, men efter nio månaders
tid var ytorna mörka och glansiga. På två skivor fanns dessutom lite brunaktig fläckig beläggning,
under vilken ytan hade korroderats något.
Genomsnittliga viktförluster och från dessa beräknade korrosionshastigheter var följande:
Viktförlust Korrosionshastighet
Provtid mg ____ mg/cm 2 mm/a _____
3 mån 5,8 0,2 0,9
9 mån 21,5 0,6 1,0
Objekt 4
Vid objekt 4 har provkropparna placerats på Ratasniittys värmecentral i Tavastehus. I nätet
används som tillsatsmedel produkt INHEX K-350 /I från Drew Wustrial Oy (tidigare
Chemextra Oy). Nätets volym är 10 m 3 . Systemet har ingen avgasning, och nätet har öppet
expansionskärl. Spädvattnet som matas in i nätet är vanligt råvatten, och i samband med installation
av provkropparna matades in 200 - 300 1 råvatten. Vattnets temperatur dar provkropparna
placeras är ca 50 °C.
Vattnets kvalitet var enligt kemikalieleverantörens analyser och enligt analysresultat (2 st) för
vattenprover, som tagits av VTT, följande:
_______________ Kemikalieleverantörens analyser VTT:s och Vesihydro Ov:s analyser
- pH-värde 9,0-9,4 8,3-9,7
- hårdhet 1,2 -1,8 °dH OJ -1,0 °dH
- el. ledningsförmåga 216 - 246 uS/cm 227 - 257 u S/cm
- järnhalt 0,020 - 0,60 mg/l 0,12 - 0,39 mg/l
- kopparhalt 0,0 - 0,05 mg/l 0,09 - 0,11 mg/l
- halten av susp.ämnen - 14 - 16 mg/l
Vattnets hårdhet och halten av suspenderade ämnen är höga, och även järn- och kopparhalterna
har tidvis varit högre än rekommenderade värden.
På stålskivornas ytor fanns efter tre månaders provtid en jämn brun hinna, och efter nio månader
hade det bildats en jämn brun beläggning på ytorna. Skivornas ytor var dock huvudsakligen
korrosionsfria, men korrosion hade skett i provskivornas ändar.
Genomsnittliga viktförluster och från dessa beräknade korrosionshastigheter var följande:
Viktförlust Korrosionshastighet
Provtid mg ____ mg/cm 2 urn/a ___
3 mån 13,2 0,4 1,8
9 mån 60,9 1,6 2,8
34
Objekt 5
Vid objekt 5 i Tammerfors används som tillsatsmedel hydrazin (Suomen Bayer Oy, Levoxin).
Kraftverksnätets volym är ca 31000 m 3 . Sekundärvärmenätets volym är ca 150 m 3 , och i nätet i
fråga finns även plaströr. Värme matas från kraftverksnätet via en värmeväxlarstation. Spädvattnet
är avhärdat. In i fj ärrvärmevatten leds även utlopps vatten från kraftverkens cylindrar
samt uppkörningskondensvatten och provtagnings vatten. Spädvattnet, som leds från kraftverken,
är avgasat. Några gånger om året är spädvattenbehovet så stort att ca 50 m 3 råvatten
måste matas in på en gång i nätet. Spädvattenvolymen var 1997 exceptionellt stor, ca 65 000
m . Expansionskärlet är av typen ångtryckskärl. Vattnets temperatur där provkropparna placeras
är ca 45 °C.
Vattnets kvalitet var enligt anläggningens egna analyser och enligt analysresultat för vattenprov
(2 st), som togs av VTT:s representant, följande:
_ . ___________________ Anläggningens analyser VTT:s och Vesihvdro Oy:s analyser
- pH-värde 9,55-9,75 7,8-9,95
- hårdhet 0,02 - 0,06 °dH 0,05 °dH
- elektrisk ledningsförmåga 90 - 137 uS/cm 89-111 uS/cm
- järnhalt 0,006 - 2,0 mg/l < 0,5 (11) mg/l
- totalkopparhalt - < 0,02 - 0,2 mg/l
- halten av susp. ämnen - < 0,5 mg/l (66)
Vattnet överensstämmer med riktvärden, även om järnhalten tidvis har varit högre än det rekommenderade
värdet.
