Магниевый анод для бойлера

Обслуживаем емкость косвенного нагрева

Отметим сразу — операция замены здесь выполняется гораздо проще, нежели в электрических бойлерах. Поскольку анод в косвенном водонагревателе находится вверху и никак не связан с другими элементами – теплообменником либо дополнительным ТЭНом в комбинированных моделях.

Устройство аппарата комбинированного нагрева фирмы «Дражице»

Как поменять анод в напольном косвенном нагревателе:

1. Перекройте холодный водопровод.
2. Опустошать бак не потребуется, нужно лишь сбросить давление. Откройте «горячий» вентиль на смесителе и слейте 2—3 литра воды через дренажный кран аппарата, затем отсеките линию ГВС.
3. Рожковым или накидным ключом выверните пробку на крышке емкости и вытащите ее вместе со старым анодом.
4. Открутите стержень плоскогубцами, на его место заверните новый и затяните от руки.
5. Вставьте элемент в бак и затяните пробку небольшим усилием, дабы не передавить уплотнительное резиновое кольцо. Последнее желательно проверить после разборки, при необходимости — заменить.

Аналогичным образом стержень меняется на стационарных водонагревателях, оснащенных газовой горелкой. Порядок работ показан в видеосюжете:

Watch this video on YouTube

Если необходимо обслужить настенную версию «косвенника», воду придется слить. Защитный стержень снимается по технологии, описанной в предыдущем разделе про электрические модели.

Принцип действия

Представим, что в конструкции водонагревателя будет отсутствовать анод для водонагревателя. В таком случае возникнет эффект, который был описан еще в XVIII веке – гальваническая пара. Роль анода будет выполнять корпус бойлера и начнет разрушаться, так как в конструкции все применяемые элементы имеют больший электрохимический потенциал, чем корпус. При установке анода на основе магния все окислительные процессы будут выражаться на нем из-за меньшего потенциала.

Конструкция накопительного водонагревателя

Обычно магниевый анод включен в комплектацию каждого бойлера. Обычно мы не рассматриваем его из-за его скрытности – ведь разбирать новенький водонагреватель вроде как бы жалко. А вот если бы посмотреть на него именно тогда, когда он новенький, то можно было бы наблюдать стержень сероватого цвета с не очень гладкой поверхностью. Спустя определенное время после пользования бойлером, этот стержень имеет вид побитого коррозией. Однако стенки бойлера при этом будут целы, а значит анод в полной мере выполнил свою задачу.

Часто возникает вопрос: а почему именно магний является основой для таких стержней? Ответ кроется в уже упомянутом свойстве металлов обладать большим или меньшим электрохимическим потенциалом. Магний идеально подходит для роли анода: он недорогой и способствует взять на себя роль жертвы. При этом соли не исчезают, а откладываются на его поверхности.

Какой из этих способов наиболее эффективен

Использование одного из них не исключает применения других. Более того, не один из способов уберечься от коррозии сам по себе не может гарантировать защиту на 100%. Такую гарантию сможет дать только комбинированное использование нескольких или всех возможных способов.

Покажу это на примере легированной стали нержавейки. Казалось бы, содержащейся в неё хром (10–30%), который при контакте с кислородом образует оксидный слой предотвращающий контакт кристаллов железа с водой, должен обеспечить надёжную защиту от возникновения коррозии. Всё так, но при обработке металла (резке, сварке), защитный слой частично разрушается. Предотвратить удаление сформированного естественным путем защитного слоя нельзя, но его можно создать принудительно, путём пассивации. Именно так и поступают добросовестные производители водонагревателей.

Недостатки анодной протекторной защиты от коррозии

Если сдвиг потенциала анода в отрицательную сторону превысит определённое значение, возможна так называемая перезащита, которая приводит к выделению водорода на катоде, к изменению состава приэлектродного слоя и к другим процессам.  Все эти процессы способствуют отслаиванию защитного (изоляционного) покрытия в баке и ускорению коррозии защищаемого металла.

Чтобы исключить перезащиту и не допустить недозащиту, величина разности потенциалов  анода и катода должна находиться в определенных пределах в зависимости от целого ряда факторов, которые могут меняться. Причем, в случае значительного изменения этих факторов необходимо менять и величину потенциала анода. То есть, величину разности потенциалов между анодом и катодом необходимо измерять, контролировать и регулировать.

