стеклокерамика или эмаль в водонагревателе что лучше
Внутреннее покрытие бака водонагревателя: какое лучше и почему
Отправим материал на почту
Недавно я заметил, что в большинстве интернет магазинов, торгующих водонагревателями, в фильтрах отсутствует позиция «материал внутреннего резервуара». Узнать, чем покрыта поверхность бака изнутри, можно, если заглянуть в технические характеристики конкретного изделия. Неудивительно, что моей коллеге по работе, присматривавшей бойлер, вопрос, какое внутреннее покрытие бака водонагревателя лучше», просто не приходил в голову. Я счел необходимым провести краткий ликбез на эту тему, ведь от материала зависит, насколько долгой и безотказной будет работа агрегата.
Условия работы и продление срока эксплуатации
При выборе прибора ориентируются на его технические характеристики, например, мощность, тип ТЭНа и панели управления, объем и расположение бака. Подход, безусловно, правильный, но не полный, если вспомнить, в каких условиях происходит его эксплуатация.
В процессе работы водонагреватель расходует свой ресурс. Внутренняя поверхность бака постоянно соприкасается с водой при регулярных температурных колебаниях. В таком режиме работы вода становится электролитом, запускающим процесс электрохимической коррозии емкости. Одновременно существует риск отложения солей, ведь вода, поступающая по трубам, содержит много примесей.
Образование накипи и коррозии влияет на долговечность работы бойлера. Чтобы замедлить эти процессы и продлить срок эксплуатации, производители применяют различные технологии:
Материалы бака и внутреннего покрытия
От материала зависит, как долго прослужит бак, и какие условия эксплуатации выдержит. В производстве современных водонагревателей используют листовой металл (нержавеющую и конструкционную сталь разных марок), поэтому у каждого изделия на боку имеется сварной шов.
Марки стали отличаются составом (могут содержать хром, молибден и другие металлы в разных пропорциях). Поэтому их сопротивление к коррозии (в том числе и к точечной) также различно. Качество поверхности тестируется по стандарту EN12897:2006 (ГВС для закрытых накопительных водонагревателей), который требует соблюдение следующих нагрузок:
Изделия из нержавеющей стали не боятся действия воды и не нуждаются в дополнительном внутреннем покрытии; в антикоррозионной обработке нуждается только шов. Однако бак водонагревателя, изготовленный из конструкционной стали, обязательно защищают изнутри слоем инертного материала.
Существует несколько вариантов внутреннего покрытия бойлера; чаще всего встречаются поверхности из эмали (наливной или напыляемой) или стеклокерамики (стеклофарфора). У каждого материала свои плюсы и минусы, поэтому для ответа на вопрос, какое покрытие бака водонагревателя лучше, необходим комплексный подход. В целом, все они помогают продлить срок эксплуатации техники.
Из нержавейки
Первые водонагреватели накопительного типа с баком из нержавеющей стали были дорогостоящим оборудованием, относящимся к премиум-классу. Многие современные модели представлены и в средней ценовой категории; их выбирают по следующим причинам:
При ответе на вопрос, какой бак лучше в водонагревателе нержавейка или эмаль, два последних пункта становятся важным аргументом при выборе. Отсутствие дополнительных слоев – главное преимущество нержавеющей стали перед эмалью. Срок эксплуатации таких изделий также выше, и составляет от 5 до 10 лет.
Слабым местом моделей из нержавейки является сварной шов, в котором металл теряет свои свойства. Положение улучшилось, когда стали применять аргонную сварку в вакуумной камере, но остаются актуальными следующие минусы:
Из эмали
К вопросу, какой бак водонагревателя лучше нержавейка или эмаль, можно подойти и с другой стороны, оценив возможности эмалированных бойлеров. На самом деле, они довольно скромные, а главное преимущество заключается в низкой стоимости (почти в два раза ниже). Дополнительные плюсы: эмаль химически инертна, не взаимодействует с водой и не выделяет никаких веществ в воду.
Для создания антикоррозийного слоя используют эмаль, схожую с той, что применяется для ванн, раковин и посуды. Периодическое изменение температуры вызывает ее растрескивание (металл расширяется, а эмаль – нет), и этому процессу подвержены даже улучшенные покрытия с пластичными свойствами.
