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OldBo
18.05.2018
Ein niedriger pH-Wert (sauer oder neutral), eine hohe Leitfahigkeit und der Sauerstoffgehalt des Wassers führt in Systemen mit Stahlbauteilen zur Magnetitbildung: 3 Fe + 2 O2 > Fe3O4.
Korrosionsvorgänge
 Korrosionsvorgänge
Quelle: Chemie im Kontext Sek II - Cornelsen Verlag
An der Verfärbung der Rohre sieht man die ersten Magnetitablagerungen einer neuen Anlage
 An der Verfärbung der Rohre sieht man die ersten Magnetitablagerungen einer neuen Anlage
Quelle: Bosy
Quelle: Bosy
Schlammauffang bei einem Reinigungsvorgang
 Schlammauffang bei einem Reinigungsvorgang
Quelle: Bosy
Magnetitanlagerung in einer Pumpe
 Magnetitanlagerung in einer Pumpe
Quelle: Bosy
Magnetitanlagerungen in der Pumpe
 Magnetitanlagerungen in der Pumpe
Quelle: Bosy
Magnetit im Tacosetter
 Magnetit im Tacosetter
Quelle: Bosy
Ablagerungen in einer Pumpe
 Ablagerungen in einer Pumpe
Quelle: Bosy
Außen- und Innenkorrosion mit Rost- und Magnetitschlamm
 Außen- und Innenkorrosion mit Rost- und Magnetitschlamm
Quelle: Bosy

Bei der Rostbildung reagiert

Eisenoxidhydroxid  2 FeO(OH) > Fe2O3∙H2O

Das Produkt hat die typische rotbraune oder schwarze Farbe.

Neben Magnetit kann die Verfärbung des Wassers auch durch Hämatit (Fe2O3) und Ferrihydrit (Fe3+10O14(OH)2) entstehen.

Wenn zu wenig Sauerstoff für die vollständige Oxidation von Fe(OH)2 vorhanden ist, dann  bilden sich Zwischenstufen.

6 Fe(OH)2 + O2 > 2 Fe3O4∙H2O + 4 H2O

Das grüne Magnetit-Hydrat

2 Fe3O4∙H2O > 2 Fe3O4 + 2 H2O

Der schwarze Magnetitschlamm

3 Fe + 2 O2 > Fe3O4

Ein niedriger pH-Wert (sauer oder neutral), eine hohe Leitfahigkeit und der Sauerstoffgehalt des Wassers führt in Systemen mit Stahlbauteilen zur Magnetitschlammbildung. Es wird auch die These vertreten, dass sich Magnetit auch durch  Bakterien bilden kann. Wodurch dann der üble Geruch des Wassers entsteht.

Ein falsches Füll- und Ergänzungswasser führt zu einer Magnetitbildung in Stahlrohrsystemen und/oder in Pufferspeicheranlagen. Da es aber auch keine absolut dichte Heizungs- und Kühlsysteme gibt, besteht immer eine mehr oder weniger große Magnetitbildung.

Eine Sauerstoffdiffusion (Rohre, Kunststoffteile) bzw. ein Sauerstoffeintrag findet ständig über undichte Ventile (Stopfbuchsen, O-Ringe), geschrumpfte Dichtungen, Saugkrafte (verschobener Nullpunkt, falsche Anordnung der Pumpe und Entlüftungseinrichtungen) und fehlerhafte Druckhaltung (zu niedriger Druck, defekte oder zu kleine Ausdehnungsgefäße) statt.

Ein alkalischer pH-Wert und eine niedrige Leitfahigkeit des Wassers kann die Korrosionsreaktion herabsetzen. Dies setzt aber eine richtige Systemflüssigkeit voraus.

Wie kommt es zur Magnetitbildung?
Magnetit löst sich vom Eisen und bildet eine Schutzschicht und dadurch wird das Eisen geschützt. Es bildet sich die "bekannte" schwarze Brühe in Stahlrohrsystemen. Aber auch nur eine Graugusspumpe in einen ansonsten aus korrosionsgeschützen Material gebauten Anlage (z. B. mit Systemtrennung) führt zu Magnetitbildung. Wenn Magnetit schützt, wieso schadet es dann der Heizung?

Welche Folgeschäden von Magnetitbildung gibt es?

