Магниевый анод – это компонент водонагревателя, который предназначен для защиты самого прибора и тэна от коррозии, связанной с электрохимической коррозией. Однако он подвержен разрушению со временем. Если его не заменить вовремя, то это приводит к тому, что водонагреватель выходит из строя преждевременно. Важно знать все, что касается замены этого компонента, чтобы не допустить более серьезной поломки оборудования.
Особенности и предназначение
Магниевый анод в бойлере – это стержень, выполненный из металла, имеющий резьбовой наконечник. Обычно он помещается внутри бака водонагревателя в непосредственной близости с тэном. Он не принимает участия в процессе нагрева воды, не избавляет от образования накипи внутри бака. Анод необходим для гальванической катодной защиты бака от коррозии и последующего ржавления.
В современных водонагревателях используется бак из нержавеющей стали, однако не существует совершенно нержавеющих сталей. Особенно это становится понятно, если посмотреть на написание английского термина — Stainless steel, что переводится дословно, как менее ржавеющая сталь. этот тип стали противодействует коррозионному воздействию из-за тонкой защитной пленки, которая есть на поверхности. Однако воздействие неблагоприятной среды, возникающей внутри бойлера, она разрушается, что приводит к дальнейшим процессам, не контролируемым человеком.
Бак внутри имеет покрытие специальной эмалью, которая из-за постоянных циклов нагревания и охлаждения страдает, что приводит к ее деградации. Сталь и краска обладают различными коэффициентами теплового расширения. Сначала начинают появляться мелкие трещины, а далее они сильно разрастаются в размерах.
Коррозия представляет собой окислительно-восстановительную реакцию, которая начинается с электрохимического процесса. Одновременно происходит два процесса: окисление, результатом которого является перенос электронов с поверхности железа, из-за чего оно фактически теряется, и восстановление, результатом которого становится превращение воды или кислорода в гидроксиды.
При наличии в воде защитного анода происходит так, что магний забирает все окислительные реакции на себя, так как его электрохимический потенциал наименьший из всех. Разрушительные процессы перекидываются на него, а не на сварные швы бака или стенки резервуара. Накипь в результате реакции становится максимально рыхлой. От нее можно избавиться при очистке бака водонагревателя.
Задача магниевого анода в водонагревателе состоит в том, чтобы очищать бак от коррозии, увеличивать срок его службы.
Размер резьбового соединения, диаметр и длина магниевых анодов различаются. Это зависит от объема водонагревателя и производителя прибора. Но даже если не получается найти в продаже оригинальный компонент, то всегда найдется совместимый, можно менять на такой.
Замена анода: зачем?
Магний служит для эффективной остановки коррозии стенок бака водонагревателя и сварных швов. Однако постепенно происходит окисление анода и его разрушение. Снижается защитная функция, после чего она полностью прекращается, что приводит к вероятности сквозного ржавления бака.
В воде обычно растворено большое количество минеральных солей, что приводит к образованию на поверхности бака водонагревателя и тэнов слоя накипи. Такие отложения обычно становятся плотными и прочными, если в бойлере не предусмотрен магниевый анод. Итогом таких процессов становится нарушение правильного теплообмена, что вызывает перегорание тэна в результате всего.
При ответе на вопрос, зачем поменять анод, можно сказать следующее. Магниевые аноды являются расходным материалом. Производителями рекомендовано проводить ежегодную их проверку на текущее состояние. В зависимости от жесткости воды замена выполняется не реже одного раза в 24 месяца, а также если степень износа анода составляет 30% и более.
Какие нужны инструменты
Чтобы заменить магниевый анод, не потребуется много инструментов:
- Новый элемент, который по типу и конфигурации подходит к бойлеру;
- Разводной ключ;
- Торцевые головки в наборе;
- Анаэробный герметик или фумлента, чтобы герметизировать места соединений;
- Плоскогубцы;
- Крестовая отвертка;
- Ведро или таз;
- Одноразовые салфетки;
- Тряпку или ветошь.
Слив воды, извлечение тэна
Можно рассмотреть процесс замены магниевых анодов на примере популярной модели бойлера Ariston ABS VLS EVO INNOX QH 80.
Сначала прибор обязательно требуется отсоединить от электрической сети, перекрыть воду.
Требуется работать максимально аккуратно, так как внутри бойлера вода очень горячая. До начала работ ее рекомендовано полностью слить либо отключить нагрев заранее.
Лишнее давление из бойлера спускается посредством открывания крана с горячей водой. Потом его нужно закрыть. Далее отсоединяется дренажный шланг, откручивается гибкая подводка и обратный клапан предохранителя с ввода холодной воды. Если потребуется, можно воспользоваться разводным ключом. Стоит подготовить салфетку, так как велика вероятность вытекания воды.
