Sauerstoffbindung mittels Magnesiumanode

Eine vielfach bewährte Methode, die Korrosion und Schlammbildung in Heizungsanlagen verhindert.

Funktionsstörungen und Systemausfälle können einen schleichenden wasserbedingten Korrosionsprozess als Ursache haben. Ein entscheidender Punkt bei geschlossenen Warmwasserheizungsanlagen ist der Korrosionsschutz der metallischen Bauteile von Beginn an. Durch eine salzarme Befüllung von Heizungsanlagen, die Reduktion von gelösten Gasen, speziell Sauerstoff, durch den Einsatz von Magnesiumanoden in Kombination mit Magnetflussfiltern können Korrosionsschäden und teure Reparaturaufwendungen deutlich reduziert werden.

Die technische Weiterentwicklung von modernen Heizungsanlagen schreitet stetig voran – dies betrifft vor allem die zum Einsatz kommenden Materialien (z. B. sauerstoffdichte Kunststoffrohre bei Fussbodenheizungen, Metalle und Legierungen für Bauteile wie Wärmetauscher) als auch alternative Energiesysteme wie Erdwärmesonden- und Solaranlagen, Wärmepumpen, Blockheizkraftwerke (BHKW) usw.

Die Folge ist ein "bunter Materialmix" von metallischen Werkstoffen, welche unterschiedlich auf die Wasserparameter reagieren. Ebenso ermöglichen moderne Presssysteme einen höheren permanenten Sauerstoffeintrag in das System und können somit das Korrosionspotential erhöhen.

Ursachen der Korrosion

Unter Korrosion versteht man die Reaktion eines metallischen Werkstoffs mit seiner Umgebung, die eine messbare Veränderung des Werkstoffs bewirkt und zu einer Beeinträchtigung der Funktion eines Bauteils oder des ganzen Systems führt (Korrosionsschaden). Diese Reaktion ist in den meisten Fällen elektrochemischer Art. Es kann sich aber auch um chemische oder um metallphysikalische Vorgänge handeln. Bei der Sauerstoffkorrosion reagiert der im Kreislaufwasser gelöste Sauerstoff beispielsweise mit dem Eisen im Stahl und bildet lösliche Verbindungen bzw. Metallsalze, was schließlich zur Beschädigung der Oberfläche bis hin zu Durchbrüchen und Verschlammung der Anlage führt:

2Fe + O!SUB(2)SUB! + 2H!SUB(2)SUB!O --> 2Fe(OH)!SUB(2)SUB!

4Fe(OH)!SUB(2)SUB! + O!SUB(2)SUB! --> 4FeO(OH)!SUB(2)SUB!

Welche weiteren Eisenverbindungen (z. B. Fe!SUB(3)SUB!O!SUB(4)SUB! auch bekannt als Magnetit) und Nebenprodukte, wie etwa Wasserstoff, entstehen, hängt auch von der Sauerstoffkonzentration im Kreislaufwasser ab.

Elektrochemische Korrosion

Eine elektrochemische Korrosion (galvanische Korrosion) tritt zwischen Metallen mit unterschiedlichen Standardpotentialen auf, wenn diese in direkten elektrischen Kontakt sind und von einem gemeinsamen wässrigen Elektrolyten (leitfähiges Heizungswasser) benetzt werden. Dies ist z. B. bei Heizungsanlagen der Fall, wenn einzelne Komponenten aus Edelstahl, Kupfer oder Aluminium bestehen und vom Kreislaufwasser durchströmt werden. Das Ausmaß der Korrosion hängt ferner noch von der Menge an gelösten Salzen (elektrische Leitfähigkeit des Umlaufwassers), dem pH-Wert und der Temperatur ab.

Elektrolyt und Sauerstoff

Beides wird für einen ablaufenden Korrosionsprozess benötig. Würde ein Parameter fehlen oder deutlich reduziert werden, so würde die Korrosion soweit ausgebremst werden, dass sie faktisch nicht mehr abläuft. Der Elektrolyt ist in diesem Falle das Heizungswasser mit seiner elektrisch leitenden Eigenschaft. Folglich: je höher die elektrische Leitfähigkeit und der gelöste Sauerstoffgehalt, umso schneller läuft eine Korrosion ab. Der Elektrolyt lässt sich mittels einer Entsalzung reduzieren und der gelöste Sauerstoff durch Einsatz von Magnesiumschutzanoden.

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Schutz- oder auch Opferanoden

Beim Anodenschutz mit hochreinem Magnesium reagiert der im Kreislaufwasser gelöste Sauerstoff bevorzugt mit dem unedleren Magnesium (und nicht mit dem Eisen) unter Bildung von Magnesiumhydroxid bzw. Mg(OH)!SUB(2)SUB!:

2Mg + O!SUB(2)SUB! + 2H!SUB(2)SUB!O --> 2Mg(OH)!SUB(2)SUB!

Somit wird zum einen der pH-Wert angehoben (basischer), der Sauerstoff dem System entzogen und die elektrische Leitfähigkeit reduziert. Weiterhin laufen die elektrochemischen Prozesse in dem Sinne ab, dass das Magnesium abreagiert und über einen längeren Zeitraum zerstört wird. Nach etwa drei bis sechs Jahren, wenn die Opferanode verbraucht ist, kann sie rasch und unkompliziert durch eine neue Elektrode ersetzt werden.

Schlussfolgernd können geschlossene Heizsysteme durch Befüllung mit entsalztem Füllwasser und den Einsatz von Korrosionsschutzgeräten mit Schutzanodentechnologie wie z. B. "Sorbox LI" oder "Elysator-trio.1"-Geräten nachhaltig und aktiv vor Korrosion geschützt werden. Das Unternehmen Elysator bietet diese Technologie bereits seit über 50 Jahren erfolgreich am Markt an. Die VDI 2035 zählt sie im Übrigen auch als gängige Methode auf. Entsprechende Geräte werden zudem in 2021 im Zuge eines Kesseltauschs über die BAFA (BEG) mit bis zu 45 Prozent gefördert.