Недостатки анодной протекторной защиты от коррозии
Если сдвиг потенциала анода в отрицательную сторону превысит определённое значение, возможна так называемая перезащита, которая приводит к выделению водорода на катоде, к изменению состава приэлектродного слоя и к другим процессам. Все эти процессы способствуют отслаиванию защитного (изоляционного) покрытия в баке и ускорению коррозии защищаемого металла.
Чтобы исключить перезащиту и не допустить недозащиту, величина разности потенциалов анода и катода должна находиться в определенных пределах в зависимости от целого ряда факторов, которые могут меняться. Причем, в случае значительного изменения этих факторов необходимо менять и величину потенциала анода. То есть, величину разности потенциалов между анодом и катодом необходимо измерять, контролировать и регулировать.
В водонагревателях высокой ценовой категории применяют более совершенную, регулируемую катодную защиту от коррозии. Сдвиг потенциала защищаемого металлического объекта осуществляется с помощью внешнего источника постоянного тока. Разность потенциалов между титановым анодом и баком водонагревателя регулируется электроникой по заданной программе.
Практика эксплуатации бюджетных водонагревателей с протекторной защитой свидетельствует о том, что не всегда удается исключить перезащиту, используя, рекомендуемый производителем, магниевый анод.
Для простого, протекторного способа защиты водонагревателей, единственный способ не допустить перезащиту и уменьшить потенциал — это заменить магниевый анод на электрод из алюминия.
Слив воды и разборка водонагревателя
И так, когда определились, что вскрывать все-таки нужно, первым делом отключаете питание, вытащив вилку с розетки. Затем сливаете с титана воду. Для этого перекрываете краны подачи горячей и холодной воды. 
Откручиваете шланг холодной воды, подставив подходящую емкость для слива.
Если вода не течет со снятого шланга, это говорит о воздушной пробке. Нужно ее убрать. Для этого достаточно немного ослабить гайку в месте подключения патрубка горячей воды к трубе. 
Далее открываете предохранительный клапан и спускаете воду через него. Если клапан вдруг оказался забит, то придется скрутить вентиль целиком. Вода сплошным потоком пойдет из бойлера.
После слива, полностью скручиваете с титана оба вентиля (горячий+холодный), чтобы вскрыть нижнюю крышку и получить доступ к тэнам.
Есть современные модели, где нижняя крышка идет разборной и чтобы ее снять, не обязательно трогать вентиля. Она идет в виде пластиковой вставки закрепленной на нескольких винтах. 
Отсоединяете провода питания, предварительно запомнив или пометив маркером, какой куда подключен. А еще лучше нарисовать схемку. Как правило, все провода цветные и сделать это будет легко. Иначе в такой куче проводки можно и запутаться. 
Не хотите ничего рисовать, тогда элементарно сделайте пару фотографий на сотовый телефон. Будете точно знать расположение всех элементов и проводов. 
После этого откручиваете по периметру гайки или винты крепления самого тэна.
Откручивать можно в любой последовательности, а вот закручивать их необходимо также, как головку двигателя или колеса на авто, то есть крест накрест.
Если вы сразу же прикрутите какую-то гайку до упора, это приведет к искривлению фланца и не будет необходимой плотности прилегания. Следовательно, прокладка держать не будет и появится течь.
Аккуратно вытаскиваете греющий элемент наружу. Он весь будет в ржавчине, а от магниевого анода, кроме тонкой прогоревшей железки и вовсе может ничего не остаться. 
Пошаговый порядок замены анода
В первую очередь необходимо выяснить, где находится анод в нагревателе и как его правильно снять и заменить. Информация об этом должна быть включена в руководство по эксплуатации вашего устройства. Если данное руководство отсутствует, то ниже описан стандартный порядок замены магниевого анода, который практически одинаков для всех накопительных настенных водонагревателей.
Шаг 1 – Отключите питание водонагревателя и подачу воды
Для начала нужно отключить водонагреватель от сети и перекрыть подачу холодной воды в водонагреватель, а затем открыть смеситель. Так мы выпускаем избыточное давление из водонагревателя.
Затем перекрываем вход для горячей воды. На патрубок холодной воды, либо на сливной патрубок, либо на специальный отвод для слива воды устанавливаем гибкую подводку (вместо нее можно использовать сливной шланг) и протягиваем ее до раковины.
Шаг 2 – Слейте воду из бака
Чтобы вода начала сливаться, необходимо открутить выход горячей воды. Так мы пускаем воздух в водонагреватель, и вода начинает идти в раковину. При этом из патрубка горячей воды может вылиться несколько капель, но основной поток воды пойдет через сливной шланг. Это связано с разной высотой трубок горячей и холодной воды в водонагревателе. Патрубок горячей воды заканчивается в верхней части внутреннего бака, а патрубок холодной – в нижней, поэтому слив мы производим через него, если не предусмотрен сливной патрубок.
