Ο λέβητας λειτουργεί, στο υπόγειο υπάρχει μια αποπνικτική μυρωδιά καυσαερίων και από την καμινάδα ή από την πόρτα του σταχτοδοχείου τρέχει ένα μαύρο, κολλώδες υγρό. Ο ιδιοκτήτης υποψιάζεται βλάβη, αν και τις περισσότερες φορές δεν πρόκειται για εργοστασιακό ελάττωμα, αλλά για συνέπεια ενός πράγματος: του υπερβολικά κρύου νερού που επιστρέφει από την εγκατάσταση στον λέβητα. Σε αυτό το άρθρο εξηγούμε τι είναι η διάβρωση χαμηλής θερμοκρασίας, γιατί καταστρέφει τον εναλλάκτη του λέβητα γρηγορότερα απ’ όσο θα περίμενε κανείς και πώς μπορείτε να τον προστατεύσετε αποτελεσματικά.
Τι είναι η διάβρωση χαμηλής θερμοκρασίας
Κατά την καύση στερεών καυσίμων, είτε πρόκειται για άνθρακα, οικολογικό άνθρακα, πέλετ είτε για ξύλο, παράγονται καυσαέρια που περιέχουν υδρατμούς και μικρές ποσότητες ενώσεων του θείου. Όσο η θερμοκρασία των καυσαερίων είναι υψηλή, κινούνται απρόσκοπτα μέσα στην καμινάδα. Το πρόβλημα αρχίζει όταν συναντούν το τοίχωμα του εναλλάκτη του λέβητα, το οποίο είναι υπερβολικά κρύο, επειδή στην άλλη πλευρά του κυκλοφορεί το νερό που επιστρέφει από την οικιακή εγκατάσταση. Τότε προκαλείται συμπύκνωση των καυσαερίων - οι υδρατμοί αρχίζουν να υγροποιούνται απευθείας πάνω σε αυτό το τοίχωμα και το υγρό που σχηματίζεται απορροφά αμέσως τις ενώσεις του θείου που υπάρχουν στα καυσαέρια, μετατρεπόμενο σε αραιό οξύ. Το οξύ αυτό προσβάλλει τον χάλυβα του λέβητα, ο οποίος δεν περιέχει χρώμιο ή μολυβδαίνιο για προστασία από τη διάβρωση και επομένως είναι πρακτικά ανυπεράσπιστος απέναντί του.
Ακριβώς αυτή η διαδικασία διάβρωσης χαμηλής θερμοκρασίας αποκαλείται επίσης χημική διάβρωση, επειδή, σε αντίθεση με τη συνηθισμένη σκουριά του μετάλλου στη βροχή, εδώ ο ρυθμός καταστροφής καθορίζεται κυρίως από τη χημική σύσταση του συμπυκνώματος και όχι μόνο από την επαφή με την υγρασία. Το φαινόμενο της χημικής διάβρωσης εντείνεται όταν ο λέβητας λειτουργεί για μεγάλο διάστημα σε χαμηλή θερμοκρασία, για παράδειγμα κατά τη θέρμανση του σπιτιού τις ηπιότερες ημέρες.
Γιατί υπάρχουν δύο διαφορετικά σημεία δρόσου
Το σημείο δρόσου ακούγεται σαν ένας συγκεκριμένος αριθμός, όμως αυτή είναι μια παραπλανητική απλοποίηση. Στα καυσαέρια των λεβήτων συμπυκνώνονται δύο εντελώς διαφορετικές ουσίες, σε δύο διαφορετικά εύρη θερμοκρασίας, και μόνο η κατανόηση αυτής της διαφοράς εξηγεί από πού προκύπτουν οι φαινομενικά αντικρουόμενοι αριθμοί που μπορεί να συναντήσει κανείς.
Σημείο δρόσου του νερού: χαμηλότερο, αλλά πιο καταστροφικό
Η πρώτη ουσία είναι οι απλοί υδρατμοί. Η θερμοκρασία των καυσαερίων στην οποία αρχίζουν να συμπυκνώνονται μαζικά είναι από 35 έως 45 βαθμούς για τα καυσαέρια από άνθρακα και λίγο υψηλότερη, από 50 έως 60 βαθμούς, για το φυσικό αέριο, το οποίο πρακτικά δεν περιέχει θείο. Όταν η θερμοκρασία του νερού που επιστρέφει στον λέβητα πέσει κάτω από αυτή την τιμή, προκαλείται μαζική συμπύκνωση όλων των υδρατμών ταυτόχρονα και όχι μόνο ενός μικρού μέρους τους. Λόγω της ποσότητας του υγρού που σχηματίζεται, αυτό ακριβώς το όριο ευθύνεται για τις πιο απότομες και ταχύτερες καταστροφές.
Όξινο σημείο δρόσου: υψηλότερο, αλλά με λιγότερο οξύ
Η δεύτερη ουσία είναι το πυκνό θειικό οξύ και το σημείο δρόσου του είναι αναπάντεχα υψηλό, καθώς, με τη συνήθη περιεκτικότητα θείου στον άνθρακα, μπορεί να φτάσει από 90 έως και 140 βαθμούς. Αυτό σημαίνει ότι μεμονωμένες σταγόνες ιδιαίτερα συμπυκνωμένου οξέος μπορούν να εμφανιστούν ακόμη και στο θερμό τμήμα της καμινάδας, πολύ νωρίτερα από τη συμπύκνωση των υδρατμών. Ευτυχώς, η ποσότητα του ίδιου του θείου στα καυσαέρια είναι μικρή, οπότε αυτές οι πρώιμες σταγόνες προκαλούν αργή, τοπική και όχι μαζική καταστροφή.
Από αυτή τη διάκριση προκύπτει η πρακτικά ασφαλής θερμοκρασία για την οποία γίνεται λόγος στον κλάδο: θερμοκρασία επιστροφής όχι χαμηλότερη από 50–55 βαθμούς. Δεν πρόκειται για τυχαίο αριθμό, αλλά για τιμή που βρίσκεται ακριβώς πάνω από το σημείο δρόσου του νερού, δηλαδή το όριο κάτω από το οποίο αρχίζει η μαζική και όχι μόνο τοπική συμπύκνωση των υδρατμών.
Γιατί αυτό καταστρέφει τόσο γρήγορα τον χάλυβα
Το αραιό θειικό οξύ ακούγεται λιγότερο επικίνδυνο από το πυκνό, όμως σε αυτή την περίπτωση ακριβώς η αραίωση είναι το πρόβλημα. Αυτό το συμπύκνωμα απλώνεται ως λεπτό στρώμα σε μεγάλη επιφάνεια του εναλλάκτη και διαβρώνει ομοιόμορφα τον χάλυβα, αντί να συγκεντρώνει την καταστροφή σε ένα σημείο. Σε ευνοϊκές συνθήκες, ο ρυθμός διάβρωσης του εναλλάκτη μπορεί να ξεπεράσει το 1 χιλιοστό απώλειας πάχους χάλυβα ετησίως. Για λαμαρίνα λέβητα πάχους πέντε ή έξι χιλιοστών, αυτό σημαίνει πραγματικό κίνδυνο να διαβρωθεί πλήρως μέσα σε λίγες μόνο θερμαντικές περιόδους, ιδιαίτερα σε λέβητες στερεών καυσίμων που λειτουργούν σε χαμηλή θερμοκρασία για το μεγαλύτερο μέρος της περιόδου.
Οι λέβητες συμπύκνωσης λειτουργούν αντίστροφα
Εδώ εμφανίζεται μια διάκριση που εύκολα παραβλέπεται, αλλά αλλάζει ολόκληρη την ερμηνεία του θέματος. Το ίδιο φαινόμενο συμπύκνωσης των υδρατμών που καταστρέφει έναν παλιό λέβητα είναι σκόπιμο και επιθυμητό σε έναν σύγχρονο λέβητα αερίου συμπύκνωσης. Αυτοί οι λέβητες θέρμανσης νέας γενιάς χαμηλής θερμοκρασίας είναι σχεδιασμένοι ώστε να προκαλούν σκόπιμα συμπύκνωση, επειδή έτσι ανακτούν την πρόσθετη θερμότητα που είναι κρυμμένη στους υδρατμούς, αντί να την αποβάλλουν άχρηστα μέσω της καμινάδας. Οι εναλλάκτες τους κατασκευάζονται από ανοξείδωτο χάλυβα ή κράματα αλουμινίου-πυριτίου, ανθεκτικά στη συνεχή επαφή με τα συμπυκνώματα.