В водонагревателях высокой ценовой категории применяют более совершенную, регулируемую катодную защиту от коррозии. Сдвиг потенциала защищаемого металлического объекта осуществляется с помощью внешнего источника постоянного тока. Разность потенциалов между титановым анодом и баком водонагревателя регулируется электроникой по заданной программе.

Практика эксплуатации бюджетных водонагревателей с протекторной защитой свидетельствует о том, что не всегда удается исключить перезащиту, используя, рекомендуемый производителем, магниевый анод.

Для простого, протекторного способа защиты водонагревателей, единственный способ не допустить перезащиту и уменьшить потенциал — это заменить магниевый анод на электрод из алюминия.

Что это за устройство?

Для владельцев загородных домов, ответ на часто задаваемый вопрос: Что такое водонагреватель, не вызывает никаких трудностей. Его внешний вид напоминает емкость, определенного объема, в которую вмонтирован нагревательный элемент. Главная задача любого такого устройства нагреть воду. Сегодня известно несколько моделей, которые могут работать от разного питания. Их можно включить в розетку, подсоединить к газоснабжению.

Водонагреватели делятся на два типа:

• Бытовые;
• Промышленные.

Последние имеют большую мощность и используются на производстве. Самое большое распространение получили бытовые системы. Они отличаются небольшими размерами и меньшей производительностью. Эти устройства монтируют там, где отсутствует подача горячей воды. В основном это старые районы городов, поселки, где нет централизованной подачи воды.

Водонагреватели разделяются также по типу топлива:

• Электрические;
• Газовые;
• Комбинированные;
• Твердотопливные;
• Солнечные;
• Жидкотопливные.

Самыми распространёнными считаются газовые и электрические устройства.

Конструкция и виды анода

В водогрейном оборудовании накопительного типа, характеризующимся резервуарами, выполненными из обычных металлов, установка магниевых или так называемых «жертвенных» анодов, является строго обязательной. Внешний вид таких элементов может различаться.

Например, обычные подвесные водонагревательные приборы чаще всего снабжаются анодами, имеющими внешний вид обычного прута, с установленной во внутренней части резьбовой шпилькой. В зависимости от конструкционных особенностей бойлера, шпилька может отличаться не только диаметром, но и длиной.

Магниевый анод и ТЭН в сборке

В напольном газовом или электрическом водогрейном оборудовании с большим объёмом накопительного бака, устанавливаются крупные по размерам «жертвенные» аноды, что может несколько осложнить их самостоятельную замену. Например, в бойлеры высотой два метра, устанавливаются, чаще всего, метровые защитные магниевые аноды многосекционного типа.

Новинкой стали гибкие пластиковые аноды, представляющие собой пластиковую трубку со специальными микроскопическими порами. Внутренняя часть конструкции заполнена специальными магниевыми гранулами.

Анод новый – снизу и аноды после эксплуатации

Основным достоинством гибких анодов является полное отсутствие осадка, представленного окислившимся магнием. Кроме всего прочего, по мере использования, выполняется досыпка магниевого порошка, что позволяет снизить затраты на приобретение нового защитного элемента и его замену.

Защитные магниевые аноды, устанавливаемые внутри любого водогрейного оборудования накопительного типа, чаще всего представлены стальным стержнем, очень обильно покрытым слоем на основе магниевого сплава.

Назначение магниевого анода для водонагревателя

Анод осуществляет в подогревателе одновременно две функции. Первая — это защита бойлера и основных его узлов от коррозионного воздействия водяного теплоносителя. Вторая — это косвенная защита от накипеобразования, поскольку он разрыхляет накипь.

На поверхности греющего элемента откладываются соли жесткости: кальция и карбонаты. Магниевый анод не в состоянии остановить процесс накипеобразования, но делает прочностные кальциевые отложения мягкими, помогая таким образом решить проблему очистки.

https://youtube.com/watch?v=RLBdyDDwuh8

Возникновение коррозии

Так как современные водонагреватели марок Ariston, Electrolux, Thermex и других изготавливают из нержавеющей стали, то у многих возникает вопрос, откуда там может взяться коррозия. Существует два фактора, которые способны свести на нет все преимущество нержавеющей стали в бойлерах.

