Главная >> Подвижной состав >> Вода для охлаждения дизелей

Вода для охлаждения дизелей

На дизельных установках тепловозов применяется замкнутая система циркуляции охлаждающей воды. Приводимые от дизеля вентиляторы или воздуходувки, а также управляемые термостатом автоматические жалюзи регулируют тягу или подачу воздуха, который осуществляет вторичное охлаждение воды в радиаторах. В типовых системах охлаждения дизелей вода поступает из расширительного бака, соединенного с центробежным насосом, имеющим привод от дизеля, к нижней части втулок цилиндров, затем по охлаждающей полости вокруг цилиндровых втулок вода поднимается в крышки цилиндров и выходит оттуда в охлаждающую полость выпускного коллектора. Выходящая из двигателя струя воды проходит через группу секций радиатора, где и охлаждается. Во многих тепловозах вода, возвращаясь в расширительный бак дизеля, проходит по пути через агрегат маслоохладителя. Назначением системы охлаждения является поддержать температуру узлов и деталей дизеля, а также рабочих жидкостей на безопасном уровне. Перегрев дизеля может служить причиной повышенного износа и увеличивает количество причин, приводящих к поломке деталей. Перегрев смазочного масла служит также причиной его окисления и понижает вязкость смазки, что может привести к недостаточному смазыванию наиболее важных трущихся поверхностей. Общеизвестно, что необработанная вода содержит минеральные соли, которые могут образовать твердый слой накипи или шлам при вхождении в контакт с нагретыми поверхностями системы охлаждения. Слой накипи понижает теплопроводность, увеличивает температуру металлических поверхностей и может служить причиной образования трещин в блоках цилиндров, цилиндровых втулках, крышках цилиндров и других элементах, находящихся в напряженном состоянии. Накипь также способствует коррозии металла, которая часто наблюдается за пленкой накипи или под отложениями шлама. Для того чтобы разрешить проблему накипеобразования в охлаждающей воде, требуется понизить ее жесткость в основном за счет снижения содержания растворенных минеральных солей. Дистиллированные и деионизированные воды и воды с малой жесткостью, если они соответствующим образом обработаны, удовлетворяют требованиям, предъявляемым к охлаждающей воде.

Обработка воды хлорированием.

