Ингибитор коррозии для охлаждающей воды «Dieselguard NB».

DieselguardNB– порошок на нитратно-боратной основе с органическими ингибиторами коррозии для борьбы с накипью и коррозией в замкнутых контурах водяных систем.

Характерные особенности и преимущества

Отложением пленки на металлические поверхности предотвращается электролитическая коррозия.

Контролирует образование отложений и осадка. Эффективный против кавитации.

Содержит постоянный уровень рН, такие металлы как медь, латунь не подвергаются воздействию высоких рН.

Совместим с неметаллами, такими как шланги, прокладки, сальники.

Цель применения.

Продукт может быть использован в качестве ингибитора коррозии во многих типах замкнутых контуров систем:

¾ система охлаждения воды дизелей;

¾ система охлаждения воды компрессоров;

¾ холодильные водяные системы, система обогрева.

Применение

Dieselguard NB– это ингибитор коррозии для всех чёрных и цветных металлов в системах охлаждающей воды, использующих дистиллированную или пресную воду. DieselguardNB смешивается и вступает в реакцию с отстоями, накипью и отложениями ржавчины, обнаруженными в неправильно отработанных системах охлаждения.

Перед началом применения ингибитора коррозии, системы загрязненные маслом или накипью должны быть очищены. Dieselguard NB – должен вводиться в расширительную цистерну системы охлаждающей воды, после того, как он тщательно переменивается с водой. Должна быть осуществлена циркуляция в системе, чтобы гарантировать распределение продукта, перед тем, как проводить анализ.

Дозировка и контроль

Первоначальная дозировка для необработанной системы – это 2,4 кг на 1 м³ воды. Это обработка поднимает уровень содержания нитритов до 1200 мг/дм³.

Для подсчёта количества требующегося Dieselguard NB для установления уровня между минимум и максимум 1500 мг/дм³, существует дозировочная таблица.

Нитриты, NO2 мг/дм^3
Присадка, на 1000 л	3,0	2,5	2,0	1,5	1,0	0,5

Прежде чем добавлять его в систему, необходимо 1 кг ингибитора растворить в 6 л горячей воды (50 ⁰С).

Хроматные присадки

Присадки на хроматной основе предназначены для защиты внутренних поверхностей системы охлаждения ДВС.

Основным компонентом присадок является хромпик (двуххромовокислый калий), который применяется в сочетании с нитритом натрия или кальцинированной содой. Лучшие результаты по защите чугунных деталей от коррозии даёт присадка, состоящая из трёх компонентов: хромпика, нитрита натрия, кальцинированной соды.

Хромпик и нитрит натрия являются анодными замедлителями коррозии с окислительными свойствами. При добавлении в охлаждающую воду в недостаточном количестве, они значительно увеличивают местную коррозию металлических поверхностей.

При повышенной концентрации, против рекомендованной хромпика в охлаждающей воде происходит разрушение имеющихся защитных пленок на поверхности металла.

Хроматные присадки к охлаждающей воде ДВС следует применять только в том случае, когда для данного типа двигателя отсутствуют рекомендации по применению для этой цели антикоррозионного эмульсионного масла.

Хроматные присадки к охлаждающей воде ДВС, состав и рекомендованные концентрации.

Таблица 7.2 –

Наименование присадки	Компоненты присадки	Защитная концентрация (% от веса водного столб)	Примечание
Хроматно-нитритная	а) хромпик (бихромат калия) К2Сr2О7 б) нитрит натрия (NаNО2)	0,25±0,1
Хроматно-щелочная	а) хромпик К2Сr2О7	0,2±0,1	Охлаждающая вода должна иметь рН 8÷9
б) кальцинированная сода Nа2СО3 или каустическая сода NаОН	0,13   0,03
Хроматно-нитритно-щелочная	а) хромпик К2Сr2О7	0,25±0,1	рН 8÷9
б) нитрит натрия (NаNО2)	0,25±0,1
в) кальцинированная сода Nа2СО3 или каустическая сода NаОН	0,1   0,03

 

Требование к воде

При использовании присадок на хроматной основе применяемая исходная вода должна удовлетворять следующим требованиям:

а) содержание хлоридов – не более 15 мг/дм³

б) жёсткость – не более 0,3 мг-экв/дм³

в) рН – не менее 6

 

7.3. Физическая сущность и причины кавитационных повреждений

 

Разрушения охлаждаемых водой поверхностей втулок и блоков цилиндров двигателей происходят в результате одновременного воздействия на них комплекса механических, химических, тепловых и электрохимических процессов. Причиной кавитации является высокочастотная вибрация втулок при перекладках поршней в мертвых точках.

