UTVÄNDIG KORROSION PÅ FJÄRRVÄRMERÖR - Svensk Fjärrvärme
UTVÄNDIG KORROSION PÅ FJÄRRVÄRMERÖR - Svensk Fjärrvärme
UTVÄNDIG KORROSION PÅ FJÄRRVÄRMERÖR - Svensk Fjärrvärme
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>UTVÄNDIG</strong> <strong>KORROSION</strong> <strong>PÅ</strong><br />
<strong>FJÄRRVÄRMERÖR</strong><br />
Göran Sund, Det Norske Veritas<br />
Forskning och<br />
Utveckling<br />
FOU 2002:80
<strong>UTVÄNDIG</strong> <strong>KORROSION</strong> <strong>PÅ</strong><br />
<strong>FJÄRRVÄRMERÖR</strong><br />
Göran Sund, Det Norske Veritas<br />
ISSN 1402-5191
I rapportserien publicerar projektledaren resultaten från sitt<br />
projekt. Publiceringen innebär inte att <strong>Svensk</strong>a <strong>Fjärrvärme</strong>föreningens<br />
Service AB tagit ställning till slutsatserna och<br />
resultaten.<br />
02-12-09 © 2002 <strong>Svensk</strong>a <strong>Fjärrvärme</strong>föreningens Service AB
<strong>UTVÄNDIG</strong> <strong>KORROSION</strong> <strong>PÅ</strong> <strong>FJÄRRVÄRMERÖR</strong><br />
SAMMANFATTNING<br />
Korrosionsskador på medierör i fjärrvärmenätet kan förekomma både utvändigt och invändigt.<br />
Syftet med föreliggande arbete har varit att kartlägga yttre korrosionsskador på medierör, samt<br />
att försöka korrelera dessa till jordars och vattnets korrosivitet.<br />
För analysen har <strong>Svensk</strong>a <strong>Fjärrvärme</strong>föreningens nätstatistik utnyttjats. Nätstatistiken har visat<br />
att kostnader för korrosionsskador är höga och att medierör av stål med en hög ålder löper stor<br />
risk för korrosion.<br />
Den kunskap om korrosion som gäller för stålpålar i jord, nedgrävda rör- och vattenledningar går<br />
ej direkt att tillämpa på utvändig korrosion av fjärrvärmeledningar i stål. Stålpålar som grävts<br />
ned i jord har en låg allmän korrosionshastighet.<br />
Korrosionshastigheten på fjärrvärmeledningar i stål kan vara höga, ibland upp till 0,5 mm/år.<br />
Mekanismen för denna typ av korrosion är något olik den mekanism som gäller för stålpålar i<br />
jord. Dels är temperaturen högre, vilket ökar korrosionshastigheten och dels indunstar<br />
föroreningar genom att vägsalt, innehållande klorider, droppar på medieröret, vilket också ökar<br />
korrosionshastigheten. Vid en nominell godstjocklek av 5 mm innebär det mindre än tio år innan<br />
medieröret går till brott.<br />
Antalet korrosionsskador på medierör av koppar är begränsat. Det som framförallt är<br />
bestämmande för koppars korrosion i vatten är pH-värdet och föroreningar i form av klorid och<br />
sulfat.<br />
Rostfritt stål av typen SS-stål 2333 eller motsvarande kan ej användas som medierör, eftersom<br />
risken för lokal korrosion är betydande, högre legerade stål med molybden och med högre<br />
kromhalter bör i så fall väljas.<br />
Det sker bevisligen stora driftsavbrott p g a utvändig korrosion på medierör. Detta medför<br />
betydande ekonomiska konsekvenser och som vid andra omständigheter kan leda till<br />
personskador. För att kunna göra så optimala beslut och åtgärder som möjligt bör detta<br />
riskanalyseras.
EXTERNAL CORROSION OF PIPES IN DISTRICT HEATING SYSTEMS<br />
SUMMARY<br />
Corrosion damages of pipes in district heating systems can occur both external and internal. The<br />
aim with this work has been to clarify external corrosion damages of pipes, and try to correlate<br />
the damages to the corrosivity of different soils and waters.<br />
For the analysis the Swedish District Heating Association’s district heating system statistics has<br />
been used. The district heating system statistics shows that the cost for corrosion damages is<br />
high, and pipes older than 20 years have increased risk for corrosion.<br />
The knowledge about corrosion concerning steel poles and water pipes in soils can not be<br />
applied to external corrosion of steel pipes in district heating systems. The corrosion rate of steel<br />
poles in soils has a low corrosion rate.<br />
The corrosion of steel pipes in district heating systems can locally give high rates, up to 0,5<br />
mm/year. The mechanism for this type of corrosion is different compared to the corrosion<br />
mechanism of poles in soils. The temperature is higher and aggressive water, with road-salt and<br />
chloride content, falls in drops on the steel pipe, and impurities evaporate on the steel surface.<br />
These factors increase the corrosion rate. If the material thickness is 5 mm, fracture can occur in<br />
the pipe within ten years.<br />
The number of copper pipe corrosion damage is limited. The most determining corrosion factors<br />
of copper pipes are pH-value and impurities as chloride and sulphate in the water.<br />
Stainless steel pipes of type 304 can not be used in soils due to the risk of local corrosion. Higher<br />
alloyed stainless steels, with molybdenum and higher chromium content should be used.<br />
It is concluded that failures can occur due to external corrosion of steel pipes. This failure is<br />
expensive and can lead to human damage. One way to eliminate failures of steel pipes is to carry<br />
out risk analysis.<br />
Key-words: District heating systems, external corrosion, pitting corrosion, steel pipes, copper<br />
pipes, soils, water, impurities.
Innehållsförteckning Sida<br />
1. INLEDNING ................................................................................................................ 1<br />
2. NÄTSTATISTIK.......................................................................................................... 1<br />
3. <strong>KORROSION</strong> I JORD OCH VATTEN....................................................................... 4<br />
3.1 Jämn och lokal korrosion ............................................................................................. 4<br />
3.2 Allmänt om korrosion av stål i jord.............................................................................. 5<br />
3.3 Korrosionsbestämmande faktorer i omrörd jord .......................................................... 6<br />
3.4 Korrosion av koppar i jord ........................................................................................... 6<br />
3.5 Korrosion av rostfria stål i jord .................................................................................... 8<br />
3.6 Korrosion av stål i vatten.............................................................................................. 8<br />
3.7 Korrosion av koppar i vatten ........................................................................................ 9<br />
4. <strong>KORROSION</strong> AV FJÄRRVÄRMELEDNINGAR ................................................... 10<br />
4.1 Korrosion genom inträngande grundvatten................................................................ 10<br />
4.2 Korrosion genom droppande vatten ........................................................................... 10<br />
4.3 Korrosion på kopparrör .............................................................................................. 11<br />
4.4 Korrosion på rostfritt stål ........................................................................................... 11<br />
5. SKADEFALL OCH PRAKTIKFALL....................................................................... 11<br />
5.1 Korroderade koppartuber i Varberg ........................................................................... 11<br />
5.2 Betongkulvert i Malmö .............................................................................................. 11<br />