Основной минус моделей с эмалью – низкий срок службы, редко превышающий 3 года. Технология переходит в разряд устаревших, поэтому модели с защитным слоем из наливной эмали практически не выпускаются.
Из стеклокерамики (стеклофарфора)
Так как классическая эмаль быстро приходит в негодность из-за неодинакового со сталью теплового расширения, проблему решили с использованием стеклофарфоровой эмали. В состав этого материала входит титановый порошок, а технология включает обжиг при 900°C.
Оценить, какой из защитных слоев для водонагревателя, стеклокерамика или нержавейка, что лучше, поможет знание следующих плюсов керамического покрытия:
Важно знать, что стеклокерамику наносят двумя способами:
Сравнивая, какой бак лучше в водонагревателе, помните о недостатках стеклокерамики:
Об особенностях эмалевого покрытия в следующем видео:
Коротко о главном
Перед тем, как приобрести бойлер, необходимо определиться с подходящими для вас параметрами. В числе прочих стоит выяснить, из какого материала сделан защитный слой внутри бака водонагревателя; его свойства напрямую влияют на срок службы и ценник изделия.
Материалом внутреннего покрытия может быть нержавеющая сталь, эмаль или стеклокерамика. Самыми недолговечными считаются бойлеры с эмалью, дольше всего прослужит бак из нержавейки. Но на выбор могут повлиять и другие их особенности.
Напишите в комментариях, как думаете – стоит ли устанавливать водонагреватель со стеклокерамикой при активном пользовании водой?
Сравниваем эмаль и стеклокерамику в водонагревателе
Главный элемент водонагревателя – металлическая емкость или бак для воды. В процессе эксплуатации вода контактирует с внутренними стенками бака, при этом содержащиеся в ней примеси оказывают негативное воздействие на металл, вызывая коррозийные явления. Для защиты от воздействия воды и содержащихся в ней примесей стенки бака защищают с помощью покрытия различными материалами, наиболее распространенные из них – эмаль и стеклокерамика. Наши специалисты проанализировали свойства этих материалов, сделали сравнительный анализ их достоинств и недостатков, что поможет вам сделать выбор в пользу того или другого варианта.
Эмаль
Эмаль, которую наносят на внутренние поверхности емкости при высокой температуре, состоит из силикатной массы, то есть стекла с различными присадками. Температура, при которой наносят эмаль, должна быть меньше, чем температура плавления стали. Ее наносят в несколько слоев, каждый слой растекается по поверхности бака и отвердевает, после этого наносится следующий слой. Примесь, которая содержится в эмали – это титановый порошок в строго определенном количестве – 3—3,5 % от объема стеклянной массы. Добавка титанового порошка позволила уравнять свойства расширения эмали и металла, из которого сделаны стенки бака. При покрытии без титанового порошка, под воздействием нагретой воды на стенки бака в покрытии неизбежно образуются микротрещины из-за разной величины теплового расширения стали и покрытия, что нивелирует защитный эффект нанесенного слоя.
Существуют и другие виды эмалей, только производители патентуют и закрывают информацию об их составе, так как это является коммерческой тайной. О качестве в этом случае можно судить только по сроку гарантии, который дают производители.
Стеклокерамика
Стеклокерамика, по-другому стеклофарфор – это композиционный материал, созданный тоже на основе силикатов, но более совершенный, чем эмаль. Точный состав стеклофарфора был запатентован одним из известных производителей и является коммерческой тайной.
Ведущие производители наносят слой стеклокерамики «сухим» способом – с помощью электростатического напыления порошкообразной смеси исходного сырья на внутреннюю поверхность емкости. В результате образуется слой одинаковой толщины, в отличие от способа нанесения защиты «мокрым» способом, когда жидкую смесь наносят на поверхность а затем подвергают нагреву при высокой температуре. При этом нанесенный слой распределяется по поверхности неравномерно.
Таблица достоинств и недостатков
+ надежно защищает стальные стенки бака от коррозии;
+ химически нейтральна, сохраняет в неизменности качества воды;
+ предохраняет от оседания накипи на стенках;
+ сравнительно низкая цена в сравнении с покрытием из стеклокерамики.
— опасность появления микротрещин со временем в ходе эксплуатации;
— неравномерная толщина слоя – в верхней части емкости толщина меньше, что приводит к уменьшению срока эксплуатации.
