Коррозия в стальных радиаторах
Если Вы начнете искать информацию о степени подверженности стальных радиаторов процессам коррозии, то Вы найдете крайне противоречивую информацию. Одни источники утверждают, что «. стальные радиаторы имеют гораздо большую коррозионную устойчивость, чем, например, алюминиевые радиаторы». Другие — наоборот, говорят о том, что «. стальные радиаторы подвержены ускоренной коррозии — при самых благоприятных условиях коррозия стали составляет не менее 1,5 мм. в год.»
Давайте разберемся, как же есть на самом деле. Все процессы коррозии, протекающие в стальных радиаторах водяного отопления, можно условно разделить на две группы: коррозия стали из-за контакта с водой, и атмосферная коррозия стали (т.е. из-за контакта с воздухом).
Коррозия стали в воде
Коррозия стали в воде в первую очередь зависит от количества кислорода, находящегося внутри системы водяного отопления, и, в зависимости от этого, протекает совершенно по-разному. По идее воздух, а значит, и содержащийся в нем кислород, вообще не должны находится в системе водяного отопления. Однако на практике такое случается из-за того, что постоянно происходит возобновление объема теплоносителя из-за порывов трассы, ремонтных работ, замен оборудования и отопительных приборов и т.д.
Коррозия стали в воде, не содержащей кислорода
Интенсивность процессов коррозии в воде, не содержащей кислорода, зависит в первую очередь от кислотно-щелочного баланса воды, то есть от уровня pH.
В воде, не содержащей кислорода, коррозия протекает следующим образом: ион-атомы железа переходят в раствор, где соединяются с гидроокисными анионами, образуя при этом гидрат закиси железа, который в виде плохорастворимого осадка попадает в горячую воду (т.е. теплоноситель).
Дальнейшее развитие событий зависит от уровня кислотности воды. Если вода в системе отопления имеет повышенную кислотность (pH которой выше 7), то водородные катионы соединяются со свободными электронами. В результате выделяется атомарный водород Н, благодаря которому на поверхности стали образуется довольно плотный и однородный защитный слой, существенно замедляющий процесс последующей коррозии (этот процесс «по-умному» называется водородная деполяризация).
В случае же пониженной кислотности теплоносителя-горячей воды (pH меньше 7) атомарный водород будет объединяться в молекулы газа водорода, и, соответственно, выделяться в виде газа. Естественно, в этом случае такого защитного слоя не образуется.
Однако, и мы уже не раз это отмечали, для российских центральных городских сетей теплоснабжения характерна именно повышенная кислотность (как правило, она находится на уровне 8-9 рН) — а это значит, что процессы коррозии стальных радиаторов в таких условиях протекают значительно медленнее (в отличие от алюминиевых радиаторов отопления, в которых повышенная кислотность водного теплоносителя, наоборот, существенно ускоряет процессы химической коррозии алюминия).
Коррозия стали при действии воды, содержащей кислород
Если же стальная стенка радиатора будет соприкасаться с водой, содержащей кислород, коррозия будет происходит иначе. В этом случае кислород связывает водород, который должен бы образовывать защитный слой на поверхности железа, и, соответственно, никакого защитного слоя на поверхности стали не образуется (по-научному это называется «кислородная деполяризация»).
При этом двухвалентное железо подвергается окислению в трехвалентное, и вместо гидрата закиси железа мы получаем уже гидроокись железа, которая впоследствии может переходить в гидратированные окиси (которые чаще всего называют «пучиной»).
Продукты, образующиеся в результате такого процесса коррозии, уже не образуют плотно прилегающего к поверхности металла защитного слоя — скорее всего, это обусловлено тем, что образующаяся в присутствии кислорода гидроокись железа имеет в два раза меньший объем, чем гидрат закиси железа, который мы получаем в процессе коррозии стали, проходящий в воде без участия кислорода.
Таким образом, наличие кислорода определяет скорость протекания коррозии стали в воде — кислород значительно ускоряет коррозию и разрушение стенки стального радиатора, причем увеличение концентрации кислорода до определенного уровня может привести к очень резкому увеличению общей коррозионной активности среды.
Атмосферная коррозия стали
Этот вид коррозии в стальных радиаторах возникает, когда система водяного отопления полностью сливается (в центральных системах отопления это происходит ежегодно, причем иногда на очень длительное время — от 3 до 6 месяцев, в зависимости от региона и погодных условий). Тогда в системе вместо воды оказывается воздух, и процессы коррозии стального радиатора начинают происходить уже под воздействием атмосферных факторов — кислорода и влажности.
