Блуждающие токи

Способы защиты металла

Электрохимическая коррозия – одно из основных препятствий, которые встречаются на пути человеческой деятельности. Защита от воздействия разрушительных процессов и их протекания на поверхности конструкций и сооружений – одна из перманентных и насущных задач любого промышленного производства, и любой бытовой деятельности человека.

Разработано несколько способов такой защиты, и все они активно применяются в повседневном цикле жизнедеятельности:

• Электрохимическая защита – электролитическое по принципу работы использование химических закономерностей, защищает металл с помощью анодного, катодного и протекторного принципа.
• Электроискровая обработка с использованием различных установок – бесконтактных, контактных, анодно-механических.
• Электродуговое напыление – основное преимущество в толщине наносимого слоя и относительной дешевизне производимого процесса.
• Эффективная антикоррозийная обработка – удаление загрязнений и очистка обрабатываемой поверхности, с последующим нанесением на поверхность сначала противокоррозионного, а затем и дополнительного защитного слоя.

Все эти способы наработаны в процессе деятельности человека с целью защиты инструментария, средств передвижения и транспортировки на стыке нескольких промышленных отраслей, и с использованием научных достижений.

Электрохимическая коррозия, которая является естественным процессом разрушения поверхности металла под воздействием нейтральных или агрессивных факторов окружающей среды, представляет собой сложную проблему. Убытки от нее терпят и машиностроительные, и транспортные, и промышленные предприятия, средства передвижения. И это проблема, которая требует ежедневного разрешения.

Как защитить полотенцесушитель от корозии

Как защитить новый полотенцесушитель от такой проблемы? Ответ достаточно прост: необходимо обеспечить серьезную металлическую связь между двумя трубами, а именно между трубами стояка и самим устройством. Тогда блуждающие токи устранятся. Проще говоря, нужно заземлить полотенцесушитель к металлическим трубам стояка. Если трубы водопровода в квартире выполнены из метала, вопросов об их дополнительном заземлении не должно возникнуть.

Каждая ванная комната также имеет заземление на трубопровод отдельным проводником, потому что у нее нет другой связи с водопроводной трубой.

Когда в моду вошло использование пластиковых труб, 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.

Существует еще одна опасность появлений таких токов в системе: среди ваших соседей может найтись тот, кто установит так называемый жучок, служащий, чтобы счетчик на воде крутился в обратную сторону, и для этого подключится к системе отопления. В таком случае к батарее лучше не прикасаться, несмотря на то, что трубы стальные и заземлены.

Как показывает практика, токи в системе отопления большой опасности не представляют, а вот их скопление и наличие в полотенцесушителях массово наносят вред здоровью пользователей, которые могли не знать, забыть или проигнорировать факт необходимости заземления металлопластиковых труб. Особенно это опасно, когда в доме находятся дети.

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).

Каждый вправе сам выбирать, какой полотенцесушитель купить. Если вы выберете бесшовный вариант, то о такой проблеме, как небольшие удары тока в ванной комнате или любой другой, где находятся металлические водопроводные трубы, можно будет забыть. Но любителям самостоятельной установки полотенцесушителей и других устройств в целях экономии стоит помнить, что жизнь и здоровье дороже денег.

Сколько стоит установить полотенцесушитель водяной?

Стоимость установки водяного полотенцесушителя может существенно варьироваться в зависимости от местоположения, сложности монтажа, качества выбранного оборудования и условий работы специалистов. В среднем, цена на установку водяного полотенцесушителя может составлять от нескольких тысяч до десятков тысяч рублей. Рекомендуется обратиться к нескольким профессиональным установщикам и запросить у них коммерческие предложения для определения наиболее выгодного варианта.

Виды коррозии

В зависимости от типа металла и окислительно-восстановительной реакции, происходящей с ним, коррозия может быть:

• равномерной или неравномерной;
• местной и точечной (отдельные участки почему-либо вступили в реакцию, а другие – нет);
• язвенной, известной еще как питтинг;
• подповерхностной;
• растрескивающейся;
• межкристаллической, возникающая вдоль границ кристалла металла.

Также в зависимости от того, какие именно внешние факторы воздействуют на поверхность, коррозия бывает химической и электрохимической. Химическая коррозия происходит в результате некоторых реакций под влиянием химических взаимодействий, но без участия электрического тока, и может быть присуща даже нефти и газу. Электрохимическая отличается определенными процессами, она более сложная, чем химическая.

На видео: коррозия металлов.