+ технология нанесения обеспечивает адгезию на молекулярном уровне, то есть отслоение защитного слоя исключается;
+ экологичность – стеклокерамика никак не влияет на качество воды, наоборот некоторые производители включают в состав покрытия примесь серебра, что обеззараживает воду;
+ имеет оптимальный баланс прочности и эластичности, что предохраняет защитный слой от повреждений при перепадах давления и температуры;
+ коэффициент теплового расширения стеклофарфора практически идентичен коэффициенту расширения стали, что предохраняет от образования микротрещин;
+ обладает большей теплопроводностью, чем эмаль, поэтому вода в баке нагревается быстрее.
— относительно высокая цена в сравнении с покрытием из эмали;
— возможность повреждения при ударах и других механических воздействиях, поэтому следует соблюдать особую осторожность при транспортировке и монтаже.
Основные отличия
Основные отличия материалов заключаются в следующем:
эмалевое покрытие относится к бюджетным – значительно дешевле, чем стеклокерамика;
стеклокерамика, хоть и дороже, но более качественное, надежное и долговечное;
в баках со стеклокерамическим покрытием вода нагревается гораздо быстрее;
В чем схожесть
материалы изготавливаются на основе стекла;
оба материала защищают стенки емкости от коррозии и осаждения накипи;
материалы требуют бережного обращения при транспортировке, монтаже и в ходе эксплуатации во избежание механических повреждений.
Выводы: Стеклокерамика, несомненно, имеет преимущество перед эмалевым, так как более долговечно и более надежно защищает стенки емкости, хотя и более дорогое. Ведущие производители декларируют гарантийный срок эксплуатации водонагревателей со стеклокерамическим покрытием до 10 лет, и это соответствует действительности, для изделий с эмалевым покрытием гарантийный срок примерно вдвое меньше.
Эмаль или стеклокерамика — какое покрытие лучше в водонагревателе
При выборе водонагревателя нужно учитывать ряд важных факторов, чтобы купленный прибор служил как можно дольше. Слабое место любого подобного устройства – металлический резервуар для воды.
Главный враг металла не сама вода, а содержащиеся в ней примеси, образующие накипь на стенках сосуда при нагревании. Пример возникновения накипи можно увидеть в электрическом чайнике: известь, содержащаяся в воде, постепенно накапливается, оседает на стенках и разрушает их. И если чайник можно очистить, прокипятив в нем воду с лимонной кислотой или уксусом, то избавить от накипи водонагреватель не так просто.
Накипь на стенках опасна тем, что вызывает коррозию металлического бака и выходу из строя самого прибора. Для этого бак нагревателя изнутри покрывают эмалью, предохраняющей металл от примесей и ржавчины. Также помимо эмали производители применяют стеклокерамику. В чем отличие, сильные и слабые стороны каждого покрытия, расскажет эта статья.
Эмаль
Эмалью называют защитное покрытие из стекла с примесями, которое наносят на металл при высоких температурах. Стекло для эмали должно иметь более низкую температуру плавления, чем металл, на который она наносится.
Жидкая эмаль растекается тонким слоем по металлу и застывает при остывании. Для достижения большей прочности, эмаль наносится в несколько слоев.
Впервые протестировав водонагреватель с эмалевым покрытием, инженеры установили, что такое покрытие недостаточно надежно, так как не переносит высоких температур. При нагревании воды выше 60 градусов по Цельсию в эмали появляются микротрещины, что способствует ее быстрому разрушению, так как тепловое расширение покрытия разительно отличается температуры расширения самого бака из стали. Водонагреватели с таким покрытием редко работают дольше 3-4 лет.
Стеклокерамика
Путем комбинации исходных материалов, разных видов стекол и примесей, профессор получил уникальный продукт, используемый в самых разных областях промышленности. Последователи профессора расширили список ситаллов за счет экспериментов с разными видами материалов, различных комбинаций примесей и добавок, опытов с пропорциями исходного сырья.
Большинство ситаллов — это ряд материалов, отличающихся прочностью и термостабильностью, конструкции из ситаллов не изменяют исходный размер при воздействии на них высоких температур.
На прочность готового изделия влияет и способ нанесения порошкового ситалла на металл. На сегодняшний день существует два способа: жидкий и сухой.