5.3 Betongkulvert i Västerås ............................................................................................ 11<br />
5.4 Sprinklersystem i rostfritt stål .................................................................................... 12<br />
5.5 Korrosion i kompensatorenhet ................................................................................... 12<br />
6. DISKUSSION ............................................................................................................ 13<br />
6.1 Korrosion av fjärrvärmeledningar i stål ..................................................................... 13<br />
6.2 Korrosion av fjärrvärmeledningar i koppar................................................................ 13<br />
6.3 Korrosion av fjärrväremeldeningar i rostfritt stål....................................................... 13<br />
6.4 Riskanalys .................................................................................................................. 14<br />
7. SLUTSATSER ........................................................................................................... 14<br />
8. REFERENSER........................................................................................................... 14<br />
SKADEFALL-BILDBILAGA ............................................................................................16-21<br />
i
1. INLEDNING<br />
Livslängden hos ett vattenledningsnät påverkas av såväl den yttre som den inre miljön. I ett<br />
fjärrvärmenät representeras den inre miljön närmast av vattenkvalitet, inre tryck och temperatur.<br />
Den yttre miljön utgörs främst av omgivande jordarter och vatten.<br />
Korrosionsskador på medierör i fjärrvärmenätet kan förekomma både utvändigt och invändigt.<br />
Hur utvändig korrosion 1 kan relateras till olika jordarter och vattenanalyser har aldrig tidigare<br />
undersökts. Av stort intresse är att ta reda på hur korrosionen ser ut i olika jordarter och på vilka<br />
ställen i Sverige korrosionshastigheten är som störst.<br />
Syftet med föreliggande arbete har varit att kartlägga yttre korrosionsskador på medierör och hur<br />
de ser ut, samt att försöka korrelera dessa till jordars och vattnets korrosivitet. Studien skall ge<br />
vägledning för hur korrosionsskador uppkommer utvändigt på medierör i vatten och jord.<br />
Studien har ej omfattat invändig korrosion.<br />
2. NÄTSTATISTIK<br />
En begränsad del av <strong>Fjärrvärme</strong>föreningens nätstatistik från 1999 har granskats. Antalet<br />
rapporterade skador som har behandlats har uppgått till 350. Kostnaden för korrosionsskadorna<br />
under året är ca 12 miljoner och utgör cirka hälften för skadekostnaderna, se figur 1. Åldern hos<br />
fjärrvärmeledningen har stor betydelse uppkomsten av en korrosionsskada. <strong>Fjärrvärme</strong>ledningar<br />
med en högre ålder än 20 år, under fukt, löper stor risk att drabbas för korrosion, se figur 2.<br />
Äldre fjärrvärmeledningar har heller inget larmsystem.<br />
Kostnad [MSEK]<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Kostnad<br />
korrosion Övriga skador<br />
Typ av skada<br />
Figur 1. Kostnader för korrosion och övriga skador i fjärrvärmeledningar under 1999 för 350 st<br />
energiverk.<br />
The costs for corrosion damage and other failures in district heating systems during 1999, for<br />
350 energy companies.<br />
Korrosion 1 = Angrepp på ett material genom kemisk eller elektrokemisk reaktion med ett omgivande media.<br />
Med korrosion menas en medelfrätning på materialet av minst 0,1 mm/år.<br />
1
Figur 2. Korrosionsskador och ålder.<br />
Corrosion damages and time dependence.<br />
Av statistiken framgår även att vissa energiverk har fler korrosionsskador i sina nät än andra, se<br />
figur 3. Detta kan bero hög åldern hos fjärrvärmeledningarna. Vanliga fel i moderna nät är<br />
larmfel, skarvfel och grävskador. Notera att endast ett begränsat antal fjärrvärmeverk finns med i<br />
figur 3.<br />
Antal<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
Antal<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Ålder [år]<br />
Totalt antal<br />
Antal med korrossionskada<br />
0-9 10-19 20-29 30-39 40-49 60-69<br />
Totalt antal 83 103 120 39 3 1<br />
Antal med korrossionskada 4 15 54 24 2 0<br />
5<br />
0<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>verk<br />
A C E I K M O Q S U X Z Ä AA AC AE AG<br />
Figur 3. Antalet korrosionsskador år 1999 för ett begränsat antal energiverk. Energiverken har<br />
kodats med bokstäver.<br />
The number of corrosion damages during 1999 for a limited number of power plants. The energy<br />
companies have been coded with letters.<br />
2<br />
Totalt antal<br />
Antal med korrossionskada
Materialet i medierören består antingen av stål eller koppar. Korrosion på stålrör är vanligt<br />
förekommande. Observera att andelen medierör i koppar i näten endast är 10 %. Det är endast i<br />
undantagsfall korrosion erhålls på kopparrör, se figur 4.<br />
Antal<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
Media rör<br />
Totalt antal<br />
Antal med korrossionskada<br />
Totalt antal 64 285<br />
Antal med korrossionskada 7 92<br />
Figur 4. Antal korrosionsskador av totalt antal skadade stål- och kopparrör.<br />
The numbers of corrosion damage compared to the total number of failed steel – and copper<br />
pipes.<br />
Med största sannolikhet innehåller vattenmiljön höga föroreningar utanför medieröret i dessa<br />
fall.<br />
Isoleringsmaterialet runt medieröret synes även påverka korrosionen. Figur 5 visar som väntat<br />
att mineralull runt röret inverkar negativt på röret ur korrosionssynpunkt.<br />
Antal<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
koppar stål<br />
Totalt antal<br />
Isolering<br />
Antal med korrossionskada<br />
Mineralull PUR<br />
Totalt antal 96 234<br />
Antal med korrossionskada 48 40<br />
Figur 5. Inverkan av isoleringsmaterial på korrosionsskador.<br />
The influence of insulating material on corrosion damage.<br />
De flesta korrosionsskadorna inträffar i normal mark, vilket även figur 6 visar. Procentuellt sett<br />
är korrosionsskadorna flest där ledningarna ligger i ytlig mark nära tung trafik. Skadorna kan där<br />
orsakats av vatten innehållande vägsalt som droppat på medieröret. Den tunga trafiken kan ha<br />
givet upphov sättningar i marken, vilket medfört att fogar har släppt eller spruckit.<br />
Korrosionsskadorna är på dessa ställen även dyrbara.<br />
3
Antal<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
Markförhållande<br />
Totalt antal<br />
Antal med korrossionskada<br />
Normal Tung trafik Våt mark<br />
Totalt antal 291 12 25<br />
Antal med korrossionskada 76 5 8<br />
Figur 6. Korrosionsskador i olika markförhållanden för år 1999.<br />
Corrosion damage in different soils conditions during 1999.<br />
3. <strong>KORROSION</strong> I JORD OCH VATTEN<br />
Nedan följer riktlinjer för korrosionshastigheten för stål och koppar i olika jordarter, samt<br />
faktorer som påverkar korrosionshastigheten.<br />
3.1 Jämn och lokal korrosion<br />
Korrosionen kan indelas i jämn och lokal korrosion. Jämn korrosion avser den genomsnittliga<br />
avfrätningen på stålet och antas ske med ungefär samma hastighet på hela ytan, medan lokal<br />
korrosion sker med särskilt stor hastighet inom begränsade områden på metallytan. Gropfrätning<br />
är lokal korrosion som resulterar i klart åtskilda frätgropar på stålytan, se figur 7.<br />
