Hořčíková nebo hliníková anoda pro ohřívač vody

Co je to hořčíková nebo hliníková anoda pro ohřívač vody – bojler

Vodovodní voda s rozpuštěnými solemi je vodičem elektrického proudu – elektrolytem. Ze školního kurzu fyziky víme, že pokud se do elektrolytu vloží dvě elektrody z různých kovů, vznikne galvanický článek. Jedna z elektrod přijímá kladný potenciál – anoda, druhá – záporný – katoda. V důsledku elektrochemické reakce v elektrolytu interaguje anodový kov s kyslíkem rozpuštěným ve vodě. Kov anody je zničen, mění se v oxidy a rez. Druhá elektroda, katoda, nekoroduje.

Nádrž ohřívače vody vždy obsahuje díly z různých kovů – nádrž je ocelová, topné těleso měděné. Měď v tomto páru bude katodou a ocelová nádrž bude anodou.

I když jsou všechny díly v nádrži vyrobeny z nerezové oceli, svarové švy mají rozdíly ve složení kovu. Velmi malé nečistoty na povrchu svarového kovu tvoří galvanický prvek s kovem nádrže a vytvářejí podmínky pro elektrochemickou korozi svarového kovu. Svarový kov v tomto galvanickém článku je anodou a bude postupně degradovat.

K ochraně kovu nádrže a sváru před elektrochemickou korozí je do elektrolytu umístěna elektroda vyrobená z kovu s vysokým záporným potenciálem. Taková elektroda bude mít anodový potenciál jak s kovem ocelové nádrže, tak se svarovým švem. A chráněný kov bude fungovat jako katoda. v důsledku toho kov anody bude korodovat a pomalu se zhoršovat, zatímco kov katody (nádrž a svary) nebude trpět rzí.

Tento způsob ochrany se nazývá obětní ochrana proti korozi, a Elektroda se nazývá obětní ochranná anoda. Někdy je výhodné vyrobit anodu ve formě povlaku jednoho kovu druhým. Například ocel je často potažena vrstvou zinku, aby se vyrobila galvanizovaná ocel. Vrstva zinku, která slouží jako anoda.

Na kov používaný jako ochranný materiál jsou kladeny následující základní požadavky:

• • Elektrodový potenciál materiálu chrániče musí být podstatně zápornější než potenciál chráněného kovu;
  • Množství elektřiny získané elektrochemickým rozpouštěním jednotkové hmotnosti běhounu by mělo být co největší.

  Tyto požadavky na ochrannou ochranu ocelových a měděných dílů nejlépe splňují a nejčastěji je využívají elektrody z hořčíku, hliníku nebo zinku. Ionty zinku, Zn 2+ , jsou toxické. Z hygienických důvodů se proto v ohřívačích vody nepoužívají anody z galvanizované oceli a zinku.

  K ochraně ocelových nádrží elektrických ohřívačů vody před korozí jejich výrobci obvykle jsou použity hořčíkové anody. Hliníkové elektrody vytvářejí menší potenciálový rozdíl v elektrolytu s jinými kovy než hořčíkové anody. Na trhu lze nalézt hliníkové anody pro ohřívače vody od jiných výrobců.

  Tabulka. Některé elektrochemické vlastnosti hořčíku a hliníku

  

  Anodové elektrody jsou vyrobeny ze speciálních slitin základního kovu.

  Tvorba hustého oxidového filmu zabraňuje průchodu proudu v technicky čistém hliníku a běžných slitinách technických kovů. Zavedení speciálních přísad do slitin umožňuje získat elektrody s více zápornými potenciály než má základní kov. Slitinové chrániče zůstávají aktivní, korodují rovnoměrně a nestávají se pasivními v prostředí, ve kterém se používají.

  Hořčíková anoda může obsahovat určité procento hliníku a do slitiny hliníkové elektrody se nutně přidávají zinek a hořčík. Kromě toho se pro zlepšení vlastností do kovu často přidávají další prvky, například indium vzácných zemin. U Složení a vlastnosti anod se mohou lišit v závislosti na výrobci.

  Každý chránič má svůj vlastní akční rádius, který závisí na velikosti a vlastnostech anody a také na parametrech elektrolytu a chráněného kovu. Rozměry anody, stejně jako počet elektrod v nádrži, se volí v závislosti na povrchu chráněného kovu a přítomnosti elektricky izolačních povlaků (barva, smalt atd.) na jeho povrchu. Čím větší je povrch otevřeného kovu v nádrži bez ochranných povlaků, tím větší by měla být velikost anody a/nebo jejich počet.

