Оптимальна робота системи охолодження двигуна внутрішнього згоряння залежить від охолоджуючої рідини. Охолоджуюча рідина не повинна взаємодіяти з конструкційними і експлуатаційними матеріалами двигуна, засобів зберігання, транспортування та заправки. У роботі викладено дослідження корозійного впливу охолоджуючих рідин на метали: алюміній, сталь, олово. Вибір методу визначення корозійної дії з подальшим його вдосконаленням. Порівняльна оцінка корозійної дії свіжої та відпрацьованої охолоджуючої рідини на метали. В реальних умовах швидкість корозії системи охолодження двигуна змінюється по складним залежностям в зв'язку з нестационарностью процесів тепломасообміну. Метод Пінкевич дає оцінку корозійної дії охолоджуючих рідин шляхом зміни мас зразків пластин металів до і після випробування. Для досліджень корозійного впливу вибрано 6 зразків відпрацьованої охолоджуючої рідини і 2 зразки свіжої охолоджуючої рідини. В ході експерименту на металевих пластинах можна спостерігати утворення корозійних руйнувань, таких як суцільна корозія: Рівномірна і нерівномірна, місцева корозія: Плямами, виразками. Збільшення зниження маси металевих пластин, які перебували в відпрацьованих охолоджуючих рідинах, що свідчить про найбільш корозійної середовищі, тобто відсутності антикорозійних присадок в рідинах. Освіта багатошарової плівки на металевих пластинах, які перебували в свіжих охолоджуючих рідинах, за рахунок взаємодії активних компонентів антикорозійного присадки з металом в результаті адсорбції поверхнево-активних речовин на поверхню металу.

Анотація наукової статті за технологіями матеріалів, автор наукової роботи - А. П. Картошкин, А. Н. Спиридонова


CORROSIVE EFFECT OF COOLANTS ON METALS DURING OPERATION

The optimum performance of the internal combustion engine depends on the coolant. The coolant must not interact with the structural and operational materials of the engine, storage facilities, transportation and refueling. The paper presents a study of the corrosive effect of cooling liquids on metals: aluminum, steel, tin. Selection of the method for determining the corrosion effect with its subsequent improvement and comparative assessment of the corrosion effect of fresh and waste coolant on metals are determined. In real conditions, the corrosion rate of the engine cooling system varies according to complex dependencies due to the unsteadiness of heat and mass transfer processes. The Pinkewich method assesses the corrosion effects of cooling fluids by changing the masses of metal plate samples before and after the test. 6 samples of waste coolant and 2 samples of fresh coolant were selected for corrosion studies. During the experiment on metal plates, one can observe the formation of corrosion damage, such as continuous corrosion: Uniform and uneven, local corrosion: Spots, ulcers. Increase in weight reduction of metal plates that were in waste cooling fluids, which indicate the most corrosive environment, i.e. the absence of anticorrosive additives in liquids. The formation of a multilayer film on metal plates, which were in fresh cooling liquids, due to the interaction of the active components of the anticorrosive additive with the metal as a result of adsorption of surfactants on the metal surface.


Область наук:
  • технології матеріалів
  • Рік видавництва: 2019
    Журнал: Известия Санкт-Петербурзького державного аграрного університету
    Наукова стаття на тему 'КОРОЗІЙНА ВПЛИВ ОХОЛОДЖУЮЧИХ РІДИН НА МЕТАЛИ ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ'

    Текст наукової роботи на тему «КОРОЗІЙНА ВПЛИВ ОХОЛОДЖУЮЧИХ РІДИН НА МЕТАЛИ ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ»

    ?електронний науковий журнал Кубанського державного аграрного університету. -2015. - № 107. - С.779-792.

    7. Харченко П.М., Тимофєєв В.П. Дослідження щільності і тиску насичених порід нафтових фракцій // Праці КубГАУ. - 2012. - Т1. - №39. - С. 140 - 142.