Что такое коррозия

Процесс разрушения верхнего слоя металлического материала под влиянием внешних воздействий называется коррозией в широком смысле.

Термин коррозия в данном случае – только характеристика того, что металлическая поверхность вступает в химическую реакцию и теряет под её влиянием свои изначальные свойства.

4 основных признака, по которым можно определить, что этот процесс существует:

• процесс, развивающийся на поверхности, и со временем проникающий внутрь металлического изделия;
• реакция возникает самопроизвольно от того, что нарушается устойчивость термодинамического баланса между окружающей средой и системой атомов в сплаве или монолите;
• химия воспринимает этот процесс не просто, как реакцию разрушения, но как реакцию восстановления и окисления: при вступлении в реакцию одни атомы замещают другие;
• свойства и особенности метала при такой реакции претерпевают значительные изменения, или утрачиваются там, где она происходит.

Как заземлить полотенцесушитель?

Полотенцесушители современности – это, в первую очередь, способ обогреть ванную комнату, а потом уже элемент дизайна. Хотя 2-а эти понятия очень четко должны совмещаться в нем. Эстетика полотенчика должна подчеркивать общую обстановку в санитарном узле каждого дома.

Возникают моменты, когда во время эксплуатации, полотенцесушитель начинает течь. Возникает мысль, что это некачественная продукция вам попалась. Но это может быть совсем не так. Что же тогда может испортить полотенчик? Ответ на этот вопрос в физических законах природы.

Как правильно заземлить полотенцесушитель

В большинстве случаев в потери целостности приобретенного и установленного полотенцесушителя вина совсем не в продавцов или производителя. Причиной протеканий полотенчика может стать обычный электрический ток.

Чтобы понять, как это происходит, нужно заглянуть в учебники по физике или в электронные справочники (взаимодействие двух разных металлов, один из которых более активен, нежели другой, незамедлительно проходит химическая реакция, при которой электроны более активного металла, переходят к менее активному).

Так, простая вода из водопровода, благодаря присутствию в ее составе минералов и солей, отыгрывает роль электролита. При ее нагревании способность проводить ток увеличивается. Такое явления в физике называется – гальваническая коррозия.

Существует и еще одна причина течи полотенчика – блуждающие токи. Они появляются в результате повреждения электрической проводки. В таком случае полученный электрический потенциал, будет пытаться уйти в землю, ведь вода отличный проводник электроэнергии.

Проблему блуждающих токов и гальванической коррозии можно решить, выровняв разницу их потенциалов. Сделать это можно, только заземлив корпус полотенцесушителя на массу металлического трубопровода, как это показано на схеме.

Как заземлить полотенцесушитель из нержавейки

Полотенцесушители, которые врезают в централизованную систему горячего водоснабжения, могут подвергаться воздействию электрических зарядов, которые называют блуждающими токами. Особенно это негативное воздействие может испортить стенки полотенчика, изготовленного из нержавейки.

Период эксплуатации полотенцесушителей из нержавейки не ограничивается. Их поверхность производители полируют, что позволяет им иметь блестящий вид.

Они стойкие к механическому воздействию, чего не скажешь о медных и латунных. Единственные повреждение – царапины, которые легко устраняются при помощи специальной мастики и войлочной тряпочки.

Не механические повреждения полотенцесушители из нержавейки могут получить в результате электрокоррозии (блуждающие токи).

Предпосылками возникновению блуждающих токов могут быть:

• — Когда заземляют электроприборы к металлическим трубам;
• — Когда жители применяют электромагнитные фильтры для очистки воды;
• — Когда химический состав воды позволяет этому.

Присутствия блуждающих токов определяется только при помощи специального оборудования. Чтобы избежать электрокоррозии, нужно обязательно заземлить полотенцесушитель из нержавейки.

Электрохимическая коррозия: как защитить полотенцесушитель?

Каждый хозяин знает, что ремонт в доме и квартире непрерывен. Не всем и не сразу удается учесть все детали и нюансы, да и в процессе ремонта каждый старается как можно быстрее, при этом долговечнее и качественнее все сделать. При это критерий «недорого» также частый путник того, кто начал ремонтные работы. Однако тому, кто уже столкнулся с его последствиями, известно, что дешево и долговечно – понятия антонимы. Потому лучше сразу отдать предпочтение лучшим материалам. Это относится ко всему, включая и полотенцесушитель.