Επομένως, το φαινόμενο διάβρωσης του λέβητα για το οποίο μιλά αυτό το άρθρο αφορά αποκλειστικά τον κοινό ανθρακούχο χάλυβα από τον οποίο κατασκευάζονται οι λέβητες στερεών καυσίμων και οι παλαιότεροι λέβητες αερίου χωρίς συμπύκνωση. Η αντιμετώπιση και των δύο τύπων λεβήτων με τον ίδιο τρόπο, σαν το κρύο νερό επιστροφής να τους βλάπτει εξίσου, είναι ένα από τα συχνότερα λάθη που συναντά κανείς στο διαδίκτυο.
Επικάλυψη με πίσσα: ταχύτερο προειδοποιητικό σημάδι
Πριν προλάβει η διάβρωση να διαπεράσει τη λαμαρίνα, συνήθως εμφανίζεται ένα πιο πρώιμο και πιο ορατό σημάδι: η πίσσα. Η καύση ξύλου, άνθρακα ή πέλετ δεν συνίσταται στην απλή καύση του συμπαγούς καυσίμου, αλλά στην απελευθέρωση πτητικών, εύφλεκτων αερίων από αυτό, μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται πυρόλυση. Για να προλάβουν αυτά τα αέρια να καούν πλήρως και να αποδώσουν καθαρή θερμότητα, χρειάζονται θερμοκρασία περίπου 600 έως 700 βαθμών στη ζώνη καύσης. Αν ακριβώς πίσω από το τοίχωμα της εστίας υπάρχει πολύ κρύο νερό, το τοίχωμα απορροφά απότομα τη θερμότητα και τοπικά σβήνει τη φλόγα, πριν προλάβουν να καούν πλήρως όλες οι πτητικές ενώσεις. Οι άκαυστοι, βαρείς υδρογονάνθρακες συμπυκνώνονται τότε απευθείας πάνω στον ψυχρό χάλυβα, σχηματίζοντας ένα κολλώδες, πισσώδες στρώμα. Το στρώμα αυτό λειτουργεί ως μονωτικό, οπότε ο λέβητας αρχίζει να καταναλώνει περισσότερο καύσιμο για να επιτύχει το ίδιο θερμαντικό αποτέλεσμα, ενώ το σπίτι εξακολουθεί να μην θερμαίνεται επαρκώς.
Ποια θερμοκρασία επιστροφής είναι ασφαλής
Σύμφωνα με όσα προκύπτουν από τον συνδυασμό των δύο σημείων δρόσου, η κατάλληλη θερμοκρασία του νερού που επιστρέφει σε λέβητα στερεών καυσίμων ή σε παλιό λέβητα αερίου είναι συνήθως τουλάχιστον 50–55 βαθμοί. Αυτό είναι διαφορετικό από τη γενική θερμοκρασία του νερού σε ολόκληρη την εγκατάσταση, η οποία ρυθμίζεται μέσω της καμπύλης θέρμανσης, όμως τα δύο θέματα συνδέονται: όσο χαμηλότερο είναι το ασφαλές όριο για τον συγκεκριμένο λέβητα, τόσο μεγαλύτερη ελευθερία υπάρχει στη ρύθμιση της υπόλοιπης εγκατάστασης.
Οι κατασκευαστές λεβήτων μπορεί να συνδέουν ρητά αυτό το όριο με τη διάρκεια της εγγύησης στεγανότητας του σώματος: η διατήρηση της θερμοκρασίας επιστροφής πάνω από 55 βαθμούς μπορεί να αποτελεί προϋπόθεση για μεγαλύτερη, πενταετή εγγύηση, ενώ η προστασία μόνο με τετράοδη βάνα που διατηρεί χαμηλότερο όριο, περίπου στους 45 βαθμούς, συνδέεται ήδη μόνο με τριετή εγγύηση. Η διαφορά στα έτη εγγύησης δείχνει πόσο σοβαρά αντιμετωπίζουν οι ίδιοι οι κατασκευαστές λεβήτων στερεών καυσίμων αυτό το θέμα.
Πώς να προστατευτείτε
Η λύση είναι να μην επιτρέψετε σε υπερβολικά κρύο νερό να φτάσει καθόλου στον εναλλάκτη. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με διάφορους τρόπους, από τον απλούστερο έως τον πιο ολοκληρωμένο.
