Алюминиевые радиаторы, что может быть лучше? Вес в 2,5-3 раза меньше, чем у железа или чугуна, а теплопроводность в 3 раза больше чем у железа и в почти 5 раз больше, чем у чугуна.
Что даёт вес, всем понятно, это меньше нагрузка на крепления, на стену, меньше вес при транспортировке и подъёме на этаж. Теплопроводность, это способность материала проводить через себя тепло, чем она выше, тем быстрее металл радиатора отдаёт энергию теплоносителя и тем быстрее охлаждается, когда нагрев не нужен.
Алюминий — идеальный материал для радиаторов. Лёгкий и красивый. Круче него только медь, которая по теплопроводности уделывает алюминий, но тяжелее железа и более дорогая.
Но так ли идеален алюминий? Рассмотрим его свойства и разные нюансы.
Алюминий при реакции с воздухом (кислородом), образует на своей плоскости тонкую плёнку из оксида алюминия, которая не реагирует далее с водой и кислотами, но достаточно легко растворяется щелочами.
4Al+3O2 = 2Al2O3 Или с водой, образуя ту же самую оксидную плёнку и свободный водород. 2Al+3H2O = Al2O3 +3H2
Всем известна эта проблема с выделяемым водородом на алюминиевых радиаторах. Но она не так долга, всё закончится когда на поверхности алюминия образуется эта защитная плёнка оксида. Когда в описании к алюминиевым радиаторам вы читаете, что на внутренней поверхности есть защитное покрытие, значит, скорее всего, производитель уже дал поверхности покрыться оксидом, поместив секции радиатора в воду или же во влажный воздух. Если плёнки оксида ещё нет, она появится при контакте с теплоносителем (если это вода), при этом какое-то время выделяемый водород будет удаляться автоматическими воздухоотводчиками, снижая давление в системе, при этом некоторые паникуют, думая, что у них есть утечка.
Иногда при разных нюансах, оксидная плёнка может повреждаться мусором, песком в системе отопления, после чего идёт новая реакция алюминия с водой и нарастания плёнки оксида. Это весьма скоротечный процесс, потому как повреждения плёнки обычно минимальны.
На этом все злоключения пользователя с алюминиевыми радиаторами заканчиваются, если у него автономная система и вода в качестве теплоносителя. Если какая-то "незамерзайка", то тут могут быть нюансы. Стандартные "незамерзайки" на основе пропиленгликоля (которые рекомендованы для систем отопления в силу их меньшей агрессивности, чем этиленгликолевые), никак не реагируют с алюминием. Но самодельные "бадяжные" смеси могут нарушать целостность оксидной плёнкт на алюминии.
Если вдруг так случилось, что пользователь рискнул поставить алюминиевый радиатор на центральное отопление, то это равносильно бомбе замедленного действия. Что же происходит при этом?
Не секрет, что в системах центрального отопления, в теплоноситель добавляется щёлочь для промывки всех её частей (особенно металлических), препятствованию коррозии. При этом постоянно поддерживается щелочной pH.
При этом идёт реакция защитной плёнки из оксида алюминия и растворённой щёлочи в теплоносителе.
Al2O3+2NaOH + 7H2O = 2Na[Al(OH)4(H2O)2] который позже распадается на 2NaAlO2+8H2O то есть на алюминат натрия и воду. Но и это соединение не стабильно и снова реагирует с водой, становясь тетрагидроксоалюминатом натрия Na[Al(OH)4]. Но и эта комплексная соль нестабильна и распадается на другие комплексные соли, но это не главное, главное, что плёнка оксида алюминия перстаёт защищать алюминий основания. и он начинает реагировать со щёлочью теплоносителя
2Al+2NaOH+6H2O = 2Na[Al(OH)4]+3H2 Снова с выделением водорода и образованием тетрагидроксоалюмината натрия. Так щёлочь теплоносителя съедает тело радиатора. Продукты же реакции уносятся теплоносителем и доставляется новая порция щелочного теплоносителя. Алюминий просто вымывается щёлочью.
Со временем в каких-то утончившихся местах радиатор может лопнуть от того, что слой алюминия не выдерживает давления в системе отопления (либо при гидроударе).
