Образования течи из отопительных приборов
Участились случаи обращения за экспертизой причины образования течи из отопительных приборов (батарей отопления).
Первым вопросом является вопрос: а забираете ли вы сами отопительные приборы на химический анализ?
Всегда следует ответ: а зачем?
Здесь возникает буквально театральная пауза.
На самом деле, нет смысла забирать прибор на химический анализ, и вот почему:
1. Предположим, отопительный прибор взят на химический анализ и разложен на атомы, и мы знаем о нем из чего он сделан, содержание вещества и процентный состав химических элементов таблицы Менделеева, только неясно, а при чем тут повреждение батареи, что нам дало тайное знание по химии, если у нас дырка в батарее. На мой взгляд, ничего такого, чтобы нас приблизило к разгадке тайны.
2. Повреждение отопительного прибора может произойти по целому ряду причин, совершенно не связанными с химическим составом материала, из которого сделан отопительный прибор.
3. Причинами повреждения чаще всего являются гидравлический удар, потом плохой монтаж, электрохимическая коррозия, физический износ (коррозия), разморозка и умышленное повреждение; к химическому составу имеет отношение, только электрохимическая коррозия.
4. Причем электрохимическая коррозия проявляется в виде язв коррозии металла, которые и так видны, их ни с чем не спутаешь.
Главное, не торопитесь расщеплять отопительный прибор на атомы, это обычно не нужно. И, соответственно, тратить деньги на дорогостоящий химический анализ обычно бесполезно.
Продолжая тему повреждения батареи отопления, рассмотрим причину -гидравлический удар. На фото типичный пример разрыва батареи в результате гидравлического удара. Кратко, гидравлический удар- это результат преобразования динамического напора (энергии движения жидкости) в статический. Поскольку вода несжимаемая жидкость, то, если ей не хватает объема, или она натыкается на препятствие, объем неизбежно будет разорван, в случае батареи это очень наглядно бывает видно.
Здесь есть одна особенность: гидравлический удар обычно не создает много повреждений, потоку необходимо разорвать сосуд только в одном месте, далее, согласно закону Блеза Паскаля, изменение давление, вернее, его уменьшение мгновенно распределиться по всему объему, и давление резко упадет. На фото пример, как разорвана чугунная батарея.
Повреждение приборов отопления
Здесь есть несколько нюансов:
1. Расширение теплофикационной воды происходит после достижения ею температуры минус 4 градуса по Цельсию. Следовательно, если разрыв произошел, то температура теплоносителя (воды) спустилась ниже этой отметки. Поэтому при экспертизе надо фиксировать, могло ли такое быть. В ПРОТИВНОМ СЛУЧАЕ причина разрыва из-за морозного расширения становится спорной.
2. Разрыв происходит снизу, поскольку теплая вода поднимается вверх, холодная-вниз. Следовательно, разморозка (достижение водой температуры морозного расширения) начнется снизу вверх.
3. Разрыв обычно не повсеместный, если замораживание было растянутым по времени, то разрыв батареи в одном месте даст возможность вытечь теплоносителю из замкнутого пространства наружу.
4. Если разрыв множественный, то температура опустилась очень быстро.
5. Если вместо воды использовалась незамерзающая жидкость (например, тосол), то разморозка происходит гораздо реже, именно в силу того, что и процесс морозного расширения, и температура, при которой это происходит, существенно отличаются, равно как и последствия, все не настолько брутально.
Электрохимическая коррозия
Электрохимическая коррозия, это разрушение структуры металла в результате химических реакций, спровоцированных электрическим током.
Здесь есть несколько особенностей:
1. Возбуждение электрического тока , даже в отсутствие видимых источников электрического тока, объясняется наличием металлической оболочки и движущегося внутри проводника электрического тока, в результате получается классическая катушка с электромагнитной индукцией, которая и возбуждает ток в приборе отопления.
2. Ток может возбуждаться и по причине наличия контактов металлических изделий, изготовленных из металлов, имеющих разную электрохимическую напряженность, которая позволяет одним атомам одного вещества отнимать электроны у атомов другого вещества, в результате рождается электрический ток и перенос вещества от одних частей системы к другим.
3. Согласно ГОСТ 9.005-72 Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Металлы, сплавы, металлические и неметаллические неорганические покрытия. Допустимые и недопустимые контакты с металлами и неметаллами (с Изменением N 1)
«1.9. Металлы, отнесенные к соответствующим группам в табл.1-3, определяющих допустимость контактов металлов, расположены таким образом, что группы металлов, имеющие больший порядковый номер, катодны к группам металлов, имеющим меньший порядковый номер…
3.2. Допустимость контактов металлов для изделий, эксплуатируемых в пресных водах при суммарной концентрации солей в воде более 150 мг/дм или при концентрации хлор-ионов выше 50 мг/дм , устанавливают в соответствии с табл.3.- т. е. если больше, то Пара Латунь — Углеродистые и низколегированные стали — на грани применения.
3.3. При суммарной концентрации солей в пресной воде ниже 150 мг/л или концентрации хлор-ионов ниже 50 мг/дм степень опасности контакта, за исключением контактов с магниевыми и алюминий магниевыми сплавами, по табл.3 снижается: «недопустимый» контакт рассматривается как «ограниченно допустимый», «ограниченно допустимый» — как — «допустимый»».
Т. е. согласно таблицам 1 и 2 (См. Приложение №2) получаем, что использование в одной системе алюминиевых, медных, чугунных, латунных и стальных элементов недопустимо, поскольку ведёт к электрохимической коррозии элементов системы.
На фото видно повреждение алюминиевых батарей, расположенных в одной системе с латунными и медными трубами.
Здесь коррозия объясняется тем, что более активные металлы вытесняют медь из оксида. А алюминий приборов отопления восстанавливает оксид меди (II):
3CuO + 2Al = 3Cu + Al2O3
Теряя при этом вещество, многие соединения меди имеют белую окраску, либо бесцветны. Это объясняется тем, что в ионе меди все пять Зd-орбиталей заполнены парами электронов. Однако оксид Cu2O имеет красновато-коричневую окраску, отсюда и красный цвет потека из коррозионной язвы.
Повреждение приборов отопления. Физический износ
На фото -чугунная батарея, прослужившая уже 50 лет. Видно, что слоев краски на ней минимум 10 штук. Материал батареи имеет ярко выраженную кристаллическую решетку. Излом неровный с выколом части ребра и разрывом соседней секции. По остальным частям батареи множественные трещины и аналогичный вырыв кусков. Это тоже последствия гидравлического удара, пришедшегося на ослабленный физическим износом отопительный прибор.
Материал батареи лопнул, как орех, разом и везде. Чем-то напоминает разрушение батареи от разморозки, но есть нюанс: разрыв произошел в верхней части секции, и разрыв по характеру неоднороден, хаотичен. При разморозке батарея разрывается от расширения льда, но наиболее холодная часть жидкости концентрируется внизу и разрывает батарею снизу вверх, здесь разрыв как раз наверху с динамическим разрушение соседней части, при хрупком разрушении одной части это привело к упругому воздействию на соседнюю секцию, в результате и произошло её разрушение.
Но причиной — спусковым крючком здесь послужил гидравлический удар, пришедшийся на батарею, как конечный ослабленный физическим износом элемент.