Definicja techniczna
pH to miara kwasowości lub zasadowości wody w instalacji grzewczej. Opiera się na aktywności jonów wodorowych w wodzie i jest wyrażane w skali logarytmicznej, co oznacza, że zmiana o jedną jednostkę pH odpowiada w przybliżeniu dziesięciokrotnej zmianie aktywności jonów wodorowych.
pH wynoszące około 7 jest obojętne, niższe wartości oznaczają coraz większą kwasowość, a wyższe — coraz większą zasadowość. W instalacjach grzewczych pH jest szczególnie ważne, ponieważ ma duży wpływ na szybkość korozji, stabilność metali, powstawanie kamienia kotłowego oraz skuteczność inhibitorów korozji.
Różne metale najlepiej funkcjonują w określonych zakresach pH. Ma to szczególne znaczenie we współczesnych instalacjach z różnymi metalami, takimi jak stal, miedź, mosiądz i aluminium. Fernox informuje, że nadmierna kwasowość lub zasadowość może przyspieszać korozję metali, szczególnie w instalacjach grzewczych z różnymi metalami.
Fernox Protector F1 wykorzystuje buforowanie pH, aby utrzymać pH wody w instalacji domowej w zakresie od 6,5 do 8,5, który Fernox określa jako optymalny zakres zapobiegania korozji i osadzaniu się kamienia kotłowego przy stosowaniu tego środka.
Uproszczona definicja
pH informuje, czy woda w instalacji grzewczej jest zbyt kwaśna, zbyt zasadowa czy ma odpowiednie, zrównoważone pH.
Utrzymywanie prawidłowego pH jest ważne, ponieważ woda o zbyt kwaśnym lub zbyt zasadowym odczynie może powodować korozję metali wewnątrz instalacji. Prawidłowe pH pomaga chronić kotły, wymienniki ciepła, grzejniki i rury przed korozją i problemami związanymi z osadzaniem się kamienia.
pH jest jednym z najważniejszych parametrów jakości wody w instalacji grzewczej, ponieważ bezpośrednio wpływa na środowisko chemiczne, na które narażony jest każdy metalowy element instalacji.
Nieprawidłowy wynik pomiaru pH może wskazywać na:
Kwaśną wodę w instalacji, która może zwiększać korozję metalowych elementów.
Nadmiernie zasadową wodę w instalacji, która również może zwiększać ryzyko korozji niektórych metali.
Niewystarczającą ilość lub wyczerpanie środków chemicznych do uzdatniania wody.
Nieprawidłowe dozowanie środków chemicznych.
Pozostałości środków chemicznych użytych do czyszczenia lub montażu.
Zanieczyszczenie pochodzące z innego źródła wody lub środków chemicznych.
Zmiany składu chemicznego wody po opróżnieniu, płukaniu lub ponownym napełnieniu instalacji.
Utratę normalnej zdolności buforowania chemicznego wody w instalacji.
Produkt do uzdatniania wody, który nie zapewnia już oczekiwanych parametrów wody.
Jeśli pH będzie zbyt niskie, woda stanie się coraz bardziej kwaśna, co może przyspieszyć rozpuszczanie i korozję metali. Może to przyczynić się do wzrostu stężenia żelaza, miedzi lub aluminium w wodzie krążącej w instalacji.
Jeśli pH stanie się zbyt wysokie, niektóre materiały również mogą stać się podatne na uszkodzenia. Jest to szczególnie ważne w przypadku elementów zawierających aluminium, które wymagają odpowiedniego składu chemicznego wody i ochrony inhibitorami. Fernox opracowuje preparat Protector F1 specjalnie z myślą o instalacjach wykonanych z różnych metali, w tym aluminium, i wykorzystuje buforowanie pH jako element strategii ochrony przed korozją.
Nieprawidłowe pH może zatem przyczyniać się do:
Korozji grzejników i elementów stalowych.
Korozji aluminiowych wymienników ciepła i innych elementów aluminiowych.
Korozji lub degradacji materiałów zawierających miedź.
Zwiększonego stężenia rozpuszczonych metali.
Powstawania produktów korozji i osadów.
Zmniejszonej skuteczności inhibitorów korozji.
Powstawania kamienia lub osadów w odpowiednich warunkach chemicznych wody.
Zarastania wymienników ciepła, pomp i zaworów.
Nieszczelności i przedwczesnego uszkodzenia elementów.
Zmniejszonej wydajności i żywotności instalacji grzewczej.
pH wpływa również na procesy chemiczne sprzyjające tworzeniu osadów kamienia. Zachowanie wapnia, węglanów i innych rozpuszczonych minerałów zmienia się w zależności od pH, co oznacza, że nieodpowiednie pH może zwiększać skłonność do powstawania osadów mineralnych w sprzyjających warunkach. Fernox wskazuje, że utrzymywanie odpowiedniego pH jest ważne dla ograniczenia zarówno korozji, jak i powstawania kamienia kotłowego.
Badanie pH może zatem stanowić wczesny sygnał, że ogólny skład chemiczny wody w układzie staje się nieodpowiedni — czasem jeszcze zanim pojawią się znaczne oznaki korozji lub osady.
Dlatego przy ocenie ogólnego stanu układu grzewczego pH należy rozpatrywać łącznie z takimi parametrami jak alkaliczność M, alkaliczność P, przewodność, wapń, twardość ogólna, żelazo, miedź, glin i stężenie inhibitora.
Zasadniczo pH nie powinno być oceniane całkowicie w oderwaniu od innych parametrów. Choć jest to bardzo ważny parametr, znaczenie wyniku zależy od zastosowanych materiałów, produktu do uzdatniania, składu chemicznego wody napełniającej oraz wymagań producenta urządzenia.
Nie istnieje też jeden zakres pH, który można automatycznie stosować w każdym układzie grzewczym lub chłodniczym. Na przykład aktualne materiały Fernox dotyczące środka Protector F1 do instalacji domowych określają pH 6,5–8,5 jako optymalny zakres kontrolowany, natomiast materiały Fernox dotyczące środka Protector F1 do instalacji małych obiektów komercyjnych podają dla tego zastosowania optymalny zakres pH 7–8,5.
Pokazuje to, dlaczego kryteria zaliczenia lub niezaliczenia przyjęte w aplikacji powinny uwzględniać konkretny typ układu, sposób uzdatniania oraz obowiązujące wytyczne, zamiast opierać się na jednym uniwersalnym progu.
Ważne jest również, aby rozróżniać pH i alkaliczność:
pH wskazuje, jak kwaśna lub zasadowa jest woda w chwili pomiaru.
Zasadowość wskazuje zdolność wody do opierania się zmianom pH.
System może zatem mieć akceptowalne pH, ale stosunkowo niewielką zdolność buforowania, przez co będzie bardziej podatny na przyszłe zmiany.
Temperatura również może wpływać na zmierzone pH, dlatego wyniki laboratoryjne i terenowe najlepiej oceniać, stosując odpowiednią i spójną metodę pomiaru.
Najbardziej miarodajna interpretacja uwzględnia zatem pH wraz z materiałami systemu, stężeniem inhibitorów, zasadowością, wynikami badań metali korozyjnych oraz historią wcześniejszych badań wody.
