Ηλεκτρόλυση και τρόποι προστασίας

Αναφορικά με τα σκουριασμένα και μαυρισμένα νερά στα κλειστά κυκλώματα ανακυκλοφορίας νερού θερμάνσεως ψύξεως καθώς επίσης και στην ανάγκη συχνών εξαερώσεων του συστήματος θερμάνσεως με σώματα καλοριφέρ θα πρέπει να γνωρίζουμε τα εξής:

Στις ανωτέρω εγκαταστάσεις οι διαφορές δυναμικού που δημιουργούνται από τους συνδυασμούς των μετάλλων που συμμετέχουν στις εν λόγω εγκαταστάσεις όπως π.χ. σίδηρος και χαλκός, αλουμίνιο ή ανοξείδωτος χάλυβας, πέραν της φθοράς που δημιουργείται στις συγκεκριμένες μεταλλικές επιφάνειες έχουμε και την παραγωγή διαφόρων προϊόντων μια ακολουθία προβλημάτων που ακουμπά ακόμη και τα όρια της υψηλής επικινδυνότητας. Για να γίνουμε πιο σαφείς, το υγρό περιβάλλον (νερό) που διαρρέει το σύνολο αυτών των εγκαταστάσεων δημιουργεί στη γλώσσα της εφαρμοσμένης ηλεκτροχημείας τις συνθήκες ενός ηλεκτρολυτικού μπάνιου με δεδομένο ότι το νερό του εν λόγω ηλεκτρολυτικού μπάνιου είτε ως αλκαλικό είτε ως όξινο προσφέρει άριστες συνθήκες ηλεκτρολυτικού περιβάλλοντος που μαζί με τα διαφορετικά συνδυαζόμενα μέταλλα στην εγκατάσταση βάσει των κανόνων διαχείρισης των ασθενών ρευμάτων που δημιουργούνται με τους κανόνες της εφαρμοσμένης ηλεκτροχημείας προκαλείται η μεταλλική ηλεκτρολυτική φθορά της εγκαταστάσεως όπως τρυπήματα με τις αντίστοιχες διαρροές καθώς και σημαντική και επικίνδυνη εξέλιξη τη δημιουργία ψαθυράς θραύσεως από ενδοκρυσταλλική και περικρυσταλλική ηλεκτροχημική διάβρωση για παράδειγμα αποκόλληση ολόκληρων εξαρτημάτων, καταστροφές και αποσπάσεις διακοπτών από την υδραυλική εγκατάσταση. Ένα από τα παραγόμενα προϊόντα όλων αυτών των ηλεκτρολυτικών διεργασιών είναι και η παραγωγή τεταρτοξείδιου του σιδήρου, το γνωστό σκούριασμα και μαύρισμα του νερού των καλοριφέρ, το οποίο προέρχεται κυρίως από τα σιδηρά μέρη της εγκαταστάσεως όπου τα ασθενή ρεύματα των διαφορών δυναμικού (γαλβανικού στοιχείου) συνδυάζονται με το φυσικό δυναμικό διαβρώσεως της γεωφυσικής θέσεως της εγκατάστασης που προκαλεί τη διάσπαση κυρίως του σιδήρου σε ιόντα, τεταρτοξείδιο του σιδήρου, δίνοντας στο νερό ένα μαύρο χρώμα ή καφέ σκούρο αναλόγως της ταχύτητας που συντελέστηκε η διάβρωση σε συνδυασμό με την θερμοκρασία π.χ. το νερό κλειστού κυκλώματος της θερμάνσεως κατά τη διάρκεια λειτουργίας του συστήματος αποκτά μαύρο χρωματισμό ενώ αντιθέτως το κρύο νερό στα αντίστοιχα κυκλώματα λαμβάνει καφέ σκούρο χρωματισμό. Ωστόσο από αυτή την ηλεκτροχημική διεργασία δε θα έλεγε κανείς ότι πρόβλημα στο κλειστό κύκλωμα θα είναι ο χρωματισμός του νερού αλλά αντίθετα πρόβλημα αποτελεί τόσο η καλπάζουσα φθορά της εγκαταστάσεως όσο και η δημιουργία ιζημάτων που με την καθίζησή τους δημιουργούν μια απομόνωση θερμαντικών επιφανειών, φραγές βαλβίδων αυτονομίας και αρκετά προβλήματα στους κυκλοφορητές που οδηγούν στην ακινητοποίηση των φτερωτών τους και μετά στην αναγκαστική αν πρόκειται για καλοριφέρ θέρμανσης αργία λόγω σταματήματος του συστήματος κατά τους καλοκαιρινούς μήνες. Άλλωστε οι συχνότερες βλάβες στους κυκλοφορητές σημειώνονται κατά την επανεκκίνηση τους μετά από την ανωτέρω μακροχρόνια αργία λειτουργίας που όπως προαναφέραμε είναι απότοκες των επικαθήσεων των ιζημάτων σε δύσκολα σημεία όπως οι φτερωτές των κυκλοφορητών. Αντίστοιχο με τα μαυρισμένα και σκουρόχρωμα νερά των κλειστών συστημάτων θερμάνσεων η δημιουργία αέρα που κάθε άλλο παρά αέρας δεν είναι όπως συνήθως λένε οι χρήστες και αρκετοί από τους εγκαταστάτες και επισκευαστές τεχνικοί λόγω της διασπάσεως του νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο με δεδομένο το ηλεκτρολυτικό φαινόμενο αυτός ο εγκλωβισμένος αθώος αέρας είναι το επικίνδυνο αέριο υδρογόνο το οποίο με την εξαέρωση που γίνεται στα σώματα καλοριφέρ αποβάλλεται. Τι μπορεί τώρα να δημιουργήσει την υψηλή επικινδυνότητα; Η τυχαία παρουσία φλόγας ή σπινθήρας κοντά στην έξοδο του συγκεκριμένου εξαερισμού, μπορεί να προκαλέσει από απλή ανάφλεξη με πίεση όπως ένα φλόγιστρο προπανίου με κανονικές συνθήκες  , μέχρι και έκρηξη.

ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΑΠΟ ΟΛΑ ΤΑ ΑΝΩΤΕΡΩ

Σε όλες τις περιπτώσεις καθοδικοποίηση των εγκαταστάσεων μπορεί να αποσοβήσει όλους τους ανωτέρω κινδύνους, τόσο στην αποφυγή όλων των διαβρώσεων καθώς και την ελαχιστοποίηση παραγωγής υδρογόνου σε επίπεδο ανάφλεξης.

Υπάρχουν πολλές μέθοδοι καθοδικής προστασίας στον γενικό τους κανόνα η καθοδικοποίηση της εγκατάστασης συνίσταται στο να αρνητικοποιήσουμε την εγκατάστασή μας ώστε να την μετατρέψουμε από άνοδο γαλβανικού στοιχείου σε κάθοδο ηλεκτρολυτικού κελιού. Η εν λόγω αρνητικοποίηση της εγκαταστάσεως μπορεί να γίνει με τους εξής εφαρμοσμένους τρόπους:

Εμβαπτιζόμενα ηλεκτρόδια μαγνησίου (το μαγνήσιο συνιστάται λόγω της υψηλής αναγωγηκότητάς του) παρέχοντας τάση 1500 mv έως 1700 mv με δεδομένο ότι η προστασία μιας υδραυλικής εγκατάστασης απαιτεί κατ΄ ελάχιστον -780 mv άρα μία παρεμβολή μετάλλου μαγνησίου μας παρέχει προστασία. Ωστόσο με αυτή την μέθοδο δεν μπορούμε να αποφύγουμε επιπλέον ιζήματα από την διάσπαση του μαγνησίου τα οποία προστίθενται στα ήδη υπάρχοντα με όλα τα προβλήματα που προαναφέραμε.

