Wartungshandbuch für das Kühlwassersystem: Bioziddosierung, Korrosionscoupon-Analyse und Spüloptimierung

1. Geltungsbereich und Zweck

Dieses Handbuch behandelt wichtige Wartungsverfahren für offene Kühlwasserkreislaufsysteme, die in industriellen Umgebungen wie der Automobil-, Chemie-, Lebensmittel- und Energieindustrie eingesetzt werden. Das Ziel besteht darin, Biofouling zu verhindern, Korrosion zu minimieren und die Wassernutzungseffizienz durch Abschlämmkontrolle zu optimieren. Die korrekte Anwendung dieser Verfahren ist zwingend erforderlich, um den zuverlässigen Betrieb des Geräts zu gewährleisten, seine Lebensdauer zu verlängern und die Effizienz des Wärmeaustauschs aufrechtzuerhalten. Die Wartung sollte regelmäßig gemäß dem Zeitplan sowie bei Feststellung von Abweichungen der Wasserparameter durchgeführt werden.

2. Vorsichtsmaßnahmen

ACHTUNG: Die Arbeit mit Chemikalien und Systemen unter Druck erfordert die strikte Einhaltung der Sicherheitsregeln. Andernfalls kann es zu schweren Verletzungen oder Sachschäden kommen.

PERSÖNLICHER SCHUTZ: Tragen Sie unbedingt eine Schutzbrille, chemikalienbeständige Handschuhe (z. B. Nitril oder Neopren), Schutzkleidung und, falls erforderlich, Atemschutz gemäß den Sicherheitsdatenblättern (MSDS) für alle Reagenzien.

LOCKOUT/TAGOUT: Stellen Sie vor Arbeiten an Pumpen, Ventilen oder elektrischen Komponenten des Kühlwassersystems sicher, dass die Energiequellen gemäß den Sicherheitsverfahren des Unternehmens (DSTU EN 1037:2004) isoliert und gesperrt/tagout sind.

CHEMISCHE SICHERHEIT: Geben Sie Chemikalien immer langsam und vorsichtig hinzu, um Spritzer zu vermeiden. Halten Sie Notduschen und Augenspülstationen bereit. Lagern Sie Chemikalien gemäß den Empfehlungen des Herstellers, entfernt von inkompatiblen Materialien.

3. Notwendige Werkzeuge und Materialien

4. Checkliste vor Beginn der Wartung

5. Schritt-für-Schritt-Anleitung

5.1. Dosierung von Bioziden

1. Vorbereitung und Dosisberechnung:
   • Bestimmen Sie das Gesamtvolumen des Kühlwassersystems (Kühlturm, Rohrleitungen, Wärmetauscher). Diese Informationen sind normalerweise in der technischen Dokumentation des Systems verfügbar.
   • Berechnen Sie die erforderliche Biozidmenge für die Schockdosierung gemäß den Empfehlungen des Herstellers und dem aktuellen Zustand der Anlage (basierend auf einer mikrobiologischen Analyse). Bei anorganischen Bioziden kann er 50–200 ppm, bei oxidativen Bioziden 1–5 ppm freies Chlor betragen. Fehler: Eine Unterschätzung der Systemgröße führt zu unzureichender Effizienz.
2. Kalibrierung der Dosierpumpe:
   • SICHERHEIT: Stellen Sie sicher, dass die Dosierpumpe stromlos und isoliert ist, wenn sie zur Kalibrierung abgeklemmt werden muss. Verwenden Sie PSA.
   • Unterbrechen Sie die Biozidzufuhr zum System.
   • Schließen Sie einen geeichten Messzylinder (z. B. 1000 ml) an die Ausgangsleitung der Pumpe an.
   • Starten Sie die Pumpe und messen Sie das in 1 Minute abgegebene Biozidvolumen. Wenn beispielsweise 5 l/h dosiert werden müssen, sollte das Volumen in 1 Minute etwa 83 ml betragen.
   • Passen Sie die Pumpeneinstellungen (Pulsfrequenz, Hublänge) an, bis die gewünschte Leistung erreicht ist.
   • Fehler: Die Verwendung einer nicht kalibrierten Pumpe führt zu einer Über- oder Unterdosierung.
3. Biozideinjektion:
   • Sorgen Sie für die Biozideinjektion an einer Stelle im System mit effektiver Bewegung (z. B. Kühlturmsumpf oder Ansaugung der Umwälzpumpe).
   • Bei Schockdosierung: Geben Sie die berechnete Menge Biozid über einen kurzen Zeitraum (z. B. 15–30 Minuten) nach einem Zeitplan hinzu (z. B. einmal pro Woche oder zweimal pro Woche).
   • Bei kontinuierlicher Dosierung (falls zutreffend): Stellen Sie die Pumpe auf eine konstant niedrige Dosierrate ein.
   • Visueller Indikator: gleichmäßige Auflösung des Biozids im Wasser.
4. Wirksamkeitskontrolle:
   • Entnehmen Sie 12-24 Stunden nach der Dosierung eine Wasserprobe und führen Sie eine mikrobiologische Analyse mit Teststreifen (Tauchobjektträgern) durch.
   • Ein akzeptables Ergebnis: eine deutliche Reduzierung der Kolonienzahl (weniger als 10⁴ KBE/ml).
   • Fehler: Mangelnde Überwachung nach der Dosierung ermöglicht keine Beurteilung der Wirksamkeit.

