Rechner für den Ryznar-Stabilitätsindex

Verwenden Sie den Ryznar-Stabilitätsindex (RSI, auch als RI bezeichnet), um Wasser vorläufig auf seine Neigung zur Bildung von Calciumcarbonatablagerungen zu beurteilen. Die historischen Korrosionsbeschreibungen dienen als qualitative Orientierung und sind keine Vorhersage des Metallverlusts.

 

Geben Sie die Werte Ihrer Wasseranalyse ein. Alle mit * gekennzeichneten Felder müssen ausgefüllt werden.

Tabelle 1: Eingabetabelle
pH *
Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen (TDS) *
[Ca2+] *
[HCO3-] *
Wassertemperatur *



Tabelle 2 enthält ausschließlich Datensätze zur Veranschaulichung. Verwenden Sie für Ihr eigenes System eine aktuelle Wasseranalyse. Die Beispielschaltflächen setzen die Einheiten auf mg/L und Grad Celsius zurück. Das Meerwasserbeispiel veranschaulicht lediglich den Rechenvorgang; dieses vereinfachte Modell eignet sich nicht für eine zuverlässige Beurteilung von Meerwasser.

Tabelle 2: Zusätzliche Daten

pH = 7.7 8 8.6
TDS = 20 34483 273 mg/l
[Ca2+] = 5 400 49 mg/l
[HCO3-] = 10 140 121 mg/l
T = 20 20 20 Grad C

 

Tabelle 3: Ergebnisse zum Ryznar-Stabilitätsindex

pHs
RI
Historische Interpretation nach Ryznar
Alternative Interpretation (Carrier, 1965)
Die Formel für den Ryznar-Stabilitätsindex lautet:

RSI = 2pHs − pH

Die Bedeutung von pHs und die Anforderungen an die Eingaben werden weiter unten erläutert.

Die Kriterien für die orientierende Beurteilung sind in den Tabellen 4 und 5 dargestellt.
Tabelle 4
Tabelle 5
RI Historische Interpretation nach Ryznar
RI ≤ 5,5 Neigung zu starken Kalkablagerungen
5,5 < RI ≤ 6,2 Neigung zu Kalkablagerungen
6,2 < RI ≤ 6,8 Zwischenbereich
6,8 < RI ≤ 8,5 Historischer Bereich für aggressives Wasser
RI > 8,5 Historischer Bereich für sehr aggressives Wasser
RI Beurteilung (Carrier 1965)
4 ≤ RI ≤ 5 Starke Kalkablagerungen
5 < RI ≤ 6 Leichte Kalkablagerungen
6 < RI ≤ 7 Geringe Kalkablagerungen oder Korrosion
7 < RI ≤ 7,5 Erhebliche Korrosion
7,5 < RI ≤ 9 Starke Korrosion
RI > 9 Nicht tolerierbare Korrosion

Hinweise zum Lesen der Tabellen: Beide Tabellen interpretieren denselben berechneten RSI; die Carrier-Tabelle enthält eine alternative Einteilung in empirische Kategorien. Bei einem RSI unter 4 wird das Carrier-Ergebnis als außerhalb des tabellierten Bereichs liegend angegeben. Für die Einstufung wird der ungerundete RSI verwendet. Daher kann ein angezeigter Wert an einer Bereichsgrenze in die benachbarte Kategorie fallen.

Was bedeutet der Ryznar-Stabilitätsindex?

Der Ryznar-Stabilitätsindex ist ein empirischer Indikator auf Grundlage der Calciumcarbonatchemie. Er wird wie folgt berechnet: RSI = 2pHs − pH. Dabei ist pH der gemessene pH-Wert des Wassers und pHs der berechnete pH-Wert bei Calciumcarbonatsättigung. Niedrigere RSI-Werte weisen im Allgemeinen auf eine stärkere Neigung zur Bildung von Calciumcarbonatablagerungen hin. Höhere Werte deuten auf eine geringere Ablagerungsbildung hin und fallen in die oben dargestellten historischen Kategorien für aggressives Wasser. Die Grenzwerte sind empirische Richtwerte und unterscheiden sich zwischen den Interpretationstabellen.

Verwenden Sie die richtigen Analysedaten und Einheiten

Geben Sie gelöstes Calcium als Ca2+ und Hydrogencarbonat als HCO3− in den ausgewählten Einheiten ein. Geben Sie die als CaCO3 angegebene Gesamthärte oder Alkalinität nicht direkt in diese Felder ein. Wenn die Alkalinität nahezu vollständig auf Hydrogencarbonat zurückzuführen ist, entspricht die Hydrogencarbonatkonzentration in mg/L ungefähr dem 1,22-Fachen der Alkalinität in mg/L als CaCO3; diese Näherung ist nicht mehr geeignet, wenn Carbonat, Hydroxid oder andere zur Alkalinität beitragende Stoffe einen wesentlichen Anteil ausmachen.

Verwenden Sie nach Möglichkeit gemessene TDS-Werte in mg/L. Bei der Option ppm wird der Zahlenwert als gleich dem Wert in mg/L behandelt; dies ist eine Näherung für verdünnte Wässer. Aus der Leitfähigkeit allein lässt sich TDS nicht eindeutig bestimmen: Jede Schätzung erfordert einen zur Wasserzusammensetzung passenden Umrechnungsfaktor. Dieser Rechner nimmt daher TDS direkt als Eingabewert an. Geben Sie pH-Wert und Temperatur für dieselben Wasserbedingungen ein. Verwenden Sie einen Dezimalpunkt; der Eingabebereich dieses Hilfsmittels zur orientierenden Beurteilung beträgt pH 0–14 und 0–100 °C für die Temperatur.

Wie dieser Rechner den Sättigungs-pH-Wert abschätzt

Die Berechnung behält die bestehenden temperaturabhängigen Gleichgewichtsausdrücke bei und schätzt die Ionenstärke aus TDS anhand von I = 2,5 × 10−5 × TDS ab, wobei TDS in mg/L angegeben wird. Calcium und Hydrogencarbonat werden in mol/L umgerechnet und mithilfe vereinfachter Aktivitätskoeffizienten korrigiert. Dies ist ein Näherungsmodell; die Eingabegrenzen sind softwarebedingte Grenzen und kein validierter Genauigkeitsbereich. Es ersetzt weder eine vollständige Wasseranalyse noch eine geeignete Berechnung des chemischen Gleichgewichts, insbesondere bei Meerwasser, konzentrierten Salzlösungen oder ungewöhnlichen Wasserzusammensetzungen.

Grenzen der Interpretation

Der RSI berechnet weder die Masse der Ablagerungen noch die Ablagerungsrate oder die Korrosionsrate und bewertet auch nicht die Trinkwassersicherheit. Korrosion hängt außerdem vom Rohrmaterial, vom gelösten Sauerstoff, von Chlorid und Sulfat, von den Strömungsbedingungen und von den eingesetzten Behandlungschemikalien ab. Eine historische Einstufung wie „Geringe Ablagerungsbildung oder Korrosion“ garantiert nicht, dass ein System geschützt ist. Beurteilen Sie die Betriebsbedingungen und die materialspezifischen Korrosionsbefunde, bevor Sie eine Behandlung auswählen.

Literatur:
[1] : Kevin Rafferty, Ablagerungsbildung in geothermischen Wärmepumpensystemen, US-Energieministerium (Juli 1999)
[2] : Metcalf und Eddy, Abwassertechnik: Behandlung und Wiederverwendung 2003

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