Ο πρώτος είναι η τετράοδη βάνα, η οποία επιστρέφει μέρος του ζεστού νερού του λέβητα απευθείας στο σύντομο κύκλωμα του λέβητα, αυξάνοντας τη θερμοκρασία επιστροφής πριν το υπόλοιπο νερό συνεχίσει προς την εγκατάσταση. Την πλήρη κατασκευή και τις αρχές εγκατάστασης μιας τέτοιας βάνας, μαζί με τα συχνότερα λάθη εγκατάστασης, τις περιγράφουμε ξεχωριστά.
Ο δεύτερος τρόπος είναι η θερμοστατική βάνα προστασίας επιστροφής IBO MIX TVR, η οποία λειτουργεί πλήρως αυτόματα, χωρίς ελεγκτή και χωρίς ηλεκτρική τροφοδοσία. Στο εσωτερικό της διαθέτει κέρινο στοιχείο που αντιδρά στη θερμοκρασία και διατηρεί το νερό που επιστρέφει στον λέβητα στο προκαθορισμένο, ασφαλές επίπεδο, κατευθύνοντας αυτόματα το ζεστό νερό στο σύντομο κύκλωμα μέχρι να θερμανθεί ο εναλλάκτης.
Η πιο ολοκληρωμένη λύση είναι οι έτοιμες μονάδες προστασίας επιστροφής IBOMAT AMG, οι οποίες τοποθετούνται απευθείας στον σωλήνα επιστροφής. Περιλαμβάνουν ήδη ενσωματωμένη θερμοστατική βάνα, δικό τους κυκλοφορητή, μόνωση και θερμόμετρο σε ένα έτοιμο σετ, ώστε ο εγκαταστάτης να μην χρειάζεται να επιλέξει και να συνδέσει ξεχωριστά εξαρτήματα. Σε ένα σύνθετο λεβητοστάσιο, όπου ένας λέβητας στερεών καυσίμων τροφοδοτεί ταυτόχρονα θερμαντικά σώματα και ενδοδαπέδια θέρμανση, μια τέτοια μονάδα προστασίας επιστροφής συχνά λειτουργεί μαζί με ξεχωριστό τρίοδο κύκλωμα, για παράδειγμα στην έτοιμη αντλητική μονάδα GP PRO 3D-S με θερμοστατική τρίοδη βάνα, η οποία προετοιμάζει χαμηλότερη θερμοκρασία για την ενδοδαπέδια θέρμανση.
Θα συμβεί σίγουρα αυτό;
Αξίζει, τέλος, να προσθέσουμε μια ειλικρινή επιφύλαξη. Η χαμηλή θερμοκρασία επιστροφής από μόνη της δεν εγγυάται ακόμη μια γρήγορη καταστροφή. Για την πραγματική, επιταχυνόμενη καταστροφή του λέβητα απαιτείται συνήθως ο συνδυασμός αρκετών παραγόντων ταυτόχρονα: υγρό καύσιμο χαμηλότερης ποιότητας, λέβητας που λειτουργεί με υψηλή απόδοση καύσης και μεγάλα διαστήματα λειτουργίας του λέβητα ακριβώς σε χαμηλή θερμοκρασία, για παράδειγμα τις ήπιες μεταβατικές ημέρες. Υπάρχουν λέβητες στερεών καυσίμων που θέρμαιναν για χρόνια σε χαμηλές θερμοκρασίες χωρίς σοβαρή βλάβη, επειδή οι πρόσθετοι αυτοί παράγοντες δεν εμφανίστηκαν με τέτοια ένταση. Αυτό όμως δεν αποτελεί λόγο για να αμελείτε την πρόληψη της διάβρωσης του λέβητα, αλλά για να αντιμετωπίζετε το θέμα ρεαλιστικά: όσο περισσότεροι από αυτούς τους παράγοντες συνδυάζονται, τόσο μεγαλύτερος είναι ο κίνδυνος, ενώ η κατάλληλη προστασία επιστροφής κοστίζει ένα κλάσμα της αντικατάστασης ενός λέβητα που καταστράφηκε πρόωρα.
Dambat - αξιόπιστος κατασκευαστής αντλιών και υδραυλικού εξοπλισμού με πιστοποιητικά ποιότητας.
