ฤŒo ovplyvลˆuje ลพivotnosลฅ potrubnรฝch rozvodov?

Potrubnรฉ rozvody vody sรบ poฤas svojej prevรกdzky vystavenรฉ chemickรฝm vplyvom, ktorรฉ majรบ za nรกsledok vznik korozรญvnych procesov. Tie zaprรญฤiลˆujรบ ich postupnรฉ poลกkodenie.

Vย sรบฤasnosti sa zย osvedฤenรฝch materiรกlov na potrubnรฉ rozvody vย zdravotnotechnickรฝch inลกtalรกciรกch najฤastejลกie pouลพรญvajรบ potrubia zย nehrdzavejรบcej ocele, medenรฉ, liatinovรฉ, kameninovรฉ aย vo vnรบtornom vodovode ฤoraz viac plastovรฉ potrubia.

Potrubnรฉ rozvody na bรกze oceฤพovรฉho materiรกlu majรบ vhodnรฝ spรดsob spรกjania, priฤom spoje rรบr musia byลฅ poฤas ลพivotnosti potrubia trvale tesnรฉ, steny potrubia nesmรบ byลฅ vย spoji zoslabenรฉ aย svetlosลฅ potrubia zmenลกenรก, spoj mรก byลฅ ฤพahko realizovateฤพnรฝ aย prรญstupnรฝ na รบฤely ฤistenia aย oprรกv.

Tesnosลฅ spoja zรกvisรญ od druhu (hrdlovรฝ, prรญrubovรฝ, zรกvitovรฝ), tuhosti aย tesniacich materiรกlov. Spoje rรบr mรดลพu byลฅ vย konkrรฉtnych podmienkach sย rovnakรฝm alebo rรดznym vonkajลกรญm priemerom, alebo sย rovnakou svetlosลฅou.

Podฤพa vรฝroby sa oceฤพovรฉ rรบry delia na rรบry zvรกranรฉ aย bezลกvovรฉ, ktorรฉ sa dodรกvajรบ podฤพa druhu spojov sย povrchovรฝmi รบpravami sย matnรฝm vnรบtornรฝm aj vonkajลกรญm povrchom alebo sย asfaltovanรฝm vnรบtornรฝm, prรญpadne aj vonkajลกรญm povrchom sย oplรกลกtenรญm.

Pomerne ฤasto sรบ oceฤพovรฉ rรบry upravenรฉ pozinkovanรฝm vnรบtornรฝm aj vonkajลกรญm povrchom. Medzi vรฝhody oceฤพovรฝch potrubรญ patrรญ jednoduchรก vรฝroba, spoฤพahlivรฉ tesnenie, moลพnosลฅ oprรกv pri rozoberateฤพnรฝch spojoch, dobrรก pevnosลฅ vย ลฅahu, vย ลฅahu pri ohybe aj vย tlaku, nehorฤพavosลฅ, aย ak sรบ dobre chrรกnenรฉ, odolรกvajรบ korรณzii.

Medzi nevรฝhody moลพno zaradiลฅ ich vysokรบ hmotnosลฅ, ฤasto malรบ odolnosลฅ proti korรณzii aย nevyhnutnosลฅ ochrany pred korรณziou na povrchu, ako aj vo vnรบtri potrubia.

Obr. 1 Segment OC potrubia pohฤพad zvnรบtra rรบry
Obr. 2 Korรณzia potrubia pri napojenรญ na tvarovรฝ kus
Obr. 3 Skorodovanรฉ potrubie v podlahovej vrstve po 3 rokoch
Obr. 4 Miesto vzniku poruchy v podlahe

ฤŒo zniลพuje kvalitu rozvodov?