  Rychlost destrukce a eroze anody závisí také na složení kovu elektrody a elektrické vodivosti vody. Hořčíkové chrániče by se měly používat ve vodě s pH 9,5 – 10,5. Pokud je pH vody nižší, rychlost rozpouštění hořčíkové elektrody se zvyšuje. Při výběru anody doporučuji postupovat podle návodu výrobce.

  Všechny kovové části v nádrži ohřívače vody musí mít elektrický kontakt s anodou. Anodu nemůžete jen tak vložit do nádrže nebo ji přitlačit plastovými sponami k trubicím senzoru, jak radí někteří „experti“.

  Nevýhody anodické obětní antikorozní ochrany

  Překročí-li posun anodového potenciálu na zápornou stranu určitou hodnotu, tzv obrana, což vede k uvolňování vodíku na katodě, ke změně složení téměř elektrodové vrstvy a k dalším procesům. Všechny tyto procesy přispívají k odlupování ochranného (izolačního) povlaku v nádrži a urychlení koroze chráněného kovu.

  Aby se zabránilo nadměrné ochraně a aby se zabránilo nedostatečné ochraněvelikost potenciálového rozdílu mezi anodou a katodou musí být v určitých mezích v závislosti na řadě faktorů, které se mohou měnit. Navíc v případě výrazné změny těchto faktorů je nutné změnit hodnotu anodového potenciálu. to znamená, Velikost rozdílu potenciálu mezi anodou a katodou je třeba měřit, řídit a regulovat.

  U drahých ohřívačů vody se používá pokročilejší, nastavitelná katodická ochrana proti korozi. Potenciální posun chráněného kovového předmětu se provádí pomocí externího stejnosměrného zdroje. Potenciální rozdíl mezi titanovou anodou a nádrž ohřívače vody je regulována elektronicky podle daného programu.

  Praxe provozování levných ohřívačů vody s obětní ochranou ukazuje, že ne vždy je možné eliminovat nadměrnou ochranu pomocí hořčíkové anody doporučené výrobcem.

  Pro jednoduchý, ochranný způsob ochrany ohřívačů vody, jediný způsob, jak zabránit nadměrné ochraně a snížit potenciál, je výměna hořčíkové anody na hliníkové elektrodě.

  Kdy vyměnit hořčíkovou anodu za hliníkovou

  Skutečnost, že hořčíková anoda v ohřívači vody pracuje v režimu nadměrné ochrany, označuje přítomnost dvou faktorů současně:

  • • Rychlé rozpuštění hořčíkové elektrody, vyžadující výměnu častěji než jednou za dva roky.
    • Intenzivní vývoj vodíku. Plyn se hromadí v horní části kotle a když otevřete kohoutek, horká voda, zvláště na samém začátku, vychází s bublavým zvukem. Uvolňování vodíku někdy způsobuje, že voda zapáchá sirovodíkem (více na konci článku).

    Pokud tyto faktory máte, doporučuji vyměnit hořčíkovou anodu za hliníkovou. Rozměry hliníkové anody by měly být zvoleny tak, aby byly přibližně 1,5krát větší než rozměry hořčíkové anody.

    Kdy vyměnit anodu obětní ochrany kotle

    

    Na povrchu hořčíkové anody je po roce provozu patrná koroze – oxidy, které se drolí a postupně se rozpouštějí a ničí elektrodu. V důsledku toho se zmenšila délka a průměr anody.

    Jak dochází k erozi, anody je nutné pravidelně vyměňovat. Kritéria, podle kterých se určuje potřeba výměny anody, jsou obvykle specifikována v pokynech výrobce. Výrobci elektrických ohřívačů vody doporučují po roce provozu provést kontrolu a posouzení stupně opotřebení anody a množství usazenin vodního kamene na topných tělesech. Na základě výsledků posouzení je stanovena frekvence výměny anody a odvápnění.

    Obětní ochranná anoda má malý vliv na tvorbu vodního kamene na topných tělesech ohřívače vody. Zvýšení intenzity elektrochemických procesů na kovovém povrchu přispívá k určitému uvolnění vrstvy okují. Solný kámen tvrdosti se stává méně hustým a snáze se odděluje od kovu.

