ABC ogrzewania. Rdzawy nalot (1)

Ale to temat na zupełnie inny artykuł w innym piśmie.
W większości zastosowań, a może nawet we wszystkich poza wcześniej wymienionym, elementy zawierające w składzie żelazo (np. stal) są zabezpieczane przed korozją w najróżniejsze sposoby. Po co malujemy powierzchnie z metalu? Żeby ładnie wyglądały? Pewnie też, ale niektórym na pewno podobałby się naturalny, srebrny kolor szlifowanej stali. Malowanie ma na celu odizolowanie żelaza od tlenu znajdującego się w atmosferze. Jeśli chcemy mieć powierzchnie w naturalnym kolorze stali, musimy chociaż nanieść na nią warstwę lakieru bezbarwnego. Znanych jest wiele innych sposobów zabezpieczania przed korozją, np. powlekanie powierzchni innym metalem – cynkowanie, cynowanie, niklowanie, chromowanie. Są jednak sytuacje, kiedy nie można w pewny i trwały sposób zabezpieczyć powierzchni metalu zawierającego żelazo przed kontaktem z tlenem.
Niejeden z Czytelników przy okazji demontażu instalacji c.o. z pewnością spotkał się z brązową zawiesiną wypływającą z wnętrza grzejnika czy przewodu. Ta zawiesina to właśnie zmieszane z wodą cząsteczki rdzy. Pojawia się pytanie, skąd wzięła się rdza wewnątrz instalacji c.o., skoro nie powinno być tam tlenu? Przecież na wstępie napisałem, że aby powstała korozja, potrzebny jest tlen. Instalacja c.o. wypełniona jest przecież czynnikiem grzewczym, którym zazwyczaj jest woda, a nie powietrze. Wszystko się zgadza. Tylko skąd ta rdza? Wiecie, jak oddychają ryby?

Dzięki tlenowi rozpuszczonemu w wodzie. Tlen w wodzie występuje tak samo, jak w powietrzu. Nie tworzy z wodą żadnego związku (nie mylić z wodą utlenioną), jest go w wodzie znacznie mniej niż w powietrzu, ale już ta ilość wystarczy, by wystąpiła korozja. Specyfiką instalacji grzewczych jest to, że woda służąca do przenoszenia ciepła krąży w obiegu zamkniętym. Co może z tego wynikać? W przypadku instalacji otwartych, swobodne zwierciadło wody w zbiorniku przelewowo-wyrównawczym (w najwyższym punkcie instalacji) ma stały kontakt z powietrzem, a tym samym z tlenem wchodzącym w jego skład”. Unikam tu też powtórzenia „zbiornik” i „powietrze”. Odwołując się do przykładu ryb oddychających tlenem rozpuszczonym w wodzie, zastanówmy się, czemu zazwyczaj tego tlenu rybom nie brakuje? Przecież w rzekach czy jeziorach nie ma układów natleniających wodę, jak ma to miejsce w domowych akwariach. Tlen przedostaje się do wody przez powierzchnię zwierciadła rzeki czy jeziora. Kilka rybek w akwarium bez mechanicznego natleniania też przeżyje dzięki tlenowi przedostającemu się do wody przez powierzchnię. Podobnie w otwartym zbiorniku wyrównawczym instalacji c.o. – tlen do wody przedostaje się poprzez powierzchnię zwierciadła wody. O ile w przypadku akwarium jest to zjawisko pożądane, to w instalacji c.o. wręcz przeciwnie. Zwiększona ilość tlenu w wodzie przyczynia się do korozji elementów stalowych, w szczególności wewnętrznej powierzchni grzejników. Powietrze zawarte w wodzie może „zbierać” się w grzejniku, powodując powstawanie stref wypełnionych powietrzem zamiast wodą, a tym samym wywołując powstawanie stref niedogrzania w grzejnikach. Kolejnym czynnikiem zwiększającym ilość tlenu w wodzie jest częste uzupełnianie jej ubytków „nową” wodą. Oczywiste jest, że właśnie w instalacjach otwartych znacznie szybciej pojawiają się ubytki wody niż w instalacjach zamkniętych. Woda, którą uzupełniamy niedobory, najczęściej jest bardziej bogata w tlen niż ta, która już krąży w obiegu c.o.
Oczywiście, otwarte instalacje c.o. występują niezbyt często. Najczęściej spotykamy się z instalacją zamkniętą z cyrkulacją wody grzejnej wymuszoną dzięki wchodzącej w skład instalacji pompie cyrkulacyjnej. W tego typu układach nie stosuje się otwartych zbiorników przelewowo- wyrównawczych, tylko zamknięte przeponowe naczynia wzbiorcze. Naczynie wzbiorcze składa się z zamkniętego zbiornika przedzielonego membraną, najczęściej wykonaną z gumy. W jednej części naczynia jest woda napływająca z instalacji c.o., a druga część wypełniona jest domyślnie azotem. Dlaczego azotem? Gaz ten, stanowi największą część składu powietrza – 78% (dla przypomnienia tlenu jest niecałe 21%) i jest gazem, który nie przedostaje się przez membranę, a dzięki temu nie rozpuszcza się w wodze z instalacji c.o. Napisałem, że naczynie wzbiorcze domyślnie wypełnione jest azotem.
W praktyce azot jest w nowym naczyniu. Kiedy wraz z upływem czasu azotu ubywa poprzez np. niewielką nieszczelność w zaworze służącym do napełniania naczynia, ubytki uzupełnia się powietrzem. Jest to najprostszy i z pewnością najtańszy sposób. Osoba uzupełniająca ubytki gazu w naczyniu wzbiorczym pewnie w większości przypadków nawet nie wie, że naczynie powinno być dopełniane azotem.
Skutkiem ubocznym zmiany gazu, stanowiącego poduszkę gazową w naczyniu wzbiorczym, jest przenikanie tlenu z powietrza poprzez membranę wykonaną z materiału, który nie przepuszcza azotu  (a jedynie tlen) do wody w układzie c.o. Skutki tego zjawiska są jeszcze gorsze niż w układach otwartych ze zbiornikiem przelewowym. Oprócz wymienionych wcześniej stref niedogrzania i przyspieszonej korozji wnętrza instalacji c.o. i grzejników, nadmiar tlenu w wodzie przyczynia się do zapowietrzania pomp. Zapowietrzona pompa pracuje w innych warunkach niż przewidział to jej producent, co prowadzi do znacznie szybszego jej zniszczenia. Błędem przyczyniającym się do szybszej korozji wnętrza instalacji c.o. jest praktykowana przez użytkowników sezonowa wymiana wody na nową. Jak już wcześniej napisałem, skutkiem ubocznym uzupełniania ubytków wody jest zwiększenie ilości tlenu w instalacji c.o. Tym bardziej sezonowa wymiana całej wody z instalacji c.o. na „świeżą” sprawia, że proces korozji jest przyśpieszony. Na zakończenie przeczytajmy z instrukcji montażu naczynia wzbiorczego, jednego z czołowych producentów naczyń wzbiorczych, fragment na temat obecności tlenu w instalacji c.o.: „W trakcie eksploatacji należy minimalizować dostęp tlenu z powietrza do układu grzewczego czy chłodniczego w wyniku przenikania czy uzupełniania”.
Powstaje pytanie, po co stosować do budowy instalacji c.o. materiały podatne na korozję? Można przecież zastosować obecnie bardzo powszechne przewody wykonane z tworzyw sztucznych. Czy jest to dobry pomysł? Dowiemy się z drugiej części artykułu.
dr inż. Paweł Kowalski

Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij