Koroze ohrožuje otopné soustavy z vnitřní i vnější strany

Autor, v dalším případu ze své mnohaleté praxe soudního znalce, popisuje postup při hledání příčiny opakovaných poruch otopné soustavy připojené k horkovodnímu systému centrálního zásobování teplem a navrhuje opatření k nápravě nevyhovujícího stavu v prostoru výměníkové stanice.

Recenzent: Richard Valoušek

1. Úvod

Před několika roky jsem zjišťoval příčiny vzniku opakovaných netěsností v otopné soustavě připojené k systému CZT prostřednictvím tlakově nezávislé kompaktní výměníkové stanice. Soustava byla napuštěna a doplňována upravenou vodou od dodavatele tepla.

2. Popis situace

Výměníková stanice

Výměníková stanice, vybavená nerezovým deskovým pájeným výměníkem, je situována v suterénu vytápěného objektu. V prostoru stanice je nadměrná teplota a stejně tak vlhkost.

V podlaze je otevřená sběrná jímka, do které jsou svedeny přepady od pojistných ventilů. V jímce je přečerpávací čerpadlo s plovákovým spínačem. Prostor výměníkové stanice je opatřen odsávacím potrubím s ventilátorem.

Otopná soustava

Teplovodní otopná soustava se jmenovitým teplotním spádem 90/70 °C je osazena ocelovými deskovými radiátory s termostatickými hlavicemi a konvektorovými radiátory. Při prohlídce byl tlak v sekundárním okruhu 1,73 bar. Otevírací tlak pojistného ventilu je 6 bar.

Potrubní rozvody

Potrubí je provedeno z ocelových trubek bezešvých. Rozvodné potrubí v bytech je plastové.

Tepelné izolace

Přívodní potrubí od dodavatele tepla k výměníku tepla je opatřeno vláknitou tepelnou izolací z minerální vlny tloušťky 24 mm, izolace je opatřena hliníkovou folií.

Veškeré potrubí za vlastním výměníkem je opatřeno návlekovovou pěnovou PE izolací tloušťky 9 mm.

3. Zjištěné vady

Na poškozeném výměníku tepla jsou viditelné stopy po netěsnostech, v jeho vnitřní části nejsou inkrusty či nepřiměřené úsady zjistitelné.

Tepelná izolace sekundárního potrubí je nedostatečná a její tloušťka neodpovídá platným normám. Na potrubí je použita tepelná izolace tloušťky 9 mm bez ohledu na dimenzi potrubí. Vláknitá tepelná izolace na přívodním potrubí od dodavatele tepla je poškozena, zatímco na armaturách zcela chybí.

Potrubí je osazeno plovákovými ­odvzdušňovacími ventily, přestože v projektu bylo navrženo i zařízení pro aktivní odstraňování plynů.

Na spojích potrubí jsou viditelné stopy po netěsnostech a prosakování teplonosné kapaliny.

Oběhové čerpadlo sekundárního okruhu nepracuje.

Ventilátor odsávacího potrubí je nepřetržitě v činnosti, přesto by se atmosféra prostoru výměníkové stanice při první prohlídce instalace dala charakterizovat výrazem „jako v prádelně“. Veškeré instalace jsou v korozivním prostředí a působení koroze lze pozorovat na všech částech neizolovaného potrubí. V takovémto prostředí nemůže mít elektronické zařízení dlouhou životnost.

Podle sdělení objednatele posudku se na podlaze výměníkové stanice občas vyskytuje kaluž. Tento jev je zřejmě způsoben tím, že plovákový spínač uvede do činnosti přečerpávací čerpadlo až po dosažení hladiny převyšující sběrnou jímku.

Dveře výměníkové stanice jsou plechové, těsněné. Nad nimi je umístěn větrací otvor ústící do předsíně sousedící s prostorem sklepů. Větrací otvor je umístěn také nad dveřmi do sklepů, které nemají zajištěný přívod vzduchu z venkovního prostředí. Důsledkem toho je nedostatečný přívod větracího vzduch do prostoru výměníkové stanice – větrací vzduch je omezeně přiváděn i odváděn v její horní části. Odvod přebytečného tepla a vlhkosti je nedostatečný.