Figur 7. Olika korrosionsangrepp utvändigt på metalliska legeringar.<br />
Different corrosion attacks outside metallic pipes.<br />
Gropfrätning som också ibland kallas för punktfrätning eller punktkorrosion, leder till ett<br />
angrepp med ringa utbredning men ofta med betydande djup<br />
Korrosionshastigheten avseende massminskning per exponerad area och exponeringstid vid jämn<br />
korrosion brukar anges i enheten g/m 2 år eller m/år. Vid utvärdering av lokal korrosion mäts<br />
frätdjupet med nålmikrometer.<br />
4
3.2 Allmänt om korrosion av stål i jord<br />
I Ref [2] visas att en stor undersökning av korrosionen hos stålpålar har utförts i USA av<br />
National Bureau of Standards. De undersökta pålarna har varit utsatta för mycket skiftande<br />
jordförhållanden och exponerats mellan 6 och 50 år. Man fann att korrosionen hos stålpålarna<br />
var obetydlig och inte beroende av faktorer som pH-värde, resistivitet och kemisk<br />
sammansättning hos jorden. Den korrosion som förekom var oftast lokaliserad kring<br />
grundvattennivån och vid markytan och utgjordes av gropfrätning. Korrosionen var dock så liten<br />
att reduktionen av godstjockleken var försumbar. Enda fallet med kraftig korrosion iakttogs på<br />
en påle som exponerats 23 år i jord som till 90 % bestod av aska och slagg.<br />
För horisontella konstruktioner, typ rörledningar, är korrosionsförhållandena helt annorlunda än<br />
för pålar. Rörledningar och andra konstruktioner som grävs ned kommer att exponeras för<br />
omrörd jord (störd jord). Dessa konstruktioner uppvisar stora skillnader i korrosionshastighet<br />
beroende i vilken jord de exponeras. Däremot är korrosionshastigheten i stort sett densamma för<br />
olika typer av vanliga järn- och stålmaterial i samma jord.<br />
Sandegren, ref [3], har visat att korrosionen hos stålpålar är låg. Korrosionshastigheten ligger<br />
omkring 0,01 mm/år och överstiger ej 0,05 mm/år.<br />
Korrosionsinstitutet (KI) och Statens geotekniska institut (SGI), ref [1] har fältexponerat<br />
stålpålar under lång tid i ett antal typiska svenska jordar. Stålpålar med längden 2,5 m slogs ned i<br />
lera och gyttjig lera samt över respektive under grundvattenytan i sand. Stålpålarna exponerades<br />
på fem olika provningsplatser i Sverige. Jorden på varje ställe består av en representativ svensk<br />
jordart. Jordarterna är lera (Enköping, glacial lera och Sollentuna, postglacial lera), postglacial<br />
gjyttjig lera (Göteborg och Stockhom) och sand (Linköping). Vid provningsplatsen i Linköping<br />
(sand respektive grusig sand) har stålpålar slagits ned, en över och en under grundvattenytan, på<br />
närliggande platser på ca 100 m avstånd från varandra. Vid provningsplatserna Enköping,<br />
Sollentuna och Stockholm finns grundvattennivån på djupet 0,7 m eller ännu närmare markytan<br />
under drygt halva året. Från djupet ca 1,5 m är jorden alltid vattenmättad vid provningsplatserna<br />
i lerjord. Vid provningsplatsen i Linköping finns grundvattennivån på ca 8 – 9 m djup under<br />
ursprunglig markyta. Exponeringen i sand sker således i den omättade zonen, medan<br />
exponeringen i grusig sand, på botten av en nedlagd grustäkt, sker i vattenmättad zon. Hitills har<br />
två intag med utvärdering gjorts, dels efter 5 år och dels efter 9 år. Resultatet från utvärderingen<br />
av dessa stålpålar visas i figur 8.<br />
Av figuren framgår att korrosionshastigheten (medelavfrätningen) varierade mellan 0,5 och 8<br />
m/år efter 9 års exponering med den högsta korrosionshastigheten i gjyttjig lera. En jämförelse<br />
mellan korrosionshastigheterna efter 5 och 9 års exponering tyder på en minskande<br />
korrosionshastighet med tiden vid provningsplatserna Enköping och Stockholm. Vid övriga<br />
provningplatser var korrosionshastigheten praktiskt taget oförändrad. Den högsta lokala<br />
korrosionshastigheten (250 m/år) uppmättes på pålen från Linköping i sand över<br />
grundvattennivån. Det var endast på denna påle som det fläckvis förekom egentlig gropfrätning<br />
tillsammans med mera utbredd lokal korrosion. Övriga stålpålar hade ett jämnt<br />
korrosionsangrepp jämte lokala korrosionsangrepp. Den största lokala korrosionen uppstod i<br />
allmänhet på den översta halvmetern av pålen med två undantag: Enköping med de största<br />
angreppen 0,5 – 1 m från skarvplattan och i den omättade sanden i Linköping med de djupaste<br />
angreppen 1,25 – 1,5 m från skarvplattan. Resultatet av undersökningen har visat att lokala<br />
korrosionsangrepp med djupa frätgropar gynnas av god luftning av jorden. För att luftningsceller<br />
ska uppkomma och att betydande lokala korrosionsangrepp ska uppstå krävs att en del av pålen<br />
befinner sig väl luftad jord under en längre tid.<br />
5
Figur 8. Jämn och lokal korrosion på stålpålar vid olika provplatser [1].<br />
General and local corrosion on steel poles at different testing places [1].<br />
3.3 Korrosionsbestämmande faktorer i omrörd jord<br />
Jorden är komplex som korrosionsmedium betraktad och det är därför svårt att förutsäga en viss<br />
jords korrosivitet. Erfarenhetsmässigt vet man att korrosionen i jord varierar inom vida gränser.<br />
Det finns t ex rörledningar som perforerats inom ett år, medan gamla fynd av järnföremål har<br />
bevarats under århundraden i jord.<br />
3.4 Korrosion av koppar i jord<br />
Korrosionskuponger av koppar har legat nedgrävda ovan och under grundvattennivån i<br />
provgropar på sju provplatser runt om i Sverige, ref [4]. Jorden på varje plats har bestått av en<br />
relativt renodlad jordart representativ för svensk geologi. Jordarterna har varit lera (två typer),<br />
gyttjig lera (två typer, varav den ena är kloridrik), sulfidrik lera, sand och torv. Jordarterna har<br />
noggrant karakteriserats genom bestämning av åtskilliga kemiska och geotekniska parametrar.<br />
Provplatsernas jordarter och kännetecken beträffande kemisk sammansättning framgår av<br />
nedanstående tabell 1.<br />
6
Tabell 1. Provplatsernas jordarter och kännetecken beträffande kemisk sammansättning [4].<br />
The characteristic chemical composition of soil at different testing places and positions [4].<br />
Provplats Provnivå Jordart Hög halt av<br />
1. Enköping Övre Styv lera<br />
-<br />
Nedre Mkt styv lera -<br />
2. Sollentuna Övre Styv lera<br />
Sulfat<br />
Nedre Styv lera<br />
Sulfat, sulfid<br />
3. Kramfors Övre Siltig lera<br />
Sulfid (svartmocka)<br />
Nedre Siltig lera<br />
Sulfid (svartmocka)<br />
4. Göteborg Övre Gyttjig lera Sulfat, klorid<br />
Nedre Gyttjig lera Sulfat, klorid<br />
5. Stockholm Övre Gyttjig lera Sulfat<br />
Nedre Gyttjig lera Sulfat, klorid<br />
6. Laxå Övre Lågförmultnad torv Org.beståndsdelar<br />
Nedre Mellantorv<br />
Org.beståndsdelar<br />
7. Linköping Övre Styv lera<br />
-<br />
Nedre Mkt styv lera Karbonat<br />
Den allmänna korrosionshastigheten för varje provplåt efter ca 1, 3 och 7 års exponering<br />
utvärderades. Efter 7 års exponering var den maximala allmänna korrosionshastigheten 3,9<br />
m/år. Den maximala gropfrätningen var ca 21 m/år, se nedanstående figur 9.<br />
Figur 9. Korrosion hos koppar i jord vid olika provplatser [4].<br />
The copper corrosion rate in soils at different testing place [4].<br />
7
Av fältundersökningen av koppars korrosion i svenska jordarter har följande slutsatser dragits:<br />
- Koppar har god korrosionshärdighet i jord och efter sju års exponering var den jämna<br />
korrosionen maximalt 3,9 m/år och den lokala korrosionen maximalt 21 m/år.<br />