    Literatura

    1. Harchenko P.M., Timofeev V.P., CHizhov D.S. Metody issledovaniya davleniya nasyshchennyh parov i eksperimental'nye ustanovki // Nauchnyj zhurnal KubGAU. - 2014. -№106 (02).

    2. A.s. SSSR. Ustrojstvo dlya izmereniya davleniya / P. M. Harchenko (SSSR). - №1413455; zayavl. 26.02.86; opubl. 1.04.88.

    3. Hristichenko V., Blosinskij N. Eksperimental'nye ustanovki i metody issledovaniya plotnosti i DNP promyshlennyh stochnyh vod // Izvestiya Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2012. - № 37. - S. 238-242.

    4. Timofeev V. Opredelenie kriticheskih parametrov neftyanyh frakcij // Politematicheskij setevoj elektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2014. - S. 973-982.

    5. CHizhov D. Metody issledovaniya davleniya nasyshchennyh parov i eksperimental'nye ustanovki // Politematicheskij setevoj elektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2015. - № 106. - S.1000-1012.

    6. CHizhov D. Postroenie eksperimental'noj ustanovki dlya issledovaniya plotnosti i davleniya nefteproduktov s nasyshchennym parom (dnp) // Politematicheskij setevoj elektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2015. - № 107. - S.779-792.

    7. Harchenko P.M., Timofeev V.P. Issledovanie plotnosti i davleniya nasyshchennyh porod neftyanyh frakcij // Trudy KubGAU. - 2012. - T1. - №39. - S. 140 - 142.

    УДК 620.193.4

    DOI 10.24411 / 2078-1318-2019-14162

    Доктор техн. наук, проф. А.П. Картошкин (ФГБОУ ВО СПбГАУ, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.) Аспірант А.Н. СПИРИДОНОВА (ФГБОУ ВО СПбГАУ, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.)

    КОРОЗІЙНА ВПЛИВ ОХОЛОДЖУЮЧИХ РІДИН НА МЕТАЛИ ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ

    Необхідною умовою оптимальної роботи ДВС є своєчасний і ефективний відвід тепла від його нагрітих ділянок. Цю функцію виконує система охолодження, а саме знаходиться в ній охолоджуюча рідина, що має високу теплоємність і теплопередачей. В якості охолоджуючої рідини використовують антифризи. Антифриз в Російській Федерації повинен відповідати вимогам ГОСТ 28084-89 «Рідини охолоджуючі низкозамерзающие» [1]. В процесі експлуатації відбувається зміна фізико-хімічних властивостей рідини, старіння, засмічення механічними домішками, спрацьовування присадок, внаслідок чого збільшується корозійний вплив охолоджуючої рідини на метали системи охолодження [2].

    Мета дослідження - визначити корозійний вплив охолоджуючої рідини на метали системи охолодження.

    Для досягнення поставленої мети необхідно:

    1. Вибрати метод визначення корозійної дії, при необхідності вдосконалити його для охолоджуючих рідин.

    2. Провести порівняльну оцінку корозійної дії охолоджуючих рідин, свіжої та відпрацьованої.

    Матеріали, методи і об'єкти дослідження. Об'єктом дослідження є відпрацьована охолоджуюча рідина і її вплив на метали.

    Для оцінки корозійного впливу прийнятий метод Пінкевич [3]. Так як цей метод передбачає оцінку корозійності мастил, було прийнято рішення вдосконалити його для дослідження охолоджуючих рідин.

    У методику визначення корозійної дії були внесені наступні коригування для охолоджуючих рідин:

    1. Температура термостата дорівнює 40-50 ° С.

    2. Зупинка апарату АП-1 через кожні 10 годин роботи.

    3. Витримка з доступом кисню повітря протягом 10 годин.

    4. Компенсація випарувалася охолоджуючої рідини.

    Охолоджуючі рідини працюють при змінних температурах в умовах контактування з каталізаторами. Каталізаторами окислення є такі метали, як мідь, алюміній, сталь, олов'яний припій [4].

