VDI 2035 Blatt 3-2014 Prevention of damage in water heating installations - Corrosion by fuel gases.pdf

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1、ICS 91.140.10 VDI-RICHTLINIEN Juli 2014 July 2014 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Vermeiden von Schden in Warmwasser-Heizungsanlagen Abgasseitige Korrosion Prevention of damage in water heating installations Corrosion by fuel gases VDI 2035 Blatt 3 / Part 3 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Di

2、e deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this standard shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI-Gesellschaft Bauen und Gebudetechnik (GBG) Fachbereich Technische Gebudeausrstung VDI-Handbuch Wrme-/Heiz

3、technik Vervielfltigungauchfrinnerbetriebliche Zwecke nicht gestattet /Reproductionevenforinternalusenot permittedFrhere Ausgaben:09.00;05.13 Entwurf,deutschFormereditions:09/00;05/13 Draft,in German onlyZu beziehen durch /Available atBeuth Verlag GmbH,10772 BerlinAlle Rechte vorbehalten /Allrightsr

4、eserved Verein DeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2014Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 2 2 Normative Verweise 3 3 Begriffe 3 4 Grundstze 3 5 Korrosionsarten 4 6 Korrosionsursachen und Einflussfaktoren 5 6.1 Allgemeines . 5 6.2 Verunreinigungen der Verbre

5、nnungsluft . 6 6.3 Brennstoffe . 6 7 Korrosionsschden 10 7.1 Allgemeines . 10 7.2 Unlegierte und niedrig legierte Eisenwerkstoffe 11 7.3 Aluminium und Aluminiumlegierungen 11 7.4 Nicht rostende Sthle . 12 8 Korrosionsschutz . 12 8.1 Allgemeines . 12 8.2 Sachgerechte Planung 12 8.3 Inbetriebnahme 13

6、8.4 Wartung und Instandsetzung 13 Anhang A Anlagenbuch Beispiel . 14 Anhang B Korrosionsursachen/ Reaktionsgleichungen 18 Schrifttum 19 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 2 2 Normative references . 3 3 Terms and definitions 3 4 Basic principles 3 5 Forms of corrosion . 4 6 Causes of corro

7、sion and influencing factors 5 6.1 General comments . 5 6.2 Contamination of the combustion air . 6 6.3 Fuels 6 7 Corrosion damage 10 7.1 General comments . 10 7.2 Unalloyed and low-alloyed ferrous materials. 11 7.3 Aluminium and aluminium alloys . 11 7.4 Stainless steels . 12 8 Corrosion protection

8、 12 8.1 General comments . 12 8.2 Proper planning 12 8.3 Commissioning 13 8.4 Maintenance and repair work 13 Annex A System logbook example 16 Annex B Causes of corrosion and reaction equations . 18 Bibliography 19 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF89D9NormCD - Stand 2014-07 2 VDI 2035 Blatt

9、 3 / Part 3 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwend

10、ung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der

11、 Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the standard VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocop

12、ying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions specified in the VDI Notices (www.vdi.de/ richtlinien). We wish to express ou

13、r gratitude to all honorary contributors to this standard. Einleitung Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Sch-den durch abgasseitige Korrosion an metallischen Bauteilen kann durch sachgerechte Planung, Aus-fhrung und Betrieb von Warmwasser-Heizan-lagen minimiert werden. Daher wendet sich diese

14、 Richtlinie im Wesentlichen an Hersteller, Planer, ausfhrende Fachbetriebe und Anlagenbetreiber. Die Richtlinienreihe VDI 2035 besteht aus folgen-den Blttern: Blatt 1 Steinbildung in Wassererwrmungs- und Warmwasser-Heizungsanlagen Blatt 2 Wasserseitige Korrosion in Wassererwr-mungs- und Warmwasser-H

15、eizungsanlagenBlatt 3 Abgasseitige Korrosion Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/2035. Introduction The likelihood of damage occurring due to corro-sion of metal components on the exhaust gas side can be minimized by proper plann

16、ing, construction and operation of water heating installations. This standard is therefore essentially addressed to manufacturers, planners, installation engineers and plant owner/operators. The series of standards VDI 2035 consists of the following parts: Part 1 Scale formation in domestic hot wate

17、r supply installations and water heating in-stallations Part 2 Water-side corrosion in domestic hot water supply installations and water heating in-stallations Part 3 Corrosion by fuel gases A catalogue of all available parts of this series of standards can be accessed on the internet at www.vdi.de/

18、2035. 1 Anwendungsbereich Diese Richtlinie behandelt die abgasseitige Korro-sion metallischer Werkstoffe von unmittelbar be-heizten Wassererwrmungsanlagen in Warmwas-ser-Heizungsanlagen und von den zugehrigen Abgasanlagen mit dem Ziel, die Wahrscheinlich-keit fr das Eintreten von Bauteilversagen ode

