اهمیت كاربرد ضد یخ ها و انواع آن

مجموعه: مقالات مهندسي > مهندسی شیمی | کلمات کلیدی : اهمیت+كاربرد+ضد+یخ+ها+و+انواع+آن+

اهمیت كاربرد ضد یخ ها و انواع آن

تجربه نشان داده است استفاده از خنك كننده ها یا ضدیخها نه تنها به حفاظت از موتور خودرو در برابر یخ زدن كمك می كند بلكه مانع از خوردگی اجزای آن شده و همزمان با دفع حرارت تولید شده، تعادل حرارتی را در كل موتور برقرار می كنند.

در موتورهای دیزلی سنگین تنها یك سوم از كل انرژی تولید شده توسط موتور، برای به حركت در آوردن خودرو به كار گرفته می شوند و یك سوم دیگر آن به وسیله اگزوز خارج شده و باقیمانده انرژی توسط سیال خنك كننده دفع می شود. این دفع حرارت منجر به بالا رفتن دما می شود و ایجاد حرارت زیاد باعث تسریع خرابی روغن و در پی آن خرابی موتور می شود.

آب بهترین سیال در دفع حرارت است ولی بنا به دلایل متفاوتی برای كاهش نقطه انجماد سیال خنك كننده از ماده شیمیایی گلیكول به عنوان سیال پایه استفاده می شود كه معمولاً در تولید این خنك كننده ها از مخلوط50/50 از اتیلن گلیكول و آب استفاده می كنند. در این تركیب میزان مشخصی از عوامل بازدارنده نظیر ضد كف، ضد خوردگی، رنگ و … نیز بكار گرفته می شود و با وجود درصد بسیار كم این تركیبات افزودنی، نقش آنها در محصول نهایی حائز اهمیت بالایی است و موجب متفاوت شدن انواع خنك كننده ها می شود. 

با پیشرفت علم، برای حفاظت از موتور تكنولوژیهای متفاوتی در ساخت خنك كننده ها در برابر خوردگی ارایه شده است. در اروپا وجود مشكلاتی مانند سختی بالای آب، تولیدكنندگان را ملزم به تولید خنك كننده هایی فاقد تركیبات فسفر كرده است. زیرا كلسیم و منیزیم موجود در آب سخت با بازدارنده های فسفاته واكنش داده و فسفات منیزیم و یا كلسیم تولید می كنند كه معمولاً به صورت رسوب بر روی بدنه داغ موتور نشست می كنند و این امر باعث اتلاف حرارت و یا ایجاد خوردگی می شود.
امروزه در اروپا با حذف تركیبات فسفاته، خنك كننده هایی حاوی اكسیدهای غیرآلی مانند سیلیكات و كربوكسیلاتها ساخته شده است. كربوكسیلاتها بواسطه انجام واكنش های شیمیایی داخلی با قرار گرفتن بر روی سطوح، مانع از خوردگی می شوند.  

تكنولوژی كه در آن از اختلاط كربوكسیلاتها و سیلیكاتها استفاده می شود به نام تكنولوژی پیوندی (هیبریدی) شناخته شده است، زیرا تركیبی است از تكنولوژی غیرآلی و تكنولوژی آلی (كربوكسیلات ها).

در آسیا مشكل سازگاری با واشر پمپ آب و خاصیت ضعیف انتقال حرارت باعث شد كه استفاده از خنك كننده های حاوی سیلیكات ممنوع شده و بجای آن از مخلوط كربوكسیلاتها و فسفاتها استفاده شود. ساخت این نوع از خنك كننده ها نیز به وسیله تكنولوژی هیبریدی بوده كه با نوع اروپایی اش (مخلوط كربوكسیلاتها و سیلیكاتها) متفاوت است. این محصولات در رنگهای متفاوتی مانند قرمز، نارنجی، سبز و … در بازار موجود است.
خنك كننده های بر پایه كربوكسیلاتها دارای طول عمر بالاتری هستند و ساخت این محصولات به عنوان تكنولوژی برتر در اروپا و آسیا شناخته شده است. این محصولات دارای محبوبیت بین المللی بوده و در فاصله زمانی تعویض طولانی، به خوبی از موتور در برابر خوردگی حفاظت می كنند. در واقع حفاظت موتور در برابر خوردگی به واسطه خنثی كردن اسیدهای كربوكسیلیك و تبدیل آنها به كربوكسیلات تامین می شود، زیرا تمام خنك كننده ها در شرایط خنثی یا دامنه PH و قلیایی (حدود7 یا بالاتر) عمل می كنند. در واقع بیشتر خنك كننده ها در آغاز از یك اسید قوی ساخته می شوند. برای مثال خنك كننده های مرسوم بر پایه فسفاتها، شروع تركیباتشان از اسید فسفریك است.

استفاده از كربوكسیلاتها در تركیبات خنك كننده دارای مزایای قابل توجهی است كه عبارتند از:  

– حفاظت بهتر از آلومینیوم در دماهای بالا
– انتقال بهتر حرارت و كارایی بهینه بر روی سطوح داغ موتور و لوله های رادیاتور
– افزایش طول عمر سیال خنك كننده

تجربه نشان داده است كه این نوع سیالات با كاركرد بیش از32 هزار ساعت، كارایی بهتری از خود نشان داده اند و در انتهای زمان، در آزمایش سرعتی، هنوز خنك كننده استفاده شده و تخلیه شده از موتور می توانست آزمایش های طراحی شده برای خنك كننده كار نكرده را با موفقیت پشت سر بگذارد.

