apstatyba.lt – Architektūra – Projektavimas – Statyba. Besidomintiems statybų rinkos naujienomis!

Metalų korozija šilumokaičiuose: ar įmanoma išvengti? Korozijos priežastys ir apsaugos būdai

Metalų korozija šilumokaičiuose: ar įmanoma išvengti? Korozijos priežastys ir apsaugos būdai Metalų korozija šilumokaičiuose: ar įmanoma išvengti? Korozijos priežastys ir apsaugos būdai

Korozija – reiškinys, kurio metu metalai yra dėl fizikinės ir cheminės sąveikos su aplinka. Korozijos veikiamas metalas pereina į oksiduotą būklę ir praranda jam būdingas savybes, todėl dažnai įvyksta šilumokaičių ir vamzdynų gedimai, dėl kurių patiriama didelių nuostolių. Arba paprasčiau: Metalų korozija – tai savaiminis metalų irimas, vykstantis dėl cheminės ar elektrocheminės metalų ir aplinkos sąveikos. Ją lemia gamtos fizikos dėsniai ir šio vyksmo sustabdyti beveik neįmanoma.

Korozijos reiškiniui atsirasti būtinos kelios sąlygos: metalinės vamzdyno sistemos, cirkuliuojantis vanduo, bei į sistemą su oru patekęs deguonis. Sąveikaujant metalams, deguoniui ir vandeniui vyksta korozija. Koroduoti gali visų tipų metalai, intensyvumas priklausys nuo vandens kokybės (pvz. nuo vandens kietumo arba agresyvių kalkių nuosėdas sudarančių rūgščių) ir vandens temperatūros. Korozija 3-4 kartus dažnesnė karšto vandens sistemoje ir šilumokaičiuose.

Šildymo, vedinimo ir oro kondicionavimo (arba ŠVOK) sektoriuje daugiausia problemų kelia elektrocheminė korozija (elektrocheminis procesas, kurio metu susidaro makrogalvaninių ir mikrogalvaninių elementų), atsirandanti metalui liečiantis su elektrai laidžiu skysčiu. Dėl metalinių ir nemetalinių priemaišų, pažeistų oksidų plėvelių, kitų metalinių dangų, skirtingos elektrolitų koncentracijos, temperatūros, skirtingų įtempių metalo paviršiuje susidaro anodinių ir katodinių plotelių, atsiranda elektros srovė. Elektrocheminės korozijos produktai gali susidaryti toli nuo korozijos vietos.

Ypač daug problemų sukelia elektrocheminė korozija*, atsirandanti dėl klaidžiojančių elektros srovių. Klaidžiojančiomis vadinamos srovės, atsiskiriančios nuo įvairių elektros šaltinių ir tekančios dirva, taip pat požeminiais įrenginiais. Vamzdžiuose, kuriais teka klaidžiojančios srovės, gali vykti stipri vidinė korozija (ypač lituotuose šilumokaičiuose ir karšto vandens vamzdynuose). Dėl jos šilumokaitis arba vamzdis gali trūkti. Suprantama, trūkiai gali pridaryti nemenkų piniginių nuostolių pastatų ir daugiabučių namų savininkams ar naudotojams.

Dėl netinkamo suprojektavimo, netinkamų medžiagų naudojimo ar netinkamos eksploatacijos atsiradusi elektrocheminė korozija paveikia vamzdynus senos statybos, ir net naujos statybos pastatuose. Klaidžiojančios elektros srovės karšto vandens vamzdynuose dažniausiai atsiranda dėl neteisingų projektinių sprendimų ir (arba) netinkamai sumontuotos sistemos. Lietuvoje, projektuojant pastatų karšto vandens tiekimo ir nuotekų sistemas, dažnai neatsižvelgiama į vamzdynų atstumus nuo elektros instaliacijos. Kai elektros laidai nutiesiami mažesniu nei 1 m atstumu nuo vamzdynų, kartais ir visai šalia jų arba ant jų. Dėl šalia vamzdynų esančių elektros laukų sužadinamos indukcinės srovės, kurios ir klaidžioja po vamzdynus, sukeldamos vidinę koroziją.

Nemažą reikšmę turi ir tinkamas sistemos eksploatavimas. Pasitaiko atvejų, kai elektros prietaisams įžeminti naudojami vamzdynai. Pavyzdžiui, gyventojai, panaudodami vamzdynus, dažnai įžemina savo rūbų skalbykles.

Vario įtaka korozijos proceso skatinimui labai svarbi. Nors tiekiamame vandens sudėtyje vario nėra, tam tikri kiekiai į vandenį patenka iš varinių vamzdžių, armatūros ir talpų. Vario į sistemą gali patekti tirpstant variniams šilumokaičių arba konvektorių vamzdeliams ir t.t. Vanduo, kuris tekėjo ir kontaktavo su variu, karštai galvanizuoto plieno vamzdžiais neturi tekėti.

Kietųjų dalelių sankaupos bei nuosėdos (rūdys, purvas, magnetitas, kalcio, magnio ir silicio junginiai) taip pat gali sukelti intensyvią koroziją, ypatingai ant horizontalių vidinių metalo paviršių. Lituojant fliusu, rekomenduotina tepti tik vamzdžio galą, o ne jungties vidų, nes fliuso perteklius vamzdyje gali sukelti taškinę koroziją. Prieš eksploatuojant sistemą svarbų ją išplauti, kad neliktų fliuso likučių ir kitų nešvarumų.