Под кавитацией понимается гидродинамический процесс образования парогазовых пузырьков в зонах, где давление снижается до давления насыщенных паров этой жидкости при данной температуре и последующего сокращения (захлопывания) их в зонах повышенного давления. Схема процесса кавитационного разрушения омываемых водой поверхностей дизелей (рис. 7.3.1) заключается в следующем. Поршень во время перекладки под действием нормальной силы, которая вблизи ВМТ имеет наибольшее значение, приобретает некоторую скорость в поперечном движении и ударяет о стенку втулки в момент контакта. Ударный импульс вызывает местные упругие деформации, распространяющиеся как радиальные и продольные волны. Колебания втулки приводят к возбужденно звуковых (акустических) волн в кольцевом слое воды и попеременному ее растяжению и сжатию. Волновой процесс растяжения и сжатия охлаждающей воды, вблизи колеблющихся поверхностей ведет к образованию кавитационных пузырьков (каверн) в полупериод растяжения и к их захлопыванию в полупериод сжатия. При захлопывании и слиянии пузырьков в пустоты, имеющиеся на поверхности втулки, с большой скоростью устремляются потоки воды, которые подобно мелким уколам алмазной иглы наносят удары с давлением в микрообъемах 1000... 1500 МПа (предел прочности чугуна составляет 200... 400 МПа). Поскольку наибольшие напряжения превышают предел текучести металла, в поверхностных слоях возникает явление деформации – наклеп. Наклеп приводит к образованию и развитию микроскопических трещин. Под действием повторяющихся ударов частицы металла, ограниченные сеткой микроскопических трещин, выламываются и выкрашиваются, впоследствии в этих местах возникают глубокие раковины. Чугун, например, в первую очередь освобождается от графитовых включений, имеющих ничтожно малую прочность по сравнению с металлом. У прочных, твердых тел этот процесс протекает сравнительно медленно.

Наряду с чисто механическим происходят тепловое, химическое и электрохимическое разрушения поверхности втулок. Под разрушающим воздействием кавитационных пузырьков эрозируемый материал постоянно находится в активном состоянии, что создает идеальные условия для коррозии. Поэтому разрушение металла происходит особенно интенсивно в случаях, когда кавитационные процессы протекают в агрессивных средах и цикл кавитация – коррозия приобретает повторяющийся характер.

Многочисленные осмотры втулок двигателей различных фирм и конструкций, экспериментальные исследования показали, что кавитационные повреждения в дизелях являются следствием некоторых конструктивных недостатков полостей и систем охлаждения в целом. Одни из них вызывают развитие кавитационных процессов в зарубашечном пространстве, другие не позволяют в повседневной эксплуатации двигателей поддерживать требуемый водный режим, что способствует протеканию коррозионных процессов. Основными недостатками являются следующие.

1. Повышенная вибрация втулок вследствие недостаточной жесткости самих втулок (малой толщины стенок и больших расстояний между опорными поясами) и жесткости крепления втулок в блоках (повышенные зазоры в посадочных поясах между втулкой и блоком).

2. Наличие застойных зон в верхних частях полостей охлаждения, карманов, зауженных сечений, резких поворотов и других местных сопротивлений.

3. Недостаточное гидростатическое давление охлаждающей жидкости в замкнутом контуре, при котором кавитационная прочность воды низка, а максимумы кавитационных разрушений лежат в диапазоне рабочих температур (50... 70 °С). С другой стороны, меньшее давление воды в замкнутом контуре по сравнению с проточным часто приводит к подсолению охлаждающей воды и выпаданию в осадок масляной присадки.

4. Отсутствие в системах охлаждения терморегуляторов или их неудовлетворительная работа, в связи, с чем не обеспечивается стабильность оптимального температурного режима охлаждающей воды по отношению к режиму работы двигателя.

5. Открытый (негерметизированный) тип системы охлаждения, в результате чего охлаждающая вода постоянно насыщается кислородом воздуха, имеет пониженную кавитационную прочность и повышенную химическую активность.