Stålskivornas ytor var efter tre månaders provtid mörka, och efter nio månader hade ytorna
blivit nästan svarta. På ytorna fanns bruna avlagringar, under vilka det fanns grunda frätan-
Genomsnittliga viktförluster och från dessa beräknade korrosionshastigheter var följande:
Viktförlust Korrosionshastighet
Provtid mg ____ mg/cm 2
pm/a _________
3 mån 10,0 0,3 1,3
9 mån 25,6 0,7 1,2
Objekt 6
Vid objekt 6 i Lnatra används tillsatsmedel Hydro-X från Hyxo Oy. Nätets volym är 1200 m 3 .
Spädvattnet är avhärdat vatten, och normal spädvattenvolym är ca 1 m 3 per vecka. Avgasning
finns inte och expansionskärlet är slutet. Vattnets temperatur där provkropparna placeras är 45
35
Vattnets kvalitet var enligt kemikalieleverantören och enligt analyser av vattenprov, som levererats
till VTT, följande i januari-oktober 1997:
VTT:s och Vesihvdro Ov:s analyser
- pH-värde 9,8 8,2-10,1
- hårdhet ...
hl
Objekt nr
, r
Fältprov
Bild 22. Provskivornas korrosionshastigheter vid fältprov.
Möjlighet till mikrobiologisk aktivitet i stålrörsnät och plaströrsnät, där det inte hade använts
tillsatsmedel, studerades. I stålrörsnätet bildades det knappt någon biofilm på provkropparnas
ytor och aeroba bakterier fanns inte på ytorna. I plaströrsnätet fanns mera mikrobiologisk aktivitet
än i stålrörsnätet, och ju längre provtiden var desto mer ökade antalet mikrober och biofilmens
täckyta. Av Lnatran Voima Oy utförda mätningar visade att vattnets syrehalt i
Ri-pistös områdesvärmecentral hade hållit sig på mycket låg nivå trots att tillsatsmedlet i
fråga inte binder syre och det kontinuerligt kommer in syre i nätets vatten genom
plaströrsväggarna. Ett skäl till den låga syrehalten kunde vara bindning av syre i
korrosionsreaktioner, men enligt nu erhållna resultat från fältprov är korrosion av stål liten. I
Imatran Voima Oy:s slutrapport anges som eventuell orsak att den använda hinnbildande
inhibitorn bildar en skyddshinna även på plaströrets innerväggar. Som en ny sak studerades nu
även mikrobernas aktivitet, och mikrobernas syrebindande inverkan kan delvis ha bidragit till
att syrehalten har stannat på låg ni-
Mikrobiologisk aktivitet studerades i detta projekt endast med avseende på bildning av biofilm
och förekomsten av aeroba bakterier, men det vore även intressant att studera anaeroba
bakteriernas eventuella aktivitet, bl a sulfatreducerande mikrober.
37
5 Sammanfattning
Nätvattnets kvalitet och analyspraxis på fjärrvärmeverken varierar allt efter anläggningarnas
resurser och förutsättningar. På stora anläggningar utförs mera omfattande och frekventa vattenanalyser
än vad många medelstora och små anläggningar har möjligheter till. Enligt svar pa
en enkät som riktats till fjärrvärmebolag har invändig korrosion inte orsakat läckage i
fjärrvärmenätet men bildandet av fällningar samt pannsten har orsakat vissa störningar.
Vattenberedningskemikalier används allmänt. På stora anläggningar är hydrazin fortfarande
det vanligaste tillsatsmedlet, och man är nöjd med medlet. På mindre anläggningar upplevs
hantering av hydrazin som problematisk och man försöker avstå från medlet. De anläggningar
som besvarade enkäten hade goda eller tillfredsställande erfarenheter av andra tillsatsmedel.
Kontroll av vattnets kvalitet är mest problematiskt för små fjärrvärmeverk. Analyserna utförs i
allmänhet med 1 - 2 månaders mellanrum, och anläggningarna är ofta beroende av tillsatsmedelleverantörens
analyser. Små anläggningar har inte alltid möjlighet att möta av Suomen
Kaukolämpö ry rekommenderade riktvärden för vattenkvaliteten. Som ett exempel på problem
i samband med vattenbehandling kan nämnas fällningar som lossnar vid byte av tillsatskemi-
Några av de anläggningar som besvarade enkäten använder inte egentliga tillsatsmedel eller
använder enbart pH-reglering. Syret avlägsnas från vattnet i regel termiskt. I Stockholm har
man fått goda erfarenheter om uppföljning av vattnets syrehalt med hjälp av mätsonder som
byggts in i nätet. Med datoranslutning möjliggör metoden snabb lokalisering av störningar.