Жидкий способ – дешевле. Именно поэтому таким способом зачастую пользуются при изготовлении бюджетных водонагревателей. Минусы жидкого способа – неравномерность. Жидкость имеет свойство стекать под тяжестью собственного веса, поэтому вверху покрытие истончается, а внизу становится толще. Опасность тонкого покрытия объясняется наличием агрессивной воздушно-водной подушки вверху емкости водонагревателя, которая приводит к скорой коррозии материала.
Сухой способ более точен, ситалл распределяется по стенкам равномерно, с помощью электростатического напыления. После обжига при 90 градусах по Цельсию напыление намертво сцепляется с поверхностью бака и успешно защищает водонагреватель от накипи в течение 10-12 лет, при должном уходе.
Отличия и сходство
Эмаль – самое дешевое покрытие водонагревателя. Отличный бюджетный вариант, работающий без перебоев в течение всего срока службы, заявленного производителем. Главный недостаток: разрушается от перепадов температуры и отложившихся на стенках солей. При таком воздействии на внутреннем покрытии быстрее появятся трещины, срок эксплуатации изделия существенно сократится.
Стеклокерамика – занимает средний ценовой сегмент рынка бойлеров. Качество, надежность и срок службы выше, чем у эмали, но покрытие очень боится механического воздействия. Хрупкую стеклокерамику очень осторожно устанавливают и стараются обезопасить прибор от любых ударов и столкновений.
Важная деталь: продавцы и производители повышают цену на водонагреватели со стеклокерамическим покрытием «Био», «Самовосстанавливающееся покрытие», «Особо прочная» и т.д. Такое покрытие ничем не отличается от обыкновенного, и переплачивать за него не стоит.
Оба покрытия, и стеклокерамика и эмаль, защищают металлический бак от возникновения ржавчины, что значительно улучшает свойства жидкости.
Водонагреватель с любым покрытием разрушается от содержащихся в воде солей. Чем больше солей, тем меньше прослужит прибор. Роль магнита для солей берет на себя магниевый анод, включенный в комплектацию любого водонагревателя.
Анод притягивает к себе молекулы солей и защищает стенки от коррозии, однако разрушается сам. Поэтому магниевый анод – это расходный материал, требующий замены каждые 12 месяцев. Если не менять анод, срок эксплуатации водонагревателя так же сокращается.
Главное отличие стеклокерамического покрытия от эмали – время нагрева воды. Стеклокерамика обладает большей теплопроводностью, поэтому в таком приборе вода нагреется быстрее и сохранится теплой дольше, чем в эмалированном нагревателе. Второе отличие – цена. Так как стеклокерамика служит дольше, чем эмаль, производитель дает на нее большую гарантию, поэтому и стоит она дороже.
В стеклокерамику часто добавляют цирконий, который придает дополнительный антибактериальный эффект, а также не боится очень жесткой воды. Эмаль, к сожалению, обеззараживающим эффектом не обладает, зато стоит недорого.
Какой водонагреватель лучше?
Сказать однозначно, какой лучше – невозможно. Окончательный выбор ложится на плечи покупателя. Но помочь сделать правильный выбор можно, ответив на ряд вопросов:
Выбирая водонагреватель, оцените его вес: чем тяжелее прибор, тем толще стенки бака, а значит, он дольше прослужит. Всем без исключений водонагревателям нужно регулярно проводить чистку и профилактику, вовремя менять магниевые аноды.
Материал изготовления бака водонагревателя и его покрытие — почему это важно?
Содержание
Содержание
Бак накопительного водонагревателя — его самое уязвимое место. Постоянный контакт с агрессивной средой, циклическое изменение температуры и давления, химические и электрохимические процессы коррозии и т. д. приводят к его повреждению и могут преждевременно вывести из строя. Чтобы продлить срок службы, производители используют специальные материалы и особые типы защитных покрытий. О них и поговорим в материале.
Требования, предъявляемые к бакам водонагревателей
При всей простоте конструкции накопительный водонагреватель работает в довольно непростых условиях. Стенки бака, вследствие циклических изменений температуры и давления внутри емкости, находятся в постоянном движении. Бак как бы «дышит». Его геометрические размеры то увеличиваются, то возвращаются к исходным значениям. Габариты изменяются на десятые, а то и сотые доли миллиметров, но этим изменениям подвержены все поверхности бака в течение всего жизненного цикла. Такие процессы диктуют особые требования к прочности конструкции.