После того как вода сольется, можно открутить сливной шланг. Теперь откручиваем американку на входе холодной воды, при этом из бака может вылиться еще немного воды. После этого можно снять водонагреватель. Так как вода во внутреннем баке еще присутствует, пусть и в небольшом количестве, снимая водонагреватель со стены, лучше зажать патрубок холодной воды рукой.
Шаг 3 – Извлеките старый анод
Приступаем к замене магниевого анода в бойлере. Необходимо открутить шуруп, который держит крышку, и подцепить ее ножом или отверткой. Под крышкой мы увидим провода. Прежде всего необходимо снять контакты с ТЭНа. Для этого мы откручиваем их крестовой отверткой. Далее необходимо вытащить датчики термостата. Количество датчиков зависит от конкретной модели водонагревателя.
Откручиваем гайки, которые притягивают ТЭН. Размер этих гаек зависит от модели водонагревателя. Болты и гайки лучше достать после откручивания, чтобы они не потерялись и не провалились внутрь.
Снимаем фланец и извлекаем ТЭН. На нем видны остатки анода. Промываем ТЭН от остатков анода под проточной водой. После промывки ТЭНа будет видно, что от анода осталась лишь шпилька. Также можно промыть и сам водонагреватель. Налейте в него воды и переверните, чтобы выплеснуть грязную воду с остатками анода.
Откручиваем оставшуюся от анода шпильку. Для этого откручиваем гайку и снимаем старую шпильку.
Шаг 4 – Установите новый анод
Так как у нас предусмотрена резьба в гнезде анода, то новый может быть установлен без гайки – достаточно лишь вкрутить его в ТЭНовую группу. Не нужно затягивать анод до упора – достаточно просто его зафиксировать.
После прикручивания анода протираем гнездо посадки ТЭНа и ставим ТЭН обратно.
Далее собираем все в обратном порядке. Возвращаем фланец и прикручиваем его болтами. Будьте внимательны, фланец не должен пережать провода и датчики температуры. Не нужно затягивать гайки фланца слишком сильно. Ставим обратно датчики температуры, а затем фиксируем их крепежной планкой. Затем возвращаем контакты ТЭНа, укладываем все провода и закручиваем крышку. После этого можно повесить водонагреватель обратно на его место.
Шаг 5 – Восстановите подачу воды и нагрев
Возвращаем трубы к патрубкам воды. После подключения труб мы открываем смеситель и включаем подачу воды в водонагреватель, а затем открываем подачу воды из водонагревателя. Таким образом мы спускаем воздух из внутреннего бака водонагревателя. Ждем, пока поток воды стабилизируется и пойдет ровной струей.
После этого можно закрыть смеситель, включить водонагреватель в сеть и запустить нагрев.
Советы
Есть ряд советов, которые помогут улучшить работу бойлера и при этом не допустить поломки всего оборудования.
Проверка на слух работу аппарата
Эта процедура гарантирует продление срока работы нагревательного механизма. Если при заборе воды слышится характерное шипение, значит, на баке появилась накипь или образовался затор из солевых отложений. По этой причине необходима быстрая и качественная чистка бойлера, без повреждения его эмалированной поверхности.
Заглядывать внутрь бойлера
Смотреть внутрь бака бойлера нужно обязательно, желательно раз в пол года.
Обязательно необходима постановка водяных фильтров для снижения концентрации различных солевых примесей, которые оседают на части деталей
Важно! Заглядывая внутрь бойлера, следует рассматривать то, как выглядит анод. Если он уже наполовину изношен, значит, через некоторое время необходимо провести его замену
Не допускать работу бойлера без анода
Бойлер без очистительного устройства долго не прослужит. Поэтому обязательно его нужно установить перед запуском водонагревателя, во избежание появления разных отложений на корпусе ТЭНа. Ни при каких обстоятельствах не стоит допускать работу бойлера без этого оборудования. В противном случае, придется покупать новый водонагреватель.
Регулярная чистка бойлера
Благодаря регулярной чистке бойлера будет обеспечена его длительная работа. Из-за частого использования нагревателя, образуется накипь, поэтому чистить его внутреннюю поверхность нужно раз в год.
Еще лучше делать это раз в полгода. Следует запомнить, что хоть нержавеющая сталь с эмалированной поверхностью котла — это достаточно стойкий материал, препятствующий образованию накипи, но все равно, через некоторое время должны появиться сгустки солей и отложения. Защитить оборудование можно только на полтора года.
