Накипь – это твердые отложения солей жесткости в теплообменных аппаратах, в которых происходит нагревание или испарение воды.

При низкой температуре находятся в воде в растворением состоянии, а при нагреве (особенно при кипении) выделяются в виде шлама — илообразного осадка, находящегося в воде во взвешенном состоянии, или в виде накипи, твердо приставшей к поверхности нагрева котла.

Накипь , в зависимости от ее химического состава, может быть карбонатной с преобладающим (порядка 50% и более) содержанием углекислых солей кальция и магния (CaCO 3 , MgCO 3), сульфатной (CaSO 4) или силикатной (кремнекислые соединения кальция, магния, железа, алюминия).

Карбонатная накипь откладывается обычно в форме плотных кристаллических отложений на тех поверхностях нагрева или охлаждения, где отсутствует кипение воды, а среда нещелочная. Этими поверхностями являются водяные экономайзеры, конденсаторы турбин, водоподогреватели, питательные трубопроводы, тепловые сети и др.

В условиях же кипения щелочной воды (в парогенераторах, испарителях) СаСО 3 обычно выпадает в форме неприкипающего шлама.

Карбонатные накипи имеют самую разнообразную структуру. Они могут быть порошкообразными, представлять собой плотный котельный камень либо мягкие отложения в виде губчатой массы.

Удаление карбонатной накипи производят ингибированной соляной кислотой. При взаимодействии карбонатной накипи с серной кислотой образуется труднорастворимый осадок, препятствующий растворению накипи.

Карбонатная накипь хорошо растворяется при концентрации НСL от 1 — 2 до 3 — 5 % и температуре 50 0 С. Для ускорения процесса удаления накипи, а также при очистке от толстого слоя карбонатной накипи, содержащей соли серной и кремниевой кислот, при которых проникновение кислоты к подслою затруднено, температура и концентрация кислоты должны быть повышены.

Чтобы не допустить при этом коррозии металлических труб и стенок выпарных аппаратов, применяются замедлители коррозии — ингибиторы, позволяющие повысить концентрацию соляной кислоты до 10 % и несколько увеличить температуру раствора.

Отечественные ингибиторы — уротропин, формалин и уникол — выдерживают температуру до 70 0 С. Ингибиторы марок ПБ-7 и БГ пригодны для 10 % — ной соляной кислоты при 80 — 100 0 С.

Растворение карбонатной накипи, как правило, удовлетворительно идет без подогрева промывочного кислотного раствора. Лишь при наличии в накипи значительного количества иных отложений приходится прибегать к подогреву раствора. Вообще же, как правило, к подогреву промывочного раствора без надобности прибегать не следует. Расход ингибитора определяется содержанием его в г / л в рабочем промывочном растворе. Чаще всего применяется дозировка 1 — 2 г / л в зависимости от активности ингибитора. При этом рекомендуется применять крепость промывочного кислотного раствора тем больше, чем толще слой накипи. Применение раствора соляной кислоты крепостью выше 5 % не рекомендуется.

Содово-щелочной метод удаления накипи для карбонатной накипи совершенно неприменим. Он может быть применен для чисто гипсовых или силикатных накипей или же для смешанных накипей с преобладанием в них сульфатных и силикатных составляющих.

Силикатная накипь содержит более 20% кремневой кислоты, образуется на наиболее теплонапряженных элементах поверхности и обладает большой твердостью и очень малой теплопроводностью; чаще всего она встречается в котлах высокого давления и даже при малой толщине очень опасна.

В смешанной накипи имеются карбонаты кальция и магния, гипс и соединения кремневой кислоты. Строение ее зависит от преобладания той или иной составляющей.

Теплопроводность накипи является важной характеристикой, определяющей надежность и экономичность работы теплового оборудования. Величины коэффициентов теплопроводности зависят от структуры и химического состава накипи.

Коэффициент теплопроводности накипи чрезвычайно низок, он в десятки и даже сотни раз ниже, чем у металла. Даже незначительный слой накипи создает большое термическое сопротивление. Слой накипи толщиной в 1 мм по термическому сопротивлению эквивалентен 40 мм стальной стенки.

Средние значения коэффициента теплопроводности для различных видов накипи

Вследствие образования накипи в котельных установках ухудшается передача тепла от топочных газов к воде. Поэтому газы уходят из котла с более высокой температурой и значительно возрастает расход топлива.

При этом пористая накипь, или легко отстающая от стенки, вреднее чем плотно приставшая, так как пар или воздух в порах накипи или между накипью и стенкой, значительно ухудшают теплопередачу. Кроме того, зазор, образующийся между металлической стенкой и слоем накипи, сильно увеличивает температурный напор и приводит к опасному локальному перегреву.

