Przyczyny korozji w instalacjach miedzianych

Zjawisko korozji w instalacjach miedzianych jest bardzo rzadkie. Korozja występuje w określonych niekorzystnych dla miedzi warunkach eksploatacyjnych i instalacyjnych, zazwyczaj w formie zmian powierzchniowych. Na rurach miedzianych tworzy się warstwa ochronna tlenku miedziawego w kolorze zielonym. Początki wżerów korozyjnych może powodować cały szereg czynników zakłócających tworzenie się warstwy ochronnej.

Można podzielić je na cztery grupy:

• warunki wodne
• warunki eksploatacyjne
• jakość materiału
• obróbka

Podział na te grupy jest przydatny w momencie poszukiwania środków zapobiegawczych. Należy jednak podkreślić, że w przypadku szkód korozyjnych nigdy nie można tłumaczyć przyczyny wyłącznie jednym czynnikiem. Norma DIN 50930 mówi: "Nawet w najbardziej niekorzystnych warunkach wodnych szkody korozyjne występują tylko wtedy, gdy dodatkowo działa kilka niekorzystnych czynników razem."

1. Warunki wodne

"Skład wody ma w korozji wżerowej typ I duże znaczenie i określa jej prawdopodobieństwo przy występowaniu niekorzystnych warunków eksploatacyjnych i instalacyjnych." - tyle DIN 50930, cz. 5. To samo w sobie obojętne stwierdzenie często jest błędnie rozumiane, że wyłącznie wodzie przypisuje się winę za zjawiska korozyjne . Błąd takiego rozumowania polega na tym, że szuka się "winnego". Jeśli przez rurę nie byłaby tłoczona żadna woda, nie doszłoby do korozji. Właściwości wody są takie, że ułatwiają korozję ale w żadnym wypadku nie muszą jej spowodować. DIN 50930 podkreśla: "prawdopodobieństwo szkody przy korzystnym składzie wody może być tak małe, że nawet niekorzystne warunki instalacyjne i eksploatacyjne przestaną być krytyczne. "DIN 50930 podaje również: "Według naszych obserwacji wżer korozyjny typu I występuje w wodach gruntowych ze znacznie większym prawdopodobieństwem niż w wodach powierzchniowych. Wynika to z małej zawartości organicznych substancji w wodach gruntowych. Substancje te nie są jeszcze dokładnie znane." Pozostałe właściwości wody ujmowane są w ich analizach. Obejmują one wartość pH, zawartość chlorków, siarczanów, azotynów, sodu ale nie podają ich granicznych wartości. Określona jest jednak wyraźnie zawartość tlenu: "Przy zawartości tlenu poniżej 0,1 g/m nie występuje wżer korozyjny." Tlen nie może występować w instalacjach grzewczych, wyklucza to powstawanie wżeru korozyjnego typu I w tychże instalacjach. Dlatego też wżer korozyjny typu I tak samo rzadko jak typu II pojawiał się w instalacjach centralnego ogrzewania. Podsumowując należy jeszcze raz podkreślić: to woda decyduje o tym, czy wżer korozyjny powodują niekorzystne warunki eksploatacyjne, instalacyjne czy też wady materiału. Warunki wodne nie są podatne na stałą ingerencję z zewnątrz. Należy traktować je jako już zaistniałe. Dlatego ważniejsze jest zachowanie norm technicznych i wymagań świadectw jakościowych by wykluczyć czynniki wyzwalające korozję wżerową i uniknąć szkód.