Прежде всего, пищевая нержавейка является не слишком стойким материалом. Она способна противостоять жесткой и соленой воде, но только ограниченное время, не больше года. Если бы для изготовления бойлеров применяли действительно высококачественную нержавейку, то стоимость таких устройств была бы запредельной и позволить их себе смогли бы лишь единицы. А вот такие водонагреватели являются доступными для многих людей и обеспечивают подачу горячей воды практически в каждом доме.

Вторым фактором является то, что у конструкции бака водонагревателей различных марок, в том числе и Ariston, отсутствует целостность. Обычно бак состоит из двух элементов, сваренных между собой. Довольно часто места сварки под воздействием температуры меняют свою структуру, и нержавеющая сталь утрачивает свои защитные функции. Таким образом появляется коррозия.

Многие знают, что поверхности бойлеров окрашивают специальными составами, направленные на защиту от коррозии. Но их также нельзя назвать долговечными. Кроме того, внутри нагревателя все время меняется температура и среда. Сначала там холодно, потом очень горячо. В этом случае металл постоянно расширяется и сужается. Под влиянием такого фактора защитные покрытия также растягиваются и разрушаются.

Для чего нужен магниевый анод в водонагревателе?

Если внутри бойлера не будет анода, то там возникнет гальваническая пара. Такое явление впервые было описано в восемнадцатом веке. Защитником от коррозии будет являться корпус, в результате чего через некоторое время он начнет разрушаться. Объясняется это тем, что электрохимический потенциал корпуса будет гораздо ниже, чем у материалов, которые используются в устройстве.

При установке магниевого анода для водонагревателя все окислительные процессы будут направлены на него из-за меньшего потенциала. Такой элемент представляет собой стальной стержень, который покрыт толстым слоем сплава из магния. Анод внутри бака водонагревателя закрепляется благодаря резьбовой части и обычно размещается около ТЭНа. После эксплуатации на этом стержне появляются следы коррозии. Но основное – сам бак остается целым.

Критерии износа

При сильном загрязнении корпус бойлера может начать бить током или не включится

Известно несколько легко выявляемых показателей того, что пришло время произвести полную прочистку агрегата, а затем поменять магниевый анод:

• при включении бытового устройства спустя некоторое время срабатывает защита, что объясняется наличием толстого слоя накипи на его нагревательном элементе;
• полностью отсутствует наблюдавшийся ранее нагрев воды при работающем в штатном режиме бойлере;
• корпус оборудования начинает периодически «бить» током, что является признаком нарушения качества изоляции из-за разрушения отдельных деталей.

Одно из этих проявлений – повод сразу же прекратить эксплуатацию бойлера и приступить к его исследованию. Только тщательно проведенное изучение состояния электрического водонагревателя и анода позволяет сделать окончательный вывод о необходимости их замены.

Полезные рекомендации

1. Следите за состоянием бойлера, вне зависимости от того, как давно вы его купили. Звук шипения при его работе говорит о том, что ТЭН, то есть нагревательный элемент, покрылся накипью и нуждается в ремонте или замене.
2. Солевой налет. Как ни крути, но налет будет появляться в той или иной степени. Все зависит от качества воды. Когда солей слишком много, даже самый эффективный анод с ними может не справиться.
3. Периодически стоит заглядывать внутри водонагревателя и проверять степень износа магниевого анода. Примерно через полгода после покупки посмотрите первый раз, зафиксируйте, насколько изношен анод. Если примерно на 50 процентов, через полгода обязательно поменяйте его. Хотя даже при износе на половину, менять уже будет не лишним.
4. Не запускайте свой бойлер в работу, если на нем не установлен анод. В некоторых случаях его могут вытащить, а новый не ставить, поскольку некогда сходить в магазин или времени недостаточно свободного для ремонта. Тогда бойлер включают без анода. Этот элемент достаточно дешевый, найти его не проблема. Это будет куда дешевле, нежели потом устранять последствия работы водонагревателя без анода.
5. Не обязательно вызывать мастера, чтобы вытащить и вставить новый магниевый анод. Навыки особые не требуются, как и специальный инструмент. Тут главное соблюдать технику безопасности. Все вентили воды должны быть закручены, а питание от розетки отключено.
6. Все производители рекомендуют чистить от накипи бойлеры каждый год. Некоторые делают это еще чаще, что является вполне верным решением. Активная эксплуатация водонагревателей приводит к образованию накипи, налета, который оседает на дне бака. Это ухудшает работу устройства. Своевременная очистка и проверка состояния магниевого анода существенно продлит срок службы нагревателя воды и избавит от лишних финансовых затрат на его ремонт.