Почему важно правильно использовать полотенцесушитель

Всем известно, что полотенцесушитель отвечает за поддержание комфортного температурного режима, а также за качественное высушивание белья. Значимость этого прибора замечают лишь в те моменты, когда она начинает выходить из строя. К сожалению, такие ситуации не редкость. При этом полотенцесушители могут легко подвергать электрокоррозии и протеканию.

Почему важно правильно использовать полотенцесушитель

Чем опасны протечки и электрокоррозия?

Сперва наперво эти недуги опасны для ваших соседей. Имеется ввиду, что они могут усугубить перепады давления, что может привести к срыву прибора. Думаем, не нужно пояснять в какую копеечку выльется вам эта поломка.

Как защитить полотенцесушитель от всех поломок?

Существуют универсальные метода того, как защитить полотенцесушитель от электрокоррозии и поломок. Сперва вам необходимо выбрать полотенцесушитель, который изготовлен из материалов высокого качества, при этом надежных и долговечных.

Наиболее популярным среди таких материалов является нержавеющая стальмарка AISI 304. Любое изделие с ее использованием прослужит своему хозяину не одно десятилетие. Однако существует нюанс – не обойдется без блуждающих токов, которые запускают процесс электрохимической коррозии и провоцируют образование точек коррозии, увеличивающиеся с ходом времени. При этом они являются причиной образования злосчастных подтеканий.

Как защитить полотенцесушитель от всех поломок

Почему образуются блуждающие токи?

Электрический ток образуется в водной среде за счет ее трения о металлические стенки труб либо же по причине заземления соседом неверно работающего электроприбора, к примеру, стиральной машины старого производства.

Данные факторы позволяют распространиться токам по трубам и перейти в воду, что и приводит внутренней ржавчине полотенцесушителя.

Повышенная жесткость воды также причина неблагоприятной среды для образования токов по причине соприкосновения металлов с различными потенциалами. Кроме того, даже пути трамваев, которые проходят недалеко от труб, могут являться причиной образования тока в воде.

Как исправить это явление?

Производители знают, как частично можно разрешить эту проблему. Выход в заземлении. Но оно так же должно быть грамотно выполнено: заземляется вставка из металла, которая расположена перед полотенцесушителем, но не в коем случае не заземляет корпус.

Как защитить полотенцесушитель от коррозии?

Купить полотенцесушитель рекомендуется тот, который качественно выполнен из материалов, относящихся к высококачественным. Вы также можете подобрать тот дизайн, что будет по душе исключительно вам.

Не рекомендуется в целях экономии устанавливать полотенцесушитель самостоятельным образом – высок риск того, что вы навредите себе и домочадцам. Лучше доверьте монтаж специалистам и в обязательном порядке требуйте от них гарантию работы.

Механизм образования блуждающих токов

В таблице мы привели в качестве примера несколько источников, теперь рассмотрим подробно, как в них образуется интересующий нас процесс. Как уже упоминалось выше, чтобы он появился, между двумя точками на земле должно произойти возникновение разности потенциалов. Такие условия создаются контурами ЗУ систем с глухоизолированной нейтралью.

Нулевой провод (PEN) одним концом соединен с ЗУ электроподстанции, а вторым подключен к шине PEN потребителя, которая соединена с заземляющим устройством объекта. Соответственно, разница электрических потенциалов между выводами нулевого проводника будет передаваться ЗУ, что создаст условия для образования цепи. Величина утечки будет незначительной, поскольку основная нагрузка пойдет по пути наименьшего сопротивления (нулевому проводнику), но, тем не менее, часть ее пойдет по земле.

Образование блуждающих токов между ЗУ нулевого провода

Практически аналогичные условия образуются, когда возникают проблемы с изоляцией проводов (разрушение оболочек) кабельных магистралей или ВЛ. При возникновении КЗ на землю, в этой точке потенциал равный или близкий к фазе. Это вызывает образование тока утечки к ближайшему ЗУ с потенциалом PEN-провода.

В приведенном примере о постоянной утечке переменных токов речь не идет, поскольку согласно действующим нормам на поиск и устранение повреждения отводится два часа. При этом, в большинстве случаев, отключение поврежденной линии или локализация участка с КЗ производится автоматически. Процесс может существенно затянуться, если сила тока КЗ ниже аварийного порога.

Как показывает практика, наибольшая доля источников токов постоянной утечки приходится на городской и пригородный рельсовый электротранспорт. Механизм их образования продемонстрирован ниже.