Как определить, что пришло время менять анод?
Магниевые аноды в водонагревателе обычно служат от трех до пяти лет, но на самом деле срок их службы зависит от производителя, качества воды и того, сколько воды проходит через водонагреватель. Большинство производителей рекомендуют проверять магниевый анод каждые два года. При необходимости делать его замену
Если в воду добавляется натрий (например, при использовании смягчителя воды), аноды могут коррозировать быстрее: всего за шесть месяцев, если вода чрезмерно мягкая! Старайтесь не смягчать воду чрезмерно и чаще проверяйте анод, если у вас есть устройство для смягчения воды (не реже одного раза в шесть месяцев).
Когда магниевый анод в бойлере израсходуется до такой степени, что его необходимо заменить, вы можете обнаружить коричневый оттенок горячей воды, что является результатом внутренней ржавчинный, которую анод больше не может поглощать.
Вы также можете услышать лязгающий звук, исходящий из бака водонагревателя. По мере коррозии магниевого анода (особенно в алюминиевых моделях) он разъедается и может отломиться, осев на дне бака. Когда водонагреватель наполняется водой, отломившиеся части стержня могут ударяться о стенки бака, создавая шум.
Вот перечень признаков того, что пришло время заменить магниевый анод:
- Вашему водонагревателю более 5 лет, и вы никогда раньше не меняли анод;
- Водонагреватель при нагревании издает громкие и многократные лязгающие звуки;
- Горячая вода имеет коричневый оттенок
- Горячая вода начала пахнуть тухлыми яйцами;
- Установленный на данный момент анод выглядит полностью разъеденным.
Проверка и замена магниевого анода являются простыми действиями, но их часто игнорируют, пока водонагревателю не будет нанесен ущерб.
Принцип действия магниевого анода
Все внутренние элементы бойлера имеют различный электрохимический потенциал, именно это и дает ответ на основной вопрос, зачем магниевый анод в бойлере вообще нужен. Давайте рассмотрим происходящие в водонагреватели процессы при отсутствии дополнительной защиты анодом.
Внутренний бак бойлера изготовлен чаще всего из нержавеющей пищевой стали, которая имеет низкий потенциал по сравнению со всеми другими элементами конструкции (тэн, трубки для отвода и подвода воды). При этом стоит учитывать и то, что внутренний бак изготовлен при помощи сварки, цельнотянутые элементы не применяются в производстве из-за их дороговизны. По этой причине состав такого бака не будет однородным, в пределах сварного шва будет наблюдаться снижение устойчивости к коррозийным процессам (даже при выполнении сварочных работ с соблюдением всех технологических требований).
Из-за существующей разницы потенциалов вся конструкция представляет собой простейшую гальваническую пару. Поэтому, в результате происходящих электрохимических процессов все минеральные составляющие воды откладываются на элементах с низким потенциалом, то есть на стенках внутреннего бака. Учитывая сниженную коррозионную стойкость отдельных участков (кстати, по большому счету не спасает даже покраска внутренней поверхности), поражение ржавчиной протекает гораздо быстрее. Поэтому рабочий ресурс бойлера значительно уменьшается.
Теперь рассмотрим принцип защиты с дополнительным анодом. Одним из первых стал применять магниевый анод для бойлера «Аристон», компания, всегда считавшаяся производителем высококачественной бытовой техники.
Замена магниевого анода в бойлере «Аристон»
- Сам по себе магний более активный металл, если сравнивать со сталью, в том числе и нержавеющей. Помещение такого элемента внутрь бойлера приводит к увеличению содержания в воде катионов магния (Mg2+), которые и принимают участие во всех происходящих при нагревании воды электрохимических процессах.
- В первую очередь стоит отметить тот факт, что катионы магния способны эффективно связывать образующийся в результате нагрева теплоносителя (воды) кислород. Именно благодаря этому обеспечивается дополнительная, достаточно эффективная защита от возможных коррозийных процессов.
- Кроме того, переизбыток катионов магния приводит к образованию накипи с минимальным содержанием кальция (именно CaCO3 является нерастворимой солью, приводящей к образованию налета накипи на внутренней поверхности бака и ТЭНа). Магний связывает большую часть анионов на основе углерода, поэтому в результате накипь получается более рыхлой, она практически не осаживается на рабочих элементах бойлера, а выпадает в качестве легкоудаляемого осадка. Все оставшиеся элементы на основе кальция осаживаются на поверхности именно магниевого анода.
Принцип действия магниевого анода
Представим, что происходило бы при отсутствии такой защиты.
