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Gängige Pumpflüssigkeiten
Sauberes Wasser
Um alle Pumpentestkurven auf eine gemeinsame Basis zu bringen, basieren die Pumpeneigenschaften auf klarem Wasser bei Umgebungstemperatur (im Allgemeinen 15 °C) mit einer Dichte von 1000 kg/m³.
Das am häufigsten verwendete Baumaterial für sauberes Wasser ist eine Gusseisenkonstruktion oder ein Gusseisengehäuse mit Innenteilen aus Bronze. Beim Pumpen von sauberem Wasser oder Wasser, das besser als neutral mit einem spezifischen Gewicht von 1 und ohne Feststoffe definiert ist,Endsaugpumpenund horizontalgeteilte Gehäusepumpenwerden am häufigsten verwendet. Wenn hohe Förderhöhen erforderlich sind, kommen mehrstufige Pumpen zum Einsatz.
Wenn der Platz im Pumpenhaus für Konstrukteure begrenzt ist, werden vertikale Einheiten mit Mischstrom-, Axial- oder Turbinenpumpen verwendet.
Meerwasser als korrosives Medium
Meerwasser hat einen Gesamtsalzgehalt von etwa 25 g/l. Etwa 75 % des Salzgehalts sind Natriumchlorid (NaCl). Der pH-Wert von Meerwasser liegt üblicherweise zwischen 7,5 und 8,3. Im Gleichgewicht mit der Atmosphäre beträgt der Sauerstoffgehalt bei 15 °C etwa 8 mg/l.
Entgastes Meerwasser
In bestimmten Fällen wird Meerwasser chemisch oder physikalisch entgast. Dadurch nimmt die Aggressivität deutlich ab. Bei der chemischen Entgasung ist zu beachten, dass die Entgasung Zeit benötigt. Daher ist es sehr wichtig, dass der Entgasungsvorgang, d. h. die Entfernung des Sauerstoffs, vollständig abgeschlossen ist, bevor das Meerwasser in die Pumpe gelangt.
Im Betrieb ist Vorsicht geboten – durch Lufteinbrüche kann es zu Belüftung kommen. Auch wenn die Einbrüche zeitlich begrenzt sind, kann es unter Umständen schnell zu Materialschäden kommen, wenn bei der Materialauswahl nicht auf Sauerstoff geachtet wird. Können Sauerstoffeinbrüche während des Pumpenbetriebs nicht ausgeschlossen werden, muss grundsätzlich davon ausgegangen werden, dass das Meerwasser Sauerstoff enthält.
Brackwasser
Der Begriff Brackwasser bezeichnet stark mit Meerwasser verunreinigtes Süßwasser. Für den Transport von Brackwasser gelten hinsichtlich der Materialauswahl die gleichen Richtlinien wie für Meerwasser. Brackwasser enthält zudem häufig Ammoniak und/oder Schwefelwasserstoff. Schon ein geringer Schwefelwasserstoffgehalt im Bereich weniger Milligramm pro Liter erhöht die Aggressivität deutlich.
Meerwasser aus unterirdischen Quellen
Salzwasser aus unterirdischen Quellen hat häufig einen deutlich höheren Salzgehalt als Meerwasser; oft liegt er bei etwa 30 %, also knapp unter der Löslichkeitsgrenze. Auch hier ist Kochsalz der Hauptbestandteil. Der pH-Wert ist meist vergleichsweise niedrig (bis etwa 4), das Wasser ist also säuerlich. Während der Sauerstoffgehalt sehr gering oder gar nicht vorhanden ist, kann der H₂S-Gehalt einige hundert Milligramm pro Liter betragen.
Solche sauren Salzlösungen mit H₂S sind sehr korrosiv und erfordern spezielle Materialien.
Aufgrund des hohen Salzgehalts ist je nach Betriebsbedingungen mit einer gewissen Salzausfällung zu rechnen. In solchen Fällen sind entsprechende Gegenmaßnahmen hinsichtlich Konstruktion, Betrieb und Werkstoffauswahl zu treffen.
Korrosion im Meerwasser
Die verwendeten Werkstoffe müssen nicht nur eine ausreichend hohe Beständigkeit gegen Flächenkorrosion, sondern auch gegen lokale Korrosion, insbesondere Loch- und Spaltkorrosion, aufweisen. Solche Korrosionserscheinungen treten insbesondere bei selbstpassivierenden Ferrolegierungen (Edelstählen) auf. Bei sogenannten Standby-Pumpen, die nur intermittierend betrieben werden, besteht die Gefahr der Stillstandskorrosion. Eine Flutung mit Frischwasser vor einer Stillstandsphase oder einem periodischen Anfahren ist daher vorteilhaft.
Die verschiedenenSeewasserpumpeUm galvanische Korrosion zu vermeiden, sollten Bauteile aus artgleichen Werkstoffen bestehen. Der Potenzialunterschied zwischen den einzelnen Werkstoffen sollte möglichst gering sein. Müssen jedoch aus konstruktiven Gründen ungleiche Werkstoffe verwendet werden, sollten die wasserberührenden Oberflächen des unedleren Metalls im Vergleich zu denen des edleren Metalls groß sein. Abbildung 5 gibt Aufschluss über die Gefahr galvanischer Korrosion bei der Kombination unterschiedlicher Werkstoffe.
Hohe Geschwindigkeiten können zu Erosionskorrosion führen. Die Folgen sind umso gravierender, je aggressiver das Medium und je höher seine Geschwindigkeit ist. Während die Strömungsgeschwindigkeit das Verhalten von rostfreien Stählen und Nickellegierungen nur geringfügig beeinflusst, ist es bei unlegierten Eisenwerkstoffen und Kupferlegierungen umgekehrt. Abbildung 6 gibt qualitative Informationen zum Einfluss der Strömungsgeschwindigkeit. Dabei ist zu berücksichtigen, ob das Medium Sauerstoff oder H₂S enthält. Hohe H₂S-Mengen schließen die Anwesenheit von Sauerstoff aus; in solchen Fällen ist das Medium bis zu einem pH-Wert von 4 leicht säuerlich.
Materialverhalten
Tabelle 1 enthält Empfehlungen für Pumpenwerkstoffe bzw. deren Kombinationen. Sofern nicht anders angegeben, gelten die folgenden Angaben für Meerwasser ohne H₂S-Gehalt.
Unlegierter Stahl und Gusseisen
Unlegierter Stahl ist für Meerwasser ungeeignet, es sei denn, er ist mit einer geeigneten Schutzbeschichtung versehen. Gusseisen sollte nur bei niedrigen Geschwindigkeiten (möglicherweise für Gehäuse) verwendet werden; in diesem Fall sollte der übliche kathodische Schutz der übrigen Einbauten angewendet werden.
Austenitische Ni-Gussteile
Ni-Resist 1 und 2 sind nur für mittlere Geschwindigkeiten (bis ca. 20 m/s) geeignet.
Galvanische Korrosion in Meerwasser bei 5–30 °C
Veröffentlichungszeit: 11. März 2025