Все мы знаем, что со временем на воздухе сталь ржавеет — однако не всем известно, что это происходит только в условиях повышенной влажности воздуха. В сухом атмосферном воздухе сталь практически не подвергается коррозии.
Атмосферная коррозия сам по себе носит электрохимический характер, причем электролитом является именно слой влаги, оседающий на поверхности металла. Это означает, что если слоя влаги на внутренней поверхности стального радиатора нет, то и коррозии металла в какой-либо значительной степени в этом случае также не будет.
В общем и целом процесс коррозии стали в атмосферных условиях во многом похож на коррозию стали в воде, содержащей кислород — продукты коррозии, покрывающие металл, представляют собой гидратированные окиси железа, причем скорость протекания такой атмосферной коррозии стали зависит в основном от содержания влаги в воздухе: если относительная влажность воздуха, находящегося внутри системы отопления не превышает 70-75%, то коррозия стали протекает в таких условиях очень медленно. А вот при влажности воздуха свыше 75% коррозия начинает происходить с гораздо большей скоростью.
Учитывая, тот факт, что даже при полном осушении системы около 10% воды остается в радиаторе, то влажность воздуха в системе водяного отопления держится на высоком уровне, и именно поэтому процессы атмосферной коррозии стали в период летнего осушения системы отопления происходят очень интенсивно.
Интересным фактом является то, что загрязнение воздуха дымом, сажей, углекислым газом и окислами металлов, характерное для крупных промышленных городов, таких как Красноярск, способно еще больше усилить процессы атмосферной коррозии — атмосферная коррозия стального радиатора, установленного в промышленном городе, происходит быстрее, чем коррозия аналогичного радиатора отопления, установленного, например, в небольшом городе или в сельской местности.
Таким образом, для того, чтобы существенно снизить коррозию стальных радиаторов, необходимо соблюдение следующих условий: во-первых, необходимо минимизировать попадание кислорода в воду-теплоноситель, во-вторых, поддерживать повышенный уровень кислотности горячей воды-теплоносителя (в центральной системе это происходит и без нашей помощи, а в частной (замкнутой) системе уровень воды можно легко регулировать с помощью специальных добавок), и в-третьих, необходимо исключить ситуацию полного осушения системы водяного отопления (а это возможно сделать только в частной системе отопления).
При соблюдении этих трех условий процессы коррозии в стальных радиаторах будут происходить гораздо медленнее, чем, например, в алюминиевых. Именно поэтому в нашей стране стальные радиаторы можно спокойно применять только в замкнутых системах водяного отопления частного дома или здания.
Для увеличения срока службы биметаллических радиаторов без специальной антикоррозийной защиты (а таких радиаторов на рынке большинство, исключением являются лишь биметаллические модели Royal Termo) рекомендации будут те же — учитывая, что внутренние элементы, имеющие непосредственный контакт с водой, в биметаллических радиаторах тоже выполняются из стали.
А вот для биметаллических радиаторов из нержавеющей стали вообще ничего не нужно — они являются абсолютно устойчивы к любым, даже самым агрессивным средам, и не нуждаются в какой-либо дополнительной подготовке теплоносителя.
Коррозия и защита радиаторов (батарей)
Коррозия радиаторов отопления (батарей) – это разрушение внутренних стенок, связанное с постоянным воздействием на металл воды.
Рано или поздно, но с проблемой коррозии радиаторов (батарей отопления) сталкиваются практически все. Когда снимаешь старые радиаторы, невольно ужасаешься. Их внутренняя часть забита продуктами коррозии, различного типа отложениями, а сами стенки батарей невероятно уменьшились, стали тонкими. Все это происходит из-за протекания коррозионных процессов. Сразу же возникает вопрос: что же будет с новенькими красивыми батареями через пару лет, и будут ли они хорошо отапливать помещение?
В результате коррозии радиаторов значительно сокращается срок их службы. Часто могут образоваться пробоины самих батарей или же стояков (труб, по которым поступает горячая вода). При возникновении данного типа аварий, необходимо полностью менять трубы и радиаторы на новые, либо ставить хомуты (что часто делают работники ЖЕКов).