    Корозійну агресивність оцінюють за швидкістю корозійного впливу рідини на метали в стандартних умовах. Вимірюють в корозійних втрати металу, г / м2-добу. На швидкість корозії впливають склад металу, його структура, внутрішня напруга, стан поверхні.

    Про складному механізмі корозійних процесів свідчить характер корозійних руйнувань (рис. 1).

    б в

    Мал. 1. Характер корозійних руйнувань: Суцільна корозія: а - рівномірна, б - нерівномірна Місцева корозія: в - плямами, г - виразками

    Результати досліджень. Для експериментальних досліджень було вибрано 6 зразків відпрацьованої рідини і для порівняльної оцінки - 2 зразка свіжої охолоджуючої рідини (Дзержинський і UNOCAL) (табл.). Проби були злиті з різних автомобілів з різним пробігом.

    Корозійний вплив відпрацьованої охолоджуючої рідини на металеву пластинку представлено на рис. 2.

    а

    г

    1 2 3

    Мал. 2. Корозійна дія відпрацьованої охолоджуючої рідини: 1 - алюміній, 2 - сталь, 3 - олово

    З рис.2 можна спостерігати видимі освіти корозійних осередків на металевих пластинах, які перебували в відпрацьованої охолоджуючої рідини, що свідчить про початок корозійних процесів. Збільшення швидкості корозійного впливу пов'язано зі зменшенням або відсутністю в охолоджуючих рідинах антикорозійних присадок.

    В реальних умовах швидкість корозії системи охолодження двигуна змінюється по складним залежностям в зв'язку з нестационарностью процесів тепломасообміну [5].

    27,2 27 26,8 26,6 26,4 26,2 26 25,8 25,6 25,4 25,2

    у = -0,0 №

    Л

    283Х + 25,469

    = І, 941

    у = -0,0228Х + 26,995 ^ = 0,8402

    Отреб. Рідина Свіжа Дзержинський -Лінійний (відпр. Рідина)

    -Лінійна (Свіжа Дзержинський)

    годин 20 годин 30 годин 40 годин 50 годин

    Мал. 3. Графік зниження маси пластини в процесі випробування в охолоджуючих рідинах

    Маса металевої пластини в відпрацьованої рідини (рис.3) знизилася на 0,156 г, а пластина в свіжої охолоджуючої рідини - на 0,124 г, різниця зміни мас металевої пластини склала 0,032 г.

    Згідно плівковою теорії пасивний стан металу при додаванні в охолоджуючу рідину інгібіторів корозії відбувається за рахунок утворення багатошарової плівки продуктом взаємодії активних компонентів присадки з металом в результаті адсорбції поверхнево-активних речовин на поверхню металу [5].

    Свіжа рідина UNOCAL

    Свіжа рідина UNOCAL

    - Поліноміальна (Свіжа рідина UNOCAL)

    до 10 20 30 40 50 годин годин годин годин годин

    Мал. 4. Графік зміни маси металевої пластини (олово) в процесі випробування

    У процесі знаходження пластини в охолоджуючої рідини відбувається зниження маси металевої пластини, пов'язане з хімічною корозією металу і охолоджуючої рідини, а потім збільшення маси металевої пластини, за рахунок переходу металу в пасивний стан і утворення мономолекулярного адсорбційного шару.

    Можливість переходу металу в пасивний стан залежить від величини окисно-відновного потенціалу і концентрації окислювача в розчині [6].

    Коли величина окислювально-відновного потенціалу середовища менше першого критичного потенціалу, при якому відбувається пасивація металу, буде реалізовано тільки активний стан (рис.3). Якщо значення окислювально-відновного потенціалу перевищує потенціал пасивації, можуть бути реалізовані активне і пасивне стан (рис.4).

    Корозійні втрати (г / м2) обчислюють для кожного зразка металів за формулою:

    К =

    24xi06 (m ± -m3) S0'2- [la - \ - lb + ab)

    де Ш1 - маса зразка металу до випробування, г; т2 - маса зразка металу після випробування, г; I - довжина зразка металу, мм, I = 45; а - ширина зразка металу, мм, а = 20; Ь - товщина зразка металу, мм, Ь = 2;

    106 - коефіцієнт перерахунку площі поверхні зразка в квадратні метри.

