Vom Dampf zur Energieneutralität

Fimbildende Amine: Schutz durch hydrophobe Barrieren in Dampfsystemen

Fimbildende Amine sind organische Verbindungen, die in Dampfkessel- und Kondensatsystemen eingesetzt werden, um durch hydrophobe Schutzfilme metallische Oberflächen vor Korrosion zu schützen. Im Gegensatz zu neutralisierenden oder passivierenden Aminen wirken sie primär über physikalische Adsorption an Grenzflächen.

Funktionsprinzip

Oberflächenadsorption:

Die Amine (typischerweise primäre Alkylamine mit langen Kohlenwasserstoffketten, z. B. Octadecylamin) lagern sich mit ihrer hydrophoben Kohlenwasserstoffgruppe senkrecht zur Metalloberfläche an.
Die polare Aminogruppe bindet an oxidierte Stellen (z. B. Fe₂O₃), während die Kohlenwasserstoffkette eine wasserabweisende Schicht bildet.

Hydrophobe Barriere:

Der entstehende Film (1–10 Moleküllagen) verhindert den Kontakt von Wasser, Sauerstoff und korrosiven Ionen (Cl⁻, SO₄²⁻) mit dem Metall.
Schützt insbesondere Kupferlegierungen und Stahl in Sauerstoff-freien Systemen (z. B. nach Entgasung).

Schlüsseleigenschaften

Parameter	Anforderung	Technischer Hintergrund
Kettenlänge	C₁₆–C₁₈ (z. B. Octadecylamin)	Optimale Balance: Hydrophobie + Löslichkeit
Löslichkeit	Begrenzt wasserlöslich	Emulgierung erforderlich (Dispersion)
Verteilung	Anreicherung an Phasengrenzen	Kritische Mizellbildungskonzentration (CMC)
Temperaturstabilität	Bis >200°C	Zersetzung erst oberhalb von 250°C

Anwendungsgrenzen & Risiken

Überdosierung:
Führt zu Schaumbildung im Kesselwasser oder Ablagerungen in Wärmetauschern (↓ Wärmeübertragung).
pH-Abhängigkeit:
Optimaler Schutz nur bei pH > 8 (sonst Protonierung → ↓ Adsorption).
Systemkontamination:
Bei Öl-Eintrag (z. B. undichte Pumpen) bilden sich stabile Emulsionen, die den Film stören.

Praktische Umsetzung im Dampfkessel

Dosierung:

Kontinuierliche Zugabe ins Speisewasser oder Dampfstrom (0.5–5 ppm, abhängig von Systemvolumen).
Startphase: Höhere Konzentration (5–10 ppm) zum Aufbau des Initialfilms.

Monitoring:

Filmstabilität: Messung des Schutzwiderstands (Elektrochemische Impedanzspektroskopie).
Restamine im Kondensat: Analytik via HPLC oder colorimetrische Tests.
Kombinationstherapie:
Oft gekoppelt mit Sauerstofffängern (Hydrazin-Ersatzstoffe) und pH-Hebern (Morpholin), um synergistischen Schutz zu erreichen.

Typische Vertreter

Amin	Formel	Vorteile	Nachteile
Octadecylamine	CH₃(CH₂)₁₇NH₂	Stabile Filme, hohe Hydrophobie	Schlechte Wasserlöslichkeit
Hexadecylamine	CH₃(CH₂)₁₅NH₂	Schnellere Adsorption	↓ Langzeitstabilität
Oleylamine	C₁₈H₃₅NH₂	Besser löslich	Teurer

Sicherheitshinweise

Gesundheit: Reizend für Augen/Schleimhäute (Handschuhe & Brille obligatorisch!).
Entsorgung: Kondensat als organisch belastet behandeln (Bioabbau langsam).
Brandrisiko: Entzündbar ab 120°C (Octadecylamin: Flammpunkt 148°C).

Zusammenfassung: Einsatzrationale

Fimbildende Amine sind komplementär zu klassischen Korrosionsinhibitoren und dort unverzichtbar, wo:

Sauerstoffrestgehalte trotz Entgasung bestehen,
Kondensatleitungen aus Kupfer/Nickellegierungen vor Lochfraß geschützt werden müssen,
Stillstandszeiten (z. B. Wochenendbetrieb) eine dauerhafte Barriere erfordern.

Hinweis: Die Wirksamkeit hängt stark von der Systemreinheit ab. Bei Verschmutzungen (Rost, Öl) muss vorbehandelt werden!

Für eine produktspezifische Auslegung ist stets die Betriebsdatenerfassung (Leitfähigkeit, pH, Metallgehalte im Kondensat) erforderlich.