Какие присадки защитят трубы отопления от коррозии

Система отопления жилых домов подвержена действию процессов коррозии. Особенно активно её разрушительное действие проявляется в открытых в системах, где применяется открытый не мембранный расширительный бак, а также в многоквартирных домах, так как вода сливается несколько раз в год.

Кроме конструкций из чёрного металла, коррозии подвержены и алюминиевые элементы. Но их химическое разрушение связано не с попаданием воздуха, а с взаимодействием с ионами меди.

Как появляется и к чему приводит коррозия в трубах

С повышением температуры воды на каждые 10 °C её способность вызывать коррозию увеличивается в два раза и уменьшается способность растворять соли CaCO₃ и CaSO₄, что приводит к ускоренному образованию накипи.

Однако вред системам отопления наносит не только реакции между различными химическими элементами. Вещества, которые растворены в любой воде, имеют способность оседать и прикрепляться к стенкам водотоков.

Эти химические процессы способствуют образованию ржавчины и накипи в системе отопления, которые уменьшает просвет труб и их теплоотдачу.

Одним из альтернативных вариантов избежать этих негативных факторов является замена воды в системе на антифриз, но можно не заменять теплоноситель, а подобрать подходящий ингибитор коррозии. Он имеет полный набор защитных химических элементов, экологически безвреден и доступный по цене.

Ингибитор коррозии применяется, чтобы предотвратить или замедлить процессы коррозии в системах отопления. Для уменьшения образования накипи применяют различные присадки и реагенты.

Защита систем отопления

Ингибиторы можно разделить на несколько классов в зависимости от таких факторов:

1. Каким способом реагент действует на металл: пассивирующий ингибитор покрывает поверхность, а абсорбирующий вступает во взаимодействие с верхним слоем металла;
2. От какой агрессивной среды нужно защитить металл: кислотной, сероводородной или нейтральной;
3. Какой химический состав имеет реагент: органический, неорганический или летучий;
4. Какие особенности имеет присадка: анодные составы, катодные или комбинированные.

Особенности применения ингибиторов

Специально разработанные реагенты для систем отопления имеют такие особенности:

• Защищают все типы металлов от коррозии;
• Уменьшают адгезию водорастворимых компонентов;
• Не допускают образование осадков нерастворимых веществ в системе отопления;
• Предназначены для использования при температурах выше 100 °C;
• Срок эффективной защиты — 5 лет;
• Регент должен занимать 2 — 2,5 % от общего объема теплоносителя в системе отопления. Это значительно снижает затраты на защиту систем обогрева;
• Добавки содержат летучие вещества, которые при испарении из воды создают защитный слой на поверхностях, не вступающим в прямой контакт с теплоносителем;
• Присадки не содержат вредных веществ;
• Замедляют развитие бактерий и водорослей.

Выбор и рекомендации по применению ингибитора для системы отопления

Тот или иной ингибитор необходимо выбирать на основании нескольких показателей:

1. Используется расширительный бачок открытого или закрытого типа;
2. Тип использованных конструкционных материалов: чёрные металлы, сплавы на основе меди или алюминия;
3. Показателя pH воды;
4. Показатели «жесткости» воды (количество растворённых солей в теплоносителе).

В зависимости от показателей жесткости и кислотности теплоносителя, а также особенностей системы отопления необходимо выбирать ингибитор определенного состава. Выделяют следующие составы присадок:

