Всем привет!
Сегодня я хочу рассказать об очень интересной и нестандартной теме, связанной с устройством и эксплуатацией трубопроводной системы. Это коррозия на трубопроводах и водопроводных системах вашего дома или квартиры. Имею задачу рассказать о проблеме развернуто. Полностью раскрыть эту тему. Выявить большинство нюансов и рассмотреть пути решения и лечения этой болячки. Потому что встречаться с этой проблемой приходится всё чаще. Готовил я этот ролик долго, прочел много интересных книг и статей на эту тему. И предлагаю вашему вниманию анализ полученной информации.
Итак, трубопроводы систем горячего и холодного водоснабжения. Современный человек не может жить без постоянной работы этих водопроводных систем. Короткий летний период отключения горячей воды для профилактических работ воспринимается некоторыми городскими жителями катастрофой. Однако, не всем известно, что для обеспечения безаварийной эксплуатации водопроводных систем приходится прикладывать много усилий. Коррозия водопроводных труб ежегодно приводит к огромному количеству аварий и потерям сотен миллионов рублей. О видах коррозии водопроводов и способах ее предотвращения мы и поговорим в настоящем обзоре.
Основной механизм коррозии водопроводов и тепловых сетей - электрохимический. Скорость внутренней коррозии теплосети и систем водоснабжения зависит от состава и характеристики воды: значения водородного показателя рН, содержания растворенного кислорода, углекислого газа, наличия хлоридов и сульфатов, микроорганизмов, температуры, давления, скорости движения воды, эрозии, контактной коррозии (наличие фасонных частей из разноименных металлов).
Главная сложность в определении механизмов коррозионного разрушения - разностороннее действие большинства вышеописанных факторов внутреннего коррозионного разрушения. В зависимости от внешних условий и сочетаний всех факторов изменения в каком-то одном факторе могут приводить как к торможению, так и к ускорению внутренней коррозии водопроводных систем.
Например, наличие в воде растворенного углекислого газа и, соответственно, карбонатов кальция, магния или натрия может приводить как к образованию стабильных гомогенных защитных пленок нерастворимых карбонатов на всей поверхности трубы и торможению процесса коррозии, так и к образованию нестабильных осадков и негомогенных пленок, что ускоряет коррозионное разрушение.
Влияние кислорода на скорость коррозии стали также проявляется в двух противоположных направлениях. С одной стороны кислород увеличивает скорость коррозионного процесса, так как эффективно деполяризует катодные участки, с другой стороны - оказывает пассивирующее действие на поверхность стали, замедляя коррозию.
Следует отметить, что кислородная коррозия стали в горячей воде носит, преимущественно, язвенный характер и приводит к образованию сквозных дефектов.
С повышением температуры водной среды скорость коррозии стали обычно возрастает. Но для открытых систем, из которых растворенный кислород может улетучиваться в атмосферу, т.е. концентрация растворенного кислорода в воде уменьшается, скорость коррозии после 80 °C падает до очень низкого значения, хотя в закрытых системах скорость коррозии продолжает расти по линейной зависимости. Следует отметить, что оптимальная температура горячей воды для продления срока службы трубопроводов и их защиты от коррозии должна быть в границах от 45 дo 50 °C.
Однако, в связи с санитарными требованиями по предотвращению развития в трубопроводных системах бактерии Legionella, температура горячей воды поддерживается не менее 60 °C.
В сетях горячего водоснабжения также иногда наблюдается биокоррозия при температурах 60-70 °C при малых скоростях движения воды - застое, при наличии в воде органических веществ и сульфатов. Многие виды бактерий являются активными коррозионными агентами. Наибольшее значение имеют группы бактерий, участвующих в превращениях железа и серы.
Железобактерии, например Gallionella, поселяясь в трубах, образуют на их стенках слизистые скопления, обладающие высокой механической прочностью и поэтому не смываемые током воды. Участки под колониями бактерий оказываются изолированными от воды и доступ кислорода к ним затруднен. Таким образом, развитие железобактерий приводит к образованию на поверхности трубы зон с различной степенью аэрации, т.е. создаются условия для развития коррозии.