Рельсовый электротранспорт в качестве источника блуждающих токов

Обозначения:

1. Контактный провод, от которого получает питание силовая установка электротранспорта.
2. Питающий фидер (подключен к контактному проводу).
3. Одна из тяговых подстанций, питающая сети трамваев.
4. Дренажный фидер (подключен к рельсам).
5. Рельсы.
6. Трубопровод на пути прохождения блуждающих токов.
7. Анодная зона (положительные потенциалы).
8. Катодная зона (отрицательные потенциалы).

Как видно из рисунка, постоянное напряжение в тяговую сеть поступает с подстанции и по рельсам возвращается обратно. При недостаточном сопротивлении рельсовых путей относительно земли, в грунте возникают электрические блуждающие токи. Если на пути распространения утечки блуждающих токов находится трубопровод или другая металлическая конструкция, то она становится проводником электричества.

Это связано с тем, что ток распространяется по пути наименьшего сопротивления. Соответственно, как только появляется проводник, ток будет распространяться по металлу, поскольку его электрическое сопротивление меньше, чем у земли. В результате участок трубопровода, через который проходит электроток, будет в большей степени подвержен коррозии металла. О причинах этого рассказано ниже.

Причины и признаки электрохимической коррозии

Появление вихревых токов Фуко – довольно сложное непредсказуемое явление. В системах горячего водоснабжения, а порой и в системе отопления такие токи появляются из-за многих причин, казалось бы не связанных между собой.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: Установка внешнего блока кондиционера на чердаке можно ли так делать обзор технических нюансов

Вообще, вихревые токи образуются при разности потенциалов. При строительстве дома, все металлические конструкции подключаются к общему контуру заземления, причем раньше в строительстве использовали заземление по контуру, а сейчас довольствуются методом уравнивания потенциалов.

Когда в квартире вместо существующей металлической системы ставят пластиковые – разность потенциалов возникает из-за разрыва заземления (например, на полотенцесушителе один потенциал, а на стояке – совсем другой). Отсюда и разность потенциалов, отсюда и блуждающие токи. Еще они могут возникать в результате короткого замыкания, отсутствия заземления близнаходящихся электрических бытовых приборов, будь то стиральная машина и так далее.

Даже наличие/отсутствие трамвайных путей в непосредственной близости играет роль. Блуждающие токи возникают также при нарушении изоляции электропроводки, обрыва сети, заземления, сделанного на систему отопления.

Все это ведет к электрокоррозии сантехники, к ней еще приводит соседство двух разных материалов, особенно нержавеющей и черной стали. То место, через которое в полотенцесушитель проходит заряд, в результате подвергается электрохимической реакции, поэтому там образуется повреждение. Такие проблемы обычно решаются непосредственно заземлением самого полотенцесушителя.

Электрохимическая коррозия отличается от химической тем, что процесс разрушения проходит в системе электролитов, отчего внутри этой системы возникает электрический ток. Два сопряжённых процесса, анодный и катодный, приводят к удалению из кристаллической решетки металла неустойчивых атомов. Ионы при анодном переходят в раствор, а электроны от анодного процесса попадают в ловушку к веществу-окислителю и связываются деполяризатором.

Таким образом, деполяризация – это отвод с катодных участков свободных электронов, а деполяризатор – вещество, которое отвечает за этот процесс. Основные реакции происходят с участием водорода и кислорода в роли деполяризаторов.

Существует множество примеров электрохимической коррозии разного типа, которая оказывает воздействие на металлические поверхности в природе и проходит под влиянием различных условий. Водород при этом работает в кислой среде, а кислород – в нейтральной.

Практически все металлы подвергаются электрохимической коррозии, и по этому признаку их разбивают на 4 группы, определяют величину их электродного потенциала:

• активные коррозируют даже в той среде, где нет окислителей;
• среднеактивные вступают в реакцию окисления в кислотной среде;
• малоактивные не вступают в реакцию при отсутствии окислителей и в нейтральных, и в кислых средах;
• не вступают в реакцию – высокой стабильности (благородные металлы, палладий, золото, платина, иридий).

Есть даже электрическая коррозия, которая протекает под воздействием электрического тока, и является результатом работы блуждающих токов, возникающих там, где электрический ток используется человеком для осуществления определенной деятельности.

Гомогенная металлическая поверхность при этом разрушается из-за термодинамической неустойчивости к окружающей среде. А гетерогенная – из-за состава кристаллической решётки, в которой атомы одного металла держатся плотнее, чем атомы инородных вкраплений. Эти реакции отличаются скоростью протекания ионизации ионов, и восстановления окислительных компонентов окружающей среды.

