Bei der Rostbildung reagiert Eisenoxidhydroxid - 2 FeO(OH) > Fe2O3·H2O
Das Produkt hat die typische rotbraune Farbe.
Neben Magnetit kann die Verfärbung des Wassers auch durch
Hämatit (Fe2O3) und Ferrihydrit (Fe3+10O14(OH)2) entstehen.
Wenn zu wenig Sauerstoff für die vollständige Oxidation von Fe(OH)2 vorhanden ist, dann bilden sich Zwischenstufen - 6 Fe(OH)2 + O2 > 2 Fe3O4·H2O + 4 H2O
Das grüne Magnetit-Hydrat - 2 Fe3O4·H2O > 2 Fe3O4 + 2 H2O
Der schwarze Magnetitschlamm - 3 Fe + 2 O2 > Fe3O4
Quelle: Chemie im Kontext Sek II - Cornelsen Verlag
Ein niedriger pH-Wert (sauer oder neutral), eine hohe Leitfahigkeit und der Sauerstoffgehalt des Wassers führt in Systemen mit Stahlbauteilen zur Magnetitbildung.  Es wird auch die These vertreten, dass sich Magnetit auch durch Bakterien bilden kann.
Ein falsches Füll- und Ergänzungswasser führt zu einer Magnetitbildung in Stahlrohrsystemen und/oder in Pufferspeicheranlagen. Da es aber auch keine absolut dichte Heizungs- und Kühlsysteme gibt, besteht immer eine mehr oder weniger große Magnetitbildung.
Eine Sauerstoffdiffusion (Rohre, Kunststoffteile) bzw. ein Sauerstoffeintrag findet ständig über undichte Ventile (Stopfbuchsen, O-Ringe), geschrumpfte Dichtungen, Saugkrafte (verschobener Nullpunkt, falsche Anordnung der Pumpe und Entlüftungseinrichtungen) und fehlerhafte Druckhaltung (zu niedriger Druck, defekte oder zu kleine Ausdehnungsgefäße) statt. Die Geschwindigkeit einer Magnetitbildung steigt mit zunehmendem Sauerstoffgehalt des Wassers.
Ein alkalischer pH-Wert und eine niedrige Leitfähigkeit des Wassers kann die Korrosionsreaktion herabsetzen. Dies setzt aber eine richtige der Systemflüssigkeit voraus.
Wie kommt es zur Magnetitbildung?
Magnetit löst sich vom Eisen und bildet eine Schutzschicht und dadurch wird das Eisen geschützt. Es bildet sich die "bekannte" schwarze Brühe in Stahlrohrsystemen. Aber auch nur eine Graugusspumpe in einen ansonsten aus korrosionsgeschützen Material gebauten Anlage (z. B. mit Systemtrennung) führt zu Magnetitbildung. Wenn Magnetit schützt, wieso schadet es dann der Heizung?
Welche Folgeschäden von Magnetitbildung gibt es?
•  Der Magnetitschlamm setzt sich auf den Rädern der Wärmezähler fest und blockiert oder setzt die Laufräder der Wärmezähler fest. Die Wärmemengenzählung ist daher ungenau oder funktioniert gar nicht.
•  Die Schmutzfänger (Filter), die in der Heizung oder vor Wärmezähler eingebaut sind, setzen sich durch den Magnetitschlamm dicht und der Volumenstrom wird kleiner. Der Schmutzfänger muss daher oft gereinigt werden und erhöht die Betriebs- und Servicekosten.
•  Die zugeführte Energie kann vom Heizkörper nicht optimal abgegeben werden, da der Magnetitschlamm eine Schicht bildet, die die Wärmeabgabe vermindert.
•  Der Magnetitschlamm behindert im Wärmeerzeuger (z.B. Wärmetauscher, Kessel) die Wärmeübergabe und die zugeführte Energie kann nicht verwertet werden.
•  In Fußbodenheizungen bildet der Magnetitschlamm eine Schicht an den Rohrwandungen, die dazu führt, dass die Wärmeübergabe verringert wird und dadurch die Systemtemperatur erhöht werden muss. Eine extreme Erscheinung ist, dass wenig oder kein Heizungswasser mehr durchgeht.
•  Bei Wand- und Fußbodenheizungen mit Kapillarrohrsystemen ist das Problem mit Magnetitschlamm meistens noch größer, da der Rohrdurchmesser klein ist und dadurch ein „Heizungsinfakt“ schneller vorkommen kann. Solche Anlagen müssen dann oft mit einer Systemtrennung betrieben werden, wenn das Wasser nicht richtig behandelt wurde.
•  Funktionsstörungen bei Thermostatventilen, da der Magnetitschlamm die Ventildichtung belegt und der Ventilsitz festklebt. Messing und Kupfer wirken wie Magnete.
Damit der Magnetitschlamm keine größeren Schäden anrichten kann, muss die Bildung verhindert werden. Das ist durch die richtige Materialwahl (möglichst gleich und korrosionsbeständige Materialien) und/oder durch eine richtig behandelte Anlage zu erreichen. Entschlammungsbehälter mit Magnete erreichen bei richtiger Wartung nur die Beseitigung gröberer Magnetitteilchen, aber die Ursache und der Feinschlamm werden dadurch nicht beseitigt. Diese Maßnahme hat nur eine Alibifunktion und kann nur in ständig gewarteten (Groß-)Anlagen einen Teilerfolg bringen. Aber der besonders schädliche feine Magnetitschlamm, der sich besonders (durch Magnetwirkung) in Umwälzpumen absetzt, kann nicht ausgefiltert werden und setzt die sehr kleinen Spaltmaße in der Pumpe dicht. Auch ein einmal richtig gemachter hydraulischer Abgleich kann nach einiger Zeit hinfällig sein, weil sich die eingestellten Durchlässe zusetzen und die Durchflussmengen nicht mehr stimmen.