Накипь препятствует охлаждению водой поверхностей нагрева. Вследствие нарушения теплообмена трубы экранов и других устройств нагреваются до высоких температур, значительно снижающих прочность металла.

Влияние толщины и теплопроводности накипи на температуру стенки парообразующей трубы котла для различных значений коэффициента теплопроводности

Приведенные значения температур вычислены при следующих условиях: температура топочного пространства 1100 0 С, температура котловой воды 200 0 С, толщина стенки трубы 5 мм, теплопроводность металла трубы 50 кал /м х ч х 0 С, теплонапряжение поверхности нагрева без накипи 150 тыс. ккал/м 2 х ч.

Как видно из графика, достаточно незначительного по толщине (0,1 — 0,2 мм) слоя мало теплопроводной накипи на поверхности наиболее теплонапряженных экранных труб, чтобы температура металла на внутренней поверхности стенки достигла 500 0 С и более.

Понижение прочности металла труб, испытывающих внутреннее давление воды и пара, приводит к образованию в них выпучин, разрывов. В практике эксплуатации стальных паровых котлов малой мощности весьма часты случаи аварий из-за значительного накипеобразования.

Поэтому при эксплуатации теплоэнергетических устройств необходимо с поверхностей нагрева и дальнейшее поддержание их в чистоте.

Химическое и механическое удаление накипи:
- представляют собой трудоемкий процесс, требующий большого объема ремонтно- профилактических работ, остановки оборудования, затрат на химреагенты и т.п. Кроме того, химическое удаление накипи небезопасно с точки зрения экологии. Главное же - в промежутках между чистками накипь продолжает оседать на стенках оборудования и трубопроводов, а это означает невосполнимые потери в теплопередаче, перерасход энергоресурсов и денежных средств.

Употребление чая или кофе с наличием в напитках различных механических примесей нельзя причислить к приятным занятиям. Также не вызывает положительных эмоций частая смена техники, которая вполне хороша внешне, но нагревательный элемент испорчен, а замена его сопоставима по стоимости с приобретением нового изделия. Все подобные проявления не являются тайными. Накипь в чайнике явно свидетельствует о присутствии в воде загрязнений. Посмотрим, насколько они вредны на самом деле.

Что такое накипь?

Посмотрим внутрь чайника. Находящийся там осадок бурого или желтого цвета можно извлечь и поместить под микроскоп. При достаточно большом увеличении вы увидите кристаллические наросты, которые выглядят вполне симпатично. Из чего же состоят они?

В большинстве материалов на эту тему говориться о том, что накипь в чайнике образуется из солей кальция и магния. При нагреве уже до 40°С соответствующие карбонатные соединения начинают преобразовываться в твердые отложения. Повышение температуры активизирует данный процесс.

Однако если изучить подробнее имеющиеся данные, то можно узнать о возможном наличии в : Fe 2+ , NH+, Мп 2+ , Zn 2+ , Cu 2+ , Ni 2+ , Al 3+ , НСО3, HsiO-3, Сl-, SO2-4, NO3. Этот список катионов и анионов не полон. В воде содержаться органические и неорганические примеси, сульфаты, хлориды, силикаты и многие другие. Некоторые из них откладываются в накипи вместе с карбонатами магния и кальция (MgCO3, СаСО3).

Таким образом, можно утверждать, что в каждом отдельном случае речь будет идти об особом составе слоя. Накипь в чайнике - это набор множества химических соединений, влияние которых на технику и живые организмы будет различным.

Что происходит с оборудованием

Скорость нарастания слоя накипи зависит от концентрации определенных примесей в рабочей жидкости, ее температуры, качества поверхности нагревательного элемента. При покупке нового изделия этот процесс не является быстрым, но он ускоряется после нескольких неправильных очисток, которые были произведены с применением металлических скребков, абразивных и агрессивных химических средств.

Если же такие процедуры не производить, то на кипячение каждый раз будет затрачиваться все больше времени и мощности. Однако главной опасностью является перегрев рабочих элементов. Накипь в чайнике может обладать теплопроводностью, которая меньше, чем у металла корпуса нагревателя в десятки раз. Работа в таком режиме способна быстро вывести технику из строя, даже если к ее качеству не возникает ни малейших претензий.

Каков вред для организма человека наносит накипь

В некоторых материалах, которые пропагандируют пользу неочищенной воды, утверждается, что присутствующие в ней примеси совершенно безвредны. Кальций, например, используется для «строительства» зубной эмали.