Гибкая подводка, которая была подготовлена заранее, подсоединяется к вводу бойлера. Второй ее конец нужно направить в то место, куда будет сливаться вода. Если раковина, унитаз или ванна находятся слишком далеко от места установки, то вполне можно воспользоваться ведром или иной емкостью.
Требуется ослабить подводку с вывода горячей воды максимально аккуратно. Нельзя откручивать ее полностью. Если потребуется остановить воду, требуется просто снова закрутить гайку.
После перечисленных действий начнется процесс слива воды из водонагревателя.
После этого можно снимать декоративные заглушки, чтобы выкрутить саморезы, воспользовавшись отверткой.
Далее снимается крышка бойлера, под которой скрывается тэн или тэны, а также магниевый анод, который требуется заменить.
Есть рекомендация специалистов для данного этапа. Стоит сделать несколько фотографий мест стыковки проводов, а также общего вида схемы подключения. Это очень выручит при сборке обратно, чтобы в процессе ничего не перепутать.
Все мешающие провода можно отсоединить.
Далее под бак подставляется емкость, которая нужна, чтобы в нее слилась оставшаяся внутри вода. Ее будет не так уж много, но ее особенность в том, что она очень грязная.
Крепление тэна нужно открутить. Это делается при помощи ключа, однако в этой модели очень ограничено пространство для манипуляций, поэтому вполне уместно использовать торцевую головку.
Важно быть аккуратными, так как внезапно может политься вода, когда этого не ожидают.
Далее извлекается тэн. Это достаточно неприятное зрелище, однако видимая грязь – это, преимущественно, остатки магниевого анода, который уже был установлен в баке. Внутри емкости бойлера обычно тоже есть отложения. Их рекомендовано убрать, воспользовавшись одноразовой салфеткой.
Замена магниевого анода
Если в процессе эксплуатации произошло так, что магний с анода осыпался и больше не выполняет свои непосредственные функции защиты бака, то обязательно заменить компонент на новый.
Тэн обязательно тщательно промыть проточной водой, а остатки анода нужно выкрутить. Это делается очень аккуратно, так как края компонента довольно острые. Предотвратить возможные повреждения кожи можно, если воспользоваться плоскогубцами. При вкручивании нового анода не потребуется использовать какие-то инструменты.
В некоторых моделях бойлеров прямого или косвенного нагрева может использоваться два тэна, поэтому и магниевых анодов в них по два. При работе с ними требуется дважды выполнить все указанные манипуляции, так как требуется заменить оба компонента. Обычно оба элемента находятся в одинаковом состоянии.
Сборка
При сборке порядок действий будет обратный. Требуется сначала выполнить тщательную очистку краев отверстий для тэна. На монтажные места нужно установить винты, используемые для фиксации.
На тэн нужно надеть специальную уплотнительную прокладку, а потом установить его на место. Гайки должны затягиваться крест на крест, при этом прилагается одинаковое усилие, чтобы не допустить никаких перекосов. Контакты тэна обязательно должны быть сухими. После этого можно подключать на место все провода. Если возникают какие-то трудности с этим процессом, то можно свериться с фотографиями, которые были специально сделаны.
При установке обратного предохранительного клапана с дренажным шлангом можно воспользоваться фумлентой или анаэробным герметиком. К бойлеру можно подключить воду. Гайку на выходе горячей воды требуется подтянуть.
На гибкой подводке все прокладки должны быть в нормальном состоянии. От горячей воды они постепенно приходят в негодность, как и от чрезмерного усилия при установке. Если нужно, то рекомендуется заменить подводку.
Когда к тэнам подсоединяться силовые провода, обязательно нужно проверить, в нормальном ли состоянии находятся клеммы. Они постепенно прослабляются. Если это случилось, то рекомендуется поджать их максимально аккуратно. Неполный контакт может привести к тому, что они со временем будут подгорать. При халатном отношении это может стать причиной крупных неприятностей в будущем.
Проверка
После того, как водонагреватель будет окончательно собран, подключен к водопроводу, важно проверить все места стыков и соединений, чтобы исключить образование протечек. Чтобы бак бойлера наполнился, нужно открыть на смесителе кран горячей воды, а затем открыть шаровый кран на вводе. Воздух будет выходить из бойлера по мере заполнения бака водой.
Заранее требуется выкрутить аэратор на смесителе, чтобы исключить его забивание.
Вначале вода может быть мутной. Для ее очистки рекомендуется пролить (пропустить) минимум один объем бака бойлера.
