為了對(duì)熱水器內(nèi)膽和加熱管進(jìn)行保護(hù),現(xiàn)在很多廠家都給熱水器安裝了鎂棒。同許多應(yīng)用科技一樣,鎂棒同樣是從國外興起然后引入國內(nèi)的。鎂棒在熱水器中處于一種什么樣的位置?應(yīng)該怎樣看待它的作用?
熱水器使用鎂棒的科學(xué)原理:
鎂棒的理論根源是來自陰極保護(hù)的原理。陰極保護(hù),是一個(gè)電化學(xué)專業(yè)術(shù)語,它是給需要保護(hù)的金屬補(bǔ)充大量的電子,使被保護(hù)金屬整體處于電子過剩的狀態(tài)使金屬表面各點(diǎn)達(dá)到同一負(fù)電位,金屬原子不容易失去電子而變成離子溶入溶液。實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬的陰極保護(hù)有兩種辦法:外加電流陰極保護(hù)和犧牲陽極陰極保護(hù)。
強(qiáng)制外加電流保護(hù)法——外加電流陰極保護(hù)是通過外加直流電源以及輔助陽極,迫使電流從土壤中流向被保護(hù)金屬使被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)電位低于周圍環(huán)境。被保護(hù)金屬、輔助陽極在腐蝕介質(zhì)中形成的電解池中,分別是負(fù)極、正極。輔助陽極本身不消耗,僅僅是作為一個(gè)中介把電流源源不斷地提供給被保護(hù)金屬,這樣被保護(hù)金屬表面只發(fā)生還原反應(yīng),從而阻止腐蝕的發(fā)生。強(qiáng)制外加電流保護(hù)方法需要一個(gè)持續(xù)不斷的電流,所以在這套保護(hù)方案中必須有恒電位儀對(duì)電流進(jìn)行控制。正式由于這個(gè)原因,這套保護(hù)方法一般用在大型的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備中,如機(jī)場(chǎng)油庫的長(zhǎng)達(dá)幾十公里的輸油管線保護(hù)等。
犧牲陽極保護(hù)法——犧牲陽極陰極保護(hù)是將電位更負(fù)或者說更為活潑的金屬與被保護(hù)金屬連接,并處于同一電解質(zhì)中,使該金屬上的電子轉(zhuǎn)移到被保護(hù)金屬上去,使整個(gè)被保護(hù)金屬處于一個(gè)較負(fù)的、相同的電位下。也就是通過兩者形成原電池,保護(hù)金屬代替被保護(hù)金屬發(fā)生氧化反應(yīng),代替被保護(hù)金屬被腐蝕消耗。我們簡(jiǎn)單來講,犧牲陽極保護(hù)法就是我們給被保護(hù)金屬找個(gè)擋箭牌,所有的銹蝕讓這個(gè)擋箭牌來完成,等到它犧牲后,我們?cè)僬覀€(gè)新的繼續(xù)擋箭,用一個(gè)詞來說就是丟馬保帥。只不過,我們的“馬”是故意丟的,而不是被迫丟的。鎂棒保護(hù)就是這個(gè)原理,鎂棒充當(dāng)了熱水器內(nèi)膽的擋箭牌,代替了內(nèi)膽腐蝕掉,從而保全了內(nèi)膽的安全。
鎂棒應(yīng)用現(xiàn)狀
目前,鎂棒對(duì)熱水器內(nèi)膽和加熱管的保護(hù)已經(jīng)被廠家所認(rèn)同,幾乎所有的廠家都在熱水器上安裝了鎂棒。主流的鎂棒主要有符合AZ-31標(biāo)準(zhǔn)和AZ-63標(biāo)準(zhǔn)兩種。AZ-31標(biāo)準(zhǔn)下,鎂棒的主要成分是,近于97%25鎂,3%25鋁,剩余少量其他元素;AZ-63標(biāo)準(zhǔn)下,含鎂94%25,含鋁6%25,含鋅3%25,剩余為其他元素。