Разумеется, организму необходимо многое для правильного функционирования. Но зачем загрязнять его ненужными примесями, когда все необходимое можно получить вместе с обычной пищей? Избыточное содержание в питье солей жесткости приводит к засорению сосудов, образованию камней в почках. Не стоит забывать и о других примесях, упомянутых выше. Такой «коктейль» не принесет никакой пользы, это точно.

Рассмотрим обычную бытовую ситуацию, отсутствие хозяев дома в течение выходных, или большее время. Пористые образования являются идеальными местами для скопления бактерий и микроорганизмов. Некоторые из них уничтожаются только при длительном кипячении, не менее 20 минут. Этот процесс не удаляет, однако, постоянную жесткость, тяжелые металлы, различные вредные и опасные химические соединения. Они способны также накапливаться в такой пористой среде.

Следует отметить т тот факт, что вода с повышенным содержанием солей кальция и магния является невкусной. На ее основе не следует заваривать чай и кофе, создавать иные напитки. Она сдерживает, например, развитие процессов экстрагирования ферментов из высушенных чайных листов, портит естественный вкус и аромат. На практике потребуется больше времени для заваривания. Специалисты советуют уделять достаточное внимание не только выбору сортов чая, но и составу жидкости, методам приготовления. Жесткая вода не рекомендуется ими для употребления, так как с ее помощью все усилия будут тщетны, идеальный результат получить попросту невозможно.

Как устранить накипь в чайнике?

Если вы внимательно прочитали данный текст, то уже заметили, что следует устранить механические воздействия, если вы желаете замедлить скорость образования накипи. Если же эти наросты надо устранить, то сделать это можно с использованием разных методик:

• Лимонная кислота. Одного стандартного пакетика будет достаточно для проведения процедуры. Но лучше сделать так, чтобы вода кипела на протяжении не менее 15-ти минут;
• Уксус пищевой (9%). Его разбавляют в чайнике с водой в пропорции один к двум. Необходимо хорошо проветривать помещение при такой очистке, так как специфический запах быстро распространяется по всей квартире;
• Сырой картофель, сода в сочетании с уксусной эссенцией. Конкретные пропорции ингредиентов отличаются в разных рецептурах, но в любом случае необходима хорошая промывка чайника после завершения процесса, а также достаточная длительность процесса кипячения. Иногда потребуется многократное произведение таких операций, дополнительная с помощью губки.

При желании можно использовать специальные средства бытовой химии, и даже газированные напитки, содержащие кислоту в малых концентрациях. Подобных советов много, но все они связаны с довольно продолжительными процедурами, необходимостью принятия мер предосторожности. Ядовитые испарения агрессивных веществ надо удалять достаточно эффективно. Они способны не только устранить накипь в чайнике, но и могут повредить некоторые элементы его конструкции, что также следует принимать во внимание.

«Борьба с ветряными мельницами» и более разумные методики

Перечисленные выше технологии позволяют бороться с проявлениями, но они не устраняют саму причину возникновения проблем. При небрежном их использовании можно быстро вывести технику из строя, нанести вред собственному организму. Гораздо удобнее установить дома специализированную установку для водоподготовки. Здесь надо будет только определиться с подходящей моделью:

• Обратный осмос. Установка, работающая на основе соответствующей мембраны, очистит воду идеально, поэтому комментарии тут излишни;
• Реагентные методики. Следует изучить точно особенности каждого устройства и его засыпку. В большинстве случаев подобные технологии используются только для подготовки технической воды.

Магнитное преобразование. С его помощью производится трансформация солей жесткости. Новая форма кристаллов не позволяет им соединяться вместе, образовывать накипь в чайнике. Наиболее эффективными являются электромагнитные аппараты. Они способны генерировать более мощное поле, которое действует на больших расстояниях. Эту особенность можно использовать для защиты другого оборудования в квартире, а не только для чайника.

Скоропортящаяся техника, белый осадок на стенках чайника или сухость кожи – это лишь некоторые из негативных последствий использования слишком жесткой воды. Виной всему являются два элемента – кальций и магний. Однако это не означает, что с ними нельзя справиться в домашних условиях.

Жесткая вода, от которой появляется накипь на чайнике, является общей проблемой во многих домашних хозяйствах по всей территории страны. В различных географических регионах эта трудность возникает в различных масштабах.

Жесткость водного раствора определяется геологическим составом пород, через которые он протекает. Уровень жесткости можно проверить в лабораторных условиях, воспользоваться услугами специальных компаний или сделать тест самостоятельно. А еще быстрее наличие примесей в воде можно увидеть в домашних условиях на кухонных приборах.