Подобная ситуация вызывает образование так называемой гальванической пары. Это явление было открыто еще в восемнадцатом веке. Железо вступает в реакцию с кислородом, входящим в состав воды. Поверхностный слой стали разрушается, с образованием оксида. Таким образом, он постепенно разрушается. Это происходит, потому что материал стенок водонагревателя характеризуется значительно меньшим электрохимическим потенциалом, нежели остальные детали бака.
При установке магниевого анода, он принимает на себя все окислительные процессы, потому что обладает гораздо меньшим электрохимическим потенциалом, нежели корпус.
Почти все модели водонагревателей включают в свою конструкцию этот элемент. Изначально поверхность данной детали имеет ровный серебристый цвет. В результате длительной эксплуатации, на ней появляются явственные следы коррозионных отложений, но обеспечивается целостность стенок бойлера.
Жертвенный анод производится из магния, потому что этот металл обладает слабым электрохимическим потенциалом. Кроме того, невысокая стоимость магниевого сплава не приводит к значительному удорожанию готового изделия, поэтому целесообразно использование именно этого компонента. Использование его в качестве расходного материала гораздо выгоднее, чем если бы происходил коррозионный износ стенок водонагревателя. Соли, содержащиеся в воде, оседают на поверхности магниевого анода, не оказывая негативного воздействия на другие детали.
Суть защиты водонагревателя ↑
С какой целью устанавливают магниевый анод в водонагреватель, теперь ясно. А чтобы понять, каким образом происходит защита металл от коррозии, достаточно вспомнить школьные уроки химии.
Железо, из которого выполнен внутренний бак, во время эксплуатации взаимодействует с кислородом, присутствующим в составе воды. В результате чего происходит образование оксида железа. Таким образом, железо, подвергаясь воздействию окислительных процессов, является анодом.
Производители, устанавливая в бак деталь из магния, преследуют две цели:
Новый и б/у магниевые аноды
- Магний гораздо легче отдает электроны из своих атомов, нежели железо. Можно даже сказать, что железо попросту не успевает вступить во взаимодействие с кислородом. Таким образом, магний выступает в роли протекторного анода, который растворяется для защиты иных металлических компонентов от коррозии. Так как, в химических реакциях в баке бойлера вместо железа реагирует магний, то внутренняя поверхность емкости остается нетронутой.
- В состав водопроводной воды входит не только кислород, а еще и растворенная соль кальция. Она в виде накипи оседает на внутренние детали водонагревателя. При взаимодействии с горячей поверхностью ТЭНа накипь превращается в настоящий кальциевый камень, снижая при этом теплопроводность нагревателя, как следствие, ТЭН выходит из строя. Использование магниевого анода помогает в решении и этой проблемы – его электроны путем вытеснения ионов кальция превращают накипь из твердой соли в рыхлое вещество, которое легко удалить с внутренних деталей бойлера.
Магниевый анод и ТЭН в сборе
Однако в процессе свой работы защитный анод быстро разрушается, в результате чего и требуется его периодическая замена.
В противном случае срок службы прибора будет зависеть лишь от качества внутреннего покрытия, а также материала стенок бака, температурного режима и состава воды.
Именно через такой срок стержень становится очень рыхлым и начинает легко крошится. Замена элемента происходит на стержень с аналогичными геометрическими параметрами. Заодно необходимо каждый раз удалять накипь с внутренней поверхности емкости и ТЭНа. Это существенно продлит его срок эксплуатации, а также улучшит качество горячей воды.
Виды
Установить жертвенный анод для бойлера, покрытого обычным металлом, нужно обязательно. Ведь такой материал без дополнительной защиты имеет небольшой срок службы. Даже если баки внутри покрыты слоем нержавейки, то это все равно не спасет водонагреватель. Поэтому нужно покупать дополнительные детали, чтобы потом не тратиться на ремонт. Любой производитель нагревателя выдвигает свои рекомендации по поводу того, как подобрать размер анода. В принципе аноды можно разделить на два вида – это магниевый и титановый.
Магниевый анод
Магниевый анод, как говорилось выше, сделан из обычного стержня или, другими словами, прута, внутри которого находится стальная шпилька с резьбой. Сами шпильки могут быть разных диаметров и разной длины
Стоит на это обратить внимание при покупке нового анода, ведь если его размер будет в разы больше, то он не влезет в отверстие бака. Однако существуют некоторые конструкции, где можно установить даже два анода
В напольных газовых или электрических конструкциях с большим объемом они меняются только сверху.