- Ingen gropfrätning har uppkommit av den typ som kan uppkomma i kopparrör i<br />
vattenledningar.<br />
- I de fall hastigheten för den lokala korrosionen var hög efter ett års exponering hade<br />
korrosionshastigheten avtagit markant efter sju års exponering.<br />
- Den jämna korrosionen var i stort sett konstant under hela exponeringstiden.<br />
- De högsta korrosionshastigheterna förekom i luftade jordar, främst lerjordar med hög halt av<br />
organiskt material och med förhöjd halt av sulfid, sulfat, klorid och lågt pH-värde.<br />
3.5 Korrosion av rostfria stål i jord<br />
De erfarenheter vad gäller rostfria rörsystem i jord är att rostfritt stål av typen SS-stål 2333 eller<br />
liknande ej kan användas på grund av risken för lokal korrosion, tex gropfrätning. Om rostritt<br />
stål skall användas under mark bör stålet vara legerat med molybden. Vanligtvis kan SS-stål<br />
2343 eller högre legerade stål användas i jord. Under kapitel 5 nämns dock ett fall där korrosion<br />
erhållits på ett rörsystem i SS-stål 2343, men i detta fall har vägsaltkoncentrationen i marken<br />
varit ovanligt hög.<br />
3.6 Korrosion av stål i vatten<br />
Stålets korrosion i vatten kontrolleras i huvudsak av katodreaktionen, dvs vanligen av<br />
syretillförseln, men också vattnets förmåga att fälla ut skyddande kalkbeläggning inverkar. De<br />
faktorer som har störst inverkan på korrosionshastigheten hos stål i vatten är syrekoncentration,<br />
temperatur och flödeshastigheten. I syrehaltigt söt- eller havsvatten sker den jämna korrosionen<br />
ofta med en hastighet av 50 – 150 m.<br />
Vid rumstemperatur i neutrala eller så gott som neutrala vattenlösningar, är löst syre i vattnet<br />
nödvändigt för att orsaka korrosion hos stål. I luftmättat vatten kan korrosionshastigheten bli hög<br />
till en början, för att sedan klinga av. Detta beroende på att en oxidfilm bildas som utgör ett<br />
spärrskikt mot vidare syrediffusion mot stålytan. I stationärt tillstånd är diffusionshastigheten<br />
proportionell mot syrekoncentrationen, vilket medför att stålets korrosionshastighet är<br />
proportionell mot syrekoncentrationen i vattnet. Till en början ökar korrosionshastigheten med<br />
ökad syrekoncentration i vattenlösningen, men vid en viss kritisk syrekoncentration sjunker avtar<br />
korrosionshastigheten. Den minskade korrosionshastigheten beror på att syre passiverar stålytan.<br />
Närvaro av kloridjoner (halogenjoner) i vattnet försvårar bildningen av en skyddande oxidfilm<br />
på stålytan och en ökning av syrehalten i vattnet medför en ökad korrosionshastighet.<br />
En temperaturökning med 30 C i vattenlösningen vid en given syrekoncentration, kommer att<br />
fördubbla korrosionshastigheten på stålet, förutsatt att korrosionsprocesen är kontrollerad av<br />
syrediffusion. Korrosionshastigheten kommer att öka med temperaturen upp till ca 80 C, för att<br />
sedan sjunka till en lägre nivå vid kokpunkten, se figur 10. De låga korrosionshastigheterna vid<br />
temperaturer över 80 C, beror på att syrets löslighet i vatten minskar när temperaturen ökar.<br />
I ett slutet system där syret ej förbrukas ökar korrosionshastigheten med temperaturen, figur 10.<br />
8
Figur 10. Inverkan av temperaturen på korrosionshastigheten för stål i syrehaltigt vatten.<br />
Korrosionshastigheten 0,01 IPY motsvarar korrosionshastigheten 0,25 mm/år, ref [8].<br />
Effect of temperature on corrosion in water containing dissolved oxygen, ref [10].<br />
När korrosionen i vattenlösningar understöds av vätgasutveckling, fördubblas<br />
korrosionshastigheten vid en temperaturökning av 30 C. Då stål korroderar i saltsyra fördubblas<br />
korrosionshastigheten vid en temperaturökning av 10 C.<br />
Sulfater i vattnet ökar dels den allmänna korrosionen och dels benägenheten för gropfrätning.<br />
Korrosionshastigheten är beroende av pH-värdet mellan 4 och 8 i vattenlösningar. Låga pHvärden<br />
ger en krafig ökning av utlöst järn, ref [6].<br />
Legeringssammansättning och värmebehandlingar hos olika stålkvalitér påverkar ej<br />
korrosionshastigheten i olika vattenlösningar.<br />
För att minska problemen med korrosionen har livsmedelsverket rekommenderat ett begränsat<br />
pH-intervall: 7,5–9,0, i vatten som lämnar vattenverket och 7,0-9,0 vid tappställe, ref [5].<br />
Livsmedelsverket påpekar att pH bör väljas nära kalk-kolsyra jämvikts-pH samt att det ska vara<br />
stabilt. Beträffande alkalinitet rekommenderas ett värde över 60 mg HCO3 - /l för att minska<br />
risken för korrosionsangrepp. För vattnets innehåll av kalcium görs en motsvarande<br />
rekommendation. Önskvärd kalciumhalt bör vara 20 –60 mg/l i vatten som lämnar vattenverket.<br />
3.7 Korrosion av koppar i vatten<br />
Den korrosionstyp som främst drabbar koppar är gropfrätning. Denna korrosionstyp leder till<br />
angrepp med ringa utbredning, men ofta med betydande djup. I de distrubitionsledningar av<br />
hårddraget kopparrör, som är vanligast i Sverige, är gropfrätningsfrekvensen liten.<br />
Undersökningar har visat att gropfrätning endast förekommer i vatten med lågt pH-värde och<br />
lågt karbonat/sulfatförhållande. I sådant vatten bildas antingen inga beläggningar alls eller också<br />
beläggningar, som påskyndar gropfrätning. I vatten med pH-värde 7,5 eller högre och ett<br />
karbonat/sulfatförhållande lika med 1 eller högre har risken för gropfrätning visat sig vara liten.<br />
9
Vatten, som har benägenhet att framkalla gropfrätning i kopparrör, kan således göras mindre<br />
korrosivt genom höjning av pH-värdet och bikarbonathalten. I praktiken kan detta uppnås genom<br />
en lämplig tillsats av soda, dvs natriumkarbonat. Tillsats av kalk är också gynnsamt till följd av<br />
den pH-ökning som uppkommer. Sammanfattningsvis skall följande parametrar uppfyllas enligt<br />
tabell 2, för att undvika korrosionsskador på kopparlegeringar i vatten.<br />
Tabell 2. Rekommenderad vattensammansättning för vattensystem innehållande komponenter av<br />
koppar och mässing, från ref [7].<br />
Recommended water composition in water systems containing components of copper and brass<br />
[7].<br />
Parameter Rekommenderat värde<br />
pH-värde 7,5 – 9,0<br />
Alkalinitet, mg/l HCO3 -<br />
Minst 70, alkaliniteten bör ej överstiga 300<br />
[HCO3 - ] / [SO4 2- ] (halterna i mg/l) Större än 1<br />
[HCO3 - ] / [Cl - ] (halterna i mg/l) Så stor som möjligt<br />
Sulfathalt (halt i mg/l) Mindre än 100<br />
Kloridhalt (halt i mg/l) Mindre än 100<br />
4. <strong>KORROSION</strong> AV FJÄRRVÄRMELEDNINGAR<br />
4.1 Korrosion genom inträngande grundvatten<br />
Korrosion på medieröret i stål kan uppkomma genom att grundvatten tränger in och når<br />
medieröret. Oftast är grundvatten inte lika korrosivt som droppande ytvatten. Grundvattnet har<br />
ett högre pH-värde och innehåller ej lika stor andel föroreningar såsom klorider. Enligt ref [9]<br />
kan i en sådan miljö korrosionshastigheten uppgå till 0,4 mm/år vid temperaturen 80 C. Oftast<br />
är denna korrosionsform av allmän karaktär och sker ej som lokal korrosion.<br />
4.2 Korrosion genom droppande vatten<br />
Dagens fjärrvärmerör är oftast skyddat med ett plasthölje och i äldre fall ligger de i en<br />
betongkulvert. För att korrosion på medieröret i stål skall inträffa måste vatten eller fukt tränga<br />
in under plasthöljet eller penetrera genom betongen. Så gott som alltid är det skarvarna som är av<br />
dålig kvalité och där kan vatten tränga in. I betongkulvertar är det känt att läckage kan<br />