در بازار، خنك كننده های زیادی با رنگها و كیفیت های متفاوت، موجود است. یك برنامه نگهداری و تعمیرات مناسب می تواند كیفیت این محصول را در موتور به طور دقیق بررسی كند. در این زمینه روش های متفاوتی وجود دارد كه یكی از آنها استفاده از رفركتور برای تعیین نسبت گلیكول به آب است. با تعیین میزان این نسبت می توان میزان قدرت حفاظت ضد یخ در برابر یخ زدگی و غلظت بازدارنده خوردگی در محلول را تخمین زد.
كنترل حجم سیال خنك كننده در سیستم بسیار مهم است چرا كه اگر سیال با سطح در تماس نباشد نمی تواند عملكرد مناسبی در خنك كردن موتور از خود نشان دهد.

درپوش رادیاتور نیز بخشی از اجزای تكمیل كننده سیستم است و به گونه ای طراحی شده است كه فشار خاصی را تحمل كند. اگر فشار سیستم از حد طراحی شده پایین تر باشد، سیال خنك كننده در دمای پایین تری می جوشد و جوشش زود هنگام سیال می تواند باعث خوردگی های متفاوتی در ارتباط با نقاط گرم و تماس نامناسب خنك كننده باشد.

به طور كلی تجزیه خنك كننده ها زمانی كه تمام اتیلن گلیكول به مواد اولیه اش اسید گلیكولیك و اسید فرمیك تبدیل شود ادامه می یابد. این مدت زمان در موتورهایی كه در دماهای بالا كار می كنند و یا حجم هوای وارد شده به سیستم خنك كننده زیاد است، بسیار سریعتر اتفاق می افتد. با آزمایش PH می توان PH سیال را بدست آورد، در بیشتر این سیالات می بایست میزان PH ، بیشتر از عدد7 باشد ولی در برخی از آنها اگر میزان PH بیشتر از عدد6/5 باشد نیز قابل قبول است.

محصولات حاصل از تجزیه گلیكول به صورت اسیدی هستند و باعث افت PH می شوند كه پدیده خورندگی را با خود به همراه دارد. سرعت تجزیه خنك كننده ها با بكارگیری عوامل بازدارنده با طول عمر بالا، كندتر شده و اطمینان از عملكرد درست تجهیزات زیاد می شود.با استفاده از آزمایش »Strips « می توان میزان مواد بازدارنده مانند نیتریتها و مولیبدیتها در سیال خنك كننده را كنترل كرد. نیتریتها نسبت به دیگر بازدارنده ها، آسانتر از تركیبات شیمیایی سیال، آزاد می شوند و به كمك این آزمایش فقط میزان سطح آنها مشخص می شود. نیتریتهای آزاد شده بر اثر پدیده كاویتاسیون، با برداشت لایه های سلیندر باعث خوردگی آن می شود. در عوض بازدارنده های از نوع كربوكسیلاتها به دلیل سرعت واكنش كندتر، خاصیت حفاظتی را در مدت طولانی تری عهده دار می شوند.

هم اكنون سازندگان تجهیزات اصلی (OEMs) خودرو، استفاده از خنك كننده های هیبریدی و كربوكسیلات ELC را توصیه می كنند.
در موتورهای دیزلی سنگین، برخی سازندگان استفاده از خنك كننده های سیلیكاتی را توصیه می كنند و در برخی دیگر خنك كننده های غیرسیلیكاتی را مناسب می دانند.
به طور خلاصه می توان گفت كه نوع خنك كننده قابل استفاده براساس نوع نیازمندی سازندگان تجهیزات اصلی OEMs تعیین می شود. نقش خنك كننده ها در موتور خودرو بسیار حیاتی است و در برقراری تعادل حرارتی و حفاظت در برابر خوردگی در تمام موتور خودرو تاثیر بسزایی دارد. یك تحقیق در این زمینه نشان داده است كه60 درصد از موارد تخریب موتور در بخش موتورهای دیزلی مربوط به خنك كننده های نامناسب است. بنابراین استفاده از خنك كننده های با كیفیت مطلوب از تولیدكنندگان معتبر، شرایط مناسبی را در خصوص كاركرد موتور ایجاد كرده و مشكلات خوردگی را مرتفع می سازد. 

  Reference:
– Machinery Lubrication
– Learning Coolant Fundamentals
– Paul Fritz; Chevron Products Company

منبع: ماهنامه نفت پارس

www.smsm.ir

اهمیت كاربرد ضد یخ ها و انواع آن

کلمات کلیدی : اهمیت,كاربرد,ضد,یخ,ها,و,انواع,آن,اهمیت كاربرد ضد یخ ها و انواع آن , مقالات مهندسي , مهندسی شیمی , کامپیوتر، مکانیک، برق، عمران، شیمی، پزشکی اهمیت+كاربرد+ضد+یخ+ها+و+انواع+آن+

آخرین مطالب مشاهده شده توسط کاربران :