Kita didelė problema yra ta, kad Lietuvoje karšto vandens sistemos projektuojamos ir montuojamos iš cinkuoto plieno vamzdžių. Normaliomis sąlygomis cinkuoto plieno vamzdžiai galėtų būti eksploatuojami iki 50 metų. Tačiau Lietuvoje karšto vandens vamzdynai dažnai būna eksploatuojami jau minėtomis sąlygomis (arčiau nei 1 m atstumu nuo vamzdynų nutiesti elektros laidai, 50-60 °C viršijanti karšto vandens temperatūra, agresyvios medžiagos vandens sudėtyje), kurioms cinkuoto plieno vamzdžiai tiesiog netinka.

Pasak mokslininkų, cinkuotos plieninės talpyklos (vamzdžiai) naudojamos karšto vandens tiekimo sistemose ir jų eksploatavimo laikas siekia 30-40 metų. Cinko korozijos greitis vandenyje, kuriame nėra CO2 (t. y, be hidrokarbonatų) ir kurio temperatūra siekia 75 °C, yra nedidelis — mažesnis nei 1 µm per metus. Tačiau vandenyje esant 1,5 % CO2 ir 85 °C temperatūrai, cinko korozijos greitis jau siekia 25-43 µm per metus. Cinko atsparumas korozijai dar labiau mažėja ir korozijos pobūdis (tipas) pasikeičia vandenyje esant net ir nedidelei vario jonų koncentracijai. Pavyzdžiui, esant — 0,1 mg/l Cu2+, — 28 mg/I. CO2 ir aukštesnei nei 75 °C temperatūrai, per aštuonis mėnesius išsivystė 0,3-0,4 mm gylio vietiniai cinko korozijos židiniai. Šie rezultatai leidžia teigti, kad cinkuoto plieninio vamzdžio korozijos priežastys yra susijusios su vandens sudėtimi (padidėjusi hidrokarbonatų koncentracija ir Cu jonų priemaišos), bei jo temperatūra.

Metalų korozija šilumokaičiuose: ar įmanoma išvengti? Korozijos priežastys ir apsaugos būdai

Tyrime pateikiamos ir rekomendacijos korozijos prevencijai:

  • Neviršyti didesnio vandens tėkmės greičio vamzdžiuose nei rekomenduojama;
  • Sumontuoti specialios paskirties filtrus, kietųjų dalelių ir magnetito surinkimui;
  • Kontroliuoti vandens temperatūrą sistemoje;
  • Kontroliuoti ir mažinti hidrokarbonatų (HCO3) koncentraciją vandenyje;
  • Mažinti varinių (žalvarinių) detalių skaičių karšto vandens tiekimo sistemoje.

Nesant galimybės užtikrinti vandens kokybės ir palaikyti saugų temperatūros intervalą, nerekomenduojama naudoti cinkuotų plieno vamzdžių karšto vandens tiekimo sistemose. Naudojant cinkuotus vamzdžius, būtina kontroliuoti cinko dangos kokybę, cheminę sudėtį, struktūrą ir storį. Šis akivaizdus pavyzdys rodo, kad karšto vandens tiekimo sistemoms labiau tiktų naudoti iš kitų medžiagų pagamintus vamzdžius. Pavyzdžiui, daugelyje Vakarų šalių, siekiant pastatuose įrengti patikimą ir ilgalaikę karšto vandens tiekimo sistemą, montuojami variniai arba nerūdijančiojo plieno vamzdžiai (dažniausiai pastarieji). Iš šių medžiagų pagaminti vamzdžiai yra atsparūs elektrocheminei ir kitų rūšių korozijai, vandens temperatūrų svyravimams bei agresyvioms medžiagoms, esančioms vandens sudėtyje. Daugumą klausimų, susijusių su korozija, galima išspręsti dar projektuojant. Tiesiog reikėtų pagalvoti apie tinkamo atstumo išlaikymą tarp vamzdynų ir elektros laidų, apie elektros nutekėjimą iš netvarkingų elektros šaltinių per betono ar kitas konstrukcijas. Taip pat apie tai, kaip išvengti galingų magnetinių laukų susikūrimo šalia vamzdynų ir kaip išspręsti elektros prietaisų įžeminimo klausimą, kad tam nereikėtų naudoti vamzdynų.

Dėl korozijos, klaidžiojančių srovių ar netinkamos vandens kokybės trūksta karšto vandens vamzdynai, lituoti šilumokaičiai ir genda kita ŠVOK įranga. Nukenčia ne tik patalpų savininkai ar naudotojai, bet ir statytojai, projektuotojai, draudimo įmonės.

* Elektrocheminė metalų korozija susideda iš trijų svarbiausiųjų procesų:

  • Anodinio proceso (hidratintų metalo jonų susidarymo elektrolite bei elektronų anodiniuose ploteliuose);
  • Elektronų tekėjimo metale iš anodinių į katodinius plotelius ir anijonų bei katijonų maišymosi tirpale;
  • Katodinio proceso (katodinių plotelių elektronų jungimosi su tirpale esančiais depoliarizatoriais: prijungiančiais elektronus jonais, atomais ir molekulėmis).

Informacija paruošta pagal Wikipedija.org / Lietuvos santechnikų asociacija / kitus viešus informacijos šaltinius.

Dėl techninės informacijos prašome kreiptis į šildymo įrangos tiekimo įmonę UAB „Absoliuta“.

Pasidalink: