LSI und RSI: Skalierungsindizes erklärt und berechnet
Der Langelier-Sättigungsindex (LSI = pH − pHₛ) und der Ryznar-Stabilitätsindex (RSI = 2pHₛ − pH) sagen Ihnen, ob Wasser durch Kalziumkarbonat verkrustet oder korrodiert. Ein positiver LSI (oder RSI unter ~6) bedeutet Skalierung; ein negativer LSI (oder RSI über ~7) bedeutet korrosiv; LSI nahe Null ist ausgeglichen. Beide werden aus fünf Eingaben – pH-Wert, Temperatur, TDS, Calciumhärte und Gesamtalkalität – über den Sättigungs-pH-Wert (pHₛ) berechnet.
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Was Ihnen die Indizes sagen
LSI und RSI sagen beide voraus Kalziumkarbonatablagerungen oder Korrosionstendenz Wasser – die häufigste Skala in Kühlsystemen. Sie sind der Ausgangspunkt für die Einstellung des Betriebsfensters (Konzentrationszyklen, pH-Wert) und der Antiscalant-Dosis. Sie beschreiben nur CaCO₃, nicht Sulfat, Siliciumdioxid oder allgemeine Korrosion, daher sind sie ein Leitfaden und nicht die ganze Geschichte.
Langelier-Sättigungsindex (LSI)
LSI = pH − pHₛ, wobei pHₛ der pH-Wert ist, bei dem das Wasser mit Calciumcarbonat gesättigt ist. Interpretation: LSI > 0 = Skalierung (CaCO₃ neigt zur Ausfällung), LSI < 0 = korrosiv/untersättigt (Wasser löst CaCO₃ und seinen Schutzfilm auf) und LSI ≈ 0 = ausgeglichen. Viele Kühlprogramme zielen auf einen leicht positiven LSI (einen dünnen Schutzfilm) mit einem Antiscalant ab, der eine tatsächliche Ablagerung verhindert.
Ryznar-Stabilitätsindex (RSI)
RSI = 2pHₛ − pH. Es verfeinert LSI für Kühlwasser mit höherem TDS und gibt immer eine positive Zahl zurück: RSI < 6 = Skalierung, RSI ≈ 6–7 = ausgeglichen, RSI > 7 = ätzend (und >8 stark ätzend). RSI ist für Kühltürme beliebt, da es Ablagerungen von korrosivem Wasser schärfer trennt als LSI allein.
Die fünf Eingänge und pHₛ
Beide Indizes benötigen pH-Wert, Temperatur, Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen (TDS), Calciumhärte (als CaCO₃) und Gesamtalkalität (als CaCO₃). Der pHₛ wird berechnet als: pHₛ = (9,3 + A + B) − (C + D), wobei A vom TDS, B von der Temperatur, C von der Calciumhärte und D von der Alkalität abhängt. Höhere Temperaturen, Kalzium und Alkalität senken den pHₛ und begünstigen die Verkalkung des Wassers.
Ausgearbeitetes Beispiel
Für Wasser mit pH 8,0, 30 °C, TDS 500 mg/L, Kalzium 240 mg/L (als CaCO₃) und Alkalität 200 mg/L (als CaCO₃) ergibt sich ein pHₛ von etwa 7,2. Dann LSI = 8,0 − 7,2 = +0,8 (Skalierung) und RSI = 2×7,2 − 8,0 = 6,4 (leichte Kalkbildung/ausgeglichen) – dieses Wasser neigt also zur Kalkbildung und sollte mit einem Antikalkmittel und kontrollierten Zyklen laufen.
Wie man sie benutzt
- Ziel a leicht positiver LSI (dünner Schutzfilm) und dosieren antiscalant Um Ablagerungen zu vermeiden, lassen Sie kein korrosives Wasser (stark negativer LSI) laufen.
- Neu berechnen am konzentrierte (Turm-)Bedingungen, nicht nur Make-up, und das bei höchster Hauttemperatur.
- Denken Sie daran, dass die Indizes nur CaCO₃ abdecken – prüfen Sie Sulfat, Siliciumdioxid und allgemeine Korrosion separat.
LSI- und RSI-Interpretation
| Tendenz | LSI | RSI |
|---|---|---|
| Starke Skalierung | > +0.5 | < 5.5 |
| Leichte Skalierung | 0 bis +0,5 | 5.5 – 6.2 |
| Ausgewogen | ≈ 0 | 6.2 – 6.8 |
| Leicht ätzend | −0,5 bis 0 | 6.8 – 8.0 |
| Ätzend | < −0.5 | > 8.0 |
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Häufig gestellte Fragen
Was ist der Langelier-Sättigungsindex (LSI)?
LSI = pH − pHₛ, wobei pHₛ der pH-Wert ist, bei dem Wasser mit Calciumcarbonat gesättigt ist. Ein positiver LSI bedeutet, dass das Wasser zur Ablagerung von CaCO₃ neigt. Ein negativer LSI bedeutet, dass es korrosiv ist und den schützenden Carbonatfilm auflöst. LSI nahe Null ist ausgeglichen. Er wird aus pH-Wert, Temperatur, TDS, Calciumhärte und Alkalität berechnet.
Was ist der Ryznar-Stabilitätsindex (RSI)?
RSI = 2pHₛ − pH. Es verfeinert den LSI für Kühlwasser und ergibt immer eine positive Zahl: Unter etwa 6 ist das Wasser steinbildend, etwa 6–7 ist ausgeglichen und über 7 ist es korrosiv (über 8 stark korrosiv). Es unterscheidet Ablagerungen von korrosivem Wasser schärfer als LSI allein.
Welche Eingaben benötigen Sie zur Berechnung von LSI und RSI?
Fünf: pH-Wert, Wassertemperatur, Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen (TDS oder in TDS umgewandelte Leitfähigkeit), Calciumhärte als CaCO₃ und Gesamtalkalität als CaCO₃. Daraus berechnen Sie den Sättigungs-pH (pHₛ = 9,3 + A + B − C − D), dann LSI = pH − pHₛ und RSI = 2pHₛ − pH.
Mit welchem LSI sollte das Kühlwasser laufen?
Viele Kühlprogramme zielen auf einen leicht positiven LSI – etwa 0 bis +0,5 – ab, sodass sich ein dünner schützender Carbonatfilm bildet, während ein Antiscalant die tatsächliche Ablagerung verhindert. Stark positive LSI-Risikoskala; Ein negativer LSI ist korrosiv und sollte vermieden werden. Bewerten Sie immer die konzentrierten Turmbedingungen und die heißeste Oberfläche, nicht nur das Zusatzwasser.
Decken LSI und RSI alle Kühlwasserablagerungen ab?
Nein. Beide Indizes sagen lediglich Kalkablagerungen und Korrosivität von Kalziumkarbonat voraus. Sie decken nicht Calciumsulfat, Siliciumdioxid, Phosphatablagerungen oder allgemeine Korrosion/Lochfraß ab, die separat beurteilt werden müssen. Verwenden Sie LSI/RSI als Ausgangspunkt, bestätigen Sie dann das vollständige Programm und dosieren Sie – VCYCLETECH kann Ihnen bei der Auswertung Ihrer Wasseranalyse helfen.
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Referenzen
- Langelier-Sättigungsindex – Wikipedia
- Hartes Wasser und Kalziumkarbonat – Wikipedia
- Calciumcarbonat – Wikipedia
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