19、r Funktionsbeeintrchtigungen zu minimieren. Ab-weichend von VDI 2035 Blatt 1 und Blatt 2 kann diese Richtlinie sinngem auch fr Heizungsanla-gen mit Vorlauftemperaturen von mehr als 100 C angewendet werden, die bestimmungsgem be-trieben werden. Die Korrosion im Hochtemperaturbereich (z. B. Verzunderu

20、ng) ist nicht Gegenstand dieser Richtli-nie. Sie tritt nur bei hohen Temperaturen von mehr 1 Scope This standard deals with the exhaust gas corrosion of metallic materials in directly heated water-heating installations in hot-water heating systems and in associated exhaust gas systems. Its aim is to

21、 minimize the likelihood of component failure oc-curring or impairment of functionality. Unlike VDI 2035 Part 1 and Part 2, this standard can also be applied where appropriate to heating systems with flow temperatures higher than 100 C which are being operated as intended. This standard will not be

22、concerned with corrosion in the high temperature range (e.g. scaling). This is found only at high temperatures of more than ap-B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF89D9NormCD - Stand 2014-07All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 VDI 2035 Blatt 3 / Part 3 3 als etwa

23、 250 C auf, blicherweise im Brennraum des Wrmeerzeugers. Fr den Bereich der Abgas-anlage ist diese Korrosionsart eher von unterge-ordneter Bedeutung. proximately 250 C and then normally in the com-bustion chamber of the heat generator. This type of corrosion tends to be of subordinate importance in

24、the exhaust gas system. 2 Normative Verweise / Normative references Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieser Richtlinie erforderlich: / The following referenced documents are indispen-sable for the application of this standard: Erste Verordnung zur Durchfhrung des Bundes-Immiss

25、ionsschutzgesetzes (Verordnung ber kleine und mittlere Feuerungsanlagen 1. BImSchV) vom 26. Januar 2010 (First direc-tive on the implementation of the Immissions Control Act (Ordinance on Small and Medium-sized Combustion Installations 1. BImSchV) of 26thJanuary 2010) DIN EN 1443:2003-06 Abgasanlage

26、n; Allgemeine Anforderungen; Deutsche Fassung EN 1443: 2003 (Chimneys; General requirements; Ger-man version EN 1443:2003) DIN EN 1856 Abgasanlagen; Anforderungen an Metall-Abgasanlagen; Deutsche Fassung EN 1856 (Chimneys; Requirements for metal chimneys; German version EN 1856) DIN EN 13084 Freiste

27、hende Schornsteine; Deut-sche Fassung EN 13084 (Free-standing chim-neys; German version EN 13084) DIN EN 13384 Abgasanlagen; Wrme- und str-mungstechnische Berechnungsverfahren; Deut-sche Fassung EN 13384 (Chimneys; Thermal and fluid dynamic calculation methods; German version EN 13384) DIN EN 14989

28、Abgasanlagen; Anforderungen und Prfverfahren fr Metall-Abgasanlagen und materialunabhngige Luftleitungen fr raum-luftunabhngige Anlagen; Deutsche Fassung EN 14989 (Chimneys; Requirements and test methods for metal chimneys and material inde-pendent air supply ducts for roomsealed heating application

29、s; German version EN 14989) DIN V 18160-1:2006-01 Abgasanlagen; Teil 1: Planung und Ausfhrung (Chimneys; Part 1: Design and performance) DVGW G 263:2009-10 Beurteilung der Korrosi-onswahrscheinlichkeit metallener Werkstoffe durch Brenngase und wssrige Kondensate VDI 2035 Blatt 1:2005-12 Vermeidung v

30、on Sch-den in Warmwasser-Heizungsanlagen; Steinbil-dung in Trinkwassererwrmungs- und Warm-wasser-Heizungsanlagen (Prevention of damage in water heating installations; Scale formation in domestic hot water supply installations and water heating installations) VDI 2035 Blatt 2:2009-08 Vermeidung von S

31、ch-den in Warmwasser-Heizungsanlagen; Wasser-seitige Korrosion (Prevention of damage in wa-ter heating installations; Water-side corrosion) 3 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die folgenden Begriffe: Abgaskondensat Verflssigter Abgasbestandteil, der durch die Ab-khlung der Verbrennu

32、ngsgase unter den Taupunkt des Wasserdampfs entsteht. Wrmebertrager Bauteil, das thermische Energie von einem Stoff-strom auf einen anderen bertrgt, wobei die bei-den Stoffstrme hydraulisch voneinander getrennt sind. Beispiel: Platten, Rohre 3 Terms and definitions For the purposes of this standard,

33、 the following terms and definitions apply: Exhaust gas condensate Liquefied component of the exhaust gas which arises when combustion gases cool to below the dew point of water vapour. Heat exchanger Component which transfers the thermal energy from one material flow to another when the two materia