Одним из дополнительных и необычных механизмов коррозионного разрушения внутренних водопроводных систем является коррозия с участием токов утечки.
Токи утечки - это токи других электропотребителей, которые тем или иным способом попадают в трубопровод. Трубопровод является протяженным проводником, поэтому место выхода такого тока из трубопровода, которое и является основным местом его разрушения, может быть довольно далеко от места входа. Действие токов утечки на водопроводные системы в целом приводит к тем же последствиям, что и коррозионное действие постоянных и переменных блуждающих токов, хотя токи утечки могут активировать и процессы электрохимической коррозии.
Основными причинами возникновения токов утечки и попадания их на трубопроводы являются:
непрофессиональная эксплуатация действующей системы электроснабжения, например, преднамеренное использование трубопроводных систем в качестве нулевых рабочих проводников, подключение нулевого рабочего проводника к клемме нулевого защитного и наоборот и т.д.;
неправильное подключение электропотребителей (водонагревательные котлы, стиральные машины и т.д.), связывающих трубопроводные системы с системой электроснабжения зданий;
возникающие в процессе эксплуатации повреждения изоляции кабельных линий и/или электрооборудования, механические повреждения нулевых рабочих проводников.
Выявление токов утечки в водопроводных системах - сложный и трудоемкий процесс. Обычно данные работы выполняются в следующей последовательности:
Определение наиболее вероятных источников тока и возможности их попадания на металлоконструкции и трубопроводы здания.
Выполнение комплекса диагностических электрометрических работ по выявлению токов утечки.
Выполнение полного комплекса стандартных проверок электроустановки здания.
Выполнение проверок наличия, правильности выбора сечений и монтажа нулевых защитных проводников.
Устранение токов утечки.
Универсальных средств защиты от микробиологической коррозии не существует. Применяется химическая дезинфекция - хлорирование и купоросование воды (в месте водозабора), а также обработка воды ионами меди и серебра, йодом и озоном, и физическая дезинфекция с помощью ультрафиолетового и ультразвукового облучения.
Следующий вид коррозии это -электрокоррозия – это коррозия материалов под влиянием электрического тока от внешнего источника (коррозия блуждающих токов).
Признаки электрокоррозии – это единичные или множественные потемнения частей водопроводной системы с образованием пор (мелких сквозных отверстий) на сварочных швах и ровных участках поверхности трубопроводов.
Причина возникновения электрокоррозии – это наличие блуждающих токов в системе водоснабжения. Такие токи возникают из-за разности потенциалов. Т.е. потенциал в стояке равен потенциалу земли (заземлено), а тот что в металлических компонентах, вашего трубопровода – имеет другой потенциал. Между разными потенциалами и возникают "блуждающие токи" при условии появления между ними проводника. Таким проводником является текущая вода.
Когда массово стали применять пластиковые трубы, о заземлении стали мало задумываться, так как металлопластиковая труба похожа по токопроводимости на металлическую. Но это большое заблуждение. Не существует соединительных элементов, обеспечивающих контакт между алюминием и металлопластиковой трубой.
Получается так: вода имеет высокую токопроводимость, чтобы подвести накопившееся опасное напряжение в безопасное место, но она недостаточно проводима, чтобы защитить пользователя от нежелательного разряда тока. К тому же при движении вода трется о стенки труб и сама образует определенный заряд, который затем скапливается на металлических элементах, что тоже может привести к коррозии.
Итак, при установке металлопластиковых и пластиковых труб все металлические элементы существующей и новой системы водопровода необходимо заземлять (в том числе и отопительные батареи, полотенцесушители, раковины, ванны и другие металлические элементы, которые могут проводить скопившийся ток).