Давайте подробнее рассмотрим причины возникновения и протекания коррозии радиаторов. Внутренняя коррозия батарей наблюдается почти во всех системах отопления, только стадии протекания процессов разные. В основном это связано с использованием воды, которая содержит большое количество газообразных примесей и солей. Очень часто местные теплосети, у которых постоянный недостаток денежных средств, используют для заполнения отопительных систем обычную водопроводную воду, которая не подвергалась какой-либо предварительной обработке. Подобные ситуации наблюдаются и в небольших закрытых системах отопления (частные дома, в которых люди самостоятельно заполняют систему). Т.е. для питья такая вода в некоторой степени пригодна, а на трубы оказывает губительное действие. Соли, которые содержатся в ней, постепенно отлаживаются на стенках трубопровода горячей воды, радиаторов, зашламляя их и образуя накипь. С одной стороны, они очень сильно ухудшают работу отопительных систем. Накипь и шлам скапливаются на внутренних поверхностях батарей (особенно на трудноомываемых участках), в результате чего радиаторы намного хуже проводят тепло и отапливают помещение. С другой же стороны, накипь является дополнительной защитой металла от коррозии. Доступ кислорода к внутренним стенкам радиаторов затрудняется, и коррозионное разрушение замедляется. Т.е. использовать для заполнения систем высокоочищенную от солей воду нецелесообразно.
Коррозионная активность воды, в большей степени, зависит от содержания растворенного в ней кислорода, хлоридов, сульфатов, карбоната кальция и других примесей. Вода, которую используют для заполнения систем отопления, очень агрессивна, поэтому должна подвергаться предварительной обработке. Кроме того, необходимо принимать меры по защите от коррозии самих радиаторов.
Существует три основных принципа борьбы с внутренней коррозией радиаторов и отопительного оборудования:
— использование материалов, которые не подвергаются коррозионному разрушению;
— облагораживание агрессивной среды (снижение коррозионной активности воды);
— повышение стойкости оборудования отопительных систем, используя специальные защитные антикоррозионные покрытия.
Чтоб снизить коррозионную активность воды, широко используется два основных способа: химический и физический.
Суть химического способа защиты радиаторов от коррозии заключается в использовании специальных агентов. Введение в систему таких веществ и обработка реализуются на стадии подготовки воды. К физическому способу снижения агрессивности воды относится удаление газов. Самый распространенный метод – дегазация (деаэрация).
В условиях повышенной температуры коррозионные процессы протекают намного быстрее, и применение только двух вышеописанных способов защиты радиаторов и систем отопления от коррозии не оказывает желаемого эффекта. Этого не достаточно. Поэтому очень часто воду обрабатывают силикатом натрия. В таком случае на внутренней поверхности батарей образуется пленка, которая защищает ее от разрушения. Если трубопровод и радиаторы изготовлены из оцинкованной стали, можно вводить в систему полифосфаты, силикаты и фосфаты, которые также образуют защитный слой.
Образование пленки на внутренней поверхности радиаторов отопления может происходить как в процессе эксплуатации (отложение труднорастворимых солей), так и при их изготовлении. Многие хорошо зарекомендовавшие себя производители, при изготовлении корпуса радиатора, обрабатывают его защитными средствами. Это может быть химическое вещество или слой металла, который не подвергается коррозионному воздействию данной среды.
Шлам и накипь образуются в результате взаимодействия стенок радиаторов и трубопровода с жесткой водой. Если проводить подпитку смягченной водой или просто контролировать ее жесткость, можно предупредить возникновение накипи. Смягчение воды проводят следующими способами:
— щелочная обработка содой и известью;
— использование катионитовых фильтров;
— специальная обработка, в результате которой из воды удаляется часть воздуха и карбонаты.
Сейчас очень популярны алюминиевые радиаторы. Их производители рекомендуют поддерживать кислотность воды в пределах 7 – 8 рН. Очень многие люди, у которых в квартире (доме) стоит автономная система отопления, для ее заполнения используют дистиллированную, талую или дождевую воду, т.к. считают данную среду нейтральной. Стоит отметить, что это не так! Использование такой воды не решит проблем с внутренней коррозией радиаторов. Кислотность дистиллированной воды обычно лежит в пределах 5,5 – 6 рН. Тоже можно сказать о талой и дождевой, только их агрессивность увеличивается еще за счет насыщения кислородом. Перед тем, как заполнять систему, необходимо уменьшить кислотность воды, например, добавив в нее кальцинированную соду. Но не стоит ею злоупотреблять, т.к. это может привести к обратному эффекту.
Коррозия и защита системы отопления
Коррозия системы отопления и как от нее защититься
Коррозия радиаторов отопления– это разрушение внутренних стенок, связанное с постоянным воздействием на металл теплоносителя низкого качества.
Рано или поздно, с проблемой коррозии радиаторов (батарей отопления) сталкиваются практически все системы отопления, заполненные некачественным теплоносителем. Когда снимаешь старые радиаторы, невольно ужасаешься. Их внутренняя часть забита продуктами коррозии, отложениями, а сами стенки батарей сильно уменьшились, стали тонкими. Все это происходит из-за протекания коррозионных процессов. Сразу же возникает вопрос: что же будет с новенькими красивыми батареями через несколько лет, и будут ли они отдавать тепло, как в самом начале эксплуатации?
