Сучасні геліосистеми працюють у складних умовах: високі температури, постійні перепади тиску, вплив вологи, ультрафіолету та агресивних теплоносіїв. Саме тому для їх підключення часто використовують гофровані металорукави з нержавіючої сталі. Вони відзначаються гнучкістю, стійкістю до температур, довговічністю, а також відмінними антикорозійними властивостями. Проте навіть нержавіюча сталь за певних умов може піддаватися корозії.
Корозія металорукава може призвести до зниження ефективності роботи сонячної системи або навіть аварійного виходу обладнання з ладу. Особливо критично це для сонячних колекторів, де температура теплоносія може перевищувати 150-200°C у режимі стагнації.
У цій статті розглянемо основні причини появи корозії на металорукавах для геліосистем та способи уникнення передчасного пошкодження.
Основні причини появи корозії на металорукавах для геліосистем
1. Неправильний вибір теплоносія
Найчастіші випадки прояви іржі на металорукавах для геліосистем пов’язані з некоректним використанням теплоносія. У геліосистемах найчастіше застосовують спеціальні антифризи – теплоносії на основі пропіленгліколю з додаванням інгібіторів корозії. Такі рідини безпечні для нержавіючої сталі, хімічно-нейтральні, вони можуть працювати в широкому діапазоні температур (від -30° до +200°С).
Але якщо рідина містить деякі домішки, вона може сприяти виникненню корозії і почати руйнувати внутрішню поверхню металорукава. Наприклад, тривала експлуатація теплоносія (більше 2-3 років) без його заміни та перевірки складу може призвести до забруднення, випадіння осаду.
У якості теплоносія для сонячних колекторів заборонено використовувати водопровідну воду або виготовляти розчини за її допомогою. І це пов’язано не тільки з малим діапазоном робочих температур. Звичайна вода містить різні солі, вона може бути хлорованою. А хлор – головний «ворог» нержавійки, їх контакт категорично заборонений. Тому розчини для геліосистем потрібно робити лише з використанням дистильованої води.
Для роботи в геліосистемах не підходить і етиленгліколь (автомобільний тосол), який хоч і добре себе зарекомендував при роботі в умовах низьких температур, але під дією високих температур (вище 150°С) він окислюється та утворює кислотне середовище, що значно прискорює корозійні процеси.
2. Некоректний підбір марки нержавіючої сталі
Одна з найпоширеніших причин виникнення корозії на нержавійці — застосування сплавів із низьким вмістом хрому та нікелю. Такий метал має значно нижчу стійкість до агресивного середовища.
Для геліосистем найчастіше використовуються металорукави з нержавіючої сталі наступних марок:
- AISI 304 – поширена та недорога марка нержавіючої сталі з високими антикорозійними властивостями;
- AISI 316L – окрім хрому та нікелю, які додають нержавіючій сталі антикорозійних властивостей, містить молібден, який значно підвищує стійкість матеріалу до агресивних речовин, таких як морська вода, кислоти, хлориди, конденсат, завдяки чому металорукави з цієї сталі можуть використовуватися для роботи у контакті з цими речовинами.
Ми рекомендуємо використовувати металорукави зі сталі AISI 316L.
3. Гальванічна корозія
Ще одна поширена проблема — контакт різнорідних металів. Наприклад:
- нержавіюча сталь + чорний метал;
- нержавійка + алюміній;
- нержавійка + неякісна латунь.
У присутності вологи між металами виникає електрохімічна реакція, яка прискорює руйнування менш стійкого матеріалу. Щоб уникнути цього, уникайте прямих контактів різнорідних металів.
4. Корозія від впливу блукаючих струмів і струмів витоку (електрокорозія)
Блукаючі струми — це електричні струми, які проходять через металеві конструкції не по передбаченому шляху, а через сторонні провідники, у тому числі через металорукави. Вони можуть виникати через:
- несправне заземлення;
- пошкоджену електропроводку;
- неправильне підключення електрообладнання;
- роботу потужних електроприладів;
- близькість до промислових мереж.
Якщо гофрований шланг або металорукав стає частиною електричного кола, на поверхні металу починаються електрохімічні процеси руйнування. Під дією електричного струму захисний шар нержавіючої сталі з оксиду хрому руйнується, утворюються мікротріщини або точкова корозія.
Для захисту металорукава від блукаючих струмів необхідно використовувати діелектричну вставку, яка розриває електричний контакт між обладнанням та трубопроводом.
5. Високі температури та перегрів системи
Геліосистеми регулярно працюють у режимі екстремальних температур. Під час застою теплоносія температура в колекторі може бути дуже високою, що може викликати руйнування захисного оксидного шару і локальну корозію в місцях напруження.
Для таких умов важливо використовувати металорукави, розраховані саме на високотемпературне застосування.
6. Помилки монтажу та експлуатації, які призводять до пошкодження захисного шару
Нержавіюча сталь має природний пасивний шар, який захищає метал від корозії. Але він може пошкоджуватись через використання агресивної хімії для очищення або під час неправильного монтажу металорукава, коли створюються додаткові механічні навантаження та виникають осередки локальної корозії.
Важливо не нехтувати умовами експлуатації металорукавів для геліосистем.
7. Вплив зовнішнього середовища (атмосферна корозія)
Зовнішні ділянки геліосистем можуть піддаватися впливу:
- дощу;
- снігу;
- конденсату;
- ультрафіолету;
- промислових викидів;
- соляного повітря в прибережних регіонах.
Від цього захищає ізоляція, але якщо металорукав не має додаткового захисту або на деяких ділянках ізоляція пошкоджена, ризик виникнення іржі суттєво зростає.
У яких місцях металорукава найчастіше виникає корозія?
Технологічний процес виробництва металорукава передбачає зварювання металевої стрічки (штрипса) у трубу. Дугове зварювання виконується вольфрамовим електродом, що не плавиться в захисній атмосфері інертного газу (аргону). Завдяки цьому утворений зварювальний шов не втрачає антикорозійні властивості нержавіючої сталі.
Тим не менше, саме зварний шов є самим слабким місцем металорукава. При неякісному зварюванні може порушуватися кристалічна структура металу на молекулярному рівні, змінюватися межі між зернами. Під впливом високих температур при зварюванні вуглець може реагувати з хромом, утворюючи карбід хрому, який осідає поблизу меж зерен. З-за цього з часом може виникнути так звана міжкристалітна корозія нержавіючої сталі, коли по шву з’являється іржа.
Висновок
Корозія металорукавів з нержавіючої сталі у геліосистемах може виникати по різним причинам. Пам’ятайте, що навіть нержавіюча сталь потребує правильного підбору та експлуатації.
Якісний металорукав із нержавіючої сталі, професійний монтаж і регулярне обслуговування системи дозволяють значно продовжити термін служби геліосистеми та уникнути дорогого ремонту.