Medzi chemickรฉ aย fyzikรกlne vplyvy, ktorรฉ najviac poลกkodzujรบ zariadenia aย potrubia, patrรญ:

  • Agresivita, ktorou sa vytvรกrajรบ korรณzne produkty. Agresivitu najฤastejลกie spรดsobuje rozpustnรฝ kyslรญk aย kysliฤnรญk uhliฤitรฝ, aย to tam, kde nie sรบ vytvorenรฉ predpoklady na vznik ochrannรฝch vrstiev.
  • Inkrustรกcia, ktorรก vznikรก pri vyluฤovanรญ solรญ prekroฤenรญm hodnoty sรบฤiniteฤพa rozpustnosti.
  • Nรกnosy, ktorรฉ sa vytvรกrajรบ sedimentรกciou suspendovanรฝch ฤastรญc vody aย korรณznych produktov.

Pojmom korรณzia kovov oznaฤujeme naruลกenie povrchu vplyvom chemickรฝch alebo elektrochemickรฝch dejov. Prรญฤinou chemickej korรณzie je reakcia kovu sย lรกtkou, ktorรก sย nรญm pri styku reaguje.

Ku korรณzii kovov vo vode dochรกdza predovลกetkรฝm vย dรดsledku tvorby elektrochemickรฝch ฤlรกnkov, vznikajรบcich medzi dvoma kovmi sย rozdielnym elektrochemickรฝm potenciรกlom. Kov sย niลพลกรญm potenciรกlom je anรณdou aย rozpรบลกลฅa sa โ€“ koroduje, kov sย potenciรกlom vyลกลกรญm je katรณdou aย nerozpรบลกลฅa sa.

Najdรดleลพitejลกie faktory, ktorรฉ ovplyvลˆujรบ vznik aย rozsah korรณzie, sรบ:

  • chemickรฉ zloลพenie vody (prรญtomnosลฅ CO2, O2, pH. Cl2, Ca, Mg, sรญrany, chloridy, organickรฉ lรกtky, mikroorganizmy aย pod.);
  • fyzikรกlne podmienky systรฉmu (teplota vody, rรฝchlosลฅ prรบdenia vody);
  • druh materiรกlu aย jeho povrchovรก รบprava.

Druhy korรณzneho napadnutia sa rozliลกujรบ podฤพa intenzity aย charakteru prenikania prostredia do kovu aย poruลกenia jeho ลกtruktรบry. Rozliลกuje sa napadnutie:

  • rovnomernรฉ โ€“ ploลกnรฉ, spรดsobenรฉ kyslรฝm prostredรญm, alebo agresรญvnym CO2;
  • nerovnomernรฉ โ€“ miestne.

Nerovnomernรก korรณzia je nebezpeฤnejลกia, keฤลพe napรกda niektorรฉ miesta kovu aย podฤพa svojej povahy mรดลพe byลฅ:

  • bodovรก โ€“ spรดsobenรก zvรคฤลกa rozpustenรฝm kyslรญkom;
  • jamkovรก โ€“ spรดsobenรก tieลพ rozpustenรฝm kyslรญkom, na potrubรญ vznikajรบ hฤบbkovรฉ bodovรฉ poruลกenia, aลพ poruลกenie celej hrรบbky steny potrubia (obr. 1 aลพ 4);
  • ลกkvrnitรก โ€“ tvorรญ nesรบvislรฉ, rรดzne veฤพkรฉ ลกkvrny;
  • medzikryลกtรกlovรก โ€“ postupujรบca do hฤบbky kryลกtalickรฉho kovu po stykovรฝch plochรกch jeho kryลกtรกlov;
  • selektรญvna โ€“ vรฝberovรก, postihuje len niektorรฉ zloลพky heterogรฉnnych zliatin.
Obr. 1 Segment OC potrubia pohฤพad zvnรบtra rรบry
Obr. 1 Segment OC potrubia pohฤพad zvnรบtra rรบry |

Medzi fyzikรกlne podmienky, ktorรฉ vplรฝvajรบ na vznik korรณzie, patrรญ teplota aย rรฝchlosลฅ prรบdenia mรฉdia. Teplota ovplyvลˆuje korรณziu priamo alebo nepriamo. Priamo tak, ลพe vย zรกvislosti od rastรบcej teploty sa zvรคฤลกuje rรฝchlosลฅ chemickรฝch reakciรญ, aย nepriamo tรฝm, ลพe menรญ rozpustnosลฅ plynu aย ovplyvลˆuje rovnovรกhu uhliฤitanu vรกpenatรฉho.