Необходимо обратить особое внимание на то, что одной из особенностей токов, протекающих по трубопроводам, является изменение их величины (вплоть до полного исчезновения в определенные моменты времени) в зависимости от изменения электрических нагрузок в здании.
Коррозию легче предотвратить, чем «лечить»
Обычно для решения проблемы неконтролируемого растекания токов электрически изолируют все внутренние водопроводные линии от подводящей магистрали или проводят замену подверженных ускоренной электрохимической коррозии металлических труб на пластиковые. Однако нельзя забывать, что трубопроводы фактически являются элементами системы электроснабжения, поэтому при замене металлических труб на пластиковые решается вопрос об устранении их электрохимической коррозии, но одновременно может существенно возрасти нагрузка на нулевые рабочие проводники и в значительной степени увеличиться сопротивление петли «фаза-ноль», что приводит к уменьшению величины токов короткого замыкания.
Вышеуказанные обстоятельства могут привести к отгоранию нулевых рабочих проводников, вследствие чего напряжение у потребителей наименее нагруженных фаз резко возрастает, что зачастую приводит к выходу из строя электрооборудования и пожарам.
При увеличении сопротивления петли «фаза-ноль» возможно несрабатывание устройств защиты от коротких замыканий (автоматических выключателей) вследствие возникшего после замены труб несоответствия уставок автоматических выключателей и уменьшившихся величин токов КЗ.
ПУЭ допускает использование водопроводных труб в качестве защитного заземляющего проводника. Поэтому в целях обеспечения электробезопасности при замене металлических труб на пластиковые требуется особенно тщательная проверка наличия и измерения величины сопротивления цепей заземления электропотребителей.
Я считаю, что наиболее технически грамотным и эффективным методом борьбы с вышеуказанными обстоятельствами является не ликвидация последствий, а устранение первопричины возникновения токов утечки, т.е. полное обследование системы электроснабжения зданий с определением источников и конкретных мест возникновения таких токов.
Подводя итоги написанному, можно сказать, что проблема внешней и внутренней коррозии систем теплоснабжения и ГВС стоит очень остро. Решать ее необходимо, разбирая каждый частный случай отдельно, особенно, если рассматривается система индивидуального отопления и подготовки и потребления горячей воды, так как в этом случае подготовка воды для систем осуществляется, как правило, самостоятельно, без использования подготовленной воды на ТЭЦ или тепловых пунктах.
Остаётся вопрос: как защитится от коррозии водопроводной системы? Существуем 5 основных типов защиты, это:
Электрохимическая защита,
Катодная защита,
Протекторная защита,
Анодная защита,
Электродренажная защита. Но эти способы в основном применимы для магистральных трубопроводов.
Что касается водопровода в квартире, то нужно отметить, что в старом жилом фонде, например может быть неправильно организовано или попросту отсутствует заземление. А с появлением в нашей жизни мощной бытовой техники (стиральные и посудомоечные машины, гидромассажные ванны, водонагреватели и др.) для безопасности оно крайне необходимо.
Вот и наши умельцы нашли его на стояках горячего, холодного водоснабжения и отопления, ведь все трубы лежат в земле и поэтому хорошо заземлены.
Возникающие токи утечки от неисправных электроприборов гуляют по металлическим стоякам и взаимодействуют с протекающей там водой, из-за чего возникают точечные электрические «пробои», которые затем становятся источниками возникновения ржавчины.
Далее есть недобросовестные жильцы, которые стояк используют в качестве нулевого провода и тем самым не платят за потребленное ими электричество или вообще при помощи «жучка» сматывают показания электросчетчика. Как результат будет не только стремительное развитие коррозии, но и риск получения смертельного удара током при одновременном прикосновении человека к трубе и другому токопроводящему предмету.
Появление точечной коррозии провоцируется также разницей потенциалов, возникающих между различными материалами.
Особенно активно токи возникают, когда в плотном контакте соседствуют два разных металла, например, обычная черная сталь и нержавейка.
