(044) 221-93-73 (068) 867-43-47 (099) 423-46-53 (073) 041-80-26
Перевірка рН у системі опалення для запобігання корозії

Що таке корозія?

Для початку потрібно зрозуміти, що собою являє корозія. Корозія – руйнування металів у результаті хімічної та електрохімічної реакції. Ржавіння – корозія саме заліза та його сплавів з утворенням продуктів корозії, що складаються в основному з гідроксидів заліза. Кольорові метали кородують, але не ржавіють. 

Швидкість корозії характеризує глибину руйнування або втрату маси металу. Розчинений у воді кисень (O2) реагує з атомами заліза (Fe) та молекулами води (H2O) з утворенням гідроксиду заліза (Fe(OH)2): 

Fe + H2O + ½ O2 → Fe(OH)2 

Гідроксид заліза утворює на поверхні заліза шар кольором від зеленого до чорного. На зовнішній поверхні оксидної плівки гідроксид заліза (ІІ) окислюється до гідроксиду заліза (ІІІ): 

Fe(OH)2 + ½ H2O + ¼ O2 → Fe(OH)3  

Причому насичений розчин Fe(OH)2  має рН≈9,5 (лужне середовище). 

Гідроксид заліза (ІІІ) – це звичайна іржа, що має колір від помаранчевого до червоно-коричневого. Насичений розчин Fe(OH)3 майже нейтральний (рН≈7).

Тому шар іржі звичайно складається з кількох шарів гідроксидів заліза різного ступеня окислення. 

рН води впливає на швидкість корозії заліза

Вплив рН води на швидкість корозії заліза показано на рис. 1. 

Рис. 1. Залежність швидкості корозії заліза від рН води при температурі 310 °С 

При 4≤рН≤10 швидкість корозії визначається лише швидкістю дифузії кисню до поверхні заліза. Основний бар’єр – плівка гідроксиду заліза (ІІ), що постійно поновлюється в ході корозійного процесу. Тому незалежно від рН води поверхня заліза контактує з насиченим розчином гідроксиду заліза (ІІ), що має лужне середовище. 

При рН<4 (кисле та сильнокисле середовище) або  рН>10 (сильнолужне середовище) плівка гідроксиду заліза розчиняється або розпушується, залізо знаходиться в безпосередньому контакті з водою, що призводить до підвищення швидкості корозії.

Таким чином, корозія заліза у воді буде відбуватись при будь-якому рН, проте швидкість корозії буде різною. 

Норми рН котлової води

Відповідно до «Правил будови і безпечної експлуатації парових котлів з тиском пари не більше 0,07 МПа (0,7 кгс/см2), водогрійних котлів і водопідігрівачів з температурою нагріву води не вище 115 °С» (затверджено наказом Держнаглядохоронпраці № 125 від 23.07.96) та ДНАОП 0.00-1.08-94 «Правила будови і безпечної експлуатації парових та водогрійних котлів» (затверджено наказом Держнаглядохоронпраці  № 51 від 26.05.94)  встановлено такі норми рН котлової води (табл. 1). 

Таблиця 1
Норми рН котлової води 

Види котлів

Система теплопостачання

Температура води, °С

Тиск пари, МПа

Норми рН

Водогрійні котли

до 115

6,5-8,5

відкрита

115-200

7,0-8,5

закрита

115-200

7,0-11,0

Парові котли

не більше 0,07

не менше 7,0

4,0-14,0

9,0±0,1

Виробники котлів визначають власні вимоги до рН котлової води в залежності від використаної технології та матеріалів, що можуть значно відрізнятись. Так наприклад, використання цинку в котельному обладнанні обмежено значенням 7<рН<12, де швидкість корозії цинку найменша. У випадку використання міді значення рН має бути вищим за 7,4. Для алюмінію рекомендоване значення 4,5<рН<7. 

Портативні та стаціонарні рН-метри для контролю рН води

Вимірювання рН води виконують за допомогою рН-метра, які умовно поділять на портативні та стаціонарні (або контролери). У випадку контролю котлової води варто використовувати стаціонарні рН-метри, які дають змогу контролювати рН безперервно і вчасно сповіщають про відхилення від необхідного діапазону значень, що може призвести до аварійного режиму котла. Розглянемо деякі з них (див. табл. 2).

Таблиця 2
Стаціонарні рН-метри 

Показник

рН-метри

Ezodo 4801

PH-203

Ezodo PCT-407

Діапазон вимірювання, рН

0,00-14,00

0,00-14,00

-2,00-16,00

Точність, рН

±0,01

±0,02

±0,01+1 поділка

Роздільна здатність, рН

0,01

0,01

0,01

Автокомпенсація температури, ºС

0-100

0-100

0-100

Перевагами цих приладів є висока точність, малі габарити, автономність, автоматична температурна компенсація, автоматичне вимкнення для збереження енергії, якщо прилад не використовується протягом 10 хвилин тощо. 

Олена Можаровська,
кандидат технічних наук