    Таблиця. Результати випробувань корозійного впливу досліджуваних зразків охолоджуючих рідин на металеві пластини

    № пластини, випробувана рідина Втрата (приріст) маси металевої пластини (50 год), г / м2

    припій (ПОС 40-2) алюміній (АЛ-9) сталь 20

    №1 Свіжа ОЖ UNOCAL 1,7 1,7 3

    №2 Свіжа ОЖ Дзержинський 124 1+ 4

    №3 Відпрацьована ОЖ (зразок 1) 174 1 3

    №4 Відпрацьована ОЖ (зразок 2) 156 8 10

    №5 Відпрацьована ОЖ (зразок 3) 170 6 + 6

    №6 Відпрацьована ОЖ (зразок 4) 44 1+ 4

    №7 Відпрацьована ОЖ (зразок 5) 256 1,3+ 3

    №8 Відпрацьована ОЖ (зразок 6) 370 1,9+ 2

    Знак «+» вказує на збільшення маси металевої пластини

    Найбільше корозійний вплив охолоджуючих рідин доводиться на припій (втрата маси 370 г / м2) системи охолодження, незалежно свіжа (124 г / м2) або відпрацьована рідина (174 г / м2). При впливі на алюміній спостерігається збільшення маси пластин, пов'язане з утворенням оксидних плівок.

    З вибраних зразків відпрацьованої охолоджуючої рідини найбільш сильне корозійний вплив на припій відбувається в зразках №7 і №8, на алюміній - №4 і №1, на сталь - №6 і №4.

    Порівнюючи результати зразків охолоджуючих рідин №1 і №2, можна сказати, що вітчизняна рідина більш корозійно-активна, ніж рідина зарубіжного виробництва.

    Висновки. Для визначення корозійної дії охолоджуючих рідин на метали системи охолодження був обраний метод Пінкевич. У метод були внесені певні коригування, пов'язані з характером роботи охолоджуючих рідин, а саме: зміна температури термостата до 40-50 ° С, періодична зупинка апарату АП-1, долив випробовуваних охолоджуючих рідин в процесі їх випаровування.

    Випробування показали, що більш корозійно-активні вітчизняні рідини, ніж закордонні. Корозійна активність зарубіжних охолоджуючих рідин за 4 роки експлуатації практично не змінилася (зразок №4). Даний висновок дозволяє припускати, що в зарубіжних охолоджуючих рідинах використовуються високоякісні довгопрацюючі антикорозійні присадки.

    Найбільш високим корозійним впливом на метали мають зразки №8 і №2, що пояснюється тривалою експлуатацією охолоджуючих рідин і несвоєчасної їх заміною.

    література

    1. ГОСТ 28084-89 Рідини охолоджуючі низкозамерзающие. Загальні технічні умови: збірник ГОСТів. - М .: Стандартинформ, 2007.

    2. Картошкин А.П. Технологічні рідини для автотракторної техніки: довідник. -М .: Видавничий центр «Академія», 2012. - 240 с.

    3. ГОСТ 20502-75 Масла і присадки до них. Методи визначення корозійності. - М .: Видавництво стандартів, 1986.

    4. Якубович А.І., Кухарьонок Г.М., Тарасенко В. Є. Системи охолодження двигунів тракторів і автомобілів. Конструкція, теорія, проектування. - Мінськ: БНТУ, 2011. - 436 с.

    5. Сафонов А.С., Ушаков А. І., Гришин В.В. Хіммотологія паливно-мастильних матеріалів / НПІКЦ, 2007. - 488с.

    6. Корозія і захист металів: збірник статей / ГНТІ Оборонгиз. - М., 1962. - 193с.