Но тут ещё накладываются нюансы изготовления алюминевых радиаторов. Рассмотрим и их.
Если радиаторы сделаны путём литья, когда алюминий расплавлен, а потом влит в формы и он создал кристаллическую структуру, то его структура примерно такова
Где серые шарики — атомы алюминия. Пока щёлочь теплоносителя не съест первый ряд атомов, она не приступит к к следующему ряду (так как атомы идентичны, раствор щёлочи равномерен в концентрации и время взаимодействия одинаково). Так будет, если радиатор получен путём литья.
Но ведь есть более продвинутая и дешёвая технология — порошковое прессование. В ней разделяют 4 главных процесса:
1. Приготовление порошка.
2. Смешивание.
3. Прессование.
4. Спекание.
Итак, если у вас нормальный производитель, он выдержит всю технологию и вы получите качественное, но дорогое изделие. А так как сейчас идёт борьба за удешевление (а значит борьба за покупателя или за прибыль), то некоторые нерадивые производители из стран отдалённых (ну вы понимаете), могут вносить в технологию следующие погрешности.
1. Приготовление порошка может идти с нарушением его фракции, то есть укрупнения частиц. Так как именно порошок в порошковой металлургии самый застратный момент, его стараются удешевить. При этом может появляться порошок с гранулами вот такого размера
2. Смешивание. Чтобы ещё более удешевить порошковую смесь алюминия, её могут смешать с другими, более дешёвыми порошками, например силумином, цинком, железом, чугуном, а при пущей наглости пластиком или даже мусором. Можно также нетщательно еремешать порошки между собой.
3. Прессование. При прессовании происходит так, что гранулы порошка прижимаются друг к другу некоторыми частями с такой силой, что происходит "зацеп" кристаллической решётки на атомарном уровне. Так между гранулами образуется пятно котнтакта, где материалы как бы склеиваются между собой. Обычно необходимо при этом обрабатывать пресс-формы ультразвуком для большей усадки и большей плотности проникновения между гранулами, но это ведь лишние траты для того производителя, который решил сэкономить.
4. Спекание. Это процесс, когда полученную деталь нагревают ниже температуры плавления материала, но при этом пятно контакта между гранулами увеличивается и деталь становится гораздо крепче. Тут тоже можно сэкономить, уменьшив время спекания или температуру.
И что тогда в этом случае мы получаем в разрезе. Возьмём тот же самый рисунок как с литьём, но теперь наши атомы алюминия станут гарнулами порошка (естественно гранулы несравнимо больше чем атомы)
Теплоноситель получит гораздо большую площадь реакции, при этом увеличится её скорость, то есть съедать алюминий щелочной теплоноситель будет быстрее. Заодно так выкусывая из тела радиатора целые гранулы неалюминия, он будет гораздо быстрее утоньшать стенку радиатора, что приведёт к более быстрой поломке.
Теперь рассмотрим распространённый миф, что если алюминиевый радиатор с щелочным теплоносителем закрыть герметично в радиаторе (перекрыть краны подачи и обратки), со временем от выделенного из-за реакции алюминия со щёлочью водорода, радиатор может взрваться-лопнуть.
Во-первых, при такой реакции всегда есть растворённый водород, который не существует в виде свободного газа. Он не будет существовать до тех пор, пока давление в пузыре водорода, который выделился в свободном виде, будет выше давления в теплоносителе. Чтобы было понятнее, вспомните бутылку газированной воды. Пока она закрыта, есть небольшая полость у горлышка бутылки, где есть газ, но из воды он не выделяется, так как давление воды равно давленю в этой полости с газом. Но стоит только открыть бутылку и снизить давление, растворённый в воде газ быстро себя проявляет. Но стоит снова закрыть бутылку, через время пузырьки газа вновь перестают выделяться, пока давление не выровняется.
Так же и в радиаторе, газ сначала будет растворяться в теплоносителе, потом освободит себе какую-то полость в верхней части радиатора, откуда выместит теплоноситель, за счёт чего повысится несколько давление в теплоносителе. Но газ очень сжимаем, а жидкость нет, поэтому накачать эту газовую полость водородом до такой степени, чтобы она вытеснила много воды и создала критическое давление, это нужно очень много водорода.
