Miedź - odporność na korozję

Korozja to niszczenie metali na skutek elektrochemicznych bądź chemicznych reakcji z otaczającym środowiskiem. Ilość miedzi przechodzącej do wody, a więc jej wpływ na właściwości estetyczne, użytkowe i zdrowotne wody zależy od rodzaju i intensywności procesów korozyjnych zachodzących w instalacjach miedzianych. W miedzianych instalacjach wodnych wykonanych nieprawidłowo, w sprzyjających warunkach może dochodzić do korozji:

• ogólnej,
• wżerowej,
• erozyjnej,
• selektywnej.

Korozja ogólna

Duży wpływ na zawartość miedzi w wodzie ma korozja ogólna - równomierna na całej powierzchni wewnętrznej rur. Jej intensywność zależy przede wszystkim od jakości wody i sprzyja jej:

• niska wartość pH (stopień kwasowości lub zasadowości) wody poniżej 6,5,
• obecność jonów siarczanowych, chlorkowych, azotanowych,
• duża zawartość dwutlenku węgla,
• pozbawienie wody związków organicznych, które są inhibitorami korozji miedzi (np. w procesach uzdatniania wody).

Efektem korozji równomiernej mogą być niebiesko-zielone zabarwienia na ceramice sanitarnej, nieznaczne podwyższenie jonów miedzi w wodzie. Składnikami wód, które działają ochronnie w stosunku do metalu są: jony wapniowe, magnezowe, wodorowęglanowe. Mechanizm ich działania polega na wytworzeniu na powierzchni metalu warstewek węglanu wapniowego bądź magnezowego, tzw. kamienia węglanowego.

Miedź ulega korozji w następujących środowiskach:

• kwasów utleniających (np. azotowego, gorącego siarkowego),
• roztworów amoniaku i związków amonowych,
• kwasu siarkowodorowego w wodach zawierających siarczki,
• w wodach napowietrzonych o dużej zawartości kwasu węglowego.

Korozja wżerowa - to lokalne ubytki metalu w miejscach osłabienia warstewki tlenkowej prowadzące do perforacji ścianki przewodu. Powstawanie wżerów związane jest z czynnikami, które utrudniajątworzenie się prawidłowej warstewki tlenkowej na wewnętrznej powierzchni rur lub powodująjej lokalne uszkodzenia. Do czynników tych należą:

• warstewki węgla tworzące się w procesie wytwarzania rur, powstałe np. podczas wyżarzania, spalanie smarów lub podczas lutowania (wysoka temperatura),
• cząstki stałe i osady na wewnętrznych powierzchniach rur. Zapobiega się temu poprzez płukanie instalacji filtrowaną wodą wodociągową przed rozpoczęciem jej eksploatacji, a także zamontowanie filtra na dopływie wody wodociągowej,
• wycieki topnika do lutowania miękkiego na wewnętrznej powierzchni rury, szczególnie gdy topnik zawiera niebezpieczne korozyjnie jony chlorkowe.

Korozja erozyjna -jest to niszczenie metalu powodowane jednoczesnym działaniem korozji i burzliwego strumienia wody, który lokalnie powoduje niszczenie warstewki tlenkowej. Burzliwy przepływ wody jest wynikiem nie tylko przekraczania dopuszczalnych prędkości określonych dla przewodów miedzianych, lecz także wszelkich zakłóceń przepływu, gdzie prędkość zwiększa się lokalnie i powstają zawirowania. Warunki takie powstają w strefie zmian przekroju poprzecznego rury, wokół nadlewów lutowniczych, a nawet w miejscach zmian kierunku przepływu wody (kolanka, łuki).

Korozja selektywna - jest specyficznym rodzajem korozji, której ulegają elementy instalacji wykonane ze stopów miedzi - przede wszystkim mosiądze. Ten rodzaj korozji w przypadku mosiądzu polega na rozpuszczaniu się cynku - odcynkowaniu, wskutek czego pozostaje w metalu jedynie miedź, tworząc czerwoną porowatą masę, która traci swoje właściwości mechaniczne.

Na tego typu elementy należy stosować mosiądze odporne na odcynkowanie. Odcynkowaniu sprzyja wysoka zawartość jonów chlorkowych w wodzie, a także wszelkiego rodzaju osady tworzące się na powierzchniach wewnętrznych. W wyniku bezpośredniego łączenia miedzi ze stalą, stalą ocynkowaną czy aluminium tworzą się ogniwa elektrochemiczne, powodujące intensywne rozpuszczanie się materiału bardziej elektroujemnego (żelaza, cynku, aluminium). Aby przeciwdziałać temu zjawisku należy oddzielać je od miedzi przekładką izolacyjną.

Miedź stymuluje korozję aluminium, stali, stali ocynkowanej również wtedy, gdy będąc w jednym obiegu wodnym nie jest bezpośrednio z nimi połączona. Oddziaływanie to polega na osadzaniu się na powierzchni stali (stali ocynkowanej, aluminium) jonów Cu^, które przedostają się do wody w wyniku korozji równomiernej powierzchni miedzianych. Jony te osadzając się w miejscach zapoczątkowanych już wżerów powodują ich intensyfikację, co prowadzi z kolei do bardzo szybkiego niszczenia materiału podstawowego (stali, stali ocynkowanej, aluminium).

Ilość miedzi przechodzącej do wody, a więc właściwości estetyczne, użytkowe i zdrowotne wody, zależy od rodzaju i intensywności procesów korozyjnych zachodzących w instalacjach miedzianych. Wpływ na organizmy żywe ma tylko miedź w postaci rozpuszczonej w wodzie.