Invloed van thermische desinfectie op corrosie in circulatieleidingen
Samenvatting:
Bij thermische desinfectie wordt de temperatuur in warmtapwater-circulatieleidingen tijdelijk verhoogd tot circa 70–76 °C om microbiologische besmetting, zoals legionella, te bestrijden.
Nadeel: dit beïnvloedt ook de stabiliteit van de passieve Cu₂O-laag op koper en kan zo het risico op initiatie van putcorrosie vergroten.
Daarnaast verlopen elektrochemische reacties en ionentransport sneller en kunnen de chemische omstandigheden in de waterlaag rond het metaaloppervlak veranderen. Daardoor kunnen beginnende corrosieprocessen zich makkelijker ontwikkelen.
Installatie van een BlueRex systeem is een effectieve preventieve maatregel om corrosiegevoelige leidingsystemen te beschermen.
Wat is thermische desinfectie?
Thermische desinfectie is een beproefde methode om microbiologische besmetting, zoals Legionella pneumophila, terug te dringen in drinkwaterinstallaties. Hierbij wordt het warme tapwater gedurende een korte periode verhoogd tot temperaturen van ongeveer 70 °C tot 76 °C, dus duidelijk boven de normale bedrijfstemperatuur van warmtapwater-circulatiesystemen. In veel gebouwen zoals ziekenhuizen en hotels, wordt deze procedure handmatig of geautomatiseerd uitgevoerd via de circulatieleiding.
Thermische desinfectie als risicomoment voor putcorrosie
Hoewel deze temperatuurverhoging microbiologisch effectief is, geeft dit tijdelijk een fysisch-chemische belasting op het leidingsysteem die corrosiegevoelige zones kan activeren. Met name in koperen leidingen, waar de bescherming afhankelijk is van een stabiele passieve Cu(I)oxide-laag (Cu₂O), kan thermische desinfectie leiden tot aantasting van die beschermlaag. Dit vormt een risicomoment voor initiatie van putcorrosie (of ‘pitting corrosie’), die zich pas weken of maanden later kan manifesteren in de vorm van lekkages.
3 fysisch-chemische factoren die hierbij een rol spelen
1. Thermisch verlies van passivatie
Koperoxide is onder normale bedrijfsomstandigheden (60–70 °C) al verminderd stabiel (zie ook ons kennisartikel ‘Putcorrosie en lekkages in circulatieleidingen’). Tijdens thermische desinfectie stijgt de temperatuur verder, richting of boven de 70 °C. De oplosbaarheid van Cu₂O neemt hierbij toe, waardoor de stabiliteit van de passieve oxidelaag afneemt en lokaal defecten in de oxidefilm kunnen ontstaan. De ontstane anodische zones verliezen daarbij hun zelfbeschermend vermogen. Na afloop van de thermische desinfectie, wanneer het systeem terugvalt naar normale bedrijfstemperaturen en stromingsregimes, kunnen deze zones het startpunt vormen van putcorrosie.
2. Versnelde ionenmobiliteit
Door de verhoogde temperatuur verlopen chemische en elektrochemische reacties sneller. Zo kan de hydrolyse van koperionen sneller plaatsvinden, wat lokaal leidt tot verzuring in beginnende pits. Tegelijkertijd neemt de mobiliteit van ionen zoals chloride (Cl⁻) toe. Chloride-ionen bewegen zich bij hogere temperaturen namelijk makkelijker, waardoor zij – aangetrokken door de positieve lading in de anodische pitomgeving – sneller naar deze zones migreren. Daar hopen zij zich op en destabiliseren ze de reeds verzwakte oxidelaag. Dit bevordert de verdere groei van pits.
Bij hogere temperaturen kunnen essentiële ladingsdragers, zoals H⁺, OH⁻ en Cu²⁺, zich eveneens sneller verplaatsen tussen anode en kathode. Hierdoor kunnen elektrische ladingen in de corrosiecel sneller worden gecompenseerd. Omdat deze ionenstroom noodzakelijk is voor het in stand houden van zowel de anodische metaaloplossing als de kathodische reductie, leidt snellere ionenmigratie tot een efficiëntere werking van de corrosiecel. Het nettoresultaat is dat, eenmaal geïnitieerd, putcorrosie bij hogere temperaturen sneller en agressiever kan verlopen.
3. CO₂-ontgassing en verminderde lokale buffering
Bij het stabiliseren (bufferen) van de pH in drinkwater speelt bicarbonaat (HCO₃⁻) een cruciale rol. Bij verhoogde temperaturen, zoals tijdens thermische desinfectie, neemt de oplosbaarheid van koolstofdioxide (CO₂) af waardoor dit gas gemakkelijker uit het water ontsnapt.
Door deze CO₂-ontgassing verschuift het carbonaatevenwicht in het water. Hierdoor kunnen lokale pH-condities aan het koperoppervlak veranderen. In combinatie met verhoogde temperatuur en een reeds verzwakte oxidelaag kan dit bijdragen aan het ontstaan of de verdere groei van putcorrosie.
Conclusie: thermische desinfectie vergroot het risico op corrosie-initiatie
Thermische desinfectie brengt tijdelijk ongunstigere fysisch-chemische omstandigheden met zich mee. Hoewel de procedure essentieel is voor microbiologische veiligheid, kan de verhoogde temperatuur de stabiliteit van de passieve Cu₂O-laag verminderen en elektrochemische processen versnellen. Hierdoor neemt het risico op initiatie van putcorrosie toe. De schade manifesteert zich vaak pas later, wanneer putgroei onder normale bedrijfscondities verder doorzet en uiteindelijk tot lekkages leidt.
Preventieve bescherming met BlueRex
Pas je thermische desinfectie toe in het kader van legionellapreventie? Dan is installatie van een BlueRex systeem een effectieve preventieve maatregel om het leidingsysteem te beschermen tegen het verhoogde risico op putcorrosie.
Door gecontroleerde dosering van natriumpolyfosfaat ondersteunt het BlueRex systeem namelijk de integriteit van de passieve koperoxide-laag, zelfs bij verhoogde temperaturen. De polyfosfaatcomponent beïnvloedt de chemische omstandigheden aan het koperoppervlak en helpt zo de stabiliteit van de passieve laag te behouden, terwijl lokale pH-schommelingen worden gebufferd.
Hiermee helpt BlueRex tijdens én na thermische desinfectie schade aan het koperoppervlak te beperken en voorkomt het dat tijdelijke ontpassivering leidt tot langdurige putcorrosie of lekkages. Bovendien draagt een stabiele en chemisch rustige binnenlaag bij aan het beperken van afzettingen en corrosieproducten, waardoor het leidingoppervlak minder gevoelig wordt voor ongewenste vorming van biofilm.
Meer weten over de werking van het BlueRex systeem? Plan direct een vrijblijvende QuickScan. Grote kans dat we iets voor je kunnen betekenen!
Meer kennisbankartikelen