• Ортофосфат. Реагент образует защитную пленку, вызывает выпадение солей, при их больших количествах. Добавлять в теплоноситель необходимо исходя из пропорции 10 — 20 мг/л. Используется в системах отопления, где элементы выполнены из чёрных металлов при уровне Ph воды меньше 7,5 единиц. Концентрация хлора в воде 300 мг/л и более нивелирует эффективность ортофосфата и приводит к коррозии металла. Возможно использование в комплексе с цинковой полифосфатной или фосфанатной присадкой;
• Полифосфаты. Применяют для защиты трубопроводов из чёрных металлов с Ph воды в пределах до 7,5 единиц. Во время использования полифосфата смягчение воды не требуется. Количество хлора тоже не влияет на свойства этого ингибитора. Эффективность действия полифосфатов повышается с помощью цинка. Оптимальное количество 10 — 20 мг/л.;
• Фосфонаты. Применяют только в комплексе с цинком, ортофосфатами или полифосфатами. Состав будет эффективен при концентрации 10 — 20 мг/л и при Ph 7 — 9. Защита чёрных металлов обеспечивается добавлением кальция;
• Молибдат. Реагент защищает чёрные и алюминиевые сплавы. Добавлять в теплоноситель необходимо из расчета 75 — 150 мг/л, чтобы уменьшить количество состава без снижения эффективности, требуется добавление фосфорных компонентов. Рекомендуемая Ph воды – 5,5 — 8,5. Жесткая вода вызывает выпадения молибдата в осадок. Хлор и сернистые примеси нивелируют использование молибдата, но без возникновения язвенной коррозии;
• Силикат. Применяется для мягкой воды в концентрации 10 – 20 мг/л. Обеспечивает защиту систем из чёрных металлов и медных сплавов с водой, имеющей Ph 7 и выше. Защитное покрытие образуется на поверхностях на протяжении нескольких недель;
• Цинк. Применяется в качестве добавки к другим присадкам: ортофосфатам, полифосфатам, фосфонатам, молибдатам. А также с комбинациями ингибиторов, которые не содержат цинк: ортофосфат/полифосфат, ортофосфат/молибдат, смесь фосфонатов в количестве 0,5 — 2 мг/л. Цинк упрочняет защитную плёнку и позволяет уменьшить количество основного ингибитора. При превышении Ph воды 7,5 необходимо применение стабилизаторов цинка;
• Бензотриазол. Необходимая концентрация – 1 — 2 мг/л в воде с Ph 6 – 9 для защиты сплавов из меди;
• Толитриазол. Аналог бензотриазола;
• Ортофосфат кальция. Используют для устранения налипания осадков фосфатов кальция. Содержание ортофосфата кальция в воде должно составлять 10-15 мг/л.;
• Полиакрилаты, полималеаты, гидролизованные полиакриламиды и акрилатовые вещества. Используются при биологическом загрязнении. Оптимальная концентрация — 2-3 мг/л.;
• Хлор и бром применяют для уничтожения микроорганизмов. Достаточно концентрации на урове 0,1 — 0,5 мг/л. Хлор эффективен только в воде с Ph ниже 8. Если pH превышает данный показатель, используют бром;
• Цеолиты. Применяют для смягчения воды;
• Нитрит. Используется в закрытых системах, вызывает образование на поверхности устойчивой плёнки окиси железа. Действенный в концентрациях 250-1000 мг/л и повышением Ph до 9 — 9,5, путём добавления буры. Количество нитрита можно уменьшить до 300 мг/л, если использовать молибдат в таком же количестве. Нитриты поддаются разложению бактериями, поэтому в комплексе необходимо также использовать неокисляющийся бактерицид, ингибиторы коррозии меди и полимерный диспергатор;
• Щелочи (каустическая сода, зола). Используют для повышения Ph воды до 9 – 10,5 единиц.

Применение ингибиторов накипеобразования и коррозии в технологических процессах подготовки воды для питания паровых котлов, подпитки водогрейных котлов, тепловых сетей в системах коммунального теплоснабжения и ГВС

В феврале этого года в Госстрое России состоялся научно-технический совет, на котором была рассмотрена и одобрена Типовая инструкция по применению ингибиторов накипеобразования и коррозии в технологических процессах подготовки воды для питания паровых котлов, подпитки водогрейных котлов, тепловых сетей в системах коммунального теплоснабжения и ГВС. Документ подготовлен ООО НПК «Экоэнерго» совместно с ГУП Ростовский НИИ Академии коммунального хозяйства и согласован Госгортехнадзором России, Департаментом Госэнергонадзора Минэнерго России, ЗАО «Роскомунэнерго».

Инструкция обобщает требования к технологиям подготовки воды ингибиторами, применяемым в системах коммунального теплоснабжения, используемому дозирующему оборудованию.

Типовая инструкция предназначена для теплоэнергетических предприятий, организаций осуществляющими проектирование, внедрение в эксплуатацию, наладку, испытание установок, техническое диагностирование, энергетические обследования и другие работы на теплоэнергетических объектах и разработана с целью оказания методической помощи теплоэнергетическим предприятиям, эксплуатирующим тепловые энергоустановки, в применении ингибиторов накипеобразования и коррозии. На её основе в теплоснабжающих организациях, эксплуатирующих данный вид водоподготовки, должны составляться местные инструкции с учетом конкретных условий и технических особенностей.

В качестве объектов возможного применения ингибиторов в инструкции рассматриваются теплогенерирующие установки, закрытые и открытые системы теплоснабжения и системы горячего водоснабжения, параметры которых допускают использование ингибиторов в соответствии с их физико-химическими и санитарно-гигиеническими характеристиками.

В данной инструкции рассмотрен вопрос определения целесообразности и возможности применения ингибиторов.

Ингибиторы рекомендуются к применению:

при отсутствии деаэрации или неудовлетворительной работе деаэрационной установки;

при отсутствии водоподготовки;

при наличии накипи и отложений в трубных системах котлов, трубопроводах тепловых сетей, внутридомовых системах отопления свыше 0,2 мм, образовании шлама в котлах;

при гидравлическом сопротивлении (перепаде давления) водогрейного котла выше нормативного, уменьшении расхода воды через котел;

при скорости коррозии в котлах, трубопроводах тепловых сетей и внутридомовых систем отопления выше 0,085 мм/год.

Оценка опасности внутренней коррозии в тепловых сетях производится по показателю агрессивности сетевой воды в соответствии с Методическими указаниями по оценке интенсивности процессов внутренней коррозии в тепловых сетях РД 153-34.1-17.465-00 [1]

В приложении указаны ингибиторы накипеобразования и коррозии допущеные к использованию, а также указаны граничные параметры их применения.

По процедуре, описанной Типовой инструкцией, применению ингибиторов предшествует обязательное предварительное обследование тепловых энергоустановок специализированной организацией и исследование используемой воды. Детально расписаны этапы, состав каждого из них, и их последовательность при внедрении технологии обработки воды ингибиторами.

В инструкции указаны действия специализированных организаций по осуществлению полного комплекса работ по выбору и применению ингибиторов, проведению исследований используемой воды. А также условия применения тех или иных ингибиторов.

При выборе ингибиторов необходимыми условиями являются:

термическая устойчивость применяемого ингибитора не должна быть ниже максимальной проектной температуры рабочей среды тепловой энергоустановки;

ингибиторы должны обеспечивать необходимый технологический эффект: минимальную скорость накипеобразования и (или) коррозии;

дозировка в сетевую и подпиточную воду открытых систем теплоснабжения и систем горячего водоснабжения производится при условии, что ингибитор дозируется в концентрации, допускаемой гигиеническим заключением и при этом обеспечивает водно-химический режим в соответствии с требованиями нормативной документации;

ингибиторы в рекомендованной концентрации не должны вызывать коррозию металла тепловой энергоустановки, для которой используются ингибиторы, со скоростью более 0,085 мм/год;

ингибитор должен производиться на промышленной основе по утвержденным в установленном порядке техническим условиям;

Выбор ингибиторов для использования рекомендуется производить в зависимости от вида технологического эффекта, который желательно достигнуть, и предполагаемого режима обработки (коррекционный режим — с сохранением существующей схемы водоподготовки; стабилизационный режим — с отказом в целом от существующей водоподготовки или ее части).

