Ankieta

Czym grzejesz?

  ​

Facebook

Chemia instalacyjna

Problem korozji w rurach centralnego ogrzewania i nie tylko...

Korozja-

stary problem, nowe spojrzenie




Dużym problemem dla instalacji c.o jest korozja, która w znacznym stopniu skraca żywotność wszystkich rur wodociągowych.

Zjawiska korozyjne mogą być klasyfikowane wg różnych kryteriów.

 

Patrząc na problem pod względem miejsca powstawania tego zjawiska, korozję możemy podzielić na:

  • korozja ogólna (na całej powierzchni metalu, który znajduje się w środowisku korozyjnym)

    lub

  • korozja lokalna ( działająca w pewnych miejscach na powierzchni metalu poddanego działaniu środowiska korozyjnego):

    1. korozja wżerowa – korozja lokalna wywołująca tworzenie się wżerów postępujących od powierzchni w głąb metalu” (występuje gdy w środowisku znajdują się jony zdolne do niszczenia warstwy pasywnej np. rury miedziane w wodzie o dużej ilości siarczanów, aluminium w wodzie o dużej ilości chlorków itp.)

    2. korozja szczelinowa – korozja lokalna związana i występująca w wąskiej szczelinie, lub w bezpośrednim jej sąsiedztwie. (korozja powstająca na miejscach połączeń elementów wywołana różnym poziomem tlenu w szczelinie i poza nią)

    3. korozja podosadowa – korozja lokalna związana z osadem produktów korozji lub innej substancji (korozja rozwijająca się np. pod rdzą w elementach żelaznych lub rurach stalowych)


Rozpatrując zjawisko korozji według mechanizmów powstawania dzielimy na:

  • Korozja elektrochemiczna- korozja, podczas której zachodzi, co najmniej jedna reakcja anodowa” (proces utleniania – korozji metalu) „ i jedna reakcja katodowa” (proces redukcji – przyjmowania elektronów).

  • Korozja wywołana prądami zewnętrznymi – korozja elektrochemiczna wywołana działaniem zewnętrznego źródła prądu elektrycznego” (prądy błądzące przepływające mogą doprowadzić do procesu galwanizacji, czego pierwszym objawem może być perforacja grzejników stalowych).

  • Korozja galwaniczna - korozja wywołana działaniem ogniwa galwanicznego zwana również jako „korozja bimetaliczna”, gdzie elektrody (elementy instalacji) utworzone są z dwóch różnych metali (najczęściej występujący problem z miedzią i aluminium lub stalą i miedzią w instalacji).

  • Korozja mikrobiologiczna – korozja wywołana działaniem mikroorganizmów obecnych w układzie korozyjnym ( bakterie, glony, powodujące uszkodzenia korozyjne metali, a także osady-narośla).

  • Korozja selektywna – np. odcynkowanie mosiądzu– korozja mosiądzu polegająca na usuwaniu cynku z mosiądzu (np. przy zastosowaniu wody destylowanej w instalacji).

  • Korozja międzykrystaliczna – korozja występująca na granicach ziaren metalu lub w obszarach do nich przylegających ( dot. głównie austenicznych stali nierdzewnych).

  • Korozja naprężeniowa – proces, w którym równocześnie występuje korozja z naprężeniem metalu (dot. głównie stopów metali takich jak aluminium, miedź, stal, stal kwasoodporna, nikiel w miejscach np. tłoczenia, gięcia, spawania).


Oczywiście nie wszystkie typy korozji występują w każdej instalacji, a walkę z nią można podjąć za pomocą inhibitorów, które pomagają również w walce z drugim problemem- z osadami i szlamem.

OSADY I SZLAM


Osady utworzone przez wytrącanie się związków z twardej wody mogą mieć niezwykle szkodliwy wpływ na działanie instalacji wodnych. Osady mineralne popularnie zwane kamieniem lub kamieniem kotłowym mogą powodować zatory w rurach, straty wydajności i prowadzić do przedwczesnego uszkodzenia elementów, a co za tym idzie- zwiększenie kosztów konserwacji.

Woda pompowana ze studni, rzek lub zbiorników do wodociągów, zawiera rozpuszczone minerały, znane jako sole twardości. Minerały te mogą mieć korzystny wpływ na zdrowie, tak jak na przykład wapń, ale mogą również odkładać w instalacjach wodnych w formie kamienia, wywołując niepożądane rezultaty.

Proces odkładania się kamienia.