При отсутствии утечек из-под фланцев тэнов и мест подсоединения воды можно установить крышку корпуса. Водонагреватель подсоединяется к бытовой электрической сети. Обязательно нужно записать дату замены анода в сервисную книжку электроприбора.
Аноды для водонагревателей: принцип работы, эффективность разновидностей, какие лучше – активные титановые или магниевые, алюминиевые, цинковые
Титановые или магниевые аноды в водонагревателе нужны для уменьшения агрессивного влияния на металлические части бойлера, контактирующие с влагой: емкость, ТЭН.
В основе работы защитных стержней обычные принципы гальваники, электролиза. Обнуление окисления именуется протекторной анодной защитой от коррозии.
Особенности назначения анода в накопительных водонагревателях:
- окисление – ржавчина у эмалированных баков поражает корпус на стыках, швах, закруглениях. Специальный стеклофарфор расширяется вместе с емкостью, но риск микротрещин остаётся, влага проникает, обычная сталь быстро корродирует. В баках из нержавейки протектор нужен из-за подверженности потемнению и разрушению в местах ослабления (сегменты сварки, швы);
- не избавляет от накипи, для этого есть умягчители, декальцинаторы. Но электрохимические процессы разрыхляют, камень легче отделяется.
У протекторов должен быть хороший контакт с защищаемыми элементами (ёмкостью, ТЭНом). Нельзя как-нибудь поместить или прикрепить пруток к баку – для расположения анода в баке есть специальное гнездо.
Чаще нагревательные элементы с магниевым анодом расположены на одном фланце, у сухих ТЭНов крепятся также и на корпус кожуха, реже вставляются в корпус бойлера отдельно.
Можно ли использовать водонагреватель без анода
Отсутствие защитного анода в баке значительно сокращает срок работоспособности водогрейного оборудования. Емкостные бойлеры постоянно подвержены агрессивной среде, усиленной термо и электрохимическими процессами.
Водонагреватель с анодом и без него отличается тем, что у первого через 12 – 18 мес. ржавчина, потемнения, окисление станут портить качество воды, угрожать целостности корпуса. В скором времени бак потечет.
Появившаяся коррозия уже не исчезнет. Поставленный защитный пруток будет быстрее истончаться (если магниевый), не всегда остановит процесс, если потенциала не хватит на поврежденные участки, то только замедлит. Защищенному бойлеру не грозит окисление – основная причина протекания.
С протекторами накипь, шлам, окислы, осадок, все равно образовываются – бак надо чиститьвсегда, но емкость и ТЭН не будут корродировать.
Из чего делают аноды для водонагревателей
- потенциал намного отрицательнее защищаемого материала;
- объем выделяемого электричества при разложении единицы массы стержня или при выработке тока активными типами изделия как можно значительнее.
Mg, AL и Zn лучшие для защиты стали и меди (основные металлы водонагревателя). Для активных титановых анодов для бойлеров состав не сильно значим, характеристики модулирует ток из внешнего источника, Ti выбран как наиболее стойкий и целесообразный.
Магниевые аноды
Вместе с защитными протекторами из Mg уместно рассмотреть еще 2 вида. Объединяющий параметр – растворяемость в процессе работы:
- стандарт – наиболее привычные, дешевые, с высокой эффективностью;
- особенность – съедаются средой (срок 1 – 2 года).
- используются реже;
- алюминиевые аноды создают меньшую разность потенциалов, чем Mg, Менее эффективные;
- имеют безопасное количество цинка в составе;
- меньше разлагаются;
- недобросовестные продавцы иногда продают под видом магниевых.
Алюминиевые или магниевые аноды выполняют функцию понижения и нивелирования процессов коррозии, разрушаются вместо защищаемой детали, образно именуются «жертвенными».
По вопросу, что лучше, алюминиевые или магниевые: из Mg эффективнее, но прутки из Al затребованы, когда уместно слабое влияние, при перезащите.
Принцип работы анодов в водонагревателе:
- два металлические разносоставные электрода (ан. «+» и кат. «-») в токопроводнике (вода), электролите образуют гальваническую конструкцию;
- элемент «+» реагирует на кислород в H₂O, разрушается с окислами, ржавчиной, у электрода «-» коррозии нет;
- корпус, емкость бойлера всегда содержит разные металлы, из-за этого стальной бак может выступать «+», медный ТЭН «-». Если все из одного материала – нержавейки, то все равно сварные швы всегда отличаются. Достаточно микроскопических изменений, примесей, чтобы появилась электрохимическая коррозия. Создается подобие гальванического устройства: шов (ан.), постепенно разрушается.
