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