6. Возможность поступления в зарубашечное пространство отработавших газов через различные неплотности в системах охлаждения (стаканы форсунок, масляные штуцера лубрикаторов, технологические заглушки, трещины в крышках и др.).

7. Отсутствие на судах емкостей для охлаждающих жидкостей с масляными присадками, возможности многократного использования жидкостей, а также надежных методов контроля концентрации масляной присадки в охлаждающей воде.

Опыт показывает, что интенсивность кавитационных разрушений зависит не только от указанных факторов, но в значительной мере и от их взаимосвязи. Особое внимание при эксплуатации дизелей следует уделять их режимам работы и параметрам систем охлаждения (давление, температура, химический состав охлаждающей воды).

Вибрация втулок

Звуковое поле в жидкости

Кавитация (образование парогазовых пузырьков)

Коллапс (захлопывание кавитационных пузырьков)

Процессы в жидкости

Процессы на охлаждаемых поверхностях

Кавитационное разрушение втулок и блоков

 

 

Рисунок. 7.3.1 – Схема процесса кавитационного разрушения охлаждаемых полостей дизелей

Меры по защите дизелей от кавитационных разрушений. Комплекс конструктивных, технологических и эксплуатационных мероприятий по защите полостей охлаждения дизелей от кавитационных износов представлен на рис. 7.3.2. Самой надежной из всех мер является конструктивная, направленная на снижение уровня вибрации втулок как основного источника кавитационных явлений, на предотвращение образования узких щелей в посадочных поясах и мертвых зон в верхних частях полостей охлаждения, а также на создание рациональных систем охлаждения. Однако внести существенные конструктивные изменения на эксплуатирующихся дизелях практически невозможно. За последние годы разработан технологический метод одновременного повышения кавитационной стойкости конструктивной прочности цилиндровых втулок. Втулка состоит двух слоев: наружного — стального, внутреннего — чугунного. Получают втулку центробежным способом. Эксплуатационный ресурс таких втулок в 3-4 раза больше чугунных.

Причины и интенсивность кавитационных разрушений у каждого типа двигателя своя, что необходимо учитывать при выборе мер борьбы с разрушениями. Вместе с тем для всех типов эксплуатирующихся дизелей можно рекомендовать комплекс общих мероприятий по ослаблению кавитационных разрушений без существенных конструктивных изменении.

1. Очистка и промывка систем охлаждения. Внутренние полости систем охлаждения дизелей со временем покрываются различными отложениями: накипью, продуктами коррозии, масла и др. Загрязнения охлаждаемых поверхностей снижают эффективность использования присадок, уменьшают объемную прочность воды, усиливают кавитационные и коррозионные процессы, ухудшают условия отвода теплоты. Поэтому в период плановых ремонтов двигателей необходимо производить очистку и промывку систем охлаждения.

2. Поддержание высокого качества охлаждающей воды, систематическое применение защитных присадок, поддержание их концентрации. Длительный опыт борьбы с кавитационно-коррозионными разрушениями показал, что эти меры являются самыми эффективными из всех эксплуатационных. Результаты сравнительных лабораторных испытаний применяемых на судах отечественных и зарубежных присадок показывают практически одинаковую их эффективность. Однако в системах охлаждения эффект присадок проявляется по-разному не только для различных типов дизелей, но и для одних и тех же марок дизелей, установленных на разных судах. Оказывается, что основными причинами ухудшения защитных свойств присадок в системах охлаждения являются снижение качества охлаждающей воды (повышение содержания хлор-иона и солей жесткости) и изменение концентрации присадки. На судах, где поддерживалось высокое качество воды и стабильная концентрация присадки, втулки и блоки двигателя Бурмейстер и Вайн не имели серьезных кавитационных разрушений после 30 тыс. ч работы. На другом судне, работающем в таких же условиях, но с низким качеством воды и малой концентрацией присадки, цилиндровые втулки заменялись через 6245 ч работы.

3. Повышение гидростатического давления в замкнутом контуре охлаждения до
0,25... 0,3 МПа. Это одно из наиболее эффективных средств снижения интенсивности кавитационных разрушений, так как разрушения при повышенном давлении зависят от изменения температуры охлаждающей воды, что особенно важно для тех дизелей, в системах, охлаждения которых отсутствуют терморегуляторы. Кроме того, повышение давления в контуре пресной воды способствует стабилизации ее качества, поскольку предотвращаются протечки из контура забортной воды. Данное мероприятие легко осуществить за счет поднятия расширительной цистерны. Если это невозможно, то при любых условиях следует стремиться к поддержанию давления в контуре пресной воды на 0,03... 0,05 МПа выше давления в контуре забортной воды. При решении вопросов о повышении давления в системах охлаждения двигателей с большими геометрическими размерами необходимо учитывать прочностные характеристики блоков.