2. Warunki eksploatacyjne

Czas eksploatacji zaczyna się od pierwszego napełnienia rury. Wszystkie czynniki działające od tego momentu na wewnętrzną powierzchnię rury liczą się jako warunki eksploatacyjne. Jeśli chcemy ocenić zagrożenie dla rury ze strony wżeru korozyjnego typu I, musimy jako krytyczne przyjąć te warunki, które mogą wywołaćnieregularności na wewnętrznej powierzchni rury utrudniając lub zakłócając wytwarzanie się warstwy ochronnej. Najczęstsza nieregularność to osady nierównomiernie pokrywające powierzchnię rury. Mogą w niej osiąść przykładowo cząsteczki wypłukanych z sieci ciał stałych. Przy obecnie montowanych filtrach ciała stałe nie powinny występować. Podobne skutki mogą mieć pojawiające się pęcherzyki gazu, jeśli utrzymują się one przez dłuższy czas na ściankach rury. Nie należy jednak zakładać, iż każda cząsteczka musi być źródłem korozji wżerowej. Nawet w najbardziej niekorzystnych warunkach wodnych uszkodzenie nie powstanie, jeżeli cząsteczki te lub pęcherzyki gazowe zostaną przetransportowane dalej. Problem powstaje w momencie, gdy osiądą one tam na stałe nie dopuszczając do powstania warstwy ochronnej. Jeśli po dłuższej pracy instalacji wytworzyła się równomierna warstwa ochronna, osady takie nie mają żadnego wpływu na odporność miedzianej rury na korozję. Po wykonaniu instalacji i napełnieniu jej wodą może minąć trochę czasu zanim dom będzie zamieszkały a woda regularnie pobierana. Do tego momentu woda stoi w przewodzie. Okres między pierwszym napełnieniem a ostatecznym zasiedleniem mieszkania występuje wtedy, gdy na przykład w ekspertyzie mówi się o "okresie przestoju". W żadnym razie rury nie mogą stać napełnione wodą do połowy, ponieważ to stanowi największą nieregularność i najszybciej wywołuje wżery korozyjne. Szczególnie zagrożona jest strefa, w której wewnętrzna ściana rury ma kontakt z wodą i powietrzem jednocześnie. W procesie powstawania korozji wżerowej typu I podrzędną rolę odgrywa prędkość przepływu. Korozja wżerowa typu II występuje niemal wyłącznie w rurach z zimną wodą. Nie stwierdzono wpływu temperatury roboczej w zakresie temperatur zimnej wody na zjawisko korozji typu II.

3. Materiał

W badaniu czynników wpływających na korozję wżerową dosyć wcześnie zauważono znaczenie materiału i jakości powierzchni rur jako jedno z najbardziej decydujących. Podkreślano już wielokrotnie, iż szkody korozyjne występują tylko wtedy, gdy kilka niekorzystnych okoliczności występuje jednocześnie. Wśród nich obok warunków wodnych szczególną rolę odgrywają warstwy węgla, które pokrywają często powierzchnie miękkich rur miedzianych. Szybko stwierdzono również, że miękkie rury z nawet cienkimi - goły okiem niewidocznymi - warstwami węgla są szczególnie czułe na wżery. Wynikiem przeprowadzonych dotychczas badań i prób technicznych oraz jakościowych jest osiągnięcie parametrów rur z miedzi SF-Cu wg. DIN 1787, z której przez odpowiednią obróbkę usunięto warstwę węgla, są one bardzo odporne na korozję. Również przy złączkach z miedzi wg DIN 2856 technologia produkcji gwarantuje, że takie warstwy węgla nie powstaną. Producenci świadomi odpowiedzialności starają się nie tylko zachować wartości określone normami jakościowymi lecz jeszcze dodatkowo polepszają gładkość powierzchni rur przez polerowanie wewnętrzne.