Высокие уровни кальция и магния могут присутствовать в водопроводной воде и, попадая в чай или кофе, они хоть и не могут нанести существенный вред здоровью, но остаются на стенках чайника в виде накипи, которая представляет собой меловую беловатую кору.

Со временем жесткие отложения воды образуют твердые покрытия и становятся идеальным местом для размножения микробов. Удаление накипи изнутри позволяет держать чайник в чистоте, предупредить образование болезнетворных бактерий и уменьшает количество повреждений поверхности и дна.

Жесткая вода бывает двух видов:

• временно жесткая – может быть смягчена путем кипячения, обычно вызвана термически нестабильными соединениями магния гидрокарбоната и кальция гидрокарбоната, известных как известняк или мел;
• постоянно жесткая обусловлена нерастворенными соединениями сульфатами магния и сульфатами кальция.

Наличие примесей в воде – это тот фактор, от чего образуется накипь в чайнике. Осадок остается на нержавеющей стали, алюминии, стекле – как традиционных, так и электрических кухонных приборов. К слову об электрических кухонных приборах. Избавиться от накипи в электрическом чайнике вам помогут множество средств, которые представлены на портале. Обязательно учтите особенности данного вида чайников.

Почему образуется накипь в чайнике?

Все знают, что две молекулы водорода и одна молекула кислорода и определяет формулы воды Н2О. Но на самом деле такая вода редко встречается в чистом виде, она обычно содержит другие элементы, такие как магний, кальций, железо, медь.

Жесткость воды соответствует двум из них – кальцию и магнию, однако это не означает, что остальных элементов таблицы Менделеева, а также бикарбонатов и сульфатов в растворе нет. В дополнение к магнию и кальцию, в воде могут присутствовать марганец, медь и железо. Марганец проявляется в виде коричневатого цвета, в то время как богатая железом вода красноватого оттенка.

Если вы заметили голубые или зеленые пятна на стенках кухонного прибора, вода может содержать латунь или медь.

Примеси определяются в таких единицах, как промилле (частей на миллион), которое определяет, сколько молекул в миллионе молекул воды. Так, 1 м.д. железа в водном растворе означает, что в миллионе молекул Н2О будет она молекула железа.

Для определения жесткости воды используются три различных измерительных систем:

• немецкие градусы – 0dH;
• французские степени – 0TH;
• английские – 0e.

Международная измерительная система определяет миллиграмм на миллион на литр (мг-экв/л) и миллимоль на литр (ммоль/л). Эти определения являются взаимозаменяемыми один к другому.

Чтобы определить уровень жесткости воды применяется шкала рН:

• рН 7 – нейтральная среда;
• рН меньше 7 – кислая среда;
• рН более 7 – щелочная или основная среда.

Если вода меньше 7 единиц, она является очень мягкой (меньше 5,6) и мягкой (5,6-11,2). Вода средней жесткости определяется коэффициентом 11,23-19,6, жесткой – до 30,8. Зачастую по водопроводных трубах жесткость воды равна около 10 мк-экв/л.

Причиной того, почему появляется накипь в чайнике, является тот факт, что карбонат кальция умеренно растворим в воде, однако его растворимость уменьшается с ростом температуры (начиная от 550С). Таким образом, когда водный раствор с СаСО3 нагревается, соль выпадает в осадок и накапливается на внутренней стороне чайника.

Почему жесткая вода может навредить?

Наличие жесткой водопроводной воды всегда вызывает многочисленные проблемы. Наиболее распространенные включают в себя возникновение отложений кальция, так называемая накипь.

Она представляет собой коричневато-серый налет на поверхности чайников и со временем сокращает функциональность этих приборов. Их работа становится неэффективной и способствует повышению эксплуатационных расходов и энергопотребления.

Накипь толщиной всего лишь в 3 мм может привести к потере энергии до 30%.

Чем выше жесткость воды, тем труднее можно очистить осадок из поверхности, приходится использовать большее количество моющих средств, которые не только вредят природе, но и бюджету. Особенно, если вам нужно очистить металлический чайник .

Чтобы смягчить воду, можно использовать фильтры. Некоторые модели можно сразу прикрепить к кухонному крану, а другие помещаются в кувшин для хранения питьевой воды. Такая фильтрованная вода имеет лучший вкус, но эффект зависит от минералов, которые содержатся в конкретном водном растворе. Если устройство не имеет вторичного фильтра, то он не может удалить большинство загрязнений.