Vย uzavretรฝch systรฉmoch korรณzna rรฝchlosลฅ vzrastรก so stรบpajรบcou teplotou, vย otvorenรฝch systรฉmoch rรฝchlosลฅ korรณzie najskรดr vzrastรก aย pri vyลกลกej teplote klesรก vย dรดsledku znรญลพenia rozpustnosti plynov. Chemickรฉ faktory, ktorรฉ ovplyvลˆujรบ korรณziu sรบ:

  • pH โ€“ pri nรญzkom pH sa rรฝchlosลฅ korรณzie zvyลกuje, pri vysokom pH sa prejavujรบ na potrubรญ ochrannรฉ รบฤinky;
  • alkalita (KNK โ€“ kyslรก neutralizaฤnรก kapacita) โ€“ pรดsobรญ na tvorbu ochrannej vrstvy na potrubรญ. Nรญzka aย strednรก alkalita zniลพuje korรณziu vรคฤลกiny materiรกlov. Vysokรก alkalita zvyลกuje korรณziu medi aย olova;
  • rozpustenรฝ kyslรญk โ€“ zvyลกuje reakฤnรบ rรฝchlosลฅ vรคฤลกiny korozรญvnych dejov.

Vnรบtornรก korรณzia kovovรฉho potrubia zรกvisรญ od oxidaฤnรฝch aย redukฤnรฝch reakciรญ odohrรกvajรบcich sa na fรกzovom rozhranรญ kov โ€“ voda. Vย dรดsledku tรฝchto reakciรญ dochรกdza kย vzniku elektrochemickรฝch ฤlรกnkov, priฤom kaลพdรฝ mรก anodickรฝ aย katodickรฝ priestor. Pri korรณzii kovov je potrebnรฉ rozliลกovaลฅ dva ฤiastkovรฉ deje.

Anodickรฝm korรณznym dejom dochรกdza kย rozpรบลกลฅaniu kovov, ฤo sa prejavรญ tvorbou kovovรฝch iรณnov. Katodickรฝ korรณzny dej je charakteristickรฝ transportom elektrรณnov ku katodickรฝm miestam, na ktorรฝch dochรกdza kย redukฤnรฝm reakciรกm.

Sekundรกrne reakcie korรณznych produktov sa dotรฝkajรบ procesov, ktorรฉ prebiehajรบ vzรกjomne medzi produktmi obidvoch elektrochemickรฝch reakciรญ alebo ฤalej reagujรบ sย ostatnรฝmi zloลพkami vody. Kย anodickรฝm reakciรกm sekundรกrnej รบrovne (reakcie medzi Fe2+ iรณnom aย inรฝmi zloลพkami vody) mรดลพe dochรกdzaลฅ za prรญtomnosti, ako aj neprรญtomnosti kyslรญka vo vodnom prostredรญ.

Obr. 2 Korรณzia potrubia pri napojenรญ na tvarovรฝ kus
Obr. 2 Korรณzia potrubia pri napojenรญ na tvarovรฝ kus |

Kย vyzrรกลพaniu Fe2+ iรณnu mรดลพe dochรกdzaลฅ dvomi spรดsobmi, aย to buฤ vo forme Fe(OH)2(s), alebo ako FeCO3(s) (siderit). Kย vyzrรกลพaniu sideritu dochรกdza vย prรญpade, keฤ sรบ vo vode prรญtomnรฉ uhliฤitanovรฉ zloลพky vody:

Fe2+ + 2 H2 โ†’ Fe(OH)2(s) + 2 H+
Fe2+ + CO32- โ†’ FeCO3(s)

Za prรญtomnosti kyslรญka nad anรณdou dochรกdza kย celkovej sekundรกrnej reakcii:

Fe2+ + 1/4 O2 + 5/2 H2O โ†’ Fe(OH)3(s) + 2 H+

Zrazeniny Fe(OH)2(s) aย Fe(OH)3(s) sรบ prechodnรฝmi nestabilnรฝmi stavmi, priฤom obidve predstavujรบ prekurzory kย termodynamicky stabilnรฝm oxidom ลพeleza. Rรฝchlosลฅ zrรกลพania CaCO3(s) mรก rozhodujรบci vplyv na vlastnosti vylรบฤenรฉho produktu, moลพno ju preto povaลพovaลฅ za jeden zย najvรฝznamnejลกรญch faktorov pri pasivรกcii kovu.