5.2. Analyse von Korrosionscoupons

1. Installation von Korrosionsgutscheinen:
   • SICHERHEIT: Verwenden Sie PSA. Stellen Sie sicher, dass das Kühlwassersystem normal funktioniert.
   • Wählen Sie einen repräsentativen Ort für die Installation des Couponhalters, an dem die Wasserströmungsgeschwindigkeit 0,5–1,5 m/s beträgt. Normalerweise handelt es sich hierbei um einen Nebenstrom (Bypass) oder einen Abschnitt der Rohrleitung nach der Pumpe.
   • Legen Sie die vorgewogenen, gereinigten und identifizierten Korrosionsproben vorsichtig in den Halter. Befestigen Sie sie so, dass sie einander und die Wände des Halters nicht berühren.
   • Notieren Sie das Installationsdatum, die Coupon-Identifikationsnummern und das Anfangsgewicht (auf 0,0001 g genau).
   • Fehler: Wenn Gutscheine falsch platziert oder während der Installation beschädigt werden, werden die Ergebnisse verfälscht.
2. Belichtung:
   • Belassen Sie die Coupons für die vom Hersteller empfohlene Standard-Belichtungsdauer oder gemäß internen Verfahren (normalerweise 30, 60 oder 90 Tage) im System.
3. Entnahme und Reinigung der Coupons:
   • Am Ende der Einwirkzeit erneut SICHERHEIT: den Couponbereich isolieren, den Druck entlasten und das Wasser ablassen. Verwenden Sie PSA.
   • Entfernen Sie die Coupons vorsichtig aus der Halterung und vermeiden Sie mechanische Beschädigungen.
   • Reinigen Sie die Coupons gemäß ASTM G1 von Ablagerungen und Korrosionsprodukten (z. B. mit einer chemischen Lösung, um Korrosionsprodukte zu entfernen, ohne das Grundmetall anzugreifen).
   • Spülen Sie die Coupons nach der Reinigung gründlich mit destilliertem Wasser ab, trocknen Sie sie und legen Sie sie in einen Exsikkator.
   • Fehler: Eine aggressive mechanische Reinigung oder eine unvollständige Entfernung von Korrosionsprodukten führt zu falschen Ergebnissen.
4. Nachwiegen und Berechnen:
   • Wiegen Sie jeden Coupon auf 0,0001 g genau nach.
   • Berechnen Sie den Massenverlust für jeden Coupon.
   • Berechnen Sie mithilfe der Formel die Korrosionsrate in MPY (Mils pro Jahr) oder mm/Jahr:
   • Korrosionsrate (MPY) = (Anfangsmasse – Endmasse) × 22300 / (Fläche × Dichte × Zeit)
   • Wobei: Fläche – Coupon-Oberfläche (Zoll²), Dichte – Coupon-Metalldichte (g/cm³), Zeit – Expositionszeit (Tage).
   • Akzeptable Werte: Bei Weichstahl sollte die Korrosionsrate weniger als 3 MPY (0,076 mm/Jahr) betragen; für Kupferlegierungen – weniger als 0,5 MPY (0,013 mm/Jahr).
   • Dokumentieren Sie alle Ergebnisse. Fehler: Rechenfehler oder Verwendung falscher Maßeinheiten.