Άλλος τρόπος είναι η χρήση ηλεκτρονικού συστήματος επιβολής τάσεως μέσω κλίνης ανόδων πυριτιούχου σιδήρου – χρωμίου. Κατ αυτήν την μέθοδο είναι αναγκαία η υποστήριξη ηλεκτρικού δικτύου ώστε το ανοδικό ρεύμα να παραχθεί μέσω μετατροπής του εναλλασσομένου ρεύματος σε συνεχές και στην συγκεκριμένη τάση προστασίας που προαναφέραμε .αυτή η μέθοδος είναι δαπανηρή στην παραγωγή και εφαρμογή της και συνιστάται σε εγκαταστάσεις όπου το μέγεθός τους και η συνολική τους αξία είναι υψηλή.

Μια τελευταία πρακτική και οικονομική μέθοδος είναι οι αυτόνομες συσκευές καθοδικής προστασίας επιβολής τάσεως μέσω θυσιαζόμενης ανόδου. Στην μέθοδο αυτή οι συσκευές διαθέτουν περιβάλλον κατάλληλο για την παραγωγή ανοδικού ρεύματος σε τάση περίπου στα 1500mv. Με δεδομένη την φύση της παραγωγής ανοδικού ρεύματος το οποίο είναι συνεχές, που σημαίνει ότι υπάρχει πολικότητα ρεύματος, οδηγούμε τον αρνητικό πόλο της συσκευής στην εγκατάσταση που θέλουμε να προστατεύσουμε και τον θετικό πόλο στη γη όπου μέσω των περιπατητικών ρευμάτων κλείνει το κύκλωμα, προσφέροντας αυτούσιο το ανοδικό ρεύμα που είναι απαραίτητο για την καθοδικοποίηση τη ς εγκατάστασης και την προστασία της τόσο από τις ηλεκτροχημικές φθορές όσο και από την δημιουργία έντονου χρωματισμού του νερού. Τέλος  την αποφυγή της δημιουργίας υδρογόνου, όπου δημιουργείται τόσο η ανάγκη εξαερώσεων για την καλή θερμική απόδοση των σωμάτων των καλοριφέρ, όσο και την αποτελεσματική αποτροπή παραγωγής υδρογόνου, η οποία όπως προαναφέραμε μπορεί να δημιουργήσει κεκορεσμένη ατμόσφαιρα.

Στο σημείο αυτό θα πρέπει να τονισθεί ότι ένας σύγχρονος τεχνικός, είτε είναι εγκαταστάτης είτε είναι συντηρητής ή κατά μείζονα λόγο μελετητής υδραυλικών εγκαταστάσεων θα πρέπει να επικεντρωθεί στην μελέτη καθοδικής προστασίας και εφαρμογή κάποιου εγκεκριμένου συστήματος προς αποφυγή όλων των προαναφερθεισών παρενεργειών με γνώμονα την αποτελεσματικότητα, την ασφάλεια και την οικονομία.

Νικήτας Κουναδίνης

Μεταλλειολόγος Μηχανικός

Ειδικός σε θέματα Εφαρμοσμένης Ηλεκτροχημείας.

Άρθρο του Νικήτα Κουναδίνη δημοσιευμένο στο περιοδικό Υδραυλικός τον Οκτώβριο του 2016

ΓΙΑΤΙ ΑΠΑΓΟΡΕΥΟΝΤΑΙ ΤΑ ΕΜΒΑΠΤΙΖΟΜΕΝΑ ΑΝΟΔΙΑ ΜΑΓΝΗΣΙΟΥ ΣΤΑ ΗΛΙΑΚΑ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΘΕΡΜΟΣΙΦΩΝΑ