В результате такой коррозии радиаторов значительно сокращается срок их службы. Часто могут образоваться дыры в самих батарей или же в стояках . При возникновении данного типа аварий, необходимо полностью менять трубы и радиаторы на новые.
Далее мы подробно рассмотрим причины возникновения и протекания коррозии радиаторов. Внутренняя коррозия батарей наблюдается почти во всех системах отопления, только стадии протекания процессов бывают разные. В основном это связано с использованием не качественной воды, которая содержит большое количество газообразных примесей и солей. Зачастую местные теплосети, у которых постоянный недостаток денежных средств, используют для заполнения отопительных систем обычную водопроводную воду, которая не подвергалась предварительной обработке. Подобные ситуации наблюдаются и в небольших закрытых системах отопления (частные дома, в которых люди самостоятельно заполняют систему). Т.е. для питья такая вода в некоторой степени пригодна, а на трубы оказывает губительное действие. Соли, которые содержатся в ней, постепенно отлаживаются на стенках трубопровода, радиаторов, зашламляя их и образуя накипь. В результате чего радиаторы намного хуже проводят тепло и отапливают помещение.
Коррозионная активность воды, в большей степени, зависит от количества содержания растворенного в ней кислорода, хлоридов, сульфатов, карбоната кальция и других примесей. Вода, которую используют для заполнения систем отопления, очень агрессивна, поэтому должна подвергаться предварительной обработке. Кроме того, необходимо принимать меры по защите от коррозии самих радиаторов.
Существует три основных принципа борьбы с внутренней коррозией радиаторов и отопительного оборудования:
— использование материалов, которые не подвергаются коррозионному разрушению;
— облагораживание агрессивной среды (снижение коррозионной активности воды, использование специально подготовленной воды, антифризов и т.д. ипользование специальных воздухоудалителей, сепараторов, гидрострелок);
— повышение стойкости оборудования отопительных систем, используя специальные защитные антикоррозионные покрытия.
Чтоб снизить коррозионную активность воды, широко используется два основных способа: химический и физический.
Суть химического способа защиты радиаторов от коррозии заключается в использовании специальных агентов. Введение в систему таких веществ и обработка реализуются на стадии подготовки воды. К физическому способу снижения агрессивности воды относится удаление газов. Самый распространенный метод – дегазация (деаэрация).
В условиях повышенной температуры коррозионные процессы протекают намного быстрее, и применение только двух вышеописанных способов защиты радиаторов и систем отопления от коррозии не оказывает должного эффекта. Этого не достаточно. Поэтому очень часто воду обрабатывают силикатом натрия. В таком случае на внутренней поверхности батарей образуется пленка, которая защищает ее от разрушения. Если трубопровод и радиаторы изготовлены из оцинкованной стали, можно вводить в систему полифосфаты, силикаты и фосфаты, которые также образуют защитный слой.
Образование пленки на внутренней поверхности радиаторов отопления может происходить как в процессе эксплуатации (отложение труднорастворимых солей), так и при их изготовлении. Практически все известные производители, при изготовлении корпуса радиатора, обрабатывают его защитными средствами. Это может быть химическое вещество или слой металла, который не подвергается коррозионному воздействию данной среды.
Шлам и накипь , практически всегда образуются в результате взаимодействия стенок радиаторов и трубопровода с жесткой водой. Если проводить подпитку смягченной водой или просто контролировать ее жесткость, можно предупредить возникновение накипи. Смягчение воды проводят следующими способами:
— щелочная обработка содой и известью;
— использование катионитовых фильтров;
— специальная обработка, в результате которой из воды удаляется растворенный воздух и карбонаты.
Сейчас очень популярны алюминиевые литые радиаторы. Их производители рекомендуют поддерживать кислотность воды в пределах 7 – 8 рН. Очень многие люди, у которых в квартире (доме) стоит автономная система отопления, для ее заполнения используют дистиллированную, талую или дождевую воду, т.к. считают данную среду нейтральной. Стоит отметить, что это не всегда правильно! Использование такой воды не решит полностью проблему с внутренней коррозией радиаторов. Кислотность дистиллированной воды обычно лежит в пределах 5,5 – 6 рН. Тоже можно сказать о талой и дождевой, только их агрессивность увеличивается еще за счет насыщения кислородом. Перед тем, как заполнять систему, необходимо уменьшить кислотность воды, например, добавив в нее кальцинированную соду в соответствующих пропорциях. Но не стоит ею злоупотреблять, т.к. это может привести к обратному эффекту.