Osady mineralne pierwotnie składają się z węglanów wapnia i magnezu. Węglany, które są generalnie nierozpuszczalne, są wytrącane przez ogrzewanie wody zawierającej rozpuszczalne wodorowęglany wapnia i magnezu. Wodorowęglany są nietrwałe termicznie i rozpadają się, tworząc węglany, a tym samym kamień, podczas ogrzewania.

Czynniki mające wpływ na osadzanie się kamienia

-Im wyższa (tymczasowa) twardość wody, tym więcej kamienia się osadzi.

-Im wyższe jest pH (odczyn zasadowy) wody, tym większa będzie tendencja do odkładania się kamienia

-Im wyższa jest temperatura, do której podgrzewa się wodę, tym więcej kamienia się wytrąci.

Z tego powodu osady te powstają najczęściej w wymiennikach ciepła kotłów lub wymiennikach płytowych (zetknięcie z wyższą temperaturą). Warstwa węglanu wapnia na wymienniku kotła o grubości tylko 0,1mm zmniejsza sprawność kotła o 5% i zwiększa temperaturę metalu wymiennika aż o 90o C ! Skutki tego mogą być bardzo poważne – nie tylko straty energii, ale także możliwość poważnej awarii kotła. Odrywające się od podłoża kawałki osadów mogą doprowadzić do zatarcia pomp, blokady zaworów. Mogą łączyć się także ze szlamem.


Osady – produkty korozji. Innym rodzajem osadów są powstałe osady podczas procesu korozji. Mogą to być osady stałe, nierozpuszczalne w wodzie ( jak np. narosty podczas procesu korozji mikrobiologicznej), zgorzelina – warstwa stałych produktów korozji lub twarde tlenki żelaza. Tak jak i pozostałe osady są one groźne dla instalacji, ograniczają przepływ, zmniejszają sprawność przekazywania ciepła, mogą powodować powstawanie „korozji podosadowej”. Osady tego typu mogą powstawać w całej instalacji na elementach stalowych czy żeliwnych. Narosty tlenku żelaza mogą pojawiać się m.in. na żeliwnych wymiennikach ciepła. Ich warstwa grubości 0,5 mm zmniejsza sprawność kotła o 2,5%, a temperaturę metalu wymiennika o 31 o C. Tak jak i osady mineralne uwolnione od podłoża mogą prowadzić do poważnych uszkodzeń.


Szlam. Czarny szlam składa się z tlenków żelaza –magnetytu (produkt korozji tlenowej) z dodatkiem innych zanieczyszczeń takich jak np. uwolnione osady mineralne, piasek z form odlewniczych. W systemach niezabezpieczonych, używanych przez wiele lat przybiera postać ciągnącej się, lepkiej substancji. Gromadzi się w miejscach gdzie jest ograniczony przepływ wody, w najniższych częściach instalacji, głównie w dolnych partiach grzejników, wymiennikach JAD, instalacji podłogowej. Z czasem ograniczając przepływ wody coraz bardziej, aby w krańcowych wypadkach zupełnie go zahamować – objawem tego są zimne grzejniki, mała wydajność cieplna wymienników JAD. Pod warstwą utwardzonego szlamu może powstać korozja podosadowa, szlam może także sprzyjać rozwojowi korozji mikrobiologicznej.

JAK TEMU ZARADZIĆ?


Zjawisk powstawania korozji, osadów i szlamu w instalacji nie można całkowicie oddzielić. Istnieje między nimi wiele powiązań-często jedne są produktami drugich, drugie zwiększają rozwój trzecich itd. Wszystkie one działają ze szkodą na instalacje. Dlatego należy te zjawiska rozpatrywać razem i szukać środków, które będą działać niwelująco lub hamująco na każde z tych zjawisk.

Wpływ na ograniczenie korozji i powstawanie osadów i szlamu mają:

  • właściwy projekt instalacji w celu zapewnienia odporności na korozję,

  • poprawny dobór materiałów(metali) w instalacji,

  • właściwe parametry wody służącej do napełnienia instalacji,

  • poprawna eksploatacja instalacji,

  • zastosowanie właściwego środka zabezpieczającego –inhibitora korozji.


W praktyce naturalnych procesów chemicznych nie można całkowicie wykluczyć, a mogą też wystąpić inne uwarunkowania jak np. wymagania inwestora ( np. instalacja miedziana, grzejniki aluminiowe) lub konieczność podłączenia się do istniejącej instalacji (np. instalacja otwarta). Dlatego duży wpływ na te procesy ma zastosowanie odpowiedniego środka zabezpieczającego-inhibitora.