А почему же мы не сможем получить так много водорода? Потому как количество щёлочи в нашем запертом радиаторе неизменно и с каждой прореагировавшей молекулой алюминия, концетрация щёлочи становится всё меньше, ведь она разлагается на описанные выше комплексные соли.
Почему же иногда закрытые радиаторы таки взрываются? Именно по описанной выше причине — некачественное порошковое прессование, которое приводит к тому, что катастрофически утоньшается стенка в каком-то месте из-за примесей и отхода от технологии, и радиатор не выдерживает внутреннего давления, а не из-за критического давления ввиду выделения водорода.
Но при всех причинах, которые обслуживающая отопление контора может рассказать пользователю по поводу взорвавшегося радиатора, вина лежит только на пользователе. Ибо нельзя ставить алюминиевые радиаторы для эксплуатации с щелочным теплоносителем. Для этого давно уже придуман биметалл.
Коррозия радиаторов отопления (батарей) – это разрушение внутренних стенок, связанное с постоянным воздействием на металл воды.
Рано или поздно, но с проблемой коррозии радиаторов (батарей отопления) сталкиваются практически все. Когда снимаешь старые радиаторы, невольно ужасаешься. Их внутренняя часть забита продуктами коррозии, различного типа отложениями, а сами стенки батарей невероятно уменьшились, стали тонкими. Все это происходит из-за протекания коррозионных процессов. Сразу же возникает вопрос: что же будет с новенькими красивыми батареями через пару лет, и будут ли они хорошо отапливать помещение?
В результате коррозии радиаторов значительно сокращается срок их службы. Часто могут образоваться пробоины самих батарей или же стояков (труб, по которым поступает горячая вода). При возникновении данного типа аварий, необходимо полностью менять трубы и радиаторы на новые, либо ставить хомуты (что часто делают работники ЖЕКов).
Давайте подробнее рассмотрим причины возникновения и протекания коррозии радиаторов. Внутренняя коррозия батарей наблюдается почти во всех системах отопления, только стадии протекания процессов разные. В основном это связано с использованием воды, которая содержит большое количество газообразных примесей и солей. Очень часто местные теплосети, у которых постоянный недостаток денежных средств, используют для заполнения отопительных систем обычную водопроводную воду, которая не подвергалась какой-либо предварительной обработке. Подобные ситуации наблюдаются и в небольших закрытых системах отопления (частные дома, в которых люди самостоятельно заполняют систему). Т.е. для питья такая вода в некоторой степени пригодна, а на трубы оказывает губительное действие. Соли, которые содержатся в ней, постепенно отлаживаются на стенках трубопровода горячей воды, радиаторов, зашламляя их и образуя накипь. С одной стороны, они очень сильно ухудшают работу отопительных систем. Накипь и шлам скапливаются на внутренних поверхностях батарей (особенно на трудноомываемых участках), в результате чего радиаторы намного хуже проводят тепло и отапливают помещение. С другой же стороны, накипь является дополнительной защитой металла от коррозии. Доступ кислорода к внутренним стенкам радиаторов затрудняется, и коррозионное разрушение замедляется. Т.е. использовать для заполнения систем высокоочищенную от солей воду нецелесообразно.
Коррозионная активность воды, в большей степени, зависит от содержания растворенного в ней кислорода, хлоридов, сульфатов, карбоната кальция и других примесей. Вода, которую используют для заполнения систем отопления, очень агрессивна, поэтому должна подвергаться предварительной обработке. Кроме того, необходимо принимать меры по защите от коррозии самих радиаторов.
Существует три основных принципа борьбы с внутренней коррозией радиаторов и отопительного оборудования:
— использование материалов, которые не подвергаются коррозионному разрушению;
— облагораживание агрессивной среды (снижение коррозионной активности воды);
— повышение стойкости оборудования отопительных систем, используя специальные защитные антикоррозионные покрытия.
Чтоб снизить коррозионную активность воды, широко используется два основных способа: химический и физический.
Суть химического способа защиты радиаторов от коррозии заключается в использовании специальных агентов. Введение в систему таких веществ и обработка реализуются на стадии подготовки воды. К физическому способу снижения агрессивности воды относится удаление газов. Самый распространенный метод – дегазация (деаэрация).