•  Der Magnetitschlamm setzt sich auf den Rädern der Wärmezähler fest und blockiert oder setzt die Laufräder der Wärmezähler fest. Die Wärmemengenzählung ist daher ungenau oder funktioniert gar nicht.
•  Die Schmutzfänger (Filter), die in der Heizung oder vor Wärmezähler eingebaut sind, setzen sich durch den Magnetitschlamm dicht und der Volumenstrom wird kleiner. Der Schmutzfänger muss daher oft gereinigt werden und erhöht die Betriebs- und Servicekosten.
•  Die zugeführte Energie kann vom Heizkörper nicht optimal abgegeben werden, da der Magnetitschlamm eine Schicht bildet, die die Wärmeabgabe vermindert.
•  Der Magnetitschlamm behindert im Wärmeerzeuger (z.B. Wärmetauscher, Kessel) die Wärmeübergabe und die zugeführte Energie kann nicht verwertet werden.
•  In Fußbodenheizungen bildet der Magnetitschlamm eine Schicht an den Rohrwandungen, die dazu führt, dass die Wärmeübergabe verringert wird und dadurch die Systemtemperatur erhöht werden muss. Eine extreme Erscheinung ist, dass wenig oder kein Heizungswasser mehr durchgeht.
•  Bei Wand- und Fußbodenheizungen mit Kapillarrohrsystemen ist das Problem mit Magnetitschlamm meistens noch größer, da der Rohrdurchmesser klein ist und dadurch ein „Heizungsinfakt“ schneller vorkommen kann. Solche Anlagen müssen dann oft mit einer Systemtrennung betrieben werden, wenn das Wasser nicht richtig behandelt wurde.
•  Funktionsstörungen bei Thermostatventilen, da der Magnetitschlamm die Ventildichtung belegt und der Ventilsitz festklebt. Messing und Kupfer wirken wie Magnete.

Damit der Magnetitschlamm keine größeren Schäden anrichten kann, muss die Bildung verhindert werden. Das ist durch die richtige Materialwahl (möglichst gleich und korrosionsbeständige Materialien) und/oder durch eine richtig behandelte Anlage zu erreichen. Entschlammungsbehälter mit Magnete erreichen bei richtiger Wartung nur die Beseitigung gröberer Magnetitteilchen, aber die Ursache und der Feinschlamm werden dadurch nicht beseitigt. Diese Maßnahme hat nur eine Alibifunktion und kann nur in ständig gewarteten (Groß-)Anlagen einen Teilerfolg bringen. Aber der besonders schädliche feine Magnetitschlamm, der sich besonders (durch Magnetwirkung) in Umwälzpumen absetzt, kann nicht ausgefiltert werden und setzt die sehr kleinen Spaltmaße in der Pumpe dicht. Auch ein einmal richtig gemachter hydraulischer Abgleich kann nach einiger Zeit hinfällig sein, weil sich die eingestellten Durchlässe zusetzen und die Durchflussmengen nicht mehr stimmen.

Besonders ärgerlich sind die braunen oder schwarzen Magnetitrückstände, die durch Undichtigkeiten oder bei unvorsichtigen Arbeiten an Heizungsanlagen auf dem Fußboden oder an Einrichtungsgegenständen im Raum entstehen. Diese Flecken sollte sofort beseitigt werden, da sie nach dem Eintrocknen in den meisten Fällen nicht mehr zu entfernen sind. Wenn also jemand eine Reinigungsmöglichkeit oder ein Mittel kennt, bitte ich um eine kurze Nachricht an den Autor (Link unten), da ich ständig diesbezügliche Anfragen bekomme.

1. Rückmeldung: Magnetitrückstände sollen mit einer gepufferten Ammonium-Acetat-EDTA-Extraktion gut zu entfernen sein.
2. Rückmeldung: Die meisten Rückstände können mit Geschirrspülmittel (anionische Tenside, kationische Tenside, amphotere Tenside) oder Shampoo (Alkylethersulfate) beseitigt werden.

Ein Beispiel
Schnitt durch eine Hocheffizienz-Pumpe
 Schnitt durch eine Hocheffizienz-Pumpe
Ablagerungen in einer Hocheffizienz-Pumpe
 Ablagerungen in einer Hocheffizienz-Pumpe
Reinigungslösung in einer Schule in Verbindung mit dem Ausfall einer Hocheffizienz-Pumpe nach ca. 3 Monaten
 Reinigungslösung in einer Schule in Verbindung mit dem Ausfall einer Hocheffizienz-Pumpe nach ca. 3 Monaten
Mit der "Verbesserung" des hydraulischen Wirkungsgrades hat man sich erhebliche Probleme eingehandelt, besonders in Pumpen. Hier wirkt sich Magnetit besonders aus, weil der Rotor ein guter Magnet ist.

Die Bilder zeigen eine Pumpe aus einer Anlage in einer Schule, die nach ca. 3 Monaten ausgefallen ist. Man sieht deutlich die Magnetitablagerungen und über das ausgespülte Wasser muss man wohl gar nicht erst reden.

Dass an der Pumpe auch schon die ersten Kavitationsschäden zu sehen sind, zeigt außerdem auf eine falsche Planung. Hier wurde mit Sicherheit das Heizungswasser nicht behandelt und die Pumpe wurde nicht richtig ausgelegt bzw. richtig eingestellt.

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Optimist auf Zeit schrieb: So, hab es jetzt wie Kristine beschrieben durchgeführt - und siehe da, es haben sich andere Voreinstellungen ergeben. Danke...
micha_el schrieb: Kann man die BW-Bereitung zu einem Zeitpunk starten wenn das Geräusch nicht stört? ich vermute die Funktion ist dazu da,...
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