При изготовлении внутренней емкости, в водонагревателях используется, высококачественная сталь. Нанесенный на внутреннюю поверхность бака защитный слой эмали обладает высокой износоустойчивостью.
Эмаль (синонимы: стеклоэмаль, стеклофарфор) представляет собой силикатную массу с особым химическим составом и физическими свойствами, и на сегодняшний день является идеальным защитным средством для металла. К силикатной основе добавляются специальные добавки, обеспечивающие необходимые свойства эмали. Пропорции и перечень элементов каждый производитель старается сохранить в тайне и, в принципе, любую эмаль можно назвать кремниевой или стеклофарфоровой. Долговечность покрытия зависит не только от состава и толщины, но и от способа нанесения. При нанесении эмали на сталь важной составляющей является подготовка поверхности.
Так какие же преимущества дает эмалевое покрытие?
Вот основные из них:
— Эмаль устойчива к любой воде, в т.ч. морской и содержащей соединение азота.
— Эмалевое покрытие неотделимо от металла, что исключает возможность образование ржавчины под покрытием (высокую стойкость к коррозии обеспечивает сочетание эмаль+анод).
— Эмаль не подвержена старению и износоустойчива.
— Устойчива к температурам и резкому температурному изменению (химическая активность металла удваивается при повышении температуры на 10 °С).
— Эмаль гигиенична как стекло (не токсична) и выделение в воду каких либо веществ из эмали невозможно.
— Эмаль полностью биологически нейтральна (самая худшая основа для размножения бактерий).
— Технология нанесения эмалевого покрытия дает возможность изготовить емкость практически любого объема.
Все выше перечисленные признаки относятся только к высококачественным эмалированным водонагревателям, сделанных на современных заводах по проверенным технологиям.
Не смотря на высокую тщательность при нанесении эмалевого покрытия на поверхность, могут образовываться впадины, которые в начальной стадии эксплуатации незаметны. Но в дальнейшем в этих местах развивается точечная коррозия.
Коррозия — это обычный химический процесс, происходящий между металлическими частями водонагревателя (бак, трубки, нагревательный элемент) и окружающей их водой.
Этот процесс разрушает бак, уменьшает механическую прочность элементов водонагревателя и выводит из строя нагревательный элемент.
Причины, вызывающие коррозию :
- — растворенный в воде кислород ( обычно около 5 мг / л при высокой температуре и около 12 мг / л при низкой температуре )
- — соли, придающие воде агрессивные свойства .
Коррозия проходит в три этапа:
- — растворенный в воде кислород контактирует с внутренней поверхностью бака
- — железо бака имеет тенденцию к взаимодействию с кислородом (ат ом теряет два электрона, превращаясь в ион Fe ++ )
- — ионы железа, вступая во взаимодействие с кислородом, покидают поверхность бака, образуя при этом оксиды ( FeO ); таким образом, начинается коррозия бака, которая приводит к сквозным дырам.
Для предотвращения коррозии бака используют магниевые или титановые аноды .
Стремление окисляться (ржаветь) у возможных участков повреждений или царапин на эмали блокируется путем наложения противоположного тока. Возникающий из-за этого избыток электронов (катодное напряжение) на поврежденном участке смещает разницу потенциалов межу анодом и катодом (баком) и останавливает коррозию.
Чтобы предотвратить прохождение анодного тока на такие узлы бака, как нагревательный элемент и теплообменник, последние устанавливаются через изоляторы. Катодная защита от коррозии выполняется двумя способами:
Магниевый анод
Антикоррозийный стержень – анод, отдающий электроны, соединен со стальным внутренним баком. От анода исходит ток к возможным поврежденным участкам. Этот анодный ток, возникающий вследствие разрушения более активного материала, предотвращает коррозию на поврежденном участке. Встроенный в бак защитный анод состоит преимущественно из магния, и его достаточно проверять один раз в год. Это необходимо, так как из-за плохого качества воды может сократиться срок его службы. После первой проверки можно скорректировать частоту проведения повторных проверок анода.
И сталь, и магний имеют тенденцию к взаимодействию с водой, но магний более активен, чем железо. Его атомы легче становятся ионами, и это является решением проблемы предотвращения коррозии бака. Атомы магния покидают анод, образуя оксид, в то время , как атомы железа остаются нетронутыми, и бак не подвергается воздействию коррозии :
Титановый анод (Активный анод).
В отличие от магниевых анодов, здесь защитный ток вырабатывается внешним источником напряжения. Постоянный ток, требующийся для защиты от коррозии, подается и управляется
внешним электронным регулятором. Анодный стержень из титана работает как питающий и измерительный электрод.
Периодически на короткое время отключается подача тока. Измеренная затем разница потенциалов сравнивается электроникой с предварительно заданным потенциалом. Благодаря постоянному сравнению фактического потенциала с заданным, сила защитного тока точно регулируется до необходимого значения. Решающим для необходимой силы тока являются, наличие возможных поврежденных участков эмали и состав воды. При работе титановый стержень не подвергается разрушению и, естественно, не требует замены в течении всего срока эксплуатации водонагревателя.