uppkomma genom dilatationsfogen och nå medieröret. Det som framförallt påverkar<br />
korrosionshastigheten är föroreningar i vattnet och vattnets temperatur. Vägsalt innehållande<br />
höga kloridhalter i vattnet kan ge lokalt höga korrosionshastigheter på medieröret. Även<br />
föroreningar i jorden kan påverka korrosionshastigheten. Marken rör sig där tung trafik finns.<br />
Det gör att fogar kan släppa, spricka upp och dela på sig. Vatten kan senare droppa ned på<br />
medieröret och orsaka korrosion. Oftast är temperaturen på medieröret på framledningen i<br />
storleksordningen ca 90 C och på retursidan är temperaturen ca 50 C. Genom indunstning av<br />
kemikalier kan höga föreningshalter uppkomma på de ställen där vattnet träffa medieröret. Om<br />
temperaturen på medieröret är över 100 C föreligger mindre risk för korrosion, eftersom vattnet<br />
kokar bort, då det träffar metallytan. Som framgår av figur 9 är korrosionshastigheten i vatten<br />
högst vid ca 80 C. Korrosionshastigheten vid droppande vatten är betydligt högre än 0,4 mm/år,<br />
som gäller för stillastående vattenlösning, ref [9]. Vid en nominell godstjocklek av 5 mm innebär<br />
det mindre än tio år innan medieröret går till brott. Innehåller vattnet även föroreningar, i form<br />
av vägsalt, kan korrosionshastigheten bli högre.<br />
10
4.3 Korrosion på kopparrör<br />
Lokal korrosion, oftast i form av frätgropar, kan uppkomma på kopparrör i fjärrvärmeledningar.<br />
Först sker en missfärgning av kopparrören som senare utvecklas till korrosion. Föroreningar i<br />
jorden och vattnet, samt lågt pH-värde ger upphov till korrosion på fjärrvärmeledningar i koppar.<br />
4.4 Korrosion på rostfritt stål<br />
De korrosionstyper som kan uppkomma på rostfritt stål i fjärrvärmeledningar är gropfrätning och<br />
spänningskorrosion. Dessa korrosionstyper är av lokal natur och kan medföra höga<br />
korrosionshastigheter. Temperaturen och mängden föroreningar i vattnet och jorden, såsom<br />
kloridhalten, är bestämmande för korrosionshastigheten.<br />
5. SKADEFALL OCH PRAKTISKA ERFARENHETER<br />
Bilder till skadeundersökningar finns i SKADEFALL –BILDBILAGA, längst bak i rapporten.<br />
5.1 Korroderade kopparrör i Varberg<br />
Denna skada visar korroderade kopparrör med genomgående frätgropar. Medierören har<br />
innehållit fjärrvärmevatten vid temperaturen 70 till 90 C. Skadan upptäcktes genom att det kom<br />
ånga upp ur marken. <strong>Fjärrvärme</strong>röret har legat i marken i ca 10 år. Mineralull har använts som<br />
isolermaterial. Ovanför fjärrvärmeröret har 60 cm täckning använts. Det mest troliga<br />
skademekanismen på kopparrören är avlagringskorrosion, bild 1 och 2. Från början har<br />
missfärgning skett av kopparytan som varit i kontakt med vatten. Missfärgningen beror på<br />
inverkan av luftningsceller vid vatteninneslutningarna. En anodisk oxidation sker på kopparytan<br />
under bildning av mörk kopparoxid (Cu2O) som missfärgar ytan. Samtidigt reduceras syre till<br />
hydroxidjoner. Efter hand har missfärgningen övergått till avlagringskorrosion. Avlagringarna<br />
har erhållits från mineralullen och från kopparrörets korrosionsprodukter. Korrosionen har<br />
fortsatt på kopparröret tills genomgående hål erhållits, i form av frätgropar. Analysen visar att<br />
korrosionsprodukterna innehåller höga halter av järn. Erfarenhetsmässigt vet man att järn på<br />
koppar ökar korrosionshastigheten, eftersom mikroanoder och – katoder initierar korrosion.<br />
Vattenanalysen visar på flera korrosiva faktorer för koppar. pH-värdet (6,5) i vattnet är lågt och<br />
det tillsammans med ämnen som klorid och sulfat kan ge upphov till korrosion.<br />
5.2 Betongkulvert i Malmö<br />
Nästa skada kommer från en betongkulvert i Malmö. Kulverten är byggd 1974 och ligger mitt i<br />
Malmö Stad under en cykelbana. Under en längre tid har det legat vatten i kulverten.<br />
Larmssytem har ej funnits i kulverten utan i angränsande kammare. Korrosionsskadan har<br />
uppkommit genom godsförtunning huvudsakligen genom galvanisk korrosion på den halva av<br />
medieröret som legat längst ned i kulverten, se bild 3 och 4. Analyser av beläggningar och<br />
korrosionsprodukter har visat höga halter av klorider och koppar. Kloriderna kommer från<br />
vägsaltet och kopparn kommer från tunna kopparband som har till uppgift att fästa<br />
mineralullsisoleringen.<br />
5.3 Betongkulvert i Västerås<br />
Denna skada ägde rum som ett plötsligt haveri av en betongkulvert under mark och delar av en<br />
motorväg fick stängas av under flera timmars tid. En framledning med diametern ca 500 mm och<br />
temperaturen ca 85 C hade sprungit läck. Vid genomgång av skadorna upptäcktes<br />
godsförtunning på ovansidan av medieröret i stål, se bild 5, 6 och 7. Godsförtunningen har<br />
orsakats av korrosion. Vatten innehållande salter, främst natriumklorid, har droppat på<br />
11
medieröret under en längre tid, tills godset blivit så pass tunt att det inre övertrycket har orsakat<br />
en fläkning av röret. Vatten har kommit in genom dilatationsfogen mellan betongelementen.<br />
5.4 Sprinklersystem i rostfritt stål<br />
Läckage har inträffat i en markförlagd rörledning som var planerad att förse ett nyinstallerat<br />
sprinklersystem med vatten. En materialundersökning genomfördes för att fastställa orsaken till<br />
läckaget. Rörledningen är tillverkad av austenitiskt rostfritt stål, SS-stål 2343. Rören har en<br />
diameter av 304 mm och en godstjocklek av 2,0 mm. Montageskarvar har utförts genom manuell<br />
metallbågsvetsning med tillsatsmaterial OK 63.20.<br />
En handfull rundskarvar granskades utvändigt på platsen. Angrepp i form av frätgropar observerades<br />
i anslutning till flera av skarvarna. Majoriteten av angreppen ligger vid smältgränsen<br />
mellan svetsgods och värmepåverkad zon, där huvuddelen av gropen är förlagd till den värmepåverkade<br />
zonen, se bild 8. Angrepp påträffades i omkretsled runt hela röret och axiellt upp till<br />
70 mm från svetsen. De största groparna är djupa och har branta kanter. Vid granskning i<br />
stereomikroskop observerades rikligt med kristallina partiklar i groparna.<br />
För att närmare studera frätgroparnas karaktär preparerades ett tvärsnitt genom tre av de största<br />
groparna, se bild 9. Tvärsnitten undersöktes i metallmikroskop. Snitten visar att samtliga tre<br />
gropar nästan penetrerat hela rörväggen. Groparnas utbredning bekräftar att det i huvudsak är<br />
värmepåverkat grundmaterial som avverkats under korrosionen. Normalt innebär svetsning av<br />
austenitiskt rostfria stål en marginell försämring av korrosionshärdigheten i den värmepåverkade<br />
zonen. En mindre mängd svetsgods har även angripits. Groparna visar en tydlig tendens att vidga<br />
sig under ytan och får därmed en grottliknande form. Utseendet är typiskt för punktkorrosion i<br />
austenitiskt rostfria stål. Läckaget har uppstått på grund av utvändig gropfrätning i rörledningen.<br />
Orsaken till korrosionsangreppen står sannolikt att finna i hög kloridhalt i omgivande mark<br />
Senare undersökningar bekräftade att marken där det rostfria röret legat har använts som<br />
lagringsplats för vägsalt.<br />
5.5 Korrosion i kompensatorenhet<br />
En kompensatorenhet har erhållit läckage, se bild 10. Kompensatorenheten ingår i en<br />
processledning som är nedgrävd i marken. Diametern på röret är 273 mm. Mediet som finns i<br />
processledningen är vatten. Själva kompensatorenheten är ansluten till röret och utformad som<br />