Besonders ärgerlich sind die braunen oder schwarzen Magnetitrückstände, die durch Undichtigkeiten oder bei unvorsichtigen Arbeiten an Heizungsanlagen auf dem Fußboden oder an Einrichtungsgegenständen im Raum entstehen. Diese Flecken sollte sofort beseitigt werden, da sie nach dem Eintrocknen in den meisten Fällen nicht mehr zu entfernen sind. Wenn also jemand eine Reinigungsmöglichkeit oder ein Mittel kennt, bitte ich um eine kurze Nachricht, da ich ständig diesbezügliche Anfragen bekomme.

1. Rückmeldung: Magnetitrückstände sollen mit einer gepufferten Ammonium-Acetat-EDTA-Extraktion gut zu entfernen sein.
2. Rückmeldung: Die meisten Rückstände können mit Geschirrspülmittel (anionische Tenside, kationische Tenside, amphotere Tenside) oder Shampoo (Alkylethersulfate) beseitigt werden.

An der Verfärbung der Rohre sieht man die ersten Magnetitablagerungen einer neuen Anlage


Außen- und Innenkorrosion mit Rost- und Magnetitschlamm

.... und noch ein paar Beispiele

Schon auf dem Messestand eines Pumpenherstellers sieht man deutlich die erste Verunreinigung, obwohl nur die Pumpen aus nicht korrosionsgeschütztem Material sind (Naja, hier hätte man ja wenigstens das Wasser behandeln können, damit es klar bleibt).

Dass in vielen Heizungssystemen immer wieder Magnetitschlamm entsteht und zu einem Ausfall von Pumpen, also auch von Hocheffizienz-Pumpen, führt, was bei den geringen Spaltmaßen nicht verwunderlich ist, wird von den Hersteller nicht beachtet. Ja, sogar teileise abgestritten.

Alte Umwälzpumpen waren hier nicht so anfällig und laufen auch nach 30 Jahren noch störungsfrei.

 

 
Mit der "Verbesserung" des hydraulischen Wirkungsgrades hat man sich erhebliche Probleme eingehandelt. Hier wirkt sich Magnetit besonders aus, weil der Rotor ein guter Magnet ist.

Diese Bilder zeigen eine Pumpe aus einer Anlage in einer Schule, die nach ca. 3 Monaten ausgefallen ist. Man sieht deutlich die Magnetitablagerungen und über das ausgespülte Wasser muss man wohl gar nicht erst reden.

Dass an der Pumpe auch schon die ersten Kavitationsschäden zu sehen sind, zeigt außerdem auf eine falsche Planung.


Damit der Magnetitschlamm keine größeren Schäden anrichtigen kann, muss die Bildung verhindert werden. Dies ist durch die richtige Materialwahl oder durch eine richtig behandelte Anlage (Spülung-Reinigung-Inhibierung) zu erreichen. Entschlammungsbehälter mit Magnete erreichen bei richtiger Wartung nur die Beseitigung gröberer Magnetitteilchen, aber die Ursache wird dadurch nicht beseitigt.

höhere Anforderungen an Heizungsfüllwasser mit dieser fast nicht brauchbaren
die ÖNorm 5195-1 und 5195-2 soll um einiges praktikabler sein gegenüber der VDI-Richtlinien
Eisen und Mangan im Trinkwasser - nicht als Füllwasser geeignet
Systemtrenner nach DIN EN 1717 auch für Heizungsfülleinrichtungen
Fachfirmen und Einrichtungen für Wasseraufbereitung
 
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