Вот почему появляется в чайнике накипь от фильтрованной воды. Фильтры с обратным осмосом смягчают воду в течение короткого времени, прежде чем их функции разрушат те же минеральные соединения. Поэтому лучше всего использовать ионообменный фильтр.

Как избежать накипи

Жесткость воды по-разному влияет на состояние кухонных приборов в зависимости от содержания в ней примесей. Чтобы избежать необходимости часто удалять накопления, попытайтесь проводить некоторые мероприятия чистки в домашних условиях :

1. Сливайте воду после каждого использования – хранение стимулирует образования накипи.
2. Регулярно споласкивайте резервуар теплой водой.
3. Используйте фильтры для смягчения воды – если она содержит меньшее количество минералов, есть небольшая вероятность нарастания осадка.
4. Используйте дистиллированную воду для чая – такой раствор не содержит минеральных отложений.

Чтобы продлить срок службы приборов и пить по-настоящему вкусный кофе или чай, необходимо проводить профилактические меры, которые позволят предупредить образование карбоната кальция. Достаточно интересно узнать о том, как взаимодействуют накипь в чайнике и лимонная кислота , ведь это одно из основных средств. Также, накипь можно очистить уксусом или же почистить содой и другими средствами. Читайте об этом на сайте.

Практически каждый городской житель время от времени сталкивается с такой проблемой как появление накипи внутри чайника. Образуется она не сразу, а постепенно, представляя собой сначала легкий бело-желтый налет, а потом вполне заметные и ощутимые отложения, которые не только выглядят крайне непривлекательно, но и могут представлять вред как для чайника, так и для здоровья того, кто будет пить из этого чайника воду.

Почему в чайнике появляется накипь

Причиной появления накипи в чайнике является слишком жесткая вода и содержащийся в ее составе карбонат кальция, который всегда присутствует в водопроводной воде в виде раствора. В процессе кипячения воды карбонат кальция выпадает в осадок, которые распределяется по дну и стенкам чайника, а также задерживается на его нагревательном элементе. Если вовремя не очищать чайник от накипи, то отложения со стенок и дна чайника постепенно начнут отслаиваться, что может привести к их попаданию непосредственно в чашку с чаем или кофе, для которого кипятилась вода.

Опасна ли накипь на стенках чайника

Как таковой опасности для здоровья человека накипь, оседающая на стенках чайника, не представляет. Можно даже сказать, что это хорошо, что из воды были удалены излишки солей кальция, которые могут приводить к образованию мочекаменной болезни и чрезмерному образованию камней на зубах. Однако сам факт образования накипи, особенно если она образуется очень быстро, указывает на то, что вода является чрезмерно жесткой и есть смысл задуматься о приобретение специального водяного фильтра, который позволит очистить ее от примесей и сделает более полезной и чистой.

Какую опасность представляет накипь для самого чайника? Помимо неэстетического внешнего вида, чайник, внутренняя часть которого «заросла» накипью, будет дольше закипать, а если речь идет об электрическом чайнике, то он будет работать более шумно.

Как удалить накипь из чайника

Существует достаточно много способов удаления накипи из чайника. Самым простым из этих способов является приобретение в хозяйственном магазине специального средства, предназначенного для этих целей, и его применение согласно описанной инструкции. При всей простоте этого способа необходимо понимать, что подобное средства является химическим составом и гарантировать его полную безопасность даже после многократного промывания чайника достаточно сложно.

Еще одним способом, не требующим приобретение каких-либо специальных средств, но требующим определенного количества времени, является механическое удаление накипи, т.е. ее удаление при помощи щетки или губки. Такой способ является достаточно трудоемким и далеко не всегда позволяет получить хороший результат, особенно если речь идет о застарелой накипи, превратившейся в плотные и жесткие отложения.

Немногие знают, что для того, чтобы почистить чайник от накипи не обязательно приобретать специальное средство, а можно использовать подручные средства, которые есть на кухне практически у каждого. Одним их таких средств может стать обычный уксус, который в соотношении 1:2 необходимо соединить с водой, перелить в чайник и довести его до кипения. После того, как чайник вскипит, ему необходимо дать немного остыть, довести до кипения еще один раз и уже после этого можно быть уверенным, что вся накипь с внутренней поверхности чайника была удалена.

Кому не нравится идея кипятить уксус, могут попробовать удалить накипь в чайнике при помощи лимонной кислоты или лимонного сока. На литр воды потребуется чайная ложка лимонной кислоты или сок одного лимона. Чайник также нужно будет с интервалом 10-15 минут довести до кипения, а затем оставить до полного остывания.