    Hlavním rozdílem mezi anodami je průměr a délka čepu, kterým je přišroubován k přírubě.

    Proč horká voda z bojleru páchne jako sirovodík?

    Voda z bojleru může po nějaké době začít strašně zapáchat sirovodíkem. Důvodem je množení bakterií v nádrži ohřívače vody. To se stává zvláště často, pokud je voda přiváděna do vodovodu z místní studny nebo vrtu. Voda z městského vodovodu bývá speciálně upravená, silně dezinfikovaná, chlorovaná a takové případy se u ní vyskytují jen zřídka.

    Velké množství plynného sirovodíku (H₂S) se uvolňují a hromadí v důsledku aktivity bakterií redukujících sírany ve vodě.

    Použití bakterií redukujících sírany organická hmota (CH₂O) nebo vodík (H) jako dárce elektronů a síran (SO₄) jako akceptor elektronů při získávání energie

    Jednoduše řečeno, existují dva typy bakterií redukujících sírany. Oba druhy potřebují k přežití sírany, sloučeniny síry a vodík. Ale jeden druh bakterií extrahuje vodík z organické hmoty v bahně. Jiné bakterie používat molekulární vodík, který se nachází ve vodě.

    Je důležité, aby k rozvoji bakterií redukujících sírany docházelo za anaerobních podmínek.v nepřítomnosti volného kyslíku ve vodě.

    Sulfáty jsou soli kyseliny sírové H₂SO₄ například síran draselný K₂SO₄ , hydrogensíran sodný NaHSO₄ . Sulfáty jsou v přírodě rozšířené, tvoří celou skupinu minerálů. Mnoho síranů je rozpustných ve vodě a nachází se v přírodní vodě.

    Nákup zboží pro domácnost a opravy

    10% sleva, ale ne více než 500 rublů. podle promo kódu: DM-AF — pro první objednávku, při nákupu od 1000 rublů. do 31.03.2023

    Proč je sirovodík nebezpečný?

    Sirovodík (H₂S) špatně rozpustný ve vodě. Oheň nebezpečný. Koncentrační limity hořlavosti ve směsi se vzduchem jsou 4,5–45 % sirovodíku.

    Sirovodík je vysoce toxický. Vdechování vzduchu s malým obsahem sirovodíku způsobuje závratě, bolesti hlavy, nevolnost a při značné koncentraci vede ke kómatu, křečím, plicnímu edému až smrti. Při vysokých koncentracích může jediné vdechnutí způsobit okamžitou smrt. Při vdechování vzduchu s malými koncentracemi se člověk rychle přizpůsobí nepříjemnému zápachu „shnilých vajec“ a přestane ho vnímat. V ústech se objeví nasládlá kovová chuť.

    Při vdechování vzduchu s vysokou koncentrací v důsledku ochrnutí čichového nervu téměř okamžitě přestane být cítit sirovodík. Sirovodík se používá i k léčebným účelům, například do sirovodíkových koupelí.

    Přítomnost sirovodíku v kotlové vodě není jen nepříjemným zápachem a zdravotním rizikem. Roztok sirovodíku ve vodě je velmi slabá kyselina sírová. Sirovodík mění vodu v nádrži kotle na kyselinu, i když velmi slabý. Zvýšení kyselosti vody urychluje elektrochemické rozpouštění hořčíkové anody ochranné protikorozní ochrany.

    Dvě příčiny zápachu sirovodíku z vody v kotli

    Jednou z příčin zápachu jsou bakterie ve vrstvě kalu na dně kotle.

    Živným médiem pro některé druhy bakterií redukujících sírany je kal, který obsahuje organické sloučeniny. Takové bakterie lze v přírodě nalézt například v nánosech bahna na dně bažin a jezer. Nebo v umělých stavbách – například v kanalizačním septiku. Nebo na dně studny nebo zásobní nádrže s vodou, pokud se tam hromadí organické nečistoty.

    Časem se z vody v nádrži kotle usadí a hromadí vrstva kalu, která se může stát stanovištěm bakterií redukujících sírany.

    Zvyšte teplotu vody v bojleru na maximum, nad 70 o C a tři dny používejte horkou vodu. Mikroorganismy by při této teplotě měly zemřít a sirovodík nahromaděný v kalu během této doby opustí nádrž s vodou. Pokud zápach sirovodíku zmizel, pak je s největší pravděpodobností příčinou zápachu činnost bakterií, které žijí v kalové vrstvě.