Разрушение металлических поверхностей при электрохимической коррозии состоит в одновременном протекании двух процессов: анодного и катодного, и отличия процессов состоят в том, что растворение происходит на анодах, которые и контактируют с окружающей средой через множество микроэлектродов, которые входят в состав поверхности любого металла и замкнуты на себя.

Как отмыть никелированное покрытие

Никелевое покрытие очень красиво и ярко блестит, но чтобы так было всегда, нужно правильно его обрабатывать.

Как избавиться от налета

Для избавления от налета используется старый и проверенный советский метод. Нужно выложить в емкость для кипячения воды 1 кг картофельных очистков и проварить их. Затем оставить на 6 часов. Смочить тряпку содой и протереть ею стенки. Способ подходит и для того, чтобы почистить от накипи внутри электросамовар.

Как помыть снаружи

Приготовьте раствор из 30 г зубного порошка, 60 г нашатырного спирта, 100 г воды. Всё смешать и нанести на никелированную поверхность. Такой метод способен снять даже уголь. После процедуры бока прибора будут блестеть.

Плюсы полотенцесушителя

Формы полотенцесушителей: а — м-образный; б — п-образный; в — ф-образный; г — «змейка»; д — «лесенка».

Дополнительным плюсом электрического полотенцесушителя можно смело назвать то, что его монтаж, руководствуясь инструкцией, с легкостью выполнит человек, не имеющий специальных навыков. Но о правилах безопасности забывать не стоит, особенно в помещениях с высокой влажностью: в таком случае лучше всего довериться специалисту-электрику.

Как выбрать из такого разнообразия то, что нужно, и не ошибиться в выборе? Сначала вам необходимо определиться с выбором фирмы и модели

Затем понять, где и как повесить полотенцесушитель, особенно важно заранее продумать и сделать розетку. Проблем при выборе можно легко избежать, обратившись за советом к консультанту, который не только подскажет, что, как и куда разместить, но и посоветует фирму, способную помочь вам с установкой

Не стоит забывать и о комбинированных полотенцесушителях. В них объединены преимущества как электрических, так и водяных обогревателей для ванной комнаты.

Такие виды полотенцесушителей работают от горячей воды, но, в отличие от электрических и водяных, в них дополнительно вмонтированы нагревательные электрические элементы. Поэтому они будут отлично работать независимо от наличия горячей воды в системах. Электронагреватели устанавливаются как дополнительное оборудование и могут быть монтированы в любой существующий водяной или электрический радиатор. Мощность электрического нагревателя должна быть приблизительно на 20-30% ниже, чем общая тепловая мощность радиаторов. К примеру, если радиатор имеет мощность 500 Вт, то для него необходим электронагреватель в 300 Вт.

Комбинированный полотенцесушитель должен быть обязательно наполнен водой во время работы и обязательно на протяжении всего года. Для этих целей на нем устанавливается только один запорный клапан — на входе. Лишь после перекрытия клапана можно будет включать электронагреватель. Если этого не сделать, жидкость будет проходить по всей системе, и полотенцесушитель не будет нагреваться.

Разность потенциалов: причины возникновения

Но откуда берется разность потенциалов, если дом построен с учетом всех действующих норм? В теории при соблюдении строительных правил разности потенциалов быть не должно. Но на практике часто бывает так, что при сборке конструкций и инженерных систем сварные соединения заменяют сгонами. Еще один распространенный вариант – интеграция в схему дополнительных сопротивлений или металлических деталей. И то, и другое может стать причиной возникновения разности потенциалов на противоположных концах трубы и, соответственно, инициировать коррозию металла.

Не стоит забывать и о «конфликте» между металлом и пластиком, который тоже играет важную роль в разрушении различных периферических устройств (к ним относятся и полотенцесушители). Из-за того, что между сантехническим оборудованием из нержавеющей стали и металлическим стояком часто ставятся пластиковые трубы (их используют для выполнения разводки по квартире), связь между этими частями системы разрывается. И хотя стояк в любом случае будет заземлен (в новых многоэтажках это делается посредством системы уравнивания, а в домах старого фонда – через расположенный в подвале здания контур заземления), разность потенциалов все равно образуется. А при движении по трубам воды, которая демонстрирует отличную токопроводность, возникает еще и микротрение, гарантированно ведущее к появлению блуждающих токов. А они, в свою очередь, провоцируют коррозию. Круг замкнулся!