Hořčíková a titanová anoda pro ohřívač vody

Při výrobě vnitřní nádrže se v ohřívačích vody používá vysoce kvalitní ocel. Ochranná vrstva smaltu nanesená na vnitřní povrch nádrže je vysoce odolná proti opotřebení.

Smalt (synonyma: skleněný smalt, skloporcelán) je silikátová hmota se speciálním chemickým složením a fyzikálními vlastnostmi a dnes je ideálním ochranným prostředkem na kov. Do silikátové báze se přidávají speciální přísady, které zajistí potřebné vlastnosti skloviny. Každý výrobce se snaží udržet proporce a seznam prvků v tajnosti a v zásadě lze jakýkoli smalt nazvat křemíkovým nebo porcelánovým sklem. Trvanlivost nátěru závisí nejen na složení a tloušťce, ale také na způsobu aplikace. Při nanášení smaltu na ocel je důležitou součástí příprava povrchu.

Jaké jsou tedy výhody smaltovaného povlaku?

Zde jsou ty hlavní:

• Smalt je odolný vůči jakékoliv vodě vč. mořské a obsahující sloučeninu dusíku.
• Smaltovaný povlak je neoddělitelný od kovu, což eliminuje možnost tvorby rzi pod povlakem (kombinace smalt + anoda poskytuje vysokou odolnost proti korozi).
• Smalt nepodléhá stárnutí a odolný proti opotřebení.
• Odolává teplotám a náhlým teplotním změnám (chemická aktivita kovu se zdvojnásobí při zvýšení teploty o 10 °C).
• Smalt je hygienický jako sklo (netoxický) a uvolňování jakýchkoli látek ze skloviny do vody je nemožné.
• Sklovina je zcela biologicky neutrální (nejhorší základ pro růst bakterií).
• Technologie nanášení smaltovaného lakování umožňuje vyrábět nádoby téměř libovolného objemu.
• Všechny výše uvedené vlastnosti platí pouze pro kvalitní smaltované ohřívače vody vyrobené v moderních továrnách s využitím osvědčených technologií.
• I přes velkou opatrnost při nanášení smaltovaného povlaku na povrch se mohou tvořit prohlubně, které nejsou v počáteční fázi provozu patrné. Později ale v těchto místech vzniká důlková koroze.

Koroze

Koroze je běžný chemický proces, ke kterému dochází mezi kovovými částmi ohřívače vody (nádrž, trubky, topné těleso) a vodou, která je obklopuje.

Tento proces ničí nádrž, snižuje mechanickou pevnost těles ohřívače vody a vyřazuje topné těleso z provozu.

• rozpuštěný kyslík ve vodě (obvykle asi 5 mg/l při vysoké teplotě a asi 12 mg/l při nízké teplotě)
• soli, které dodávají vodě agresivní vlastnosti.

Koroze probíhá ve třech fázích:

• kyslík rozpuštěný ve vodě přichází do kontaktu s vnitřním povrchem nádrže
• železo v nádrži má tendenci reagovat s kyslíkem (atom ztratí dva elektrony, aby se stal iontem Fe++)
• ionty železa, které interagují s kyslíkem, opouštějí povrch nádrže a tvoří oxidy (FeO);
• Začíná tedy koroze nádrže, která vede k průchozím otvorům.

Ochrana proti korozi

Aby se zabránilo korozi nádrže, používají se hořčíkové nebo titanové anody.

Sklon k oxidaci (rzi) na možných místech poškození nebo škrábanců na smaltu je blokován aplikací opačného proudu. Výsledný přebytek elektronů (katodové napětí) v poškozené oblasti posouvá rozdíl potenciálů mezi anodou a katodou (nádrž) a zastavuje korozi.

Aby se zabránilo průchodu anodového proudu do součástí nádrže, jako je topný článek a výměník tepla, jsou tyto výměníky instalovány přes izolátory. Katodická antikorozní ochrana se provádí dvěma způsoby:

Hořčíková anoda

K ocelové vnitřní nádrži je připojena antikorozní tyč – anoda, která uvolňuje elektrony. Proud teče z anody do možných poškozených oblastí. Tento anodický proud, který je výsledkem destrukce aktivnějšího materiálu, zabraňuje korozi v poškozené oblasti. Ochranná anoda zabudovaná v nádrži se skládá převážně z hořčíku a stačí ji kontrolovat jednou ročně. To je nutné, protože špatná kvalita vody může zkrátit její životnost. Po první kontrole můžete upravit frekvenci opakovaných kontrol anody.

Ocel i hořčík mají tendenci reagovat s vodou, ale hořčík je reaktivnější než železo. Jeho atomy se snadněji stávají ionty, a to je řešení problému zabránění korozi nádrže. Atomy hořčíku opouštějí anodu za vzniku oxidu, zatímco atomy železa zůstávají nedotčeny a nádrž nepodléhá korozi.

Titanová anoda (aktivní anoda)

Na rozdíl od hořčíkových anod je zde ochranný proud generován externím zdrojem napětí. Stejnosměrný proud potřebný pro ochranu proti korozi je dodáván a řízen externím elektronickým regulátorem. Titanová anodová tyč funguje jako napájecí a měřicí elektroda.

Napájení se periodicky na krátkou dobu vypíná. Naměřený potenciálový rozdíl je poté elektronicky porovnán s předem nastaveným potenciálem. Neustálým porovnáváním skutečného potenciálu s potenciálem nastaveným se síla ochranného proudu přesně upraví na požadovanou hodnotu. Pro požadovanou proudovou sílu je rozhodující přítomnost možných poškozených oblastí skloviny a složení vody. Během provozu titanová tyč nepodléhá destrukci a samozřejmě nevyžaduje výměnu po celou dobu životnosti ohřívače vody.