Αναφορικά με τη χρήση εμβαπτιζομένων ανοδίων μαγνησίου στις εφαρμογές των ηλιακών και απλών θερμοσιφώνων και την σύγκρουση των εφαρμογών με τις υγειονομικές διατάξεις και κατ’ επέκταση  με τον ποινικό νόμο θα πρέπει να τονιστούν τα εξής:

Εσφαλμένως αναζητείται συγκεκριμένη διάταξη η οποία να απαγορεύει την χρήση εμβαπτιζομένων ανοδίων μαγνησίου στους ηλιακούς και στους απλούς ηλεκτρικούς θερμοσίφωνες διότι το όλο θέμα ακολουθεί την έμμεση νομοθεσία. Για να γίνουμε πιο σαφείς, βάσει των υγειονομικών κανόνων, το νερό τόσο του ηλιακού όσο και του ηλεκτρικού θερμοσίφωνου θεωρείται πόσιμο. Αυτό το δεδομένο προκύπτει από το γεγονός ότι στη χρήση το νερό καταλήγει να εξέρχεται από τον κοινό μείκτη νερού, τη βρύση ή την μπαταρία με θέση για το ζεστό, θέση για το κρύο και ενδιάμεσες θέσεις αναμείξεως ζεστού και κρύου. Εξαιτίας αυτού δεν μπορούμε να απομονώσουμε με ασφάλεια το ζεστό από το κρύο νερό καθώς κάτι τέτοιο ούτε πρακτικό είναι αλλά ούτε και λογικό. Για παράδειγμα, τις περισσότερες φορές που τα παιδιά ζητούν να πιουν νερό τα προτρέπουμε να χρησιμοποιήσουν το νερό από τη βρύση και όχι από το ψυγείο που μπορεί λόγω της ψύξεως να τα βλάψει στις αμυγδαλές τους. Εκείνη τη στιγμή λοιπόν κανείς δεν είναι σε θέση να προσδιορίσει τη θέση του διακόπτη κρύου – ζεστού με φυσικό αποτέλεσμα η βρύση να φέρει νερό από το θερμοσίφωνα είτε ηλιακό είτε ηλεκτρικό στο ποτήρι του παιδιού και μαζί με αυτό και όλα τα βλαβερά δηλητηριώδη κατάλοιπα του μαγνησίου. Να σημειωθεί στο σημείο αυτό ότι τα εν λόγω κατάλοιπα που προκύπτουν από τη λειτουργία του ανοδίου  παράγονται σε όγκο τριπλάσιο της αρχικής μάζας της ράβδου του ανοδίου. Κατά συνέπεια οι υγειονομικές διατάξεις θεωρούν το νερό του ηλιακού και ηλεκτρικού θερμοσίφωνου πόσιμο και κατ’ επέκταση τρόφιμο. Στο σημείο αυτό λοιπόν εισέρχονται οι υφιστάμενες διατάξεις περί τροφίμων που απαγορεύουν στο ίδιο αποθηκευτικό περιβάλλον του υγρού τροφίμου το εμβαπτιζόμενο, ρυπαρό και δηλητηριώδες ανόδιο μαγνησίου. Ως εκ τούτου, πριν δημιουργηθεί σοβαρό πρόβλημα υγείας θα πρέπει τόσο οι κατασκευαστές όσο και οι επισκευαστές – τεχνικοί service να αποφεύγουν τη χρήση εμβαπτιζομένων ράβδων μαγνησίου όχι μόνο για τις ποινικές ευθύνες που ενδεχομένως να προκύψουν αλλά περισσότερο για τις βλάβες στην υγεία που προκαλούν τα κατάλοιπά τους. Τέλος, πρέπει να τονιστεί ότι και τα ανόδια υπό μορφή βαλβίδων που τοποθετούνται ενδιάμεσα εμπίπτουν στις ίδιες διατάξεις και προκαλούν βλαβερές συνέπειες στην υγεία όλων μας.

Άρθρο του Νικήτα Κουναδίνη δημοσιευμένο στο περιοδικό Θερμουδραυλικός τον Ιανουάριο του 2017