Чтобы предотвратить систему охлаждения от коррозии и других возможных технических осложнений, консультанты по водообработке, инженеры-специалисты по коррозии и дизелестроители рекомендуют регулярно прибавлять к охлаждающей воде специальные добавки, содержащие алкалино-хроматные ингибиторы (замедлители) коррозии. В охлаждающих системах хроматного типа коррозийные замедлители оказывают комбинированное электрохимическое и механическое действие, что в сумме обеспечивает защиту различных металлических поверхностей. Исследователи, которые изучали действие коррозионных замедлителей, объясняют действие хроматных добавок следующим образом: очищенная поверхность железа (сталь, чугун) немедленно подвергается действию воздуха с образованием незаметной оксидной пленки, которая становится весьма пористой при возникновении контакта воды с поверхностью железа; ионы железа проникают сквозь поры оксидной пленки и соединяются с гидроксильной группой молекул воды, образуя феррогидроксиды. В конце концов железо осаждается как нерастворимое соединение в виде феррогидроксида, в воду же подается и гидроксид хрома. Последний осаждается в порах пленки окиси железа, закрывает эти поры и эффективно прекращает растворение железа.
При соответствующих концентрациях хрома защитная пленка фактически неразрывна и покрывает всю поверхность металла. Хотя эта пленка может растрескаться и отскочить при изменении температурных напряжений в металле или из-за эррозийного действия потока охлаждающей воды в местах ее наибольшей скорости, но она будет непрерывно самовосстанавливаться, если концентрация хроматных добавок в охлаждающей воде будет поддерживаться на достаточном уровне по отношению к другим, растворенным в воде солям. Однако если концентрация недостаточна для того, чтобы получить блокирующую смесь в порах оксидной пленки, то это послужит причиной осаждения смеси окислов в свободном виде, а видимого контакта с металлической поверхностью раковин не получается. Ингибитор (замедлитель) в этом случае может быть исключен из восприимчивых к коррозии пораженных мест металлической поверхности, что ускоряет коррозию, происходящую за защитной пленкой.
Для системы охлаждения тепловоза концентрация хроматных добавок 0,2% или выше (обычно эти добавки представлены хроматом натрия) в основном предохраняет от коррозии поверхности как черных, так и цветных металлов. Эти ингибиторы (замедлители) наиболее эффективны в виде обычных хроматных форм при содержании в растворе ионов водорода, выражаемом числом o,U (щелочная среда). Для черных металлов нет верхнего предела содержания ионов водорода в охлаждающей воде, но при контакте охлаждающей воды с поверхностью алюминия, бронзы или цинка число, выражающее содержание ионов водорода, не должно превышать 9,5.
При установочном размещении агрегатов системы водоподготовки особое внимание должно быть уделено применению специальных устройств, которые контролируют качество заполняющей систему охлаждения воды в то время, когда она сливается на период текущего осмотра или ремонта тепловоза. На основании каждой взятой при этом пробы охлаждающей воды делаются выводы о необходимости применения и о количестве тех или иных добавок. Имеется несколько методов испытания, применяемых для нахождения соответствующей концентрации хроматов в охлаждающей воде. Как правило, эти испытания производятся в пунктах, не имеющих хорошо оборудованных лабораторий, где такие испытания могут быть проведены с большой степенью точности. Эти испытания известны под названием колориметрического цветного сравнения и измерения электропроводности; возможно также проведение испытаний по методу пятнообразования, при которых применяется лента фильтровального типа, пропитанная всеми необходимыми химическими реагентами. Все эти испытания производятся специально подготовленными людьми из обслуживающего персонала депо. При последнем виде испытаний одна капля воды, взятая из системы охлаждения тепловоза, за 1,5—2 мин изменяет цвет испытательной бумаги; затем этот цвет сравнивается с цветом стандартной карточки.
По результатам сравнения этих цветов определяют концентрацию хроматов в растворе и необходимую дозу добавок, которая требуется для доведения раствора до стандартного содержания хроматов. Хотя морозоустойчивые охлаждающие растворы (антифризы) не рекомендуются дизелестроителями для использования в системах охлаждения дизелей по различным обстоятельствам, таким, например, как способность их проникать в капиллярные отверстия и т. д., некоторые железные дороги сочли необходимым применить эти растворы на время стоянки тепловоза в нерабочем состоянии. Но эти растворы не применяются в сочетании с хроматными добавками, так как эффективность действия хроматов как ингибитора (замедлителя) коррозии в этом случае теряется, а окисление антифриза может привести к выпаданию тяжелого грязевидного осадка.

Нехроматная обработка воды.

Персонал, обслуживающий тепловозы, часто жалуется на воспаление и повреждение кожи рук вследствие соприкосновения с охлаждающей водой, в которой содержатся хроматные добавки. Был проведен ряд исследований, чтобы определить, насколько основательны эти претензии. Результаты этих исследований указывают на то, что целый ряд обстоятельств, характеризующих обслуживание тепловозов, затрудняет возникновение контакта охлаждающей воды с кожей рук обслуживающего персонала. Тем не менее эти жалобы побудили тепловозостроителей к экспериментам по получению таких составляющих добавок к охлаждающей воде, которые не содержали бы хроматов, но и не уступали бы последним в их полезных свойствах. По опубликованным в печати сведениям такие добавки разработаны и применяются на многих железных дорогах.
Среди требований к химическому составу таких добавок содержится то, что они должны предотвращать появление твердой пленки накипи и возникновение коррозии в охлаждающих системах, а также обеспечивать безопасность обслуживания тепловоза, т. е. не служить причиной повреждений или каких-либо заболеваний кожи рук рабочих тепловозных бригад. Те же требования одинаково относятся и к незамерзающим растворам (антифризам); они также должны быть безвредными по отношению к неметаллическим поверхностям, с которыми соприкасаются, как, например, поверхности резиновых шлангов, прокладок, сальниковых набивок и свинцовых уплотнений. К специальным требованиям также относится и то, что такие растворы должны предупреждать электролитическую диссоциацию, вызываемую в результате контакта разнородных металлов. Проводящиеся в данное время в этом направлении исследования позволят быстро разрешить эту проблему, вызвавшую некоторые затруднения в достижении максимальной эффективности при эксплуатации тепловозов.

 
« Вибропогружатель   Возвращающие устройства »
железные дороги