Med hjälp av vattenberedningsmedel kan både korrosion av metaller och bildande av störande
fällningar förhindras. I detta projekt studerades med hjälp av laboratiorie- och fältprov främst
tillsatsmedlens korrosionsskyddande inverkan. I laboratorieprov studerades tillsatsmedlens
inverkan på kolstålets korrosion med hjälp av viktförlustprover och visuella kontroller av
rör-provkropparnas innerväggar samt med elektrokemiska mätningar. Tillsatsmedlens
inverkan jämfördes med resultaten från ett prov innehållande enbart pH-reglerat
fjärrvärmevatten med färgämne. Temperaturen var 70 °C och provet varade 14 dygn. Provet
var accelererat och forhållandena motsvarade, beträffande syrehalten, en störningssituation i
nätet. Inget av de undersökta tillsatsmedlen förhindrade stålets korrosion helt. I det utförda
provet var stålets korrosion under inverkan av produkterna 1,4, 5 och 7 mindre än i enbart
fjärrvärmevatten. Resultaten för produkterna 3 och 8 var med olika provmetoder motstridiga.
I fältprov placerades av viktförlustskivor tillverkade av kolstål vid sex objekt i verkliga nät.
Proven placerades i returledningen, och temperaturerna var vid placeringsstället huvudsakligen
25 - 45 °C. Vid ett av objekten användes inga tillsatsmedel. Under projekttiden hann man
undersöka proverna efter tre respektive nio månaders provtid. Nätens kondition bedömdes på
grundval av resultaten från vattenanalyserna. De undersökta näten skiljer sig från varandra
avseende på kontrollen av vattenkvaliteten, så tillsatsmedlen kan inte jämföras med varandra,
utan resultaten måste betraktas som erfarenheter från just det specifika nätet. I det nät, dar
tillsatsmedel inte användes, blev korrosionen långsammare ju längre provtiden var. Hos tva
objekt förändrades inte korrosionen, och hos två nät accelererades korrosionen i förhållande
till tiden. I alla de studerade fallen var korrosionen så långsam att den, om den skulle fortsatta
med de nu observerade hastigheterna på rörens innerväggar, inte skulle påverka nätets hvs-
38
längd. Vid objektet, där tillsatsmedel inte hade tillförts, och vid objektet med plaströr undersöktes
även sannolikheten för mikrobiologisk aktivitet under fjärrvärmenätsförhållanden. Biofilm
bildades inte i det nät, där tillsatsmedel inte hade tillförts men i nätet med plaströr observerades
biofilm och aeroba mikrober. Aeroba mikrober förbrukar syre för sin ämnesomsättning
och det vore intressant att studera deras inverkan på syrehalten i fjärrvärmevattnet.
6 Slutsatser
Tillsatsmedlens inverkan på stålets korrosion studerades i laboratorieprov med flera olika
metoder och i alla de undersökta fallen var resultaten från de olika undersökningsmetoderna
inte enhetliga för samma produkt. En produkts funktionsförmåga under verkliga förhållanden
går inte att bestämma med ledning av resultaten. Undersökningsmetoderna bör utvecklas så att
de blir mera tillförlitliga än idag. Provparametrar är, förutom halt av tillsatsmedel, även vattnets
pH-värde, syrehalt, temperatur och flödeshastighet samt provtid. Man bör hitta en sådan
kombination av dessa faktorer, att korrosion av stålet möjliggörs inom ramen för rimliga
provtider, och att provresultaten så bra som möjligt kommer att motsvara verkliga användningserfarenheter.
Det finns inga standardiserade testmetoder, men kemikalietillverkare och användare
kan i samråd utarbeta en rekommendation för provmetod och ställa minimikrav för
bedömning av tillsatsmedlens funktionsförmåga.