Антикоррозийные магниевые аноды для бойлера – это электроды со значительным отрицательным потенциалом в электролите – воде. Защищают металл бойлера и швы (катод). Прутки перетягивают на себя последствия окисления, отдают при этом свои электроны, истончаются, а разрушающие влияния на корпус ёмкости нивелируются. Стержни из Mg, Al, это расходные детали, в отличие от титановых.
Тела «съедаемых» прутков состоят из спецсплавов. У технически чистых металлов образуется окисная пленка, препятствующая току, поэтому вводятся добавки, повышающие отрицательный потенциал. Стержни остаются высокоактивными, с равномерным корродированием.
В магниевый штырь могут включать небольшой процент алюминия, а в изделие из Al – цинк и Mg. Свойства улучшаются редкоземельным индием. Поэтому у производителей продукция может быть с разными характеристиками.
Устройство магниевых анодов для водонагревателей:
- внутри стальная шпилька с резьбой для вкручивания во фланец бойлера;
- тело – напыление или прут.
Таблица сравнения магния и алюминия в антикоррозионных стержнях:
Титановые (активные) аноды
Защитные анодные стержни из Ti называют «вечными» из-за неразлагаемости и «активными» из-за внешнего источника питания, и регулятора тока. Уместно рассмотреть в сравнении:
- самодостаточные, не просто кусок металла, управляются электронной схемой;
- энергия из стороннего источника;
- одновременно электрод для питания и измерения;
- постоянный ток для защиты генерируется и настраивается электронным устройством;
- происходят короткие включения/выключения, измеряется разница потенциалов, анализируется электросхемой;
- сила тока настраивается предельно точно к среде и уязвимым сегментам недо- и перезащита исключены.
- отдают свои электроны, поэтому истончаются. Чем агрессивнее среда и больше поврежденных участков, требующих защиты, тем процесс быстрее;
- ток от протектора исходит к уязвимым сегментам, возникает при разрушении материала больше активного и обнуляет коррозионные процессы на поврежденном участке;
- у магния взаимодействие c H₂O интенсивнее, чем у стали. Атомы Mg трансформируются в ионы, отделяются, создавая оксид, перетягивают на себя влияние окисления, бак остается защищенным.
У титановых защитных стержней стандартный принцип, но защитный ток генерируется не в процессе растворения, а собственным блоком питания.
Схема питания титановых анодов для защиты бойлера от коррозии предельно простая: пруток вкручивается во фланец водонагревателя, подсоединяется проводками к блоку питания, который вставляется в розетку. Быстрота съедания, годовой расход, стандартный потенциал для «вечных» протекторов не актуальные – нет растворения, электропараметры настраивает электроника под имеющуюся среду.
Что лучше — магниевый или титановый анод
Активные защитные стержени из Ti лучшие, достоинства:
- не разрушаются при эксплуатации, служат до 20 лет. Менять регулярно не надо;
- у водонагревателя с титановым анодом защита прогрессивнее, современнее – точно самонастраивается по характеристикам среды. Подходит при любых параметрах бойлера и его содержимого;
- нет побочных продуктов (окислов), не осыпаются;
Минусы протекторов из Ti:
- небольшой выбор, в продаже встречаются реже;
- стоимость титановых анодов высокая. «ACI» (MY 475) – 9 000 р., Correx AUSTRIA – 13 000 р.; есть модели со спецпокрытием от 400 долл.;
- хоть и немного, но потребляет дополнительную энергию – около 10 В при 50 мА или 5 В. Блок питания может перегореть.
Отдельно опишем особое преимущество изделий из Ti.
Минусы протекторной защиты:
- перезащита, когда потенциал штыря чрезмерно сдвигается в отрицательный уровень. При этом выделяется водород на катоде, изменяется состав приэлектродной среды, что приводит к отставанию покрытия в емкости ЭВН, к ускорению коррозии;
- недозащита – процесс противоположный, окисление в водонагревателе прогрессирует.
Исключают неэффективность определенные рамки потенциальной разности, зависящие от множества изменчивых факторов. Параметр надо измерять, регулировать, это касается и значений защитных штырей.
Самый дешевый способ устранить перезащиту – вместо магниевого поставить алюминиевый электрод (должен быть в 1,5 раза больше). Но полностью проблему решит титановый протектор с прерывающим потенциостатом с управляемой регулировкой потенциала защитного тока, с регулировкой сдвигов электроникой.
Минусы магниевых протекторов:
- растворяются (срок 1 – 2 года), надо менять периодически;
- не отслеживают параметры среды, есть риск пере- и недозащиты;
- образует частички окислов.