Pri veฤพkej rรฝchlosti vyluฤovania CaCO3(s) na katรณde je zrazenina koloidnรก alebo mikrokryลกtalickรก, pri pomalom procese sa tvoria dobre definovanรฉ kryลกtรกly kalcitu.

Mikrokryลกtalickรก ลกtruktรบra vylรบฤenรฉho uhliฤitanu vรกpenatรฉho mรก sklon pokryลฅ vย tenkej vrstve celรฝ povrch katรณdy aย vyznaฤuje sa hutnou, takmer nepriepustnou ลกtruktรบrou, priฤom mรดลพe vo vรฝznamnej miere znรญลพiลฅ celkovรบ korรณznu rรฝchlosลฅ. Naopak, diskrรฉtna tvorba tuhej fรกzy, vyznaฤujรบca sa relatรญvnou porรฉznosลฅou, aย tรฝm aj priepustnosลฅou, nemรก prakticky vplyv na rรฝchlosลฅ na katรณde.

Vplyv rรฝchlosti prรบdenia vody na priebeh korรณzie je zdanlivo protichodnรฝ. Vo vodรกch sย ochrannรฝmi vlastnosลฅami vysokรก rรฝchlosลฅ prรบdenia mรดลพe priaznivo ovplyvniลฅ tvorbu ochrannej vrstvy tรฝm, ลพe rรฝchlejลกie dopravรญ ochrannรฉ lรกtky kย povrchu potrubia.

Naopak, vysokรก rรฝchlosลฅ prรบdenia sa spรกja sย erรณznou korรณziou aย vย prรญtomnosti ฤalลกรญch korozรญvnych faktorov mรดลพe dรดjsลฅ kย poลกkodeniu materiรกlu potrubia. Vysokรก rรฝchlosลฅ prรบdenia okrem toho zvyลกuje kontakt rozpustenรฉho kyslรญka, ktorรฝ hrรก dรดleลพitรบ รบlohu vo vรคฤลกine korรณznych dejov, sย povrchom potrubia.

Pri nรญzkych rรฝchlostiach prรบdenia vody sa nemรดลพu vย plnej miere uplatniลฅ ochrannรฉ vlastnosti vody, pretoลพe difรบzia ochrannรฝch lรกtok kย povrchu je spomalenรก. Pri veฤพmi malรฝch rรฝchlostiach alebo pri jej stagnรกcii sa vytvรกrajรบ podmienky na biologickรฝ rast aย zvyลกuje sa pravdepodobnosลฅ bodovej korรณzie.

Pri rovnakรฝch ostatnรฝch vlastnostiach vody by voda sย vyลกลกou teplotou mala maลฅ silnejลกie agresรญvne pรดsobenie, keฤลพe sa zvyลกuje rรฝchlosลฅ prebiehajรบcich chemickรฝch reakciรญ. Tento fakt je do urฤitej miery potlaฤenรฝ skutoฤnosลฅou, ลพe teplota vรฝznamne ovplyvลˆuje rozpรบลกลฅanie CaCO3.

Pri vyลกลกรญch teplotรกch sa prejavuje tendencia vyzrรกลพania CaCO3 zย vody, ฤรญm sa zvyลกuje pravdepodobnosลฅ vytvorenia ochrannej vrstvy. Taktieลพ niลพลกia koncentrรกcia rozpustenรฉho kyslรญka mรดลพe znรญลพiลฅ agresรญvne รบฤinky teplej vody.

