Современные гелиосистемы работают в сложных условиях: высокие температуры, постоянные перепады давления, воздействие влаги, ультрафиолета и агрессивных теплоносителей. Именно поэтому для их подключения часто используют гофрированные металлорукава из нержавеющей стали. Они отличаются гибкостью, стойкостью к температурам, долговечностью, а также отличными антикоррозионными свойствами. Однако даже нержавеющая сталь при определенных условиях может подвергаться коррозии.
Коррозия металлорукава может привести к снижению эффективности работы солнечной системы или даже аварийного выхода оборудования из строя. Особенно это критически для солнечных коллекторов, где температура теплоносителя может превышать 150-200°C в режиме стагнации.
В этой статье рассмотрим основные причины появления коррозии на металлорукавах для гелиосистем и способы избежания преждевременного повреждения.
Основные причины появления коррозии на металлорукавах для гелиосистем
1. Неправильный выбор теплоносителя
Наиболее частые случаи проявления ржавчины на металлорукавах для гелиосистем связаны с некорректным использованием теплоносителя. В гелиосистемах чаще всего применяют специальные антифризы – теплоносители на основе пропиленгликоля с добавлением ингибиторов коррозии. Такие жидкости безопасны для нержавеющей стали, химически нейтральны, они могут работать в широком диапазоне температур (от -30° до +200°С).
Но если жидкость содержит определенные примеси, она может способствовать появлению коррозии и разрушению внутренней поверхности металлорукава. Например, длительная эксплуатация теплоносителя (более 2-3 лет) без его замены и проверки состава может привести к загрязнению, выпадению осадка.
В качестве теплоносителя для солнечных коллекторов запрещается использовать водопроводную воду или производить растворы с ее помощью. И это связано не только с малым диапазоном рабочих температур. Обычная вода содержит разные соли, она может быть хлорированной. А хлор – главный враг нержавейки, их контакт категорически запрещен. Поэтому растворы для гелиосистем нужно производить только с использованием дистиллированной воды.
Для работы в гелиосистемах не подходит и этиленгликоль (автомобильный тосол), который хоть и хорошо себя зарекомендовал при работе в условиях низких температур, но под действием высоких температур (выше 150°С) он окисляется и образует кислотную среду, что значительно ускоряет коррозию.
2. Некорректный подбор марки нержавеющей стали
Одна из наиболее распространенных причин коррозии на нержавейке — применение сплавов с низким содержанием хрома и никеля. Такой металл имеет значительно более низкую устойчивость к агрессивной среде.
Для гелиосистем чаще всего используются металлорукава из нержавеющей стали следующих марок:
- AISI 304 – распространенная и недорогая марка нержавеющей стали с высокими антикоррозионными свойствами;
- AISI 316L – помимо хрома и никеля, которые добавляют нержавеющей стали антикоррозионных свойств, содержит молибден, который значительно повышает устойчивость материала к агрессивным веществам, таким как морская вода, кислоты, хлориды, конденсат для работы с веществами.
Мы рекомендуем использовать металлорукава из стали AISI 316L.
3. Гальваническая коррозия
Еще одна распространенная проблема — контакт разнородных металлов. Например:
- нержавеющая сталь + черный металл;
- нержавейка + алюминий;
- нержавейка + некачественная латунь.
В присутствии влаги между металлами возникает электрохимическая реакция, ускоряющая разрушение менее устойчивого материала. Чтобы избежать этого, избегайте прямых контактов разнородных металлов.
4. Коррозия от воздействия блуждающих токов и токов утечки (электрокоррозия)
Блуждающие токи — это электрические токи, проходящие через металлические конструкции не по предусмотренному пути, а через посторонние проводники, в том числе через металлорукава. Они могут возникать из-за:
- неисправного заземления;
- поврежденной электропроводки;
- неправильного подключения электрооборудования;
- работы мощных электроприборов;
- близости к промышленным сетям.
Если гофрированный шланг или металлорукав становится частью электрической цепи, на поверхности металла начинаются электрохимические процессы разрушения. Под действием электрического тока защитный слой нержавеющей стали из оксида хрома разрушается, образуются микротрещины или точечная коррозия.
Для защиты металлорукава от блуждающих токов необходимо использовать диэлектрическую вставку, которая разрывает электрический контакт между оборудованием и трубопроводом.
5. Высокая температура и перегрев системы
Гелиосистемы регулярно работают в режиме экстремальных температур. Во время застоя теплоносителя температура в коллекторе может быть очень высокой, что может повлечь за собой разрушение защитного оксидного слоя и локальную коррозию в местах напряжения.
Для таких условий важно использовать металлорукава, рассчитанные именно на высокотемпературное применение.
6. Ошибки монтажа и эксплуатации, которые приводят к повреждению защитного слоя
Нержавеющая сталь имеет естественный пассивный слой, защищающий металл от коррозии. Но он может повреждаться из-за использования агрессивной химии при очистке или при неправильном монтаже металлорукава, когда создаются дополнительные механические нагрузки и возникают очаги локальной коррозии.
Важно не пренебрегать условиями эксплуатации металлорукавов для гелиосистем.
7. Воздействие внешней среды (атмосферная коррозия)
Внешние участки гелиосистем могут подвергаться воздействию:
- дождя;
- снега;
- конденсата;
- ультрафиолета;
- промышленных выбросов;
- соляного воздуха в прибрежных регионах.
От этого защищает изоляция, но если металлорукав не имеет дополнительной защиты или на некоторых участках изоляция повреждена, риск возникновения ржавчины существенно возрастает.
В каких местах металлорукава чаще возникает коррозия?
Технологический процесс производства металлорукава предполагает сварку металлической ленты (штрипса) в трубу. Дуговая сварка производится вольфрамовым электродом, не плавящимся в защитной атмосфере инертного газа (аргона). Благодаря этому образовавшийся сварочный шов не теряет антикоррозионные свойства, присущие нержавеющей стали.
Тем не менее, именно сварной шов является самым слабым местом металлорукава. При некачественной сварке может нарушиться кристаллическая структура металла на молекулярном уровне, измениться границы между зернами. Под влиянием высоких температур при сварке углерод может реагировать с хромом, образуя карбид хрома, который оседает вблизи границ зерен. Из-за этого со временем может возникнуть так называемая межкристаллитная коррозия нержавеющей стали, когда по шву проявляется ржавчина.
Вывод
Коррозия металлорукавов из нержавеющей стали в гелиосистемах может возникать по разным причинам. Помните, что даже нержавеющая сталь нуждается в правильном подборе и эксплуатации.
Качественный металлорукав из нержавеющей стали, профессиональный монтаж и регулярное обслуживание системы позволяют значительно продлить срок службы гелиосистемы и избежать дорогостоящего ремонта.