5.3. Abschlämmoptimierung

1. Überwachung der Wasserparameter:
   • Messen Sie regelmäßig die Leitfähigkeit (µS/cm), den Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen (TDS, ppm), den pH-Wert und die Temperatur (°C) von Kühlwasser und Zusatzwasser.
   • Notieren Sie diese Werte.
2. Berechnung der Konzentrationszyklen (CC):
   • Konzentrationszyklen (CC) = Leitfähigkeit_Kühlwasser / Leitfähigkeit_Speisewasser.
   • Ziel-CCs hängen von der Qualität des Speisewassers und der Art der verwendeten Inhibitoren ab (typischerweise 3–6 für offene Systeme).
   • Fehler: Die Qualität des Speisewassers wurde bei der Berechnung des CC ignoriert.
3. Automatische Spüleinstellungen:
   • Wenn das System mit einem automatischen Spülregler ausgestattet ist, stellen Sie die gewünschte obere Leitfähigkeitsgrenze ein (z. B. 2000–3000 µS/cm für ein CC=5-System mit 400 µS/cm Speisewasser).
   • Überprüfen Sie die Funktion des Spülmagnetventils und des Leitfähigkeitssensors.
   • Visuelle Anzeige: Das Spülventil öffnet, wenn die Leitfähigkeit den eingestellten Wert erreicht, und schließt, wenn sie sinkt.
4. Manuelle Spülung (bei fehlender Automatisierung):
   • SICHERHEIT: Überwachen Sie während der manuellen Spülung immer den Wasserstand im Kühlturm, um ein Austrocknen der Pumpen zu vermeiden.
   • Berechnen Sie das erforderliche Spülvolumen zur Aufrechterhaltung des CC. Wenn beispielsweise CC = 4, sollten 25 % des Verdampfungsvolumens gespült werden.
   • Öffnen Sie das manuelle Entlüftungsventil für die eingestellte Zeit oder bis der gewünschte Leitfähigkeitsgrad erreicht ist.
   • Nachdem die Spülung abgeschlossen ist, schließen Sie das Ventil und überprüfen Sie die Wasserparameter.
   • Fehler: Übermäßiges Spülen führt zu übermäßigem Wasser- und Chemikalienverbrauch; unzureichend - zur Ansammlung von Salzen und Korrosion.
5. Überprüfen und anpassen:
   • Überwachen Sie nach dem Einrichten der Spülung mehrere Tage lang die Systemleitfähigkeit und den Speisewasserdurchfluss.
   • Passen Sie bei Bedarf die Spüleinstellungen an, um stabile CCs aufrechtzuerhalten und die Wasserverschwendung zu minimieren.

6. Checkliste für die Überprüfung nach dem Service

7. Anleitung zur Fehlerbehebung

8. Empfohlener Wartungsplan

9. Ersatzteilverzeichnis

Um Ersatzteile zu bestellen und die gesamte Produktpalette anzuzeigen, besuchen Sie den UNITEC-D-E-Katalog.

10. Links

• DSTU EN 1037:2004 Sicherheit von Maschinen. Verhinderung eines unerwarteten Starts.
• ISO 10002:2018 Qualitätsmanagement. Verbraucherzufriedenheit. Richtlinien für die Arbeit mit Beschwerden in Organisationen.
• ASTM G1-03 (2017) Standardpraxis für die Vorbereitung, Reinigung und Bewertung von Korrosionstestproben.
• EN 806-2:2005 Technische Bedingungen für Trinkwasserversorgungssysteme für Gebäude. Teil 2: Design.
• Empfehlungen des Herstellers des Kühlwassersystems (OEM-Dokumentation).
• Sicherheitsdatenblätter chemischer Reagenzien (MSDS/SDS).