При правильном проектировании, монтаже и эксплуатации инженерных коммуникаций разницы потенциалов не будет, так как все токопроводящие элементы обязательно заземляют и соединяют с главной заземляющей шиной (ГЗШ) во вводно-распределительном устройстве (ВРУ) или в главном распределительном шкафу (ГРШ) дома. Такая защита называется основной системой уравнивания потенциалов (ОСУП) здания. Существует еще дополнительная система уравнивания потенциалов (ДСУП), о применении которой речь пойдет дальше.
В случае, когда абсолютно все трубы изготовлены из одного материала, проблема электрокоррозии вовсе не возникает.
С появлением современных полимерных материалов, а именно металлопластиковых, полипропиленовых и полиэтиленовых труб, возник новый источник проблемы.
При разрыве металлической связи между стояком и например полотенцесушителем (установка отрезка пластиковой трубы) ситуация усугубляется, возникает также разница потенциалов, между которыми появляется электрический ток. «Почему?» – спросите вы. Ведь ток не проходит по пластику, потому что пластик диэлектрик. Но, если вспомнить школьный курс химии, то становится ясно, что здесь отличным проводником является сама вода, находящаяся в трубах. Процесс коррозии становится неизбежным.
Если рядом с трубами водоснабжения и отопления проложена электропроводка с плохой изоляцией, то проблемы тут также будут гарантированы. Повреждение кабельных сетей и электроустановок, ослабление или выгорание (отгорание) контактов, кому как правильнее, способствуют распространению токов на ближайшие металлические конструкции, в том числе и на водопроводные трубы.
Существует еще одна скрытая угроза – это статическое электричество, которое имеет свойство накапливаться на металлических поверхностях при трении воды о стенки пластиковых труб.
Как бороться с этими проблемами в условиях квартиры:
Квартирный водопровод нужно обязательно заземлять. Если стояк и отводы от него полностью из металлических труб, достаточно соединить надежным контактом (при помощи хомута или приварки лепестка с болтовым соединением) сам стояк горячего водоснабжения медным проводом сечением не менее 4 мм2.
Далее от стояка ГВС нужно присоединиться этим проводом к РЕ-шине (заземление, провод обозначается желто-зеленым цветом) ближайшего этажного электрощита.
Также в целях безопасности следует заземлять и все другие токопроводящие объекты (например, стальные и чугунные ванны).
Если стояк и отводы полностью из полимерных труб. В случае, если стояк собран из неметаллических труб, требуется установка металлической вставки (например, бочонок или ниппель соответствующего трубного диаметра) между шаровым краном и непосредственным присоединением потребителя. На вставку установить зажим заземления и медным проводом сечением 4 мм2 соединиться с заземляющей РЕ-шиной ближайшего электрощита.
Если стояк комбинированный, то нужно руководствоваться следующей схемой.
Здесь также потребуется установка металлической вставки (например, бочонок или ниппель соответствующего трубного диаметра) между шаровым краном и непосредственным присоединением потребителя. На вставку установить зажим заземления и соединиться медным проводом сечением 4 мм2 со стояком водоснабжения. Далее таким же проводом соединить между собой разорванные части металлического стояка. Затем от стояка проложить провод к РЕ-шине ближайшего электрощита.
Другой и самый грамотный вариант решения проблемы – организация дополнительной системы уравнивания потенциалов (ДСУП) в ванной комнате. Именно она поможет избежать не только электрокоррозии, но и обезопасить человека от поражения электрическим током, который может внезапно появиться на трубах вследствие грубейших ошибок электриков или умышленного воровства электричества.
В Правилах Устройства Электроустановок (ПУЭ, 7-издание, 2002 г.) в пункте 7.1.88 сказано: «К дополнительной системе уравнивания потенциалов должны быть подключены все доступные прикосновению открытые проводящие части стационарных электроустановок, сторонние проводящие части и нулевые защитные проводники всего электрооборудования (в том числе штепсельных розеток). Для ванных и душевых помещений дополнительная система уравнивания потенциалов является обязательной и должна предусматривать, в том числе, подключение сторонних проводящих частей, выходящих за пределы помещений».