För utforskningen av funktionsförmågan hos inhibitorer eller syrebindande kemikalier har en
ny undersökningsmetod för mätning av resistans hos ytfilmer (Contact electric resistance,
CER) föreslagits. Mätningsmetoden har än så länge inte använts för dessa undersökningar,
men VTT Tillverkningsteknik har beredskap för införande av även CER-mätningar i
cirkula-tionsvattenutrustningen. Fördelarna med metoden är snabbheten och möjligheten att
studera korrosionsföreteelser med samma metod både vid laboratorie- och fältförhållanden.
Ett välskött fjärrvärmenät har lång livslängd även utan tillsatsmedel, men med hjälp av tillsatsmedel
försöker man förbättra nätets driftsäkerhet och förhindra bildandet av fällningar.
39
Litteraturförteckning
Dean S W et al 1985. Electrochemical methods for evaluating corrosion inhibitors in strong
acid systems. I verket: Haynes, G.S. & Baboian, II. (red) Laboratory Corrosion Tests and
Standards. ASTM Technical Publication 866. S. 228 - 245.
DIN 50930. 1980. Korrosionsverhalten von metallischen Werkstoffen gegeniiber Wasser. Teil
2. Beurteilungsmassstäbe fur unlegierte und niedriglegierte Eisenwerkstoffe.
Frolund, B. et al. 1998. Bakterier i fjernvarmesystemer. Fjernvarmen 2/98, s. 8 - 10.
Heikkilä, P. & Kauppinen, T. 1991. AMsteet työssä 20. Hydratsiini. Työterveyslaitos/Työsuo-
jelurahasto. 19 s.
Isoaho, S. & Valve, M. 1986. Vesikemian perusteet 846. Otakustantamo. Kyriiri Oy, Helsing-
fors. S. 108 - 111.
Lämpölaitosyhdistys ry. 1988. Kaukolämmön kiertoveden käsittely. Rapport KK4. Helsing-
fors. 46 s.
Lämpölaitosyhdistys ry. 1989. VedenkäsittelykemikaaUn vaihto. Komittérapport KK2. 1 s.
Procter, R. 1994. Effects of Metallurgical Structure on Corrosion. I verket: Shreir, L.L. et al.
(red.) Corrosion. Vol. 1 Metal/Environment Reactions. S. 1:36-39.
Rosendal, M. 1997. Kaukolämpöverkon materiaalit, elinikä ja kunnonvalvonta. Imatran
Voi-ma Oy. 24 s. + bilagor.
Schramm, E. 1996. Häpen diffuusio muoviputkissa. Suomen Korroosioyhdistys SKY ry:s
seminarium "Korroosiokaukolämpöjärjestelmässä" 24.10.1996.
Stockholm Energi. 1992. Övervakningssystem fjärrvärme, slutrapport. 7 s. + bilagor.
Värmeverksföreningen. 1991. Vattenbehandling. Miljö. Handbok för små och medelstora
värmeverk. Stockholm. 49 s. + bilagor 9 s.
40
Cirkulationsutrustning Bilaga 1
1. Vattentank
3. Flödesmätare
5, Temperaturreglerutrustning
7. Cirkulationspump
Rörprov
1. Vatten ut 3.
Flödesmätare
Cirkulationsutrustning
2. Rörprov
4. Vatten in
41
2. Elektrokemisk mätutrustning
4. Mätutrustning för viktförlust
6. Reglerutrustntng för pumpen
8, Syremätare
V 1U
lciu Produkt
II
]
_LIfl
K __ ILUIL:
------------------------------------- r
Leverans till VTT Provtid __________
Tillverkare __________ 1
InhexK-350A Drew Industrial Oy
(tidigare Chemextra Oy)
januari 1997 23.4.-7.5.1997
RadiantKLV Tampereen
Prosessi-insinööritOy
Hydro-X
RusteK200
HyxoOy
Korves Oy
februari 1997
___________ ------------
januari 1997
[januari 1997
13.5.-27.5.1997
28.5.-11.6.1997
13.6.-27.6.1997
Levoxin Suomen Bayer Oy juli 1997 2.7.-16.7.1997
Azamina8002RD Enerkem Oy maj 1997 31.7.-14.8.1997
KK6080 Suomen KL-Lämpö Oy juli 1997 18.8.-1.9.1997
Kaukolämpö Korrostop RRS-YhtiötOy mars 1997 12.9.-26.9.1997
Dosering
0,4 l/m 3
15mgN2H4/l
15 mg/kg
0,08 l/m 3
!