В условиях повышенной температуры коррозионные процессы протекают намного быстрее, и применение только двух вышеописанных способов защиты радиаторов и систем отопления от коррозии не оказывает желаемого эффекта. Этого не достаточно. Поэтому очень часто воду обрабатывают силикатом натрия. В таком случае на внутренней поверхности батарей образуется пленка, которая защищает ее от разрушения. Если трубопровод и радиаторы изготовлены из оцинкованной стали, можно вводить в систему полифосфаты, силикаты и фосфаты, которые также образуют защитный слой.
Образование пленки на внутренней поверхности радиаторов отопления может происходить как в процессе эксплуатации (отложение труднорастворимых солей), так и при их изготовлении. Многие хорошо зарекомендовавшие себя производители, при изготовлении корпуса радиатора, обрабатывают его защитными средствами. Это может быть химическое вещество или слой металла, который не подвергается коррозионному воздействию данной среды.
Шлам и накипь образуются в результате взаимодействия стенок радиаторов и трубопровода с жесткой водой. Если проводить подпитку смягченной водой или просто контролировать ее жесткость, можно предупредить возникновение накипи. Смягчение воды проводят следующими способами:
— щелочная обработка содой и известью;
— использование катионитовых фильтров;
— специальная обработка, в результате которой из воды удаляется часть воздуха и карбонаты.
Сейчас очень популярны алюминиевые радиаторы. Их производители рекомендуют поддерживать кислотность воды в пределах 7 – 8 рН. Очень многие люди, у которых в квартире (доме) стоит автономная система отопления, для ее заполнения используют дистиллированную, талую или дождевую воду, т.к. считают данную среду нейтральной. Стоит отметить, что это не так! Использование такой воды не решит проблем с внутренней коррозией радиаторов. Кислотность дистиллированной воды обычно лежит в пределах 5,5 – 6 рН. Тоже можно сказать о талой и дождевой, только их агрессивность увеличивается еще за счет насыщения кислородом. Перед тем, как заполнять систему, необходимо уменьшить кислотность воды, например, добавив в нее кальцинированную соду. Но не стоит ею злоупотреблять, т.к. это может привести к обратному эффекту.
При покупке радиаторов для централизованной или автономной сети отопления помимо технических характеристик следует обращать внимание на эксплуатационные свойства приборов обогрева. Одно из них — устойчивость батарей к появлению ржавчины, которая влияет на срок службы оборудования. Коррозия радиатора отопления способствует его разрушению и определяет условия использования прибора обогрева. Перечень батарей ТМ Ogint включает изделия, которые не подвержены возникновению ржавчины и сохраняют свои параметры в течение срока эксплуатации.
Биметаллические радиаторы
Ogint РБС
Биметаллические радиаторы
Ogint Ultra Plus
Чугунные радиаторы
Ogint чугунный радиатор
Сравнение радиаторов из разных металлов
Причинами разрушения стенок батарей под воздействием коррозии могут быть:
- наличие кислорода в системе;
- пониженная кислотность теплоносителя.
Чтобы сохранить параметры радиаторов в первом случае, необходимо своевременно удалять излишки воздуха из сети, для чего на приборах отопления устанавливают краны Маевского.
Для эффективного функционирования централизованных систем обогрева многоквартирных домов ТМ Ogint предлагает использовать чугунные и биметаллические батареи отопления. Они не чувствительны к составу рабочей среды и способны выдерживать гидравлические удары. Биметаллические модели рассчитаны на циркуляцию теплоносителя с уровнем pH 6,5-9,5; чугунные — 7-8.
Коррозия алюминиевых радиаторов возникает из-за химического состава рабочей среды и наличия в ней песка, окалины и других загрязняющих веществ. Мелкие частицы оказывают абразивное воздействие на внутреннюю поверхность батарей и повреждают оксидную пленку, которая образуется на поверхности металла при его контакте с воздухом. Уровень pH теплоносителя для алюминиевых радиаторов составляет 7-8, поэтому их желательно устанавливать при наличии контроля состава рабочей среды. Его можно организовать в автономных системах отопления частных домов и загородных коттеджей.