早期,很多廠家在對(duì)產(chǎn)品本身安全性能進(jìn)行宣傳的時(shí)候,把鎂棒作為一個(gè)賣點(diǎn),所以很多消費(fèi)者現(xiàn)在也知道鎂棒這個(gè)東西。很多廠家過分依賴鎂棒,然而鎂棒作為犧牲陽極的一個(gè)延伸,它肯定是擁有自己的使用壽命的。
正常產(chǎn)品有個(gè)額定使用壽命,鎂棒也一樣,一般為2年,這個(gè)壽命并非以鎂棒的體積大小所衡量。鎂棒作為一個(gè)腐蝕替代品,它的壽命決定于腐蝕介質(zhì)的腐蝕性強(qiáng)弱。在水質(zhì)差的地方只能使用半年,甚至更短2~3個(gè)月。
很多廠家承諾可上門更換鎂棒,但鎂棒作為深藏在內(nèi)膽中的部件,目前它幾時(shí)消耗完,是不清楚的,也不可能經(jīng)常打開看看鎂棒消耗情況。但如果按照鎂棒的理想使用壽命來定期更換,就肯定不可能做到及時(shí)有效。因?yàn)槊總€(gè)地方的水質(zhì)不同,熱水器的使用頻率不同,鎂棒什么時(shí)候更換是恰倒好處也確實(shí)很難把握。如果提前更換就造成浪費(fèi),但拖后了,就會(huì)有一段時(shí)間內(nèi)膽是在無保護(hù)狀態(tài)下工作的,隱患可想而知。這主要還是因?yàn)楝F(xiàn)在的熱水器產(chǎn)品中鎂棒還不能像水溫一樣可清晰看到。
另外在安裝上,鎂棒一定要與內(nèi)膽和加熱管進(jìn)行絕緣處理。因鎂棒源于陰極保護(hù)的犧牲陽極技術(shù),根本上還是原電池的原理,如果不能和被保護(hù)體絕緣,相當(dāng)于形成短路,保護(hù)效果大打折扣。現(xiàn)在的鎂棒一般安裝在加熱管所在的法蘭盤上,在連接時(shí)一定要通過加置墊片把法蘭盤和鎂棒絕緣。安裝在排污口的也要做到絕緣。
鎂棒防腐存在的問題
1.鎂棒使用壽命有限,不能始終對(duì)熱水器進(jìn)行有效保護(hù)。所謂犧牲陽極那么總有犧牲的那一天,無論早晚,鎂棒也是如此,長(zhǎng)不過2年,短則更甚。在大型金屬設(shè)備的犧牲陽極保護(hù)中,鎂棒也是有設(shè)計(jì)壽命的,是要定期更新的。安裝在輪船上、管道上的,可以像換衣服一樣簡(jiǎn)單更換,但在熱水器內(nèi)膽中的就麻煩多了。
2.對(duì)內(nèi)膽加熱管過保護(hù)。鎂棒使用的電位較負(fù),一般在-1.7左右,這么高的電位在初期會(huì)使內(nèi)膽和加熱管電位驟增形成過保護(hù)。這樣在內(nèi)膽和加熱管周圍富集了大量離子,加速形成水垢。水垢覆蓋在加熱管上,影響了加熱管的散熱,使局部溫度過熱,干燒使之融化,進(jìn)而形成腐蝕穿孔。有很多廠家搞不懂為什么在鎂棒的保護(hù)下,加熱管還會(huì)穿孔,其實(shí)最初的穿孔不是腐蝕,而是融化的。
3.雜質(zhì)影響使用。鎂棒是一個(gè)鎂為主的合金,其中還有很多種其他金屬物質(zhì),這些物質(zhì)像Fe、Ni、Cu等影響鎂棒的保護(hù)效果,而鋁則會(huì)導(dǎo)致老年癡呆癥。
4.鎂棒形成很多漂浮物,堵塞噴頭。鎂棒包含很多金屬,這些金屬物質(zhì)會(huì)在鎂棒消耗時(shí)分解出來,有的通過反映形成絮狀物,有的則沉積在水管上,尤其是噴頭部位,經(jīng)常附著很多,影響使用。
5.部分地區(qū)產(chǎn)生臭水。在某些地區(qū),水中含有大量SO42-、S2-,這些離子和鎂等金屬發(fā)生反映,形成H2S氣體,產(chǎn)生臭雞蛋味道。
在一定程度上,鎂棒部分緩解了熱水器的腐蝕問題,減少了安全隱患。有其自身的積極意義。但是,廠家也不能過分依賴鎂棒,不能把鎂棒的功能夸大化,畢竟鎂棒一些缺陷是它自身無法克服的。