I
RAPPORTFÖRTECKNING
Samtliga rapporter kan beställas hos Energikontorets Förlagsservice.
Telefon: 08 - 677 26 00, Telefax: 08 - 677 26 05
Titel
FORSKNING OCH UTVECKLING - RAPPORTER
Författare Nr
1 inventenngavskadorpåbefrntHgaskarvarmedCFC-blåstarespeköve
HansTorstensson
CFC-fria fogskum
Bror-Arne Gustafson Lena Olsson
Tryckväxlare - Status hösten 1995
Bevakning av internationell fjärrvärmeforskning
Cronholm Former och utvärdering
Sture Andersson Gunnar Nilsson
Jarl Nilsson
Lena Råberger Håkan Walletun
Isolation av montörer för montage
av skarvhylsor och isolering
Lars-Äke
Direkt markförlagda bojar i fjärrvärmeledningar Medierör av plast i
fjärrvärmesystem
Metodutveckling för mätning av värmekonduktiviteten i
kulvertisolering av polyuretanskum
10 Dynamiska värmelaster från fiktiva värmebehov
11 Torkning av tvätt i fastighetstvättstugor med fjärrvärme
och underhåll av fjärrvärmenät. Insamlingsfasen
13 Svensk statlig fjärrvärmeforskning 1981-1996
14 Korrosionsrisker vid användning av stål- och plaströr i
fjärrvärmesystem - en litteraturstudie
15 Värme- och masstransport i mantelrör till ledningar for fjärrkyla och
DanWEriksson
fjärrvärme
Utvärdering av fukdnträngning och gasdiffusion hos gamla kulvertrör Ulf
Jarfelt
"Hisings-Backa"
Jan Molin Gunnar
Kulvertförläggning med befintliga massor
Bergström Stefan
Nilsson
18 Värmeåtervmning och produktion av frikyla - två sätt att
öka
marknaden för fjärrvärmedrivna absorptionskylmaskmer
1999-06-09
Epoxirelining av fjärrvärmerör
Effektivisering av konventionella fjärrvärmecentraler
(abonnentcentraler)
Jan Molin Gunnar
Bergström
Håkan Wallerun
Heimo Zinko
Lars-Åke Cronholm
Hans Torstens son
Sven Werner
H.
Andersson J.
Ahlgren
Jan Molin Carmen
Pletikos
Mikael
Henriksson Sven
Werner
Peeter Tarkpea
Peter Margen
Publicerad
maj-96
maj-96
mars-97
Nr Titel
19 Projekt och Resultat 1994-1997
20 Analys av befintliga fjärrkylakunders kylbehov
Statusrapport
Trycklösa Hetvattenackumulatorer
Round Robin
test av isolerförmågan hos fjärrvärmerör
Mätvärdesinsamling från inspektionsbrunnar i fjärrvärmesystem
Fjärrvärmerörens isolertekniska långtidsegenskaper
25 Termisk undersökning av koppling av köldbärarkretsar till
fjärrkylanät
26 Reparation utan uppgrävning av skarvar på fjärrvärmerör
Effektivisering av fjärrvärmecentraler - metodik, nyckeltal och
användning av driftövervakningssystem
Fjärrkyla. Teknik och kunskapsläge 1998 Fj
ärrkyla - systemstudie
30 Nya material för fjärrvärmerör. Förstudie/litteraturstudie
Optimalt val av värmemätarens flödesgivare
Miljöanpassning/återanvändning av polyuretanisolerade fjärrvärmerör
Övervakning av fjärrvärmenät med fiberoptik Undersökning av
golvvärmesystem med PEX-rör Undersökning av funktionen hos tillsatser
för fj ärrvärmevatten Kartläggning av utvecklingsläget för ultraljudsmätare
Förbättring av fjärrvärmecentraler med sekundärnät
99-06-09
FORSKNING OCH UTVECKLING - ORIENTERING
Författare Publicerad
Anders Tvärne mars-98
Stefan Aronsson
Per-Erik Nilsson
Mats Lindberg
Leif Breitholtz
mars-98
maj-98
UlfJarfelt n.aj-98
Håkan Wallentun juni-98
UlfJarfelt
Olle Ramnäs
juni-98
Erik Jonson juni-98
Jarl Nilsson Tommy
Gudmundson
juni-98
Håkan Wallentun apr-99
Paul Westin juli-98
Martin Forsen
Per-Åke Franck
Mari Gustafsson
Per-Erik Nilsson
Jan Ahlgren Linda
Berlin Morgan Fröling
Magdalena Svanström
Janusz Wollerstrand maj-99
Morgan Fröling dec-98
Marja Englund maj-99
Lars Ehrlén apr-99
Tuija Kaunisto
Leena Carpén
Jerker Delsing
Lennart Eriksson
Håkan Walletun
Fj ärrkyla: Behov av forskning och utveckling Sven Werner
Utvärdering av fjärrkyla i Västerås. Uppföljning av Värmeforsk rapport Lars Lindgren
nr 534. Mätvärdesinsamling för perioden 23/5 - 30/9 1996. Conny Nikolaisen
juni-99
maj-99
Nr Titel
Författare Publicerad
3 Symposium om Fjärrvärmeforskning på Ullinge Wärdshus i Eksjö Lennart Thörnqvist jan-98
kommun, 10-11 december 1996
4 Utvärdenngavf^kylaiVäs.eräs.UppfoyningavV^forskrapport Conny Nikolaisen
nr 534. Mätvärdesinsamling för period 2. 1/1 - 31/12 1W/.