34、l flows are separated hydraulically from each other. Example: plates, tubes 4 Grundstze Korrosion ist ein naturgegebener Vorgang. Wenn Korrosion zu wesentlichen Funktionsbeeintrchti-4 Basic principles Corrosion is a natural process. Corrosion damage is present when corrosion results in considerable

35、B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF89D9NormCD - Stand 2014-07 4 VDI 2035 Blatt 3 / Part 3 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 gungen oder Ausfllen von Bauteilen fhrt, liegt ein Korrosionsschaden vor. Andererseits kann Kor-rosion auch geschlossene Deckschic

36、hten bilden, die die Wahrscheinlichkeit von Korrosionsschden vermindert. Abgasseitiger Korrosionsschutz wird bei Wrme-erzeugern und Abgasanlagen durch die Werk-stoffwahl, die Konstruktion, die fachgerechte Fer-tigung, die Planung und fachgerechte Installation und durch den bestimmungsgemen Betrieb e

37、r-reicht. Bei der fachgerechten Herstellung, Planung und Installation von Abgasanlagen werden im Wesent-lichen folgende zwei Arten der Korrosionsbelas-tung unterschieden: trockene Betriebsweise Es findet keine Kondensation von Wasser-dampfanteilen statt; entscheidende Beurteilungs-kriterien sind Tem

38、peratur des Abgases und die Verzunderungsneigung. nasse Betriebsweise Die Taupunkttemperatur wird unterschritten, und es ist zustzlich der Einfluss des Konden-sats zu bercksichtigen. Hersteller von Wrmeerzeugern und Abgasanlagen mssen den Nachweis der Produkteignung ent-sprechend den harmonisierten

39、europischen Nor-men durch Vorlage der Konformittserklrung mit Produktinformationen einschlielich der durch die Normen geforderten Prfnachweise fhren. Damit werden die bisher blichen bauaufsichtlichen Zu-lassungen ersetzt, sofern keine weiteren nationalen Regelungen vorhanden sind. Mit der technische

40、n Produktinformation sind die Klassifizierung und damit die Eigenschaften und Anwendungsmg-lichkeiten der verwendenden Produkte im Detail festgelegt. Fr Produkte, die keiner harmonisierten Norm entsprechen, ist der Konformittsnachweis durch -Zeichen oder europische technische Zulassun-gen zu erbring

41、en. functional impairment or failures of components. On the other hand, corrosion can also produce con-tinuous surface layers which reduce the likelihood of corrosion damage. In the case of heat generators and exhaust gas sys-tems, protection against exhaust-gas corrosion is provided by material sel

42、ection, design, proper con-struction, planning and proper installation and also by correct operation. In the correct construction, planning and installa-tion of exhaust gas systems basically the following two types of corrosion are distinguished: dry mode of operation No condensation of water vapour

43、 content oc-curs; crucial assessment criteria are the tem-perature of the exhaust gas and the scaling ten-dency. wet mode of operation The dew-point temperature is not reached and the influence of the condensate also has to be taken into consideration. The manufacturers of heat generators and exhaus

44、t gas systems are obliged to provide documented evidence of conformity as regards product suitabil-ity in accordance with the harmonized European standards by submission of the declaration of con-formity which includes product information and including the testing and inspection documentation requir

45、ed by the standards. This thus replaces the building regulations approvals which were previ-ously the norm, provided no other national regula-tions apply. The classification and thus the proper-ties and possible applications of the product are defined in detail in the technical production infor-mati

46、on. For products which do not comply with a harmo-nized standard, conformity certification should be based on “-Zeichen” (German conformity mark) or European technical approvals. 5 Korrosionsarten Bei der abgasseitigen Korrosion in Warmwasser-Heizungsanlagen knnen verschiedene Korrosions-arten auftr

47、eten und gegebenenfalls zu Korrosions-schden fhren. Folgende Korrosionsarten knnen auftreten: gleichmige Flchenkorrosion Lochkorrosion Bimetallkorrosion (Kontaktkorrosion) 5 Forms of corrosion In the case of exhaust-gas corrosion in water heat-ing installations, various forms of corrosion may occur

48、and in certain cases do result in corrosion damage. The following forms of corrosion can be found: uniform general corrosion pitting corrosion bimetallic corrosion (contact corrosion) B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF89D9NormCD - Stand 2014-07All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure

49、e.V., Dsseldorf 2014 VDI 2035 Blatt 3 / Part 3 5 Spaltkorrosion Korrosion unter Ablagerungen selektive Korrosion Erosionskorrosion Spannungskorrosion Diese Korrosionsarten sind in DIN EN ISO 8044 definiert. In Abhngigkeit von den gewhlten Werkstoffen, von der Konstruktion sowie den Installations- und Betriebsbedingungen bestehen Unterschiede in der Wahrscheinlichkeit des Auftretens einzelner Kor-rosionsarten und in deren Ursac