Ochrona kotłów c.o. przed korozją. Walka z wżerami.

zobacz artykuł w formie pdf zobacz pdfa  zobacz pdfa  

Żywotność pieców c.o. jest uzależniona głównie od pojawienia się korozji, a dokładniej od jej agresywności i szybkości, z jaką oddziałuje na wnętrze wymiennika. To zjawisko niekorzystne z racji tego, że poprzez długotrwałe (długoletnie) postępowanie może doprowadzić do powstawania przecieków w kotle. Z reguły naprawa danego miejsca polega na wycięciu skorodowanego (nieszczelnego) miejsca, oczyszczeniu powierzchni i przyspawaniu nowej blachy.

Niestety jest to trudne do realizacji i wiąże się z pewnymi kosztami.
Trzeba tutaj zauważyć, iż podczas takiej regeneracji pojawiają się dodatkowe problemy związane z doborem odpowiedniego spoiwa (skład chemiczny), a także z prawidłowym przeprowadzeniem procesu spawania. Zdarza się, iż kocioł wymaga naprawy w wielu miejscach. Te aspekty niejednokrotnie decydują o wymianie pieca na nowy, bowiem naprawa starego jest nieopłacalna.

Skąd ta korozja?
Korozja to oddziaływanie zachodzące na pograniczu metalu i środowiska, powodujące negatywne zmiany we własnościach danego materiału i prowadzące do pogorszenia roli, jaką spełnia, co w konsekwencji wymaga reakcji [1].
Efektem korozji może być powstawanie zgorzeliny (fot. 1).
W zależności od okoliczności, materiału i narażenia na poszczególne związki wyróżnia się m.in. zgorzelinę porowatą, jednofazową lub wielofazową.

Ich wygląd przypomina nachodzące na siebie „płaty” o grubościach dochodzących do kilku mm. Odpadanie czy odrywanie się ich od metalu powoduje zmniejszenie jego grubości [2].
Zgorzelina może mieć także wpływ na ograniczenie sprawności kotła – stwarza barierę utrudniającą właściwe nagrzewanie wody.

Korozji nie da się uniknąć.

Zachodzący w kotle proces spalania paliw (których produktami są szkodliwe związki chemiczne), nieodpowiednia (za niska) temperatura pracy, wilgotny opał, zbyt wychłodzona woda powracająca z instalacji czy nieprawidłowo zaprojektowany wymiennik (powodujący nadmierne wychłodzenie spalin w okolicach ostatniej przegrody) to tylko niektóre z prowodyrów skutkujących postępem korozji.

Ważnym czynnikiem powodującym powstawanie korozji jest skład chemiczny spalanego paliwa.

Zatem opał można podzielić na kilka grup [2]:

* nieposiadający siarki ani popiołów,
* zawierający siarkę, lecz bez popiołów
* zawierający zarówno siarkę, jak i popiół.

Sposób spalania paliwa w kotle (z nadmiarem powietrza lub z jego niedoborem) ma bardzo duże znaczenie, jeśli chodzi o tworzące się produkty spalania. Powstaje ich znacznie więcej, jeśli nie ma zapewnionej odpowiedniej ilości tlenu, co pokazano w tabeli.

Jak ograniczyć korozję?
Istnieje możliwość ograniczenia korozji, a tym samym przedłużenia żywotności kotła poprzez odpowiednie zabiegi zapobiegające temu zjawisku.

W przypadku projektowania kotłów należy zwrócić uwagę na właściwe ukształtowanie poszczególnych detali wraz z odpowiednim rozmieszczeniem. Zbyt duże odległości pomiędzy przegrodami (panelami wodnymi, kopertami) mogą powodować brak odpowiedniego nagrzewania miejsc płaszcza wodnego znajdujących się najniżej. Nieodpowiednie odstępy pomiędzy wspomnianymi elementami i zła konstrukcja wymiennika (za dużo paneli wodnych, wydłużony kocioł itp.) mogą wpływać na nadmierne wychłodzenie spalin w drodze do wyjścia kominowego, a tym samym powodować skraplanie wody na ściankach wymiennika.

Ważnym parametrem podczas projektowania i wykonania wymiennika jest zastosowanie właściwych materiałów przeznaczonych do tego celu. Odpowiednie przepisy [3] wskazują minimalne grubości i gatunki poszczególnych materiałów na elementy pieców. Nie ulega wątpliwości, iż stosowane wyroby hutnicze muszą charakteryzować się brakiem jakichkolwiek wad czy niezgodności.

Warto również przeanalizować konstrukcję kotła, a mianowicie, czy posiada nagłe zmiany przekrojów lub miejsc, w których nastąpiłby przepływ turbulentny mogący prowadzić do zjawiska kawitacji. To zjawisko wywołane jest znacznym zwiększeniem prędkości cieczy wraz z drastycznym obniżeniem ciśnienia, czemu towarzyszy pojawienie się pęcherzy par na ściankach. Następnie poprzez wzrost ciśnienia nieciągłości (pęcherzyki) kurczą się i dzięki wywołanym naprężeniom prowadzą do powstawania pęknięć lub zagłębień. Podczas tego procesu można usłyszeć charakterystyczne stuki [4]. Miejsca te zostają osłabione i mogą zostać zaatakowane przez korozję (fot. 2).