en bälg med diametern 450 mm. Bälgmaterialet utgörs av fem stycken bockade plåtar av rostfritt<br />
stål SS-stål 23 37 (Wst 1.4541) som sitter tätt ihop. Varje plåt har godstjockleken 0,4 mm.<br />
Läckan i kompensatorenheten upptäcktes genom att ånga kom upp ur marken.<br />
Kompensatorenheten är dimensionerad för trycket 16 bar och temperaturen 180 C. Enligt<br />
uppgift har drifttemperaturen endast varit 95 C.<br />
Tydliga sprickor kunde ses utifrån på bälgen, se bild 11. Även korrosionsskador i form av<br />
gråsvarta håligheter iakttogs.<br />
Sprickorna i bälgen har börjat utifrån. De sprickor som har upptäckts är typiskt för transkristallin<br />
spänningskorrosion, se bild 12. De uppkommer genom samtidig inverkan av mekaniska<br />
spänningar och ett korrosivt korrosionsmedium.<br />
Med största sannolikhet har läckan i kompensatorenheten kommit utifrån, så att ånga kommit<br />
upp ur marken. Ett större antal sprickor har hittats och dessa finns framförallt på bälgens utsida.<br />
Däremot har inte skadan hittats där det har läckt, men det är osannolikt att läckaget härrör från en<br />
dålig svets eller är ett materialfel. Kompensatorenheten är på vissa ställen kraftigt korroderad<br />
utvändigt både på rör och på bälgen. Korrosionsskadorna indikerar att jorden där bälgen legat var<br />
mycket korrosiv. Med största sannolikhet innehåller jorden höga kloridhalter.<br />
12
Transkristallin spänningskorrosion förekommer mest i koridhaltiga miljöer. I praktiken inträffar<br />
ibland spänningskorrosion i samband med lokal kloridanrikning på varma ytor till följd av<br />
indunstning. Hög temperatur är väsentlig för transkristallin spänningskorrosion. Oftast<br />
uppkommer sprickorna över 60 C. Transkristallin spänningskorrosion kan inträffa hos<br />
austenitiska rostfria stål men härdigheten tilltar med nickelhalten, så att legeringar med 40 %<br />
nickel eller mer kan betraktas som praktiskt taget helt beständiga. Ferritiska kromstål med låga<br />
halter av andra legeringsämnen anses vara beständiga mot denna typ av angrepp. Stål med ferritaustenitisk<br />
struktur är i allmänhet mindre känsliga än rent austenitiska stål. För att undvika<br />
spänningskorrsion kan ett stål med ferrit-austenitisk struktur väljas, tex SS-stål 23 27 eller SSstål<br />
2304.<br />
6. DISKUSSION<br />
6.1 Korrosion av fjärrvärmeledningar i stål<br />
Syftet med studien har varit att försöka kartlägga yttre korrosionsskador på medierör och hur de<br />
ser ut, samt att korrelera dessa till jordars och vattnets korrosivitet. Av undersökningen att döma<br />
är korrosionen utvändigt på medierör av lokal natur och ej beroende av jordens korrosivitet.<br />
Däremot kan aggressivt ytvatten påskynda korrosionen hos medierör.<br />
Den kunskap om korrosion på stålpålar i jord, nedgrävda rör- och vattenledningar går ej direkt<br />
att tillämpa på utvändig korrosion av fjärrvärmeledningar i stål. Stålpålar som grävts ned i jord<br />
har en låg allmänkorrosionshastighet och i undantagsfall kan lokala frätgropar bildas med en<br />
korrosionshastighet i storleksordningen 250 m/år.<br />
Korrosion på fjärrvärmeledningar i stål kan ha betydligt högre korrosionshastigheter, ibland upp<br />
till 0,5 mm/år. Mekanismen för denna typ av korrosion är något olik den mekanism som gäller<br />
för stålpålar i jord. Dels är temperaturen högre, vilket ökar korrosionshastigheten och dels<br />
indunstar föroreningar genom att vatten innehållande vägsalt droppar på medieröret, vilket också<br />
ökar korrosionshastigheten.<br />
6.2 Korrosion av fjärrvärmeledningar i koppar<br />
Undersökningar har visat att koppar har goda korrosionsegenskaper i svenska jordarter. Den<br />
jämna korrosionen överstiger ej 10 m/år och den lokala korrosionen är maximalt 30 m/år. De<br />
högsta korrosionshastigheterna förekom i luftade jordar, främst lerjordar med hög halt av<br />
organiskt material och med förhöjd halt av sulfid, sulfat, klorid och lågt pH-värde. Det som<br />
framförallt är bestämmande för koppars korrosion i vatten är pH-värdet och föroreningar i form<br />
av klorid och sulfat. Den tidigare kunskap som finns om koppars korrosion i vatten och jord kan<br />
användas för koppars korrosion i fjärrvärmeledningar.<br />
Kopparrör lämpar sig väl som material i fjärrvärmeledningar. Antalet korrosionsskador på<br />
koppar per år, enligt nätstatistiken, understiger tio. I dessa fall har sannolikt vatten eller fukt<br />
kommit i kontakt med mediaröret och miljön har innehållit höga halter av föroreningar.<br />
6.3 Korrosion av fjärrvärmeledningar i rostfritt stål<br />
Rostfritt stål av typen SS-stål 2333 eller motsvarande kan ej användas i jord, eftersom risken för<br />
lokal korrosion (gropfrätning) är betydande. Däremot kan SS-stål 2343 användas i de flesta fall.<br />
För att lokala korrosionsangrepp skall uppkomma krävs en viss kloridhalt i det korrosiva mediet.<br />
Något tröskelvärde kan inte anges, eftersom även andra faktorer inverkar. I många fall föreligger<br />
också i praktiken möjligheten till lokala koncentrationsändringar. Vad beträffar olika<br />
legeringsämnens inverkan på härdigheten mot lokal korrosion i kloridlösningar, vet man med<br />
13
säkerhet endast att krom och molybden har en entydig positiv inverkan. Risken för gropfrätning i<br />
kan anges med PRE-värdet enligt följande legeringssamband:<br />
PRE = 1 x % Cr + 3,3 x % Mo.<br />
Vid ett PRE-värde överstigande 26 hos rostfria stål föreligger minimal risk för gropfrätning i<br />
jord.<br />
6.4 Riskanalys<br />
Utvändig korrosion på fjärrvärmeledningar är ett reellt ekonomiskt och personsäkerhetsmässigt<br />
problem, vilket denna studie har visat, se t ex haverier på medierör i Västerås och Malmö. Hur<br />
utvändig korrosion på fjärrvärmerör skall hanteras är inte självklart, många alternativa åtgärder<br />
kan bli aktuella. För att hantera detta på ett strukturerat sätt rekommenderas riskanalys med<br />
avseende både på ekonomi och säkerhet, där relevanta specialist kompetenser bör medverka.<br />
Denna studie tillsammans med kompletterande analyser bör fungera som ett bra underlag för en<br />
riskanalys avseende personsäkerhet och ekonomi.<br />
7. SLUTSATSER<br />
Nätstatistiken har visat att kostnader för korrosionsskador är höga och att medierör av stål<br />
med en hög ålder löper stor risk för korrosion. Procentuellt sett är korrosionsskadorna flest<br />
nära tung trafik, dvs där risk föreligger för sättningar i marken och vägföroreningar.<br />
Den kunskap om korrosion som gäller för stålpålar i jord, nedgrävda rör- och vattenledningar<br />
går ej direkt att tillämpa på utvändig korrosion av fjärrvärmeledningar i stål.<br />
Korrosionshastigheten på fjärrvärmeledningar i stål kan lokalt vara höga, ibland upp till 0,5<br />
mm/år. Mekanismen för denna typ av korrosion är något olik den mekanism som gäller för<br />
stålpålar i jord. Dels är temperaturen högre, vilket ökar korrosionshastigheten och dels<br />
indunstar föroreningar genom att vägsalt droppar på medieröret, vilket också ökar<br />
korrosionshastigheten.<br />
Antalet korrosionsskador på medierör av koppar är begränsat. Det som framförallt är<br />
bestämmande för koppars korrosion i vatten är pH-värdet och föroreningar i form av klorid<br />
och sulfat.<br />
Rostfritt stål av typen SS-stål 2333 eller motsvarande kan ej användas som medierör,<br />
eftersom risken för lokal korrosion är betydande. Högre legerade stål med molybden och<br />
med högre kromhalter bör väljas.<br />