Для этого в доступном для обслуживания месте устанавливается коробка уравнивания потенциалов (КУП), представляющая собой пластиковый корпус, в котором расположена заземляющая шина.
К ней присоединяются медные провода сечением 4 мм2 от всех токопроводящих элементов водопроводной, отопительной, газовой и вентиляционной систем, от всех электроприборов, а также от розеток и осветительных приборов, находящихся в ванной комнате.
Соединение проводов с перечисленными компонентами осуществляется с помощью хомутов или болтовых соединений. Чтобы ДСУП срабатывала во всех возникающих опасных ситуациях, требуется обеспечить во всех соединениях надёжный контакт.
После этого саму заземляющую шину соединяют медным проводом сечением не менее 6 мм2 с РЕ-шиной квартирного электрического щита, а он уже подключается непосредственно к главной заземляющей шине (ГЗШ) во вводном распределительном устройстве (ВРУ) здания. Очень важно, проложить этот провод так, чтобы на своем пути он не пересекался ни с какими другими кабелями.
Если разводка выполнена полимерными трубами (металлоластиковыми, полипропиленовыми, полиэтиленовыми), то в КУП также подсоединяются заземляющие провода от водопроводных кранов и смесителей.
Подведем итоги. Мы рассмотрели все случаи возникновения электрокоррозии и способы ее предотвращения. Возможно, что описанные случаи обойдут вас стороной. Но, если все-таки вы с ними столкнулись, надо запомнить главное.
Для того, чтобы принять правильное решение об устранении такой серьезной проблемы, как коррозия на элементах вашего водопровода необходимо, в первую очередь, обратиться к инженеру вашей управляющей компании. Специалисты компании должны произвести обследование сети и системы на предмет выявления соответствующих проблем,
с составлением акта осмотра, в котором указаны причины и источники возникновения коррозии на вашем водопроводе, а также указать конкретные мероприятия, направленные на устранение выявленных причин. После обследования вам должны указать, где находится источник проблем, в вашей квартире или в водопроводной системе дома. И в зависимости от этого вы либо устраняете причины у себя в квартире, либо устранением займутся работники управляющей организации.
Не считаю, что информация изложенная в этом ролике полная и исчерпывающая. Однако её можно применять для поиска и устранения возникающий проблем, связанных с коррозийными процессами на квартирных водопроводах. Как применяем её мы при обнаружении очагов коррозии на наших объектах и у наших клиентов. Иногда на решение уходят годы. Это связано с тем, что устраняя один источник возникновения коррозии мы, через некоторое время можем получить еще один или несколько, потому что в подвалах вашего дома постоянно, происходят какие то работы и не всегда эти работы происходят в строгом соответствии с действующими нормами и правилами, это с одной стороны. С другой стороны, жители МКД тоже могут «порадовать» в кавычках сюрпризами.
Например: на одной квартире нам несколько раз пришлось менять фильтра грубой очистки и несколько фитингов по причине образования коррозии. Свищи появлялись с безумной скоростью за несколько месяцев, пока случай не помог установить причину появления свищей. В межэтажном перекрытии потёк канализационный стояк. Квартира нашего клиента находилась на последнем этаже. При устранении причин возникла необходимость посещения нижней квартиры и вот там мы увидели, что около водопроводного стояка проложена электропроводка, проложенная хозяином квартиры для бытовой техники расположенной на кухне, а именно: стиралки, посудомойки и накопителя. Конечно мы потребовали эту линию перенести, потому что она проложена с грубейшими нарушениями. Хозяин квартиры особо не сопротивлялся. Линию перенесли и у хозяина квартиры расположенной выше коррозия больше не появлялась. По крайней мере два года он не обращается с подобными вопросами.
Вот такая история.
На этом у меня всё. Спасибо за уделенное время. Всем здоровья и удачи!