Förteckningö.er tidigare publicerade rapporter från Värmet
beställas hos Energikontorets Förlagsservice.
Författare Publicerad
Nr Titel
DISTRIBUTIONSTEKNIK
540 Expansionskuddarfördkektförlagda^ärmelednmg.-mW ^itZr
huvudinriktning på mineralullsprodukter J
525 Rundgångars ekonomiska betydelse för fjärrvärmenäten Peter Herbert
Investerings-, drift- och underhållskostnader
463 Sänkt drifttemperatur i fjärrvännenät - fältmätningar och bestämningar JanMolm^ dec-92
av fysikaliska egenskaper för cellbetong
kulvertrör
Del 2: Krypning vid radiell tryckbelastning
445 Direktläggning av fjärrvarmeror Alf Lindmark
Eva Pettersson
Jan Fallsvik Jul-92
Rert Oddvine maj-92
429 =^ZSl%!=ZL^m HeimoZtnko
1 A _ Heinz Thurner dec-91
412 Läcksökning i fjärrvärmekulvertar
364 Underhållsstrategi för distributionsnät. Förstudie ^ ^ 2 ^ ^
340 Corona-behandUngensbetydelseförmantekörmifjärrvärmele^^ Lars-EricJansson maj-89
samt metod och krav för kvalitetskontroll
335 Anvisning, för schaktning och andra .beten i närheten av g%—
direktskkummande PUR-kulvertar
318 Sänkt drmemperatur i fjärrvärmenät-konsekvenser i ^rmTNUsson
distributionsnät Helge Bergström
99-06-09
Nr Titel
315 Skumkvalitet vid låga omgivningstemperaturer och
varierande mediarörtemperaturer
286 Larmsystem - Kompabilitet
260 Skumkvalitet vid låga omgivningstemperaturer
259 Kvalitetsprovning av PUR-skumisolering
Lars Blomqvist
John Lungqvist
John Ljungqvist
RolfWestin
258 Spänningsanalys av fjärrvärmeledningar Del 3.
Dimensionerings anvisningar och dimensioneringsprogram för
T-stycken
Sture Andersson
Håkan Carlsson
Jan Molin
257 Skador på mantelrörskarvar
256 Markförlagda fjärrvärmeledningars temperaturhöj ande effekt
för intilliggande ledningar
249 Metod för röntgenradiograferingav isolerskikt i kulvertrör för
fj ärrvärmeledningar
237 Underhallsplanering av fjärrvärmenät
226 Skumutfyllnad i kulvertskarvar
201 Friktionsfixerade fjärrvärmeledningar. Fältmätningar i Lund. Del 2
FJÄRRVÄRMECENTRALTEKNIK
556 VÄRMEVÄXLARRENOVERING - Materialpåverkan vid
kemisk rengöring av värmeväxlare
546 Försmutsningsförlopp i plattvärmeväxlare för fj
ärrvärmeabonnentcentraler
545 Funktions- och kvalitetsprovning av abonnentcentraler i
fjärrvärmesystem
505 Prestandabestämning och förbättring av abonnentcentraler < 50
kW
413 Skadinverntering, Abonnentcentraler
411 Inverkan på returtemperaturen vid ackumulering av tappvarmvatten
i abonnentcentraler
99-06-09
Författare Publicerad
Johan Ljungqvist
Christer Bodin
John Ljungqvist
Tor Rundström
mar-87
Stig Dahn
mar-S7
John Ljungqvist
Bert Oddving
RolfWestin
Håkan Carlsson
Jan Molin
Thomas Asp
Anders Eriksson
Håkan Danielsson
Stig Hård Bertil
Wiktorén