4. Warunki instalacyjne

Do grupy tej należą przede wszystkim osady, które dostały się do rury w czasie składowania na placu budowy lub w czasie ich instalowania. Są to przykładowo wióry, zgorzelina z lutowania twardego, środki uszczelniające, tynk, piasek i wiele innych. Jeśli materiałów tych nie usunięto podczas przepłukiwania mogą one zakłócać funkcjonowanie instalacji. Przy badaniu uszkodzonych rur nie można potem jednoznacznie stwierdzić, czy osady te zostały "dotransportowane" przez wodę i trzeba je zakwalifikować do "warunków eksploatacyjnych", czy też nie zostały usunięte podczas płukania zanieczyszczonych rur i trzeba zakwalifikować je do "warunków instalacyjnych". Jednoznacznie można natomiast rozpoznać pozostałości topnika z miękkiego lutowania (rys. 9). Większe ilości topnika w rurze mogą doprowadzić do wżerów korozyjnych. Obecnie jeszcze 10 - 15% wszystkich występujących szkód korozyjnych spowodowanych jest przez topniki. Należy je stosować oszczędnie, wtykaną końcówkę rury pokryć tylko cienką warstwą z zewnątrz i usunąć kołnierz topnika. Również martwe przestrzenie traktowane są jako wady instalacyjne. Powstają one wtedy, gdy wkłada się w siebie rury o różnych średnicach i lutuje się je lub gdy w trójnikach zalutowuje się wylot. W miejscach tych woda nie porusza się. Powstałe w ten sposób martwe przestrzenie ułatwiają wżery korozyjne.


5. Jak unikać szkód korozyjnych

Konstruktorzy, instalatorzy i pracownicy budowlani mając wpływ na warunki instalacyjne i eksploatacyjne instalacji z rur miedzianych mogą wykluczać te, które są niekorzystne i które określą oni jako krytyczne. Fachową, czystą i porządną pracą mogą przyczynić się do sprawnego funkcjonowania instalacji. Warunki ku temu powinny być stworzone wcześniej w fazie planowania i projektowania. Poniższe czynniki mają szczególne znaczenie dla zapobiegania szkodom korozyjnym. Już przy planowaniu należy uwzględnić konieczność zamontowania czułego filtra o dokładności ok.50 um. Filtry są dzisiaj niezbędne we wszystkich instalacjach. Podczas planowania należy przewidzieć możliwość opróżniania i niezbędne spadki rur, które określa DIN 1988. W miarę możliwości przewody należy prowadzić tak, by punkty czerpania o niewielkim zużyciu nie były zasilane przez pojedyncze długie przewody. Przy projektowaniu należy żądać materiału sprawdzonego przez DVGW zgodnego z normą techniczną i posiadającego świadectwa jakościowe. Nie wystarczą rury miedziane oznaczone tylko znakiem DIN 1786, ale zalecane są rury mające obok DIN również znak jakości DVGW. Na przykład niemiecka AVB Wasser V, która reguluje warunki zaopatrywania przedsiębiorstw wodociągowych w paragrafie 12 ust. 4 precyzuje: "Wolno stosować tylko materiały i urządzenia, które wykonane są według uznanych norm technicznych. Znak jakości uznanej placówki badawczej (np. DIN-DVGW, znak jakości DVGW lub GS) potwierdza, iż warunki te zostały spełnione." Niemieccy producenci rur zawarli z Centralnym Związkiem Instalacyjnym "Sanit"r Heizung Klima" umowę gwarancyjną. Wymaga ona by w przypadku szkód, w których podejrzewa się braki materiałowe, instalator zwracał się bezpośrednio do producenta. Jest on zobowiązany umową gwarancyjną dostarczyć materiał zgodny z normą i o zagwarantowanej jakości. Istotnym warunkiem sprawnego funkcjonowania instalacji jest dokładne płukanie przewodu, jak zaleca DIN 1988. Podczas planowania, rozpisywania i oferowania należy traktować płukanie jako odrębną czynność, której wykonanie powinno być zagwarantowane i uwzględnione w rozliczeniu. Przy wykonywaniu instalacji dla uniknięcia korozji należy zwrócić uwagę na następujące czynności: Przy dostawie rur sprawdzamy, czy dostarczony materiał jest zgodny z normą i z zagwarantowaną jakością oraz ze znakiem DVGW, RAL i TšV. Rury takie muszą mieć trwałe oznaczenie producenta, normy, wymiarów, znaku DVGW z numerem statystycznym rejestru i kraju pochodzenia. Jeśli rozpisano i zamówiono materiał z zagwarantowaną jakością, należy odrzucić rury, które mają znak tylko jednej normy DIN 1786. Zamówione wg DIN 1786 rury muszą mieć wytłoczoną co najmniej nazwę producenta, normę i wymiar. Jeśli nie, to nie jest to rura wg DIN 1786, nawet jeśli dostawca zapewnia, że spełnia ona wszystkie wymagania normy technicznej. Ocechowanie jest częścią składową rury. Nie należy instalować rur nie oznaczonych. Norma GW 2 wymaga, aby rury po cięciu miały usunięte zadziory. Silnie wciągnięte i nie oczyszczone z zadziorów rury mogą być źródłem korozji erozyjnej. Należy zwrócić na to szczególną uwagę zwłaszcza przy przewodach cyrkulacyjnych. Podczas składowania rur w dużych magazynach oraz podczas przetwarzania trzeba pamiętać, by były one czyste.