Najviac ohrozenรฉ inลกtalรกcie

Problematike korรณzie zdravotnotechnickรฝch inลกtalรกciรญ je potrebnรฉ venovaลฅ pozornosลฅ predovลกetkรฝm pri navrhovanรญ aย realizรกcii potrubรญ na rozvod aย cirkulรกciu TV. Prรญฤinou sรบ vyลกลกie prevรกdzkovรฉ teploty vody. Jednรฝm zย vplyvov vyลกลกej teploty, ako uลพ bolo spomenutรฉ, je zniลพovanie rozpustnosti kyslรญka, CO2 aย H2S.

Postupne sa tu prejavรญ znรญลพenie obsahu kyslรญka jeho vรคzbou na zinok aย ลพelezo. Pri korรณzii zinkovej vrstvy vznikรก pri teplote od +50 ยฐC vrstva korรณznych splodรญn, priฤom zvรฝลกenie teploty oย 5 ยฐC (napr. zย +50 na +55 ยฐC) znamenรก aลพ 6-nรกsobnรฉ zvรฝลกenie rรฝchlosti korรณzie aย pri ฤalลกom zvyลกovanรญ teploty je tento nรกrast dokonca 40-nรกsobnรฝ.

Zย toho vyplรฝva, ลพe teplota TV by nemala presiahnuลฅ +50ย ยฐC. Tu vลกak nastรกva rozpor vย teplotnej hranici stanovenej normou aย odporรบฤanou termickou dezinfekciou (napr. proti baktรฉrii rodu legionella) โ€“ min. +70 ยฐC.

Aj zย tohto dรดvodu je nevyhnutnรฉ venovaลฅ sa tejto problematike nielen pri projektovanรญ aย zhotovovanรญ rozvodov potrubรญ, ale aj poฤas prevรกdzky, keฤลพe poลกkodenie zaprรญฤinenรฉ korรณziou mรดลพe niekoฤพkonรกsobne zvรฝลกiลฅ nรกklady na prevรกdzku celรฉho stavebnรฉho diela.

Text + Foto: doc. Ing. Michal Boลพรญk, PhD., doc. Ing. Jarmila Boลพรญkovรก, PhD., Katedra technolรณgie stavieb, Stavebnรก fakulta STU vย Bratislave

Literatรบra

  1. Lulkoviฤovรก, O. โ€“ Boลพรญk, M. โ€“ Boลพรญkovรก, J.: Expertรญzny posudok rozvodov TรšV vย hoteli. Bratislava: Stavebnรก fakulta, STU, jรบl 2003, s. 60.
  2. Boลพรญk, M. โ€“ Boลพรญkovรก, J.: ลฝivotnosลฅ aย revitalizรกcia vnรบtornรฝch rozvodov aย konลกtrukฤnรฝch prvkov TZB vย obytnรฝch objektoch. In: Zbornรญk zย medzinรกrodnej konferencie Vykurovanie 2001, 12. โ€“ 16. 3. 2001 Starรก ฤฝubovลˆa, Bratislava: SSTP 0115, s. 97 โ€“ 103.
  3. Boลพรญk, M. โ€“ Boลพรญkovรก, J.: Technolรณgia montรกลพe plastovรฝch materiรกlov vย balneotechnickรฝch rozvodoch. In: Zbornรญk prรญspevkov zย vedecko-odbornรฉho seminรกra Uplatลˆovanie svetovรฝch trendov vย procese prรญpravy aย realizรกcie stavieb, STU KTS, CEMAKS, Koฤovce 2003, s. 72 โ€“ 77.
  4. Tรณthovรก, K. โ€“ Dubovรก, V.: Porovnรกvacia analรฝza prevรกdzky vodovodov. In: Zbornรญk prรกc zย konferencie sย medzinรกrodnou รบฤasลฅou Vodovody, kanalizรกcie aย alternatรญvne zdroje energie, Koลกice, 30. 11 โ€“ 1. 12. 2005, Koลกice: ZsVTS s. 149 โ€“ 154, ISBN 80-232-0254-5.

ฤŒlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise Sprรกva budov 1/2019.