Provoz výměníkové sanice je pravidelně kontrolován a servisován firmou F. na základě smlouvy o dílo. Kromě pravidelných úkonů údržby si provoz vyžaduje časté a nákladné opravy systému měření a regulace (MaR), což je právě důsledek výše zmiňované nadměrné teploty a vlhkosti v instalačním prostoru. V průběhu několika předchozích let musel být výměník tepla vyměněn již třikrát! Protože existuje důvodné podezření, že příčinou poruch těsnosti výměníku jsou korozní procesy, odebral jsem vzorky teplonosné kapaliny z primárního i sekundárního okruhu otopné soustavy za účelem chemického rozboru.

4. Smyslové hodnocení odebraných vzorků

Primární okruh – zpětné potrubí

Kapalina je čirá, odplyněná, bez mechanických nečistot, korozních produktů a bez výrazného zápachu.

Sekundární okruh – přívodní potrubí

Teplonosná kapalina obsahuje korozní produkty černé barvy usazené ve spodní části rozdělovače. Následný odběr již neobsahoval viditelné kaly či mechanické nečistoty. Kapalina obsahuje drobné bubliny plynů a mírně zapáchá.

Sekundární okruh – zpětné potrubí

Teplonosná kapalina obsahuje větší množství korozních produktů černé barvy usazené ve spodní části sběrače. Je silně zaplyněná a mírně zapáchá.

5. Hodnocení výsledků chemického rozboru vybraných ukazatelů

Napájecí i otopná voda neobsahuje vápník a hořčík, nevytváří se ochranná vrstva na vnitřním povrchu konstrukčních materiálů.

Otopná voda je agresivní vůči konstrukčním materiálům i těsnění. V otopné soustavě probíhají intenzivní korozní procesy – atakovány jsou zejména ocelové materiály včetně nerezu a těsnění.

V otopné soustavě není instalováno zařízení pro aktivní odstraňování plynů, čehož důsledkem je výskyt značného množství volných i rozpuštěných plynů v teplonosné kapalině. Přítomnost kyslíku a chloridů urychluje korozi zejména v případě nerezových materiálů.

Příčinou vzniku opakovaných netěsností otopné soustavy je:

1. Nadměrná vlhkost a teplota v prostoru výměníkové stanice.
2. Agresivita otopné vody vůči použitým konstrukčním materiálům.

Jelikož k nápravě nevyhovujícího odvětrávání prostoru výměníkové stanice nedošlo, tato po několika letech provozu, vlivem korozivního prostředí, zhavarovala – pří­činou byla netěsnost primárního okruhu.

6. Popis vzniku havárie

Výměníková stanice je připojena k horkovodnímu systému centrálního zásobování teplem.

Napájecí horká voda je upravená, odplyněná, nevykazuje korozivní účinky na potrubní materiál.

Primární okruh pracuje s teplotami do 130 °C a tlakem do 2,5 MPa. Při úniku horké vody o teplotách nad 100 °C se voda okamžitě mění v páru.

Na přívodu horké vody do výměníkové stanice došlo vlivem koroze k netěsnosti potrubí v místě instalace teplotního čidla. Pára zcela vyplnila prostor výměníkové stanice, kondenzovala na stropě, stěnách a na veškerém instalovaném zařízení. Zkondenzovaná voda vytvořila na podlaze vrstvu do výše cca 30 cm.

7. Závěr

V důsledku havárie došlo k částečnému poškození elektroniky řízení i ovládacích prvků. Několik oběhových čerpadel a servopohonů sice pracuje, ale nejsou již použitelná pro spolehlivý provoz a nelze je se zárukou opravit.

Celkové náklady na uvedení výměníkové stanice do původního stavu před havárií překročily půl milionu korun.

---

Corrosion endangers heating systems both from the inside and outside

In another case from many years of experience as a forensic expert, the author describes the procedure for finding the cause of repeated failures of a heating system connected to a hot-water system of central heat supply and proposes measures to remedy the unsatisfactory condition in the space of the exchanger station.

Keywords: Exchange station, thermal insulation, measurement and regulation, primary circuit, secondary circuit, degasification, corrosion, aggressiveness