Плюсы защитных прутков из Mg:
- доступные, дешевые, большой выбор. Стоимость магниевых анодов от 250 р., в среднем 500 р., для премиум сегмента: 800 – 1500 р., увеличенные, секционные – 2000 р.;
- не потребляют дополнительной энергии, нет уязвимости в виде блока питания;
- если не учитывать отсутствие саморегулировки и при правильном подборе, защита не менее эффективная, чем у титановых.
По всем параметрам титановые протекторы лучше, но не настолько чтобы считать магниевые малоэффективными.
Как почистить анод в бойлере
Вопрос, требуется ли чистка антикоррозионных стержней, мало описан. На анодах из Mg налет, накипь налипают меньше, чему способствует постоянное разрушение. Титановые прутки не расположены к приставанию извести – сам материал и изначальная тонкость не способствуют. Устройства не уменьшают накипь, но электрохимические процессы немного отталкивают от них вещество и разрыхляют, поэтому налета на штырях меньше или совсем нет (кроме окислов на магниевых типах).
Аноды работают под известью, эффективность не утрачивается.
Специально чистить протекторные прутки не обязательно для их работы. Уместно чистку осуществлять вместе с обработкой бака, ТЭНа, так как потребуется сливи демонтаж. Способ, если есть накипь – замачивание в растворителях: лимонная, ортофосфорная, уксусная кислоты (для мягкого слоя), спецвещества из магазинов химии. Но обычно на анодах нет извести или она мягкая, снимается руками, небольшой слой окислов убирают так же, не трогая изъеденную поверхность тела.
К стержню из Mg можно применить «обдирку» до металлической поверхности, обстукивать не желательно из-за хрупкости. К титановому штырю такие методы используют предельно аккуратно, чтобы не поцарапать, но обычно чистка не требуется – из-за тонкости налет не пристает.
Почему накипь около антикоррозионного стержня легче счищать? При нагреве вода насыщается кислородом – это основной фактор коррозии, его усиливают соли. При каждом нагреве от протектора отделяются частички магния, связывающие свободный кислород (электролиз), процесс делает известь рыхлой, к ней добавляются частички окислившегося Mg.
Когда надо менять анод в бойлере
Срок службы магниевого анода – 2 года, но это общее правило, чаще – 1 год. Время не фиксированное – если вода жесткая или с примесями, период сокращается. За год от прутка может ничего не остаться.
Производители рекомендуют после покупки и запуска бака через год сделать осмотр и определить степень разложения, рассчитав периодичность замены, а заодно и освобождения емкости, ТЭНа от извести, шлама. Некоторые водонагреватели имеют датчики с диодами, сигнализирующими о замене.
На скорость разложения магниевого протектора влияет его состав, электропроводность среды. Оптимальная кислотность (водородный показатель) рН 9,5 – 10,5.
От полностью разрушенного штыря остается лишь шпилька, болт, втулка. До такого состояния крайне не желательно доводить. Обновлять нужно, если осталось меньше 30%.
У бойлера с титановым анодом обновлять защитный пруток не нужно, он не «съедается» средой, срок работы – до 20 лет и больше.
Как подобрать анод для водонагревателя
Каждая стержень со своим радиусом, зависящим от ее размеров и состава, электролита, металла, площади и защитных слоев водонагревателя, которые Влияют на объем, количество устройств. Чем больше металла без покрытия, тем габаритнее.
Все параметры защитного анода есть в инструкции водонагревателя. Подбор только по документации, там же есть расчет размера анода (длина, диаметр). Подходящее изделие других марок можно ставить, если подойдет резьба, но лучше – от того же производителя.
В бюджетных бойлерах возможно перезащита, но также иногда уместно ставить увеличенные модели или два прутка.
Универсальным являются титановые «вечные» стержни – они подходят к любым водонагревателям. Но есть оговорка. Не следует путать мягкую от природы воду с умягченной специальными приборами. Последняя не создает накипи, но очень коррозионно агрессивная, в ней активные стержни работают менее эффективно, иногда их не рекомендуют.
Заменить магниевый анод в бойлере можно на алюминиевый, при показаниях к этому, или на титановый. Встречаются советы, вместо заводского прутка взять отрезок Mg на металлобазе. Метод действенный, но с недостатками: в фабричном стержне есть спецдобавки, улучшающие эффективность и равномерность истончения, потребуется приделать шпильку с резьбой.
На рынке появились новинки: гибкие трубки из пластика с микропорами, в которые засыпается порошок из Mg, вещество можно добавлять по мере выработки. Преимущество – более чистая работа, меньше окислов, можно не менять сам корпус.