Требования к механической прочности накопительного бака описаны в стандарте EN 12897:2006, в котором четко указано, что емкость должна выдерживать превышение рабочего давления на 50 % в течение не менее 20000 циклов либо 100000 циклов расширения-сжатия при увеличении рабочего давления на 30 %.
Руководствуясь законом Паскаля, накопительный бак делают цилиндрической формы, чтобы минимизировать влияние колебаний рабочего давления. Такая форма позволяет равномерно распределить давление по всей поверхности емкости.
Материал, из которого выполнен бак, должен обладать определенной пластичностью и спокойно переносить многократные циклы расширения и сжатия.
Вторым немаловажным аспектом в выборе материала является то, что нагреваемая в баке вода используется для бытовых нужд (гигиенические процедуры, мытье посуды и т. д.). По этой причине бак должен изготавливаться из материалов, допускающих контакт с пищевыми продуктами и не отравляющими их.
Наиболее подходящими под такие условия эксплуатации являются такие материалы, как:
Справедливости ради отметим, что в продаже можно встретить модели с композитно-полимерными и медными баками. Первые очень неохотно переносят изменения давления внутри бака. Их рекомендуется устанавливать в системы с минимальным (до 0,6-0,8 Бар) давлением воды в магистрали.
Вторые неоправданно дороги именно из-за материала, используемого при изготовлении бака.
Третий немаловажный фактор — стойкость материала к коррозии. По этому критерию безоговорочно лидирует нержавеющая сталь, так как она менее подвержена окислительным процессам. При производстве баков из нержавейки нужно уделять особое внимание сварным швам, поскольку именно на них появляются первые очаги ржавчины.
Баки из углеродистой стали нуждаются в надежном защитном покрытии. Использование обычного металла без покрытия недопустимо!
Золотой серединой являются металлические баки, изготовленные из обычной или нержавеющей стали. Оба материала обеспечивают необходимую прочность и обладают достаточной пластичностью, чтобы противостоять перепадам давления и температурным расширениям.
Материалы для изготовления баков из нержавеющей стали
В качестве материала используются стали аустенитной группы. Они дополнены специальными легирующими добавками, чтобы препятствовать возникновению и развитию очагов коррозии.
Как правило, качественная нержавеющая сталь должна содержать порядка 15–20 % хрома, 5–15 % никеля и около 2–3 % молибдена. С таким составом она способна противостоять коррозии в течение многих лет.
Слабым местом нержавеющего бака является сварной шов. Дело в том, что при сварке металл в месте контакта с электродом перегревается, из него выгорает углерод, вследствие чего меняется его структура. Именно по этой причине существуют целые методики сварки нержавеющих сталей:
За коррозионную стойкость шва отвечает производитель (соблюдение технологии и использование передовых методов сварки), но у нержавеющих баков может возникнуть проблема с качеством выбранного материала. Речь идет о таком явлении, как межкристаллитная коррозия.
Межкристаллитная коррозия — разрушение материала вдоль границ кристаллов, т. е. структурные изменения металла происходят изнутри.
Ахиллесова пята нержавеющих сталей — высокое содержание хрома (более 12 %), провоцирующее возникновение межкристаллитной коррозии. Это электрохимический вид коррозии. Он происходит следующим образом: при контакте нержавейки с водой возникает электрохимическая реакция, «подпитываемая» солями, растворенными в воде, и высокой температурой. В результате происходит активное «вымывание» хрома из структуры металла с образованием большого количества карбида хрома.
Минимизировать негативные последствия призван титан (Ti), который в небольших количествах (около 0,6 %) добавляется в состав нержавеющей стали. Он стабилизирует карбид хрома, соединяясь с карбидами углерода и создавая на границах кристаллов прочный защитный барьер.
Качественная нержавеющая сталь, произведенная с соблюдением технологии и имеющая в своем составе титан, значительно дороже своих аналогов, менее стойких к различным видам коррозии. Именно этим фактором и объясняется высокая стоимость водонагревателей с нержавеющим баком от именитых производителей: они более ответственно относятся к выбору материала и его химическому составу.