Utvändig korrosion på medierör kan leda till driftavbrott som medför betydande ekonomiska<br />
konsekvenser. För att kunna göra så optimala beslut och åtgärder som möjligt bör detta<br />
riskanalyseras.<br />
8. REFERENSER<br />
[1] Vinka, T-G & Bergdahl, U & Camitz, G. Korrosion på stålpålar i jord. Nordisk<br />
korrosion, Nr 1, årgång 5, sid 10, 2001.<br />
[2] Carre´ G, Jordkorrosion–orsaker och mätmetoder. En litterturstudie. Korrosionsinstitiutet,<br />
Bulletin nr 83, 1977, 22 s.<br />
[3] Sandegren, E, Korrosion på stål–vertikalt orienterade i jord. Statens Järnvägars<br />
Centralförvaltning. Geotekniska kontoret. Meddelande nr. 34. Stockholm 1974.<br />
14
[4] Camitz, G & Vinka, T-G, Korrosion på koppar i svenska jordarter. KI Rapport 1993:4,<br />
Korrosionsinstitutet, 1993.<br />
[5] Korrosion i vattenledningsnät och–installationer, Tema Nord 1996:632. Januari 1997.<br />
[6] Joahnsson, E & Hedberg, T, Om korrosion på järn, koppar och zink i sura vatten,<br />
Chalmers Tekniska Högskola. Institutionen för vattenförsörjnings- och avloppsteknik.<br />
Publ. 2:88, 1988.<br />
[7] Mattsson, E, Tappvattensystem av kopparmaterial. <strong>Svensk</strong> Byggtjänst, 1990.<br />
[8] Jones, D, Principles and prevention of corrosion. Macmillan Publishing Company , 1992.<br />
[9] Kim, JG, Kang, M-C, Corrosion detection system for thermally insulated pipeline buried<br />
in soil, Materials Performance (USA), vol.39, no7, pp72-76, July 2000.<br />
15
SKADEFALL-BILDBILAGA<br />
Bild 1 x 0,9<br />
Korroderade kopparrör. Hos det mittersta kopparröret har beläggningar avlägsnats.<br />
Corroded copper pipes. Oxide layers have been removed from the outer surface of the copper<br />
pipe in the middle.<br />
Bild 2 x 0,9<br />
Utvändig korrosion på kopparrör. Korrosionsprodukterna är svarta.<br />
Copper pipes external corrosion. The corrosion products are black.<br />
16
Bild 3<br />
Utvändig korrosionsskada på medierör i betongkulvert.<br />
Steel pipes external corrosion of concrete district heating systems.<br />
Bild 4<br />
Utvändig korrosionsskada på medierör i betongkulvert. Uttagen bit från medierör i bild 3.<br />
Vägsalt har påverkat korrosionshastigheten.<br />
Steel pipe external corrosion damage in concrete district heating systems. A sample has been cut<br />
out from the steel pipe in figure 3. The salt from the road has affected the corrosion rate.<br />
17
Bild 5<br />
Godsförtunning på ovansidan av medierör på grund av korrosion. Det inre övertrycket har<br />
orsakat en fläkning av röret, där det varit tunt.<br />
Decreased wall thickness of the upper side of the steel pipe due to corrosion. The internal<br />
pressure has split the pipe.<br />
Bild 6<br />
Samma som i bild 5, men i högre förstoring. Notera den tunna godstjockleken på ovansidan.<br />
From figure 5, but at a higher magnification. Notice the thin wall in the upper side of the steel<br />
pipe.<br />
18
Bild 7<br />
Samma skada som i bild 5, men medieröret har exponerats i luft en längre tid. Notera den<br />
rostbruna ovansidan.<br />
The damage in figure 5, but the steel pipe has been exposed a long time in air. Notice the rustcoloured<br />
spot on the top.<br />
Bild 8<br />
Rostfritt rör som legat i jord. Rundsvets med stora frätgropar vid svetsen.<br />
Stainless steel pipe exposed in soil. Large corrosion pits closed to the circular weld.<br />
19
Bild 9 x 10<br />
Rostfritt rör som legat i jord. Tvärsnitt av frätgrop från bild 8.<br />
Stainless steel pipe exposed in soil. Metallographical cut of a corrosion pit, from figure 8.<br />
Bild 10<br />
Bild av bälg som legat i jord, med anslutning till rör. Bälgen är tillverkad av rostfritt stål. Vissa<br />
sidor av bälgen är rödrostig.<br />
Picture of a bellows exposed in soil, connected to a pipe. The bellows is made of stainless steel.<br />
Some side of the bellows has red rust.<br />
20
Bild 11<br />
Närbild av materialet i bälgen från bild 10. Sprickor och korrosionsangrepp kan tydligt noteras.<br />
Close up of the bellows in figure 10. Noticed cracks and corrosion attacks.<br />
Bild 12 x 400<br />
Metallografiskt snitt från provbit i bälgen, från bild 11. Etsat i kungsvatten. Transkristallin<br />
spänningskorrosion.<br />
Metallographical cut from the sample in figure 11. Etched in king water. Trangranular stress<br />
corrosion cracking.<br />
- o0o -<br />
21
Rapportförteckning<br />
Samtliga rapporter kan beställas hos <strong>Fjärrvärme</strong>föreningens Förlagsservice.<br />
Telefon: 026 – 24 90 24, Telefax: 026 - 24 90 10, www.fjarrvarme.org<br />
Nr Titel Författare Publicerad<br />
2002-12-09<br />
FORSKNING OCH UTVECKLING - RAPPORTER<br />
1 Inventering av skador på befintliga skarvar med CFC-blåsta<br />
respektive CFC-fria fogskum<br />
Hans Torstensson maj-96<br />
2 Tryckväxlare - Status hösten 1995 Bror-Arne Gustafson<br />
Lena Olsson<br />
3 Bevakning av internationell fjärrvärmeforskning Sture Andersson<br />
Gunnar Nilsson<br />
maj-96<br />
maj-96<br />
4 Epoxirelining av fjärrvärmerör Jarl Nilsson sep-96<br />
5 Effektivisering av konventionella fjärrvärmecentraler<br />
(abonnentcentraler)<br />
6 Auktorisation av montörer för montage av skarvhylsor och isolering<br />
Former och utvärdering<br />
Lena Råberger<br />
Håkan Walletun<br />
okt-96<br />
Lars-Åke Cronholm okt-96<br />
7 Direkt markförlagda böjar i fjärrvärmeledningar Jan Molin<br />
Gunnar Bergström<br />
8 Medierör av plast i fjärrvärmesystem Håkan Walletun<br />
Heimo Zinko<br />
9 Metodutveckling för mätning av värmekonduktiviteten i<br />
kulvertisolering av polyuretanskum<br />
Lars-Åke Cronholm<br />
Hans Torstensson<br />
dec-96<br />
dec-96<br />
dec-96<br />
10 Dynamiska värmelaster från fiktiva värmebehov Sven Werner mars-97<br />
11 Torkning av tvätt i fastighetstvättstugor med fjärrvärme H. Andersson<br />
J. Ahlgren<br />
12 Omgivningsförhållandenas betydelse vid val av strategi för<br />
Sture Andersson<br />
ombyggnad och underhåll av fjärrvärmenät. Insamlingsfasen Jan Molin<br />
Carmen Pletikos<br />
13 <strong>Svensk</strong> statlig fjärrvärmeforskning 1981-1996 Mikael Henriksson<br />
Sven Werner<br />
14 Korrosionsrisker vid användning av stål- och plaströr i<br />
fjärrvärmesystem - en litteraturstudie<br />
15 Värme- och masstransport i mantelrör till ledningar<br />
för fjärrkyla och fjärrvärme<br />
16 Utvärdering av fuktinträngning och gasdiffusion<br />
hos gamla kulvertrör ”Hisings-Backa”<br />
maj-99<br />
dec-97<br />
dec-97<br />
Peeter Tarkpea dec-97<br />
Daniel Eriksson<br />
Bengt Sundén<br />
dec-97<br />
Ulf Jarfelt dec-97<br />
17 Kulvertförläggning med befintliga massor Jan Molin<br />
Gunnar Bergström<br />
Stefan Nilsson<br />
dec-97<br />
18 Värmeåtervinning och produktion av frikyla - två sätt att öka<br />
marknaden för fjärrvärmedrivna absorptionskylmaskiner<br />
Peter Margen dec-97<br />
19 Projekt och Resultat 1994-1997 Anders Tvärne mars-98
Nr Titel Författare Publicerad<br />
20 Analys av befintliga fjärrkylakunders kylbehov Stefan Aronsson<br />
Per-Erik Nilsson<br />
21 Statusrapport<br />
Trycklösa Hetvattenackumulatorer<br />
22 Round Robin<br />
test av isolerförmågan hos fjärrvärmerör<br />
02-12-09<br />
Mats Lindberg<br />
Leif Breitholtz<br />
mars-98<br />
maj-98<br />
Ulf Jarfelt maj-98<br />
23 Mätvärdesinsamling från inspektionsbrunnar i fjärrvärmesystem Håkan Walletun juni-98<br />
24 <strong>Fjärrvärme</strong>rörens isolertekniska långtidsegenskaper Ulf Jarfelt<br />
Olle Ramnäs<br />
25 Termisk undersökning av koppling av köldbärarkretsar till<br />
fjärrkylanät<br />
juni-98<br />
Erik Jonson juni-98<br />
26 Reparation utan uppgrävning av skarvar på fjärrvärmerör Jarl Nilsson<br />
Tommy Gudmundson<br />
27 Effektivisering av fjärrvärmecentraler – metodik, nyckeltal<br />
och användning av driftövervakningssystem<br />
juni-98<br />
Håkan Walletun apr-99<br />
28 Fjärrkyla. Teknik och kunskapsläge 1998 Paul Westin juli-98<br />
29 Fjärrkyla – systemstudie Martin Forsén<br />
Per-Åke Franck<br />
Mari Gustafsson<br />
Per-Erik Nilsson<br />
30 Nya material för fjärrvärmerör. Förstudie/litteraturstudie Jan Ahlgren<br />
Linda Berlin<br />
Morgan Fröling<br />
Magdalena Svanström<br />
juli-98<br />
dec-98<br />
31 Optimalt val av värmemätarens flödesgivare Janusz Wollerstrand maj-99<br />
32 Miljöanpassning/återanvändning av polyuretanisolerade fjärrvärmerör Morgan Fröling dec-98<br />
33 Övervakning av fjärrvärmenät med fiberoptik Marja Englund maj-99<br />
34 Undersökning av golvvärmesystem med PEX-rör Lars Ehrlén apr-99<br />
35 Undersökning av funktionen hos tillsatser för fjärrvärmevatten Tuija Kaunisto<br />
Leena Carpén<br />
maj-99<br />
36 Kartläggning av utvecklingsläget för ultraljudsflödesmätare Jerker Delsing nov-99<br />
37 Förbättring av fjärrvärmecentraler med sekundärnät Lennart Eriksson<br />
Håkan Walletun<br />
38 Ändgavlar på fjärrvärmerör Gunnar Bergström<br />
Stefan Nilsson<br />
39 Användning av lågtemperaturfjärrvärme Lennart Eriksson<br />
Jochen Dahm<br />
Heimo Zinko<br />
40 Tätning av skarvar i fjärrvärmerör med hjälp av material<br />
som sväller i kontakt med vatten<br />
Rolf Sjöblom<br />
Henrik Bjurström<br />
Lars-Åke Cronholm<br />
maj-99<br />
sept-99<br />
sept-99<br />
nov-99
Nr Titel Författare Publicerad<br />
41 Underlag för riskbedömning och val av strategi för underhåll<br />
och förnyelse av fjärrvärmeledningar<br />
42 Metoder att nå lägre returtemperatur med värmeväxlardimensionering<br />
och injusteringsmetoder. Tillämpning på två fastigheter i Borås.<br />
43 Vidhäftning mellan PUR-isolering och medierör. Har blästring<br />
av medieröret någon effekt?<br />
44 Mindre lokala produktionscentraler för kyla med optimal<br />
värmeåtervinningsgrad i fjärrvärmesystemen<br />
02-12-09<br />
Sture Andersson<br />
Jan Molin<br />
Carmen Pletikos<br />
dec-99<br />
Stefan Petersson mars-00<br />
Ulf Jarfelt juni-00<br />
Peter Margen juni-00<br />
45 Fullskaleförsök med friktionsminskande additiv i Herning, Danmark Flemming Hammer<br />
Martin Hellsten<br />
feb-01<br />
46 Nedbrytningen av syrereducerande medel i fjärrvärmenät Henrik Bjurström okt-00<br />
47 Energimarknad i förändring<br />
Utveckling, aktörer och strategier<br />
Fredrik Lagergren nov-00<br />
48 Strömförsörjning till värmemätare Henrik Bjurström nov-00<br />
49 Tensider i fjärrkylenät - Förstudie Marcus Lager nov-00<br />
50 <strong>Svensk</strong> sammanfattning av AGFWs slutrapport<br />
”Neuartige Wärmeverteilung”<br />
51 Vattenläckage genom otät mantelrörsskarv Gunnar Bergström<br />
Stefan Nilsson<br />
52 Direktförlagda böjar i fjärrvärmeledningar<br />
Påkänningar och skadegränser<br />
Heimo Zinko jan-01<br />
Sven-Erik Sällberg<br />
Gunnar Bergström<br />
Stefan Nilsson<br />
jan-01<br />
jan-01<br />
53 Korrosionsmätningar i PEX-system i Landskrona och Enköping Anders Thorén feb-01<br />
54 Sammanlagring och värmeförluster i närvärmenät Jochen Dahm<br />
Jan-Olof Dalenbäck<br />
feb-01<br />
55 Tryckväxlare för fjärrkyla Lars Eliasson mars-01<br />
56 Beslutsunderlag i svenska energiföretag Peter Svahn sept-01<br />
57 Skarvtätning baserad på svällande material Henrik Bjurström<br />
Pal Kalbantner<br />
Lars-Åke Cronholm<br />
okt-01<br />
58 Täthet hos skarvar vid återfyllning med befintliga massor Gunnar Bergström<br />
Stefan Nilsson<br />
Sven-Erik Sällberg<br />
okt-01<br />
59 Analys av trerörssystem för kombinerad distribution av<br />
fjärrvärme och fjärrkyla<br />
Guaxiao Yao dec-01<br />
60 Miljöbelastning från läggning av fjärrvärmerör Morgan Fröling<br />
Magdalena<br />
Svanström<br />
jan-02<br />
61 Korrosionsskydd av en trycklös varmvattenackumulator<br />
med kvävgasteknik – fjärrvärmeverket i Falkenberg<br />
Leif Nilsson jan-02<br />
62 Tappvarmvattenreglering i P-märkta fjärrvärmecentraler för<br />
villor – Utvärdering och förslag till förbättring<br />
Tommy Persson jan-02
Nr Titel Författare Publicerad<br />
63 Experimentell undersökning av böjar vid kallförläggning<br />
av fjärrvärmerör<br />
02-12-09<br />
Sture Andersson<br />
Nils Olsson<br />
jan-02<br />
64 Förändring av fjärrvärmenäts flödesbehov Håkan Walletun<br />
Daniel Lundh<br />
jan-02<br />
65 Framtemperatur vid värmegles fjärrvärme Tord Sivertsson<br />
Sven Werner<br />
mars-02<br />
66 Fjärravläsning med signaler genom rörnät – förstudie Lars Ljung<br />
Rolf Sjöblom<br />
mars-02<br />
67 Fukttransport i skarvskum Gunnar Bergström<br />
Stefan Nilsson<br />
Sven-Erik Sällberg<br />
april-02<br />
68 Round Robin test II av isolerförmågan hos fjärrvärmerör Ture Nordenswan april-02<br />
69 EkoDim – beräkningsprogram Ulf Jarfelt juni-02<br />
70 Felidentifiering i FC med ”flygfoton” – Förstudie Patrik Selinder<br />
Håkan Walletun<br />
juni-02<br />
71 Digitala läckdetekteringssystem Jan Andersson aug-02<br />
72 Utvändigt skydd hos fjärrvärmerörsskarvar Gunnar Bergström<br />
Stefan Nilsson<br />
Sven-Erik Sällberg<br />
73 Fuktdiffusion i plaströrsystem Heimo Zinko<br />
Gunnar Bergström<br />
Stefan Nilsson<br />
Ulf Jarfelt<br />
sept-02<br />
sept-02<br />
74 Nuläge värmegles fjärrvärme Lennart Larsson<br />
Sofie Andersson<br />
Sven Werner<br />
sept-02<br />
75 Tappvarmvattensystem – egenskaper, dimensionering och komfort Janusz Wollerstrand sept-02<br />
76 Teknisk och ekonomisk jämförelse mellan 1- och 2-stegskopplade<br />
fjärrvärmecentraler<br />
77 Isocyanatexponering vid svetsning av fjärrvärmerör Gunnar Bergström<br />
Lisa Lindqvist<br />
Håkan Walletun okt-02<br />
Stefan Nilsson<br />
okt-02<br />
78 Förbättringspotential i sekundärnät Lennart Eriksson<br />
Stefan Petersson<br />
Håkan Walletun<br />
okt-02<br />
79 Jämförelse mellan dubbel- och enkelrör Ulf Jarfelt dec-02<br />
80 Utvändig korrosion på fjärrvärmerör Göran Sund dec-02
Nr Titel Författare Publicerad<br />
02-12-09<br />
FORSKNING OCH UTVECKLING – ORIENTERING<br />
1 Fjärrkyla: Behov av forskning och utveckling Sven Werner jan-98<br />
2 Utvärdering av fjärrkyla i Västerås. Uppföljning av Värmeforsk rapport<br />
nr 534. Mätvärdesinsamling för perioden 23/5 – 30/9 1996.<br />
3 Symposium om <strong>Fjärrvärme</strong>forskning på Ullinge Wärdshus i Eksjö<br />
kommun, 10-11 december 1996<br />
4 Utvärdering av fjärrkyla i Västerås. Uppföljning av Värmeforsk rapport<br />
nr 534. Mätvärdesinsamling för period 2. 1/1 – 31/12 1997.<br />
5 Metodutveckling för mätning av värmekonduktiviteten<br />
i kulvertisolering av polyuretanskum<br />
Lars Lindgren<br />
Conny Nikolaisen<br />
jan-98<br />
Lennart Thörnqvist jan-98<br />
Conny Nikolaisen juli-98<br />
Lars-Åke Cronholm<br />
Hans Torstensson<br />
sept-99
<strong>Svensk</strong>a <strong>Fjärrvärme</strong>föreningens Service AB och Statens Energimyndighet<br />
bedriver forskningsprogram inom området fjärrvärme<br />
hetvattenteknik och fjärrkyla.<br />
SVENSKA FJÄRRVÄRMEFÖRENINGENS SERVICE AB<br />
101 53 STOCKHOLM<br />
Besöksadress: Olof Palmes Gata 31, 6 tr<br />
Telefon 08 - 677 25 50, Telefax 08 - 677 25 55<br />
Förlagsservice, beställning av trycksaker:<br />
Telefon 026 - 24 90 24, Telefax 026 - 24 90 10<br />
FOU 2002:80