Анодный стержень имеет очень большой размер, его длина составляет приблизительно один метр. Поэтому его замена будет проблемной в помещениях с низким потолком. Так как сам водонагреватель имеет высоту до двух метров, плюс в него необходимо вставить еще и метровый прут. Для таких целей стали выпускать многосекционные защитные магниевые аноды.
Сделаны они из пластиковой трубки, имеющей микропоры. Внутрь этой трубки засыпают гранулы магния. Преимуществом такой новинки является то, что внутри не остается никаких осадков. К тому же магний можно добавлять в трубку по мере его выработки. Порошок магния продается отдельно.
Качественный алюминиевый водонагреватель не нуждается в таких дополнениях. Но при этом высокая цена делает его недоступным для простых обывателей. А вот обычный бойлер, дополненный магниевым анодом, будет по карману практически каждому. При этом по функциональности он не хуже. Принцип его работы заключается в том, что активные атомы магния покидают анод, и сами вырабатывают оксид. Атомы железа при этом остаются совсем нетронутыми.
Титановый анод
А вот анод с титановым покрытием работает немного по другому принципу. Он используется как измерительный и питающий электрод. В этом случае ток подается источником напряжения, расположенным снаружи, и регулируется он тоже внешним электроуправлением. Через некоторое время ток перестает подаваться и тогда титановый анод анализирует состояние внутренних частей конструкции. Он выявляет, какое нарушение произошло за данный период и тогда с большой точностью регулирует возможную силу подачи для восстановления разрушений.
Анод с титановым покрытием не подвержен разрушению, поэтому совсем не нуждается в замене. Он работает на протяжении всего срока эксплуатации данной конструкции. Наибольшим спросом пользуются нагреватели на 50 литров воды, дополненные таким анодом. Они не только компактны, но и удобны в использовании. Кстати, чтобы убедиться в том, что анод действительно титановый, можно благодаря использованию магнита. У этого материала слабое магнитное поле, поэтому он совсем не магнитится.
Алюминиевый
Это еще один вариант защитного электрода, покрытый алюминиевым напылением. Он также выполнен в виде обыкновенного прутка с резьбой.
При подогреве воды, расширяется металл, сплав корпуса удлиняется, утрачивая свои характеристики. На поверхности бака образуются микротрещинки. После чего кислород, находящийся в воде начинает окислять металл, вызывая необратимые коррозионные процессы.
Стальной корпус и электрический нагревательный элемент создают гальваническую пару, при этом корпус становится анодом. Для того, чтобы он не разрушался под воздействием воды, изготовители разместили около ТЭНа сплав, в состав которого входит алюминий.
Он берет на себя роль анода — в результате чего весь агрессивный кислород расходуется на его окисление, а емкость остается целой. Алюминиевый анод не дает окисляться элементам бойлера, но он имеет весьма утонченную конструкцию и легко повреждается от механического удара.
Советы по эксплуатации
Чтобы бойлер действительно проработал долго, но следовать таким советам:
- Постоянно следите за состоянием устройства независимо от того, сколько ему лет. Шипение из бойлера может свидетельствовать о том, что нагревательная деталь (ТЭН) нуждается в ремонте или замене.
- Проблема солевого налета. Даже с применением анодов, полностью избежать появления солевого налета невозможно. Его количество зависит от качества жидкости в системе водоснабжения. Если солей в составе воды слишком много, то даже лучший магниевый стержень не справиться.
- Специалисты советуют, время от времени разбирать бойлер и смотреть на степень износа специального стержня. Первый раз проверку нужно делать через полгода эксплуатации водонагревателя. Если степень износа анода близка к 50%, то еще через 5-6 месяцев его нужно будет заменить.
Накопительный водонагреватель запрещено включать, если он не оснащается магниевым анодом. Иногда пользователь изношенный стержень вынимает, а новый не устанавливает из-за того, что нет времени на покупку и замену детали. В такой ситуации бойлер включают без анода, что очень плохо. Магниевые аноды продаются практически во всех сантехнических магазинах и стоят при этом недорого, поэтому лучше сделать своевременную замену стержня, чем потом устранять результаты работы бойлера без этого элемента.
Для замены изношенной детали не обязательно приглашать специалистов. Для этой цели не нужны специальные знания или редкие инструменты
Важно лишь внимательно соблюдать технику безопасности. При замене анода все водяные вентили надо закрутить и выключить бойлер от сети электропитания.
Производители водонагревательного оборудования советуют делать очистку от накипи как минимум один раз в год. Если вы делаете это чаще, то это только положительно отразится на сроке эксплуатации устройства. При постоянной работе бойлера, на дне оседает налет, который ухудшает характеристики прибора. Если регулярно очищать накопительную емкость, от этой проблемы можно избавиться.