Материалы для изготовления эмалированных баков
В отличие от нержавеющих баков, металлические емкости просты в изготовлении и стоят дешевле. При их производстве требования к химическому составу металла и технологии сварки значительно ниже. Единственное, что крайне желательно — использование листового металла холодного проката. Будучи не нагретым в процессе производства, такой материал имеет лучшую пластичность, что немаловажно при циклических изменениях геометрических размеров в процессе эксплуатации. Однако вопрос коррозионной стойкости выходит на передний план, поскольку углеродистая сталь крайне слабо противостоит процессам окисления.
Металлический бак обязательно нуждается в защитном покрытии, чтобы исключить прямой контакт металла с водой, находящейся в емкости.
Как правило, в качественном защитном покрытии используется эмаль и составы на ее основе, а вот технология нанесения таких покрытий может сильно разниться.
Самый простой способ — нанести жидкий состав, который впоследствии подвергают термической обработке в печи при температурах от 260 °С. Это позволяет эмали достаточно крепко связаться с поверхностью, на которую она была нанесена. Несмотря на простоту нанесения и дешевизну материала, такое покрытие имеет два существенных недостатка:
С первым фактором борются путем изменения технологии окрашивания. Для того, чтобы получить равномерный слой по всей поверхности, применяют метод порошкового окрашивания. Типовая схема установки приведена на рисунке.
На заземленную заготовку из раструба распылителя наносят сухие, положительно заряженные частицы красящего порошка, после чего деталь помещают в печь, в которой эмаль под действием высокой температуры спекается с материалом окрашиваемой поверхности, образуя на ней прочный защитный слой.
Чтобы исключить растрескивание эмали в процессе эксплуатации, необходимо улучшить ее физические свойства: приблизить коэффициент температурного расширения к уровню окрашиваемого металла. Для этого в красящий состав вводят различные дополнительные компоненты.
Состав эмали является коммерческой тайной производителя, ее структура обычно не раскрывается.
Самый распространенный дополнительный компонент — диоксид кремния, из которого получают обычное силикатное стекло. При запекании такого состава при температурах выше 800 °С на поверхности эмали формируется тонкий слой стекла, инертного к солям и другим химическим элементам, содержащимся в воде. Такое покрытие получило название стеклоэмаль или стеклофарфор.
Как и любое стекло, покрытие очень чувствительно к ударам и другим механическим повреждениям водонагревателя. Также оно очень чувствительно к высоким температурам. Для продления срока службы бака с покрытием из стеклоэмали, оптимальной считается температура нагрева воды на уровне 50-60 °С. Нелишним будет использование фильтров грубой очистки на входе устройства. Примеси твердых частиц, присутствующие в воде, действуют на стенки бака как абразив и со временем приводят покрытие в негодность.
Если, помимо диоксида кремния, добавить в базовую эмаль оксиды лития и алюминия, на выходе из печи будет прочное стеклокерамическое покрытие, обладающее высокой прочностью и стойкое к значительным перепадам температур.
Если в состав эмали ввести титановый порошок, то коэффициент линейного расширения покрытия будет максимально приближен к показателям металла, на который оно нанесено. Правда стоит такой состав порой дороже хорошей нержавеющей стали.
Некоторые производители вводят в состав эмалей дополнительные компоненты, препятствующие развитию микроорганизмов в емкости накопительного бака. Такие эмали имеют запатентованное название — биостеклофарфор. В их состав включено серебро, придающее покрытию антибактериальные свойства.
Итоги
Материалы и технологии, которые применяют при изготовлении бака накопительного водонагревателя, далеко не так просты, как кажется. Они идут в ногу с техническим прогрессом и рушат давно сложившиеся стереотипы о надежности и стоимости различных решений. К примеру, может оказаться, что водонагреватель с металлическим баком, покрытым современным видом эмали, обойдется дороже бойлера с емкостью из нержавейки. Или наоборот — бак, изготовленный из нержавеющей стали, вскоре даст течь по причине коррозии.
Впрочем, производители обычно не раскрывают марки сталей, используемых на производстве, и не делятся составом защитных покрытий, что не позволяет покупателю сделать осознанный выбор. В поиске водонагревателя приходится в большей степени опираться на опыт эксплуатации, полученный другими пользователями, черпать информацию из отзывов о товаре и тематических форумов.