    Další příčinou zápachu jsou bakterie ve vodě ohřívače vody.

    Jiné druhy bakterií žijí ve vodě. Pro život takové bakterie, je zapotřebí molekulární vodík. Někteří z nich žijí v přírodních pramenech termální vody o teplotě +110 o C.

    V nádrži ohřívače vody se molekulární vodík uvolňuje zvláště intenzivně, pokud ochranná protikorozní ochrana funguje v režimu „nadměrné ochrany“ (více o „nadměrné ochraně“ čtěte výše v tomto článku).

    Pokud voda v nádrži ohřívače vody obsahuje dostatečně velké množství síranů a ochranná ochrana funguje v režimu „nadměrné ochrany“ s intenzivním uvolňováním vodíku, jsou vytvořeny podmínky pro aktivní reprodukci bakterií redukujících sírany ve vodě.

    Není těžké určit příčinu – vyjměte obětní anodu z nádrže a zapněte ohřívač vody bez anody. Pokud už voda nevoní po zkažených vejcích, příčina se našla.

    Metody eliminace zápachu sirovodíku z kotlové vody

    V nádrži ohřívače vody mohou být bakterie redukující sírany přítomny v kalu i ve vodě současně. Ale obvykle je jeden typ bakterií nejaktivnější. Podle toho, který typ bakterií redukujících sírany v nádrži kotle je původcem sirovodíkového zápachu, se volí způsob, jak se zápachu zbavit.

    Eliminace bakterií, které žijí v kalové vrstvě

    Někdy stačí provést alespoň jednu z následujících činností:

    • • Nejjednodušší způsob je zvýšit teplotu vody nad 70 o C a tuto vodu používejte asi tři dny, dokud zápach nezmizí. V budoucnu neustále udržujte teplotu vody v kotli nad 55 o C. Doporučuje se pravidelně zvyšovat teplotu nad 70 o C.
      • Pravidelně čistěte kotel od vodního kamene a usazenin kalu na dně.
      • Přijměte opatření ke snížení množství organických nečistot ve vodě z vodovodu. Chcete-li to provést, můžete změnit horizont příjmu vody – místo studny odebírat vodu z vrtu nebo prohlubovat vrt. Nainstalujte filtry pro čištění vodovodní vody od mechanických a organických nečistot.

      Odstranění bakterií z kotlové vody

      K potlačení bakterií redukujících sírany žijících v kotlové vodě často stačí udělat následující:

      • • Zkuste zvýšit teplotu vody nad 70 o C a tuto vodu používejte asi tři dny, dokud zápach nezmizí. V budoucnu neustále udržujte teplotu vody v kotli nad 55 o C. Doporučuje se pravidelně zvyšovat teplotu nad 70 o C. Ale ne vždy tato metoda pomůže. Bakterie žijící v kotlové vodě jsou často vůči těmto teplotám odolné.
        • Aktivita bakterií redukujících sírany je potlačena, pokud se sníží obsah molekulárního vodíku ve vodě. K tomu je optimalizován provozní režim ochranné ochrany. Výměna hořčíkové anody za hliníkovou, eliminuje „nadměrnou ochranu“, která snižuje obsah vodíku ve vodě. Přečtěte si o výměně anod na začátku tohoto článku.

        Obecná opatření pro boj s bakteriemi v kotli

        Následující opatření mohou potlačit růst bakterií ve vodě i v kalu:

        • • Provzdušňování, saturace vzduchu, voda z vodovodu vede ke zvýšení obsahu volného kyslíku ve vodě. V důsledku toho se anaerobní prostředí bakterií mění na prostředí, které je pro jejich život méně příznivé.
          • Chlorace vodovodní vody. Voda se dezinfikuje metodami, jejichž antibakteriální účinek přetrvává i dlouhou dobu po úpravě – chlorace apod. Ultrafialová úprava vody není pro tento účel vhodná.
          • Přijměte opatření ke snížení množství rozpustných sloučenin síry ve vodě z vodovodu. Za to můžete změnit horizont příjmu vody – místo studny odebírat vodu z vrtu nebo vrt prohloubit. Tato opatření by měla být zvolena po analýze vodního zdroje na obsah síranů.