Αν αναζητάτε έτοιμες λύσεις για την προστασία του λέβητα, στην προσφορά μας θα βρείτε βάνες προστασίας επιστροφής και εξοπλισμό λεβητοστασίου των επωνυμιών IBO και IPRO. Αν, αντί για διάβρωση, υποψιάζεστε μάλλον απλό εγκλωβισμό αέρα στην εγκατάσταση, δείτε τον οδηγό μας για την εξαέρωση της αντλίας και της εγκατάστασης κεντρικής θέρμανσης
Συχνές ερωτήσεις
Τι είναι η διάβρωση χαμηλής θερμοκρασίας του λέβητα;
Είναι ένα φαινόμενο κατά το οποίο το υπερβολικά κρύο νερό που επιστρέφει από την εγκατάσταση ψύχει το τοίχωμα του εναλλάκτη κάτω από το σημείο συμπύκνωσης των υδρατμών που περιέχονται στα καυσαέρια. Οι υγροποιημένοι υδρατμοί ενώνονται με τις ενώσεις του θείου που υπάρχουν στα καυσαέρια, σχηματίζοντας ένα οξύ που διαβρώνει τον κοινό χάλυβα του λέβητα από το εσωτερικό. Αποκαλείται επίσης χημική διάβρωση.
Ποια είναι η ελάχιστη ασφαλής θερμοκρασία επιστροφής στον λέβητα;
Για λέβητες στερεών καυσίμων και παλαιότερους λέβητες αερίου χωρίς λειτουργία συμπύκνωσης, συνήθως θεωρείται ασφαλές όριο οι 50–55 βαθμοί. Κάτω από αυτή την τιμή αυξάνεται ο κίνδυνος μαζικής συμπύκνωσης των υδρατμών και επιταχυνόμενης διάβρωσης του εναλλάκτη.
Αφορά η διάβρωση χαμηλής θερμοκρασίας και τους λέβητες συμπύκνωσης;
Όχι με την ίδια έννοια. Οι λέβητες συμπύκνωσης είναι σχεδιασμένοι ώστε να προκαλούν σκόπιμα τη συμπύκνωση των υδρατμών και να ανακτούν από αυτούς πρόσθετη θερμότητα, ενώ οι εναλλάκτες τους κατασκευάζονται από υλικά ανθεκτικά στη συνεχή επαφή με τα συμπυκνώματα. Το πρόβλημα αφορά αποκλειστικά τον κοινό ανθρακούχο χάλυβα στους λέβητες στερεών καυσίμων και στους παλιούς λέβητες αερίου χωρίς συμπύκνωση.
Γιατί ο λέβητάς μου δημιουργεί πίσσα και μυρίζει άσχημα;
Συνήθως αυτό αποτελεί ένδειξη ότι το τοίχωμα της εστίας είναι υπερβολικά κρύο για να καούν πλήρως όλες οι πτητικές ενώσεις που απελευθερώνονται από το καύσιμο κατά την καύση. Οι άκαυστοι υδρογονάνθρακες συμπυκνώνονται πάνω στον ψυχρό χάλυβα ως κολλώδης πίσσα, αντί να αποδώσουν θερμότητα στην εγκατάσταση.
Πόσος χρόνος χρειάζεται για να καταστραφεί ένας λέβητας από διάβρωση χαμηλής θερμοκρασίας;
Σε ευνοϊκές συνθήκες, δηλαδή με υγρό καύσιμο και παρατεταμένη λειτουργία σε υπερβολικά χαμηλή θερμοκρασία, μπορεί να προκληθεί εμφανής ζημιά ή ακόμη και διαρροή στον εναλλάκτη ήδη μετά από δύο έως τέσσερις θερμαντικές περιόδους. Η χαμηλή θερμοκρασία από μόνη της, χωρίς τους υπόλοιπους παράγοντες, δεν οδηγεί απαραίτητα σε τόσο γρήγορη καταστροφή.
Πώς να προστατεύσω τον λέβητα από την κρύα επιστροφή;
Συνήθως χρησιμοποιείται μια τετράοδη βάνα με χειροκίνητο έλεγχο ή ενεργοποιητή, μια θερμοστατική βάνα προστασίας επιστροφής που λειτουργεί αυτόματα ή μια έτοιμη αντλητική μονάδα που συνδυάζει και τα δύο αυτά στοιχεία σε ένα σετ. Όλες αυτές οι λύσεις επιστρέφουν μέρος του ζεστού νερού του λέβητα στο σύντομο κύκλωμα πριν το υπόλοιπο νερό συνεχίσει προς την εγκατάσταση, αυξάνοντας τη θερμοκρασία επιστροφής σε ασφαλές επίπεδο.