Следует отметить, что при использовании стабилизационной схемы, данная инструкция предусматривает возможность расширения существующих норм водно-химического режима — устранение умягчения и (или) деаэрации.

Контроль водно-химического режима при использовании ингибиторов накипеобразования и коррозии должен обеспечить надежную, безопасную и экономичную эксплуатацию тепловых энергоустановок и ее отдельных элементов, поэтому в данной инструкции четко регламентирован объем и периодичность химического контроля.

Инструкция предусматривает, что методики, по которым определяются показатели качества воды, должны быть надлежащим образом сертифицированы и аттестованы, данные химических анализов должны обеспечивать проведение расчетов изменения концентрации ингибиторов, режимов работы оборудования, величины продувки котлов и эффективности коррекционной или стабилизационной обработки воды. Отбор проб должен быть организован в соответствии с требованиями данной инструкции. При отборе проб должны быть созданы условия для получения представительной пробы.

При использовании ингибиторов накипеобразования и коррозии химические подразделения (цех, лаборатория) должны быть доукомплектованы необходимым минимумом оборудования, приборов и химических реактивов. Эксплуатация установок дозирования ингибиторов без химического контроля не допускается.

Детально в инструкции изложены требования, которые должны предъявлять теплоэнергетические организации к оборудованию при внедрении водоподготовки ингибиторами. Рассмотрены устройство установок дозирования ингибиторов и технологические схемы дозирования реагентов в сетевую воду систем теплоснабжения, ГВС, питательную воду паровых котлов. В инструкции подробно описана процедура приемки технологии в эксплуатацию из монтажа с проведением послеоперационного контроля, гидравлических испытаний, пуско-наладочных работ. Указан объем и состав технической документации, предаваемой заказчику пусконаладочной организацией.

В Типовой инструкции рассмотрены обязанности эксплуатирующих предприятий, предприятий по организации эксплуатации, технического контроля, а также необходимая при этом техническая документация, сопровождающая внедрение и эксплуатацию данного способа водоподготовки. Приведены необходимые формы документации.

Приведем наиболее эффективные ингибиторы коррозии, допущенные к применению, которые являются также ингибиторами накипиобразования:

Цинковый комплекс ОЭДФ (ОЭДФ-Zn) ТУ 2439-001-242-10860-97)

Цинковый комплекс НТФ (НТФ-Zn) ТУ 2439-002-24210860-99)

Начало термического разложения данных ингибиторов: 210 0С.

Данные ингибиторы используются для подготовки подпиточной воды систем теплоснабжения, ГВС, питательной воды паровых котлов, для:

Коррекционной обработки — применение одновременно с умягчением до установленных норм и деаэрацией

Стабилизационной обработки: обработка ингибитором при Ж общ. питательной воды паровых котлов до 2500мкг-экв/л и при Ж общ. подпиточной и сетевой воды систем теплоснабжения, ГВС до 25 мг-экв/л.

Применение данных ингибиторов регламентировано в Методических указаниях МУ 1-321-03 [2] и МУ 1-322-03[3], согласованных Госгортехнадзором России.

Методические указания по оценке интенсивности процессов внутренней коррозии в тепловых сетях. РД 153-34.1-17.465-00, Москва, 2001г.

Методические указания по коррекционной обработке питательной воды паровых котлов, подпиточной воды систем теплоснабжения водогрейных котлов комплексонатами ОЭДФ-Zn, НТФ-Zn. МУ 1-321-03, г.Ростов-на-Дону, 2003г.

Методические указания по стабилизационной обработке подпиточной воды систем теплоснабжения водогрейных котлов комплексонатами ОЭДФ-Zn, НТФ-Zn. МУ 1-322-03, г.Ростов-на-Дону, 2003г