6. Co robić w razie szkody

Jeśli projektanci i instalatorzy uwzględnili wszystkie podane powyżej czynności to prawdopodobieństwo wystąpienia korozji jest niewielkie. Oczywiście nie jest one równe zeru, bo nigdy nie można wykluczyć błędu instalacyjnego czy eksploatacyjnego. O czym należy pamiętać, jeśli mimo naszych starań zdarzy się uszkodzenie korozyjne? W pierwszej kolejności należy rozpatrzyć wszystkie okoliczności danego przypadku. Nawet jeśli ze względu na przemoczone ściany i zrozumiałe zdenerwowanie mieszkańców domu trudno się zdobyć na robienie notatek, to jednak radzimy je sporządzić. Przy naprawie uszkodzonego miejsca należy - jeśli to tylko możliwe - wymienić uszkodzoną rurę od jednego miejsca połączenia do drugiego. Jeśli trzeba uniknąć większych wyłomów w ścianach czy podłodze, to przed naprawą poczekać na wynik badań laboratoryjnych i wtedy podjąć decyzję o pozostawieniu lub wyjęciu przewodu. Oczywiście - na próbkach o długości kilku centymetrów nawet najlepsze laboratorium nie może niczego stwierdzić. W żadnym wypadku nie wolno zalutować nieszczelnego miejsca. Przez lutowanie stan zmienia się tak, że później nie będzie można stwierdzić przyczyny uszkodzenia, gdy zajdzie jednak konieczność wymontowania rury. Jeśli prowizorycznie trzeba zapewnić dopływ wody np. w czasie weekendu, nieszczelność można chwilowo usunąć obejmą z uszczelniającym materiałem. Oczywiście dłuższy kawałek pobrany przy naprawie trzeba wymienić na wlutowaną rurę. Podczas pobierania uszkodzonej próbki trzeba ściśle przestrzegać, by rura nie była poddawana dalszemu oddziaływaniu ciepła. Wylutowywanie części powoduje zmiany warstw w rurze, co czyni dalsze badania niemożliwymi. Dlatego rury trzeba odpiłowywać piłką do metalu lub cęgami. Do badania wżerów korozyjnych z reguły potrzebny jest kawałek rury o długości co najmniej 500 mm. Najczęściej właściciel domu lub instalator chcą dokładnie wiedzieć, jaka była przyczyna szkody. Można to wyjaśnić tylko przez dokładne badanie. Takie badania prowadzi większość producentów rur w ramach swojego serwisu technicznego, tzn. są one bezpłatne. Użytkownicy na wszelki wypadek powinni każdą szkodę zgłaszać w swoim zakładzie ubezpieczeniowym. W zależności od wyniku badań należy rozpatryeć dalsze działania. W przypadku wżeru korozyjnego typu I należy wziąć pod uwagę wszystkie informacje i sprawdzić, czy zapobiegawczo nie jest celowa wymiana dalszych elementów rury. Zazwyczaj nie ma takiej potrzeby. Dalsze posunięcia zapobiegawcze nie są konieczne, szczególnie nie ma sensu dodatkowe uzdatnianie wody. Doświadczenie uczy, że w niemal wszystkich przypadkach po uwzględnieniu zaleceń dla danego konkretnego przypadku wymieniona rura nie ulega już uszkodzeniu.