https://youtube.com/watch?v=kVOVE9JnH1s

Как вы понимаете, роль магниевого анода в любом современном бойлере невероятно велика. По сути, этот небольшой стержень обеспечивает подачу чистой воды, продлевает срок службы самого водонагревателя и приносит себя в жертву во благо нам. Наша задача — следить за его состоянием и своевременно менять на новый анод. В результате, даже не самый дорогой бойлер может прослужить очень много лет.

Способы защиты металла от коррозии

Чтобы избежать коррозии металлических деталей бытовых электроустройств применяется несколько способов:

Использование нержавеющей стали

Обычно речь идёт об так называемой пищевой нержавейке. Хотя деление легированной стали на пищевую и техническую во многом условно, но уж так повелось, что из всей группы нержавеющих сталей считать пищевыми принято только некоторые из них: AISI 304; 316; 321; 409; 410; 420; 430; 439. Из этой группы выделяется сталь марки 12Х18Н10Т (AISI 321). Её отличительное достоинство состоит в сохранении антикоррозионных свойств после сварочного нагрева.

Обычно производители не указывают из каких марок стали сделана ёмкость водонагревателя. Цитирую:

В связи с, упоминанием титана можно предположить, что речь идёт о нержавейке марки AISI 321.

Пассивация

Суть её в следующем. На защищаемой поверхности, с помощью специальных реагентов, преднамеренно создаётся покрытие из труднорастворимой, оксидной плёнки, пассивной по отношению к окружающей среде.

Типичный пример пассивации, действие преобразователей ржавчины. Входящая в их состав ортофосфорная кислота преобразует гидроксид железа (ржавчину) и поверхностный слой металлического железа в непроницаемую для воды плотную, защитную плёнку.

Нанесение изолирующего слоя

Покрытие может быть металлическим (хром, цинк, никель, олово) или неметаллическим (эмаль эпоксидная, смола, лак, краска). Такая защита достаточно эффективна, но только при соблюдении одного обязательного условия, покрытие должно быть цельным на протяжении всего периода эксплуатации.

Казалось бы, всё просто но это не так. Металлическая ёмкость бойлера периодически нагревается, остывает при этом пусть и немного, но деформируется. Для металлических покрытий, имеющих сходный с железом коэффициент температурного расширения, такая подвижность не страшна, а вот для эмали, застывшая масса которой не отличается особой пластичностью, подобные подвижки губительны.

Катодная защита

Состоит в том, чтобы сделать защищаемый металл заведомо катодом. т. е. поверхностью не подверженной коррозии. Сделать это можно двумя способами:

1. С помощью электрохимической защиты. Минус источника постоянного тока подключается к защищаемой металлической поверхности, а плюс к вспомогательному электроду, последствия разрушения которого не обременительны (металлолом). Такая схема подойдёт для защиты крупных промышленных объектов, когда вероятность возникновения электрохимической коррозии наиболее вероятна с наружной стороны конструкции. У бытовых водонагревателей, всё наоборот. Стальную ёмкость нужно защищать изнутри, да и сама ёмкость находится внутри другой ёмкости или оболочке. Поэтому электрохимическая защита водонагревателей реализована другим способом, но об этом чуть позже.
2. Протекторной защиты. В состав конструкции вводится один или несколько элементов более активного металла, имеющего меньший чем у железа потенциал (–0,44), обычно, сплав на основе магния (–2,38). В результате металл имеющих меньший чем у железа потенциал, становится анодом и со временем разрушается, а защищаемый металл, опять же на какое-то время, становится катодом.

Ввод в состав нержавеющих сплавов металлов с меньшим по сравнению с железом потенциалом, то же пусть и с некоторыми оговорками, можно считать катодной защитой.