Utrzymywanie właściwej temperatury wody w piecu jest bardzo istotną kwestią. Niższe temperatury mogą powodować skraplanie się wody na ściankach wymiennika, której nagromadzenie w połączeniu z popiołem utworzy wilgotną maź zalegającą w dolnych partiach pieca. Zbyt niska temperatura wody powracającej z układu może prowadzić do korozji niskotemperaturowej. Jest to zjawisko związane z kilkoma aspektami, z których najważniejsze to: wspomniany powrót wychłodzonej wody i oziębianie rozgrzanych powierzchni kotła, a także stosowanie wilgotnego paliwa wraz z procesem spalania odbywającego się na niskich parametrach pracy. W takiej sytuacji dochodzi do powstania pary wraz ze związkami siarki, np. SO3, które „atakują” najsłabsze (najzimniejsze) miejsca w kotle i rozpoczynają działanie korozji niskotemperaturowej [5]. Procesowi temu można zapobiegać, stosując zawory trój- lub czterodrożne. Zainstalowane w odpowiednim miejscu instalacji dają (oprócz innych funkcji) możliwość ogrzania wychłodzonego czynnika powracającego do kotła. Taki manewr powoduje dogrzanie wychłodzonej wody, a tym samym zmniejsza ryzyko powstawania  tego rodzaju korozji.

W celu ochrony metalu przed korozją stosuje się malowanie jego powierzchni specjalnymi farbami, odpornymi na działanie wysokich temperatur, tzw. żaroodpornych (granice 400÷600°C). Należy jednak pamiętać, iż przy regularnym czyszczeniu kotła powłoka ochronna może ulec zniszczeniu, dlatego powinno się ją odnawiać.

Kolejną kwestią ograniczającą tworzenie się korozji jest gruntowne wyczyszczenie wnętrza po zakończonym sezonie grzewczym, wraz z pozostawieniem otwartych furtek i wyczystek. Takie postępowanie (pod warunkiem drożnego komina) spowoduje przepływ powietrza, dzięki czemu będzie on na bieżąco osuszany. W przeciwnym razie dojdzie do powstawania skroplin na elementach wymiennika, a wszechobecna wilgoć stworzy doskonałe warunki dla rozwoju korozji. Czyszczenie wymiennika najlepiej wykonywać za pomocą szczot drucianych, pamiętając o zakamarkach i rogach. Podczas oczyszczania nie powinno się uderzać w ścianki wymiennika, by nie doprowadzić do ewentualnych uszkodzeń. Po usunięciu zanieczyszczeń wnętrze najlepiej pomalować specjalną antykorozyjną farbą (najlepiej żaroodporną) lub, jeśli nie ma takiej możliwości, zabezpieczyć je olejem (na okres letni).

Jeśli istnieje potrzeba usunięcia wody z kotła w celu przeprowadzenia remontów czy innych czynności, po zakończeniu tych prac należy go ponownie napełnić wodą. Warto również nagrzać piec po tej operacji do temperatury maksymalnej [6]. Pozwoli to na wyeliminowanie mikroskopijnych pęcherzyków powietrza (tlenu) znajdujących się w kotle, co uniemożliwi osadzenie się ich na ściankach wymiennika.

Ważnym aspektem ochrony kotła są tzw. inhibitory korozji. Wspomniana wyżej norma PN-EN ISO 8044 określa je jako środki chemiczne, które zastosowane w odpowiednim stężeniu obniżają szybkość korozji. Ich zastosowanie zmniejsza ryzyko jej wystąpienia nawet o około 90% [6].

Podsumowując, profesjonalne podejście do zagadnień związanych z projektowaniem, eksploatacją i zabezpieczeniem kotła centralnego ogrzewania przed korozją spowoduje wydłużenie żywotności pieca. Pozwoli również na przesunięcie w czasie konieczności zakupu nowego wymiennika.

Paweł Wilk

Literatura:

[1] PN-EN ISO 8044:2002 „Korozja metali i stopów — Podstawowe terminy i definicje”.
[2] Mrowiec S., Werber T., „Korozja gazowa metali”, Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1975.
[3] PN-EN 303-1 „Kotły grzewcze. Kotły grzewcze z palnikami nadmuchowymi. Terminologia, ogólne wymagania, badania i oznaczenia”.
[4] Blicharski M., „Inżynieria powierzchni”, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2009.
[5] „Spalanie i paliwa”. Pod red. W. Kordylewskiego, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2005.
[6] Grochal M., Szczypiński Z., „Obsługa kotłów centralnego ogrzewania”, Arkady, Warszawa 1974.

Fot. 1. Przykład tworzącej się warstwy zgorzeliny.
Fot. 2. Korozja dolnej części panelu wodnego.

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