Lars Blomqvist
John Ljungqvist
mar-87
mar-87
mar-87
Dan Olofsson
Jan Molin
Kurt Bergendorff
Lars-Ake Cronholm dec-95
Janusz Wollerstrand
Svend Frederiksen
Håkan Walletun
Peter Gummérus
Lena Råberger
Peter Gummérus
Håkan Walletun
aUg-95
aug-95
ap, 94
Bo Östlund dec-91
Sture Sikström
aug-86
maj-86
Nr
Titel
Författare Publicerad
365 Dynamisk provning av värmeväxlare med hjälp av processidentifiering Håkan
Wallerun
Bengt-Göran
B
e
rJohan
Winberg
g
dJoakim
Marklund
a
hMichael
Thiede
l
360 Laboratorieprovning av villaabonnentcentraler
355 Fjärranalys av undercentraler
321 Undercentralers reglering
302 Diagnostikutrustning för 2-stegskopplade abonnentcentraler
272 Avkylning av fjärrvärmevatten i befintliga abonnentcentraler
Ulf Jansson
B
ert Oddving
Annika Winberg
Sven Werner
267 Undercentraler - Litteraturstudie av tidigare arbeten Raija Leppänen
255 Inkoppling av varmvattenberedare vid installation av värmepump Göran Dahlén
MÄTTEKNIK
547 Jämförelsemätningar av flödeshastighet mellan ultraljudsmätare
av Clamp-On typ och debiteringsmätare i
fjärrvärmeabonnentcentraler
SYSTEMTEKNIK
534 Utvärdering av fj ärrkyla i Västerås
527 Friktionsnedsättande tillsatsers inverkan på miljön - Del 1
512 Friktionsnedsättning i fjärrvärmenät genom tillsats av tensider-En
teknisk och ekonomisk bedömning
Jerker Delsing
Bernt Svensson
481 Tryckväxlare - en anordning för effektivisering av fjärrvärmesystem Bror-Arne
Gustafson
363 Leveranssäkerhet i fjärrvärmesystem
320 Leveranssäkerhet vid värmedistribution
298 Inventering av datorprogram för simulering och optimering
av fj ärrvärmesystem
Lars Lindgren
Urban Eklund
Henrik Bjurström
Staffan Grönholm
Bengt-Åka Nystrand
Henrik Bjurström
Lars-Åke Cronholm
Sture Andersson
Carl Mattsson
Lennart Josefsson
Hans Åkesson
Hans Granseli
Anders Östergren
mar-90
apr-88
maj-87
99-06-09
Nr Titel
RAPPORTER FRÅN ANDRA FORSKNINGS-
GRUPPER
483 Korrosion hos emaljerade ytor i varmvattensysem
380 Korrosionsstudier av emalj erade varmvattenberedare
343 Färgämne för läckageindikering i fjärrvärmesysem
294 Ackumulatorsystem för driftutjämning
221 Säkerhet vid elpannedrift
99-06-09
Författare
Publicerad
Britt-Marie Svensson
Britt-Marie Svensson nov-90
Torsten Bauer
Björn Carlsson
Folke Persson
Bertil Köhler
Bertil Köhler
mar-88
Svenska Fjärrvärmeföreningens Service AB och Statens Energimyndighet
bedriver forskningsprogram inom området fjärrvärme
hetvattenteknik och fjärrkyla.
SVENSKA FJARRVARMEFÖRENINGENS SERVICE AB
101 53 STOCKHOLM
Besöksadress: Olof Palmes gata 31, 6 tr
Telefon 08 - 677 25 50, Telefax 08 - 677 25 55
Förlagsservice, beställning av trycksaker:
Telefon 08 - 677 26 00, Telefax 08 - 677 26 05