4. Поддержание оптимального температурного режима охлаждения двигателя. Экспериментально доказано, что температура втулок цилиндров изменяется почти одновременно с изменением температуры охлаждающей воды. Самым неблагоприятным с точки зрения кавитационных явлений температурным режимом является 50... 60 °С (при существующих в системах охлаждения давлениях 0,05... 0,15 МПа). Поэтому необходимо поддерживать температуру охлаждающей воды на выходе из двигателя, особенно при работе на низких нагрузках и переменных режимах на уровнях верхнего температурного предела, рекомендованного заводской инструкцией. 5. Герметизация систем охлаждения. Герметизация (закрытие) систем охлаждения путем установки гидравлических затворов способствует снижению содержания кислорода в воде в 15... 17 раз по сравнению с открытыми системами. В результате повышается кавитационная прочность воды и снижается ее химическая активность. Установка гидрозатворов дает возможность своевременно обнаружить поступление отработавших газов в систему охлаждения.

6. Предотвращение возможности дросселирования охлаждающей воды на входе в двигатель, циркуляционный насос или в полостях охлаждения. Часто наблюдаемое в практике явление дросселирования происходит либо от неправильной установки уплотнительных прокладок при сборке трубопроводов, либо в случае перекрытия отверстий для выхода охлаждающей воды из блока верхним направляющим поясом втулки. Даже при незначительном перекрытии отверстий необходимо произвести соответствующую обработку втулок на токарном станке.

7. Ликвидация застойных зон в верхних частях полостей охлаждения. Этого можно достичь двумя способами. Первый, наиболее надежный и простой — герметизация зазоров термостойкими клеями. Второй способ — отвод паровоздушной смеси из застойных зон через специальные отверстия в буртах втулок и трубки. Оба способа дают одинаковый защитный эффект.

8. Многократное использование охлаждающей жидкости. Осуществление возможно при наличии сливных цистерн. Названные меры являются полезными для судовых двигателей всех типов. Но в зависимости от интенсивности разрушений только их может быть недостаточно. Например: для двигателей Бурмейстер и Вайн кроме указанных мер потребовалась обработка (увеличение) отверстий для выхода воды из блока; блоки цилиндров двигателей 6Д50М в местах подвода охлаждающей воды к насосам удалось защитить дополнительным подпором жидкости и т. п. Поэтому решение проблемы защиты для каждого двигателя требует индивидуального подхода.

 

Вопросы самопроверки:

1. Какие присадки применяются к воде охлаждающей системы ДВС?

2. Какие показатели качества охлаждающей воды нормируются при применении присадок «Экстрол»?

3. Какие показатели нормируются в охлаждающей воде ДВС при применении ингибитора «Dieselguard NB»?

4. За счет, каких процессов происходит разрушения охлаждаемых водой поверхностей втулок и блоков цилиндров двигателей?

5. Факторы, влияющие на интенсивность кавитационных разрушений.

6. Какие меры применяются по защите дизелей от кавитационных разрушений?

 

Мероприятия по защите полостей охлаждения ДВС от кавитационных разрушений

Конструктивные

Технологические

Эксплуатационные

Рациональный способ подвода и отвода охлаждающей воды

Уменьшение зазоров между поршнем и втулкой

Повышение жесткости посадки втулки

Конструкция (длина тронка, дезаксаж) и материал поршня

Увеличение толцины и уменьшение межопорных расстояний втулки

Демпфирование удара поршня слоем масла

Пластическое формирование (наклеп)

Закалка

Демпфирующие (резина, пластмассы)

Твердые

Электролитическое хромирование

Плазменная наплавка

Диффузионное азотироваие, хромирование, титанирование

Кипячение

Применение защитных присадок

Хроматные

Водоэмульсионные

Фильтрация (использование воды высокой чистоты)

Рисунок 7.3.2 – Меры по защите полостей охлаждения дизелей от кавитационных разрушений