    7. Картошкин А.П., Спиридонова А.Н. Аналіз корозійної активності нафтопродуктів // Молодь та інновації: матеріали XV Всерос. науч.- практ. конф. молодих вчених, аспірантів і студентів (м Чебоксари). - Чебоксари, 2019. - 416с.

    8. Гутман Е.М. Механохімія металів і захист від корозії. - М .: Металургія, 1974. - 232с.

    9. Протасов С. Антифриз. Властивості охолоджуючих рідин різних типів для важкої техніки. Матеріали // Основні засоби. - 2016. - 41с.

    10.Безюков О.К., Жуков В.А. Охолоджуючі рідини транспортних ДВС. - СПб .: Видавництво-під СПГУВК, 2009. - 263с.

    Literatura

    1. GOST 28084-89 ZHidkosti oИazhdayushcИe ШЕкоЕашегсаушЬсИе. Про ^^ перші 1екЬп1еЬе8к1е ш1оу1уа: sbornik 008ТОУ. - М .: Standartinform, 2007.

    2. Kartoshkin A.P. Tekhno1ogicheskie zhidkosti d1ya avtotraktornoj tekhniki: spravochnik. - М .: Иа1е1 ^ ку сеШх «Akademiya», 2012. - 240 s.

    3. GOST 20502-75 Mas1a i prisadki k nim. Metody oprede1eniya korrozionnosti. - М .: Izdate1'stvo standartov, 1986.

    4. YAkubovich A.I., Kuharenok G.M., Tarasenko V.E. Sistemy oh1azhdeniya dvigate1ej traktorov i avtomobi1ej. Konstrukciya, teoriya, proektirovanie. - М ^ до БКТІ, 2011. - 436s.

    5. Safonov A.S., Ushakov A.I., Grishin V.V. Himmoto1ogiya goryuche-smazochnyh materia1ov / ОТ1КС, 2007. - 488s.

    6. Korroziya i zashchita metallov: sЬornik statej / Жов1 OЬorongiz. - М., 1962. - 193s.

    7. Kartoshkin A.P., Spiridonova A.N. Аш ^ korrozionnoj aktivnosti nefteproduktov // Mo1odezh 'i innovacii: materia1y XV Vseros. nauch.- prakt. konf. mo1odyh uchenyh, aspirantov i studentov (g. CHeboksary). - CHeЬoksary, 2019. - 416s.

    8. Gutman E.M. Mekhanohimiya meta11ov i zashchita ot korrozii. - М .: Meta11urgiya, 1974. - 232s.

    9. Protasov S. Antifriz. Svojstva oh1azhdayushchih zhidkostej raznyh tipov d1ya tyazhe1oj tekhniki. Raskhodniki // Osnovnye sredstva. - 2016. - 41s.

    10.Bezyukov O.K., ZHukov V.A. Oh1azhdayushchie zhidkosti transportnyh DVS. - SPЬ .: Izdat-vo SPGUVK, 2009. - 263s.

    УДК 621.07: 377: 378 DOI 10.24411 / 2078-1318-2019-14167

    Канд. техн. наук І.О. ЧЕРНЯЄВ (ФГБОУ ВО СПбГАСУ, chernyaev@ramЬ1er.ru)

    ПРО НЕОБХІДНІСТЬ і механізм ФОРМУВАННЯ СИСТЕМ ТЕХНІЧНОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ автотранспортних засобів НА ОСНОВІ БЕЗПЕРЕРВНОЇ КОНТРОЛЮ ЇХ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ

    Сучасний рівень конструкції автотранспортних засобів, рівень інформаційних технологій і інструментів аналізу даних дозволяє говорити про існування можливостей для відходу від систем експлуатації техніки, заснованих на усередненні і статистичних узагальненнях, на користь систем, в яких прийняття рішень про технічні впливах здійснюється на основі врахування індивідуальних даних про експлуатації кожного об'єкта.


    Ключові слова: корозія /система охолодження ДВС /охолоджуюча рідина /corrosion /internal combustion engine cooling system /coolant

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити