Анализ охлаждающих жидкостей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

охлаждающий жидкость этиленгликоль

Необходимость разработок охлаждающих жидкостей явилась по причине выделения теплоты при сгорании топлива, а также от действия сил трения, в результате чего автомобильные двигатели стали нуждаться в эффективной системе охлаждения. В основном тепло отводится через радиатор системы охлаждения, а теплоносителями являются жидкости, циркулирующие через него и двигатель. Автомобильные двигатели воздушного охлаждения, начиная с некоторого времени, перестали представлять интерес в целях защиты окружающей среды. Количество теплоты, передаваемой системой охлаждения двигателя, очень высоко. Известно, что третья часть тепловой энергии от сгорания топлива должна быть рассеяна охлаждающей жидкостью, в то время как пригодная для использования энергия на коленчатом вале двигателя составляет только одну четверть этой тепловой энергии в бензиновом двигателе или одну треть - в дизельном. При чрезмерном нагреве стенок камер сгорания теряется мощность двигателя, вследствие ухудшения наполнения цилиндров, ухудшаются условия смазывания, появляется детонация, калильное зажигание и другие нежелательные явления. Чтобы предотвратить перегрев деталей двигателя, их охлаждают.

В качестве охлаждающих агентов в двигателях используют воздух или жидкости. Наибольшее распространение получили жидкостные системы охлаждения, так как в двигателях с жидкостным охлаждением блок и головка цилиндров выполнены двойными. Между стенками образуется охлаждающая рубашка, которая заполняется жидкостью. Охлаждающая жидкость отводит тепло от стенок и головки цилиндров и отдает тепло воздуху, который нагнетается вентилятором через радиатор. Таким образом, охлаждающая жидкость непрерывно циркулирует в замкнутой системе охлаждения, нагреваясь в блоке и головке цилиндров и охлаждаясь в радиаторе.

Охлаждающие жидкости должны удовлетворять следующим основным требованиям:

-эффективно отводить тепло от цилиндров двигателя, для чего обладать большой теплоемкостью и хорошей теплопроводностью;

-обладать низкой температурой кристаллизации (замерзания);

-не образовывать отложений в системе охлаждения;

-не вызывать коррозии металлических деталей и не разрушать резиновые элементы системы охлаждения;

-не вспениваться в процессе работы и так далее.

1.Виды охлаждающих жидкостей и особенности их применения

Охлаждающие жидкости выпускаются как в виде концентратов, так и в виде готовых продуктов. При эксплуатации современных автомобилей для охлаждения двигателей применяют незамерзающие жидкости, объединенные общим названием «АНТИФРИЗЫ».

В настоящее время широко распространено употребление двух названий охлаждающих жидкостей: «Тосол» и «Антифриз». В последнее время отечественные производители стали выпускать охлаждающие жидкости, готовые к применению, то есть уже разбавленные водой, с использованием маркировки «Антифриз». Как правило, это тот же «Тосол», но несколько лучшего качества.

«ТОСОЛ» - автомобильная охлаждающая жидкость, разработанной в 1971 году для автомобилей ВАЗ взамен итальянской «ПАРАФЛЮ» специалистами Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии. Первые три буквы аббревиатуры ТОСОЛ указывают на отдел технологии органического синтеза, а буквы ОЛ добавлены, чтобы получилось слово, похожее на название спиртов. Эксплуатационные свойства этих жидкостей могут быть разными и зависят от состава.

За рубежом термин антифриз использовали для обозначения концентрата, который добавляли к воде в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Однако этот термин принимал во внимание только морозозащитную роль этого продукта, допуская, что его использование является сезонной потребностью и не отражает его функцию как теплообменной среды, разработанной, чтобы предохранить систему охлаждения двигателя от коррозии и повреждения при всех эксплуатационных условиях.

Старейшей охлаждающей жидкостью, порой использующейся и сегодня, является вода. Но это не самая лучшая жидкость для охлаждения двигателя, так как в природной воде растворены соли и минералы, обусловливающие жесткость воды.

Наибольшее распространение имеют гликолевые незамерзающие жидкости - смеси этиленгликоля с водой. Реже встречаются жидкости, изготовленные на основе пропиленгликоля, глицерина, монопропилена, смешивать которые с этиленгликолевыми нельзя.

Этиленгликоль - двухатомный спирт, представляет собой прозрачную бесцветную вязкую жидкость без запаха. Цвет технического этиленгликоля слегка желтоватый. Его смеси с водой застывают при весьма низких температурах. Меняя соотношение воды и этиленгликоля, можно получить смеси с температурой застывания от 0 до минус 70°С. Этиленгликолевые жидкости имеют большой коэффициент объемного расширения. При нагревании до рабочей температуры их объем увеличивается. При застывании этиленгликолевых антифризов объем образующейся кашицеобразной массы увеличивается очень незначительно и размораживания двигателя или радиатора не происходит.

Химическая промышленность на базе этиленгликоля выпускает несколько марок антифризов. Первые низкозамерзающие охлаждающие жидкости - антифризы марок 40 и 65.

Выделяют следующие марки этиленгликолевых антифризов:D3306 и ASTM D4656 - для легковых автомобилей и малых грузовиков; ASTM D4985 и ASTM D5345 - для двигателей, работающих в тяжелых условиях; G 11 - для легковых автомобилей или легких грузовиков (допускается присутствие силикатов); G 12 - для тяжелой техники или новой автотехники (силикаты отсутствуют).

Охлаждающие жидкости применяются для того, чтобы двигатель автомобиля не подвергался большому перегреву.

В процессе применения охлаждающие жидкости контактируют с различными конструкционными материалами, такими как алюминий, медь, латунь, чугун, резина и другие. Для эксплуатации двигателей при положительных температурах воздуха самой подходящей охлаждающей жидкостью является вода. При отрицательных температурах во избежание замерзания воды применяют водные смеси с различными веществами, понижающими температуру застывания, то есть антифризов. Антифризы получаются как водные растворы соответствующих концентратов. В процессе эксплуатации качество антифриза можно контролировать по плотности. Из охлаждающей жидкости в процессе эксплуатации в первую очередь испаряется вода, которую следует периодически доливать и желательно дистиллированную.

Такую низкозамерзающую охлаждающую жидкость как «Тосол» применяют круглогодично как в зимнее, так и в летнее время. Жидкость готовят на основе этиленгликоля с добавлением антикоррозионных присадок и антивспенивателя. Вообще выпускают три марки этой жидкости: Тосол А, Тосол А-40 и Тосол А-65.

Рассмотрим особенности одной из трёх марок, а именно марки «Тосол А». «Тосол А» - концентрированный этиленгликоль с присадками. Пользоваться им следует только после разведения его дистиллированной водой. Смесь Тосола А и воды в соотношении 1:1 имеет температуру начала кристаллизации минус 35 °С. Плохо то, что растворы этиленгликоля вызывают значительную коррозию конструкционных металлов. Чтобы защитить детали системы охлаждения от коррозии, а попутно обеспечить теплоносителю ряд других полезных свойств - пониженную вспениваемость, антинакипиновые свойства и прочие - в водно-гликолевую смесь добавляют пакет специальных присадок, который и определяет основную часть эксплуатационных показателей залитого в систему антифриза.

Стандартный пакет присадок включает: ингибиторы коррозии, антинакипины, антивспенивающие и смазывающие составы.

Иногда для защиты металлов от коррозии применяют охлаждающие жидкости, содержащие силикаты, бораты, нитриты, фосфаты, то есть силикатосодержащие жидкости. У этих жидкостей есть ряд серьезных недостатков. Это, прежде всего, образование осадка, приводящего к закупориванию узких каналов системы охлаждения. Кроме того, силикатные ингибиторы коррозии образуют по всей поверхности системы охлаждения защитный слой толщиной более 1000 Ангстрем, что сильно снижает эффективность теплоотвода и увеличивает количество абразивных частиц в системе охлаждения.

Важно отметить и такой факт, что при продолжительном использовании охлаждающая жидкость стареет - концентрация ингибиторов в ней постепенно снижается, теплопередача уменьшается, склонность к пенообразованию увеличивается. Срок службы охлаждающих жидкостей типа «Тосол» и «Лена» ограничивается долговечностью присадок и обычно составляет 2 года. Ресурс жидкости прямо зависит от ее качества и пробега автомобиля. Старение происходит особенно интенсивно, если в систему охлаждения попадают отработавшие газы или воздух. Поэтому нужно чаще проверять места возможных утечек жидкости, а также состояние и крепление шлангов. Срок замены антифриза предписывает автозавод или изготовитель. Но иногда жидкость стареет раньше. При этом образуется желеобразная масса на внутренней стороне горловины расширительного бачка, при незначительной отрицательной температуре (-10...15°С) заметно помутнение (иногда как легкое облачко), выпадает осадок, а также чаще прежнего срабатывает электровентилятор радиатора. Когда появился хотя бы один из этих признаков, антифриз нужно сменить. Процесс смены охлаждающих жидкостей таков: после слива старой жидкости систему заправляют чистой водой, затем запускают двигатель и дают ему поработать на холостых оборотах 15-20 минут; потом сливают воду и заправляют систему новой охлаждающей жидкостью. В эксплуатации плотность охлаждающей жидкости проверяют ареометром.

В итоге хочется отметить то, что в состав охлаждающих жидкостей входит разный пакет антикоррозионных и противовспенивающих присадок, в основу которых могут входить фосфатные, борные, нитритные, аминные, или импортные химические ингибиторы. При смешивании охлаждающих жидкостей с разными присадками может возникнуть химическая несовместимость, следствием которой является выпадение геля или осадка и, в целом, ухудшение свойств охлаждающей жидкости. Поэтому при переходе с охлаждающей жидкости одного производителя на другого следует полностью слить старую жидкость и промыть систему подготовленной водой.

2.Меры безопасности при использовании

Основной нормативный документ, регламентирующий состав и свойства абстрактной охлаждающей жидкости, - это ГОСТ 159-52, также на охлаждающие жидкости типа «Тосол» существует ГОСТ 28084-89. Этот же ГОСТ регламентирует марки металлов и сорта резин, рекомендуемые для использования в системах охлаждения двигателя автомобилей. Российские производители выпускают охлаждающие жидкости и по своим Техническим условиям (ТУ). Санитарные правила устанавливают общие требования к приготовлению, хранению и применению смазочно-охлаждающих жидкостей и технологических смазок различного класса.

Основным компонентом охлаждающих жидкостей является этиленгликоль, который ядовит, обладает наркотическим действием на организм человека и может проникать через кожные покровы. Вредное воздействие охлаждающих жидкостей оценивают по этому наиболее опасному компоненту. Этиленгликоль относится к веществам умеренно опасным - 3-й класс опасности по ГОСТ 12.1.007. Кумулятивными свойствами не обладает.

Наибольшую опасность для человека охлаждающие жидкости представляют при попадании внутрь через желудочно-кишечный тракт.

Итак, какие же существуют меры безопасности?

Персонал, непосредственно занятый производством охлаждающих жидкостей, обеспечивают специальной одеждой согласно отраслевым нормам и средствами индивидуальной защиты.

При попадании охлаждающей жидкости на кожу ее необходимо смыть водой.

Производственные помещения должны быть оборудованы приточно-вытяжной и местной вытяжной вентиляцией, соответствующей ГОСТ 12.4.021, обеспечивающей состояние воздушной среды рабочей зоны в соответствии с ГОСТ 12.1.005.

Маркировка транспорта:

- Транспортная маркировка груза должна соответствовать требованиям ГОСТ 14192 и ГОСТ 19433 (класс 6, подкласс 6.1, классификационный шифр 6161).

Маркировка охлаждающих жидкостей, изготовляемых для экспорта, - по НТД.

Требования к маркировке потребительской тары устанавливаются в НТД на охлаждающую жидкость конкретного вида

Упаковка

Охлаждающие жидкости упаковывают в сухие стальные герметично закрывающиеся бочки типов I или II вместимостью 100, 200 и 275 дм3 по ГОСТ 6247, типа I и II вместимостью 100 и 200 дм3 по ГОСТ 13950 и типа I вместимостью 100 и 275 дм3 по ГОСТ 17336. Температура заливаемой в бочки охлаждающей жидкости ОЖ-К должна быть от минус 10 до плюс 50°С, ОЖ-65 - от минус 50 до плюс 50 ° С и ОЖ-40 - от минус 40 до плюс 50°С.

В качестве потребительской тары для охлаждающих жидкостей используют полимерную тару по НТД на конкретный вид охлаждающей жидкости. Охлаждающие жидкости, расфасованные в потребительскую тару, при транспортировании упаковывают в деревянные ящики по ГОСТ 18573. В каждый ящик упаковывают охлаждающие жидкости одного вида и в одинаковой потребительской упаковке. Номера и типы ящиков выбирают в зависимости от размеров, массы и количества единиц потребительской тары, размещаемых в каждом ящике, и указывают в НТД на охлаждающую жидкость конкретного вида.

По согласованию с потребителем охлаждающие жидкости могут быть упакованы в другие виды тары, которые указывают в НТД на охлаждающую жидкость конкретного вида.

Степень (уровень) заполнения тары и цистерн рассчитывают с учетом их вместимости, грузоподъемности и объемного расширения охлаждающей жидкости при возможном перепаде температур в пути следования и во время хранения.

Приёмка

Охлаждающие жидкости принимают партиями.

Партией считают не превышающее одной сменной выработки количество продукта, одновременно предъявляемого к приемке, однородного по показателям качества, сопровождаемого одним документом о качестве. При поставках охлаждающей жидкости в цистернах за партию принимают массу продукта в одной цистерне, при поставках в бочках масса партии не должна превышать 40 т, при поставках в мелкой потребительской таре - 5 т.

Каждая партия охлаждающей жидкости должна сопровождаться документом, удостоверяющим ее качество.

Документ должен содержать:

· наименование или товарный знак предприятия-изготовителя;

· наименование продукта и его назначение;

· обозначение НТД на данный продукт;

· номер партии, количество упаковочных единиц в партии;

· массу нетто партии;

· дату изготовления;

· результаты анализа и (или) подтверждение о соответствии качества продукции требованиям НТД на него.

При приемке проверяют состояние упаковки, маркировки и качество продукта.

При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному показателю проводят повторные испытания пробы, отобранной от удвоенного количества упаковочных единиц партии. Результаты повторных испытаний распространяются на всю партию

Охлаждающие жидкости перевозят всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта.

Для транспортирования охлаждающих жидкостей используют специализированные железнодорожные цистерны с верхним сливом, автоцистерны и указанные в п. 2.4.1 металлические бочки. Наливные люки цистерн и горловины бочек должны быть герметично закрыты.

Для транспортирования охлаждающих жидкостей, упакованных в потребительскую тару, используют деревянные ящики по ГОСТ 18573.

Охлаждающие жидкости, упакованные в бочки и потребительскую тару в ящиках, транспортируют в крытых железнодорожных вагонах повагонными отправками, а также в крытых автотранспортных средствах и водным транспортом - в трюмах.

Транспортирование охлаждающих жидкостей, упакованных в бочки и потребительскую тару в ящиках, осуществляют транспортными пакетами в соответствии с требованиями ГОСТ 26663. Масса пакета должна быть не более 1 т.

Охлаждающие жидкости хранят в герметично закрытых бочках и других емкостях из коррозионно-стойких сталей в неотапливаемых складских помещениях, обеспечивающих защиту от воздействия прямых солнечных лучей и атмосферных осадков.

Указания по применению

Для приготовления рабочих охлаждающих жидкостей из концентрата ОЖ-К его разбавляют водой.

Охлаждающие жидкости необходимо хранить в закрытой таре.

Отработанную охлаждающую жидкость запрещается выливать в открытый грунт и канализацию. После слива из системы охлаждения двигателя ее собирают и утилизируют в порядке, установленном в технических условиях на охлаждающую жидкость конкретного вида.

При использовании охлаждающих жидкостей необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

А) не засасывать жидкость ртом при ее переливании;

Б) во время работы с охлаждающей жидкостью не курить и не принимать пищу;

В) в тех случаях, когда при работе возможно разбрызгивание охлаждающей жидкости, пользоваться защитными очками;

Г) обработку использованной транспортной тары и транспортных средств проводить в средствах защиты, указанных в п. 2.2.3 настоящего стандарта;

Д) открытые участки кожи и поверхности с лакокрасочными покрытиями, на которые попала охлаждающая жидкость, необходимо промыть водой.

Е) необходимо следить за тем, чтобы в антифризы не попадали бензин и масла, так как они вызывают вспенивание и выброс жидкости из системы.

Заключение

Охлаждающая жидкость состоит из воды, антифриза, специальных присадок, предохраняющих систему охлаждения двигателя внутреннего сгорания от коррозионных процессов и саму жидкость от термохимического разрушения. Антифризом называется соединение, при добавлении которого к воде, понижается её температура замерзания.

При покупке необходимо выбирать охлаждающую жидкость для своего автомобиля, ориентируясь при этом не только на цену, но и на репутацию производителя и известность его продукции на рынке. Этим Вы избавите себя и свой автомобиль от дорогостоящего и хлопотного ремонта. Покупать нужно охлаждающую жидкость, рекомендованную в инструкции по эксплуатации автомобиля, и лучше в специализированных, а не в универсальных магазинах.

Наиболее рекомендуемые специалистами антифризы - это антифризы серии «Cool Stream» - результат новейших разработок в области защиты металлов от коррозии. Основой композиций присадок антифризов серии «Cool Stream» являются экологически безопасные карбоновые кислоты. Антифриз «Cool Stream» является продуктом следующего поколения, пришедшим на смену «тосолу» и другим отечественным охлаждающим жидкостям, созданным по традиционной рецептуре и технологии.

Список используемой литературы

1.Синельников А.Ф., Балабанов В.И. «Автохимия. Краткий справочник» - М.: ООО «Книжное издательство «За рулем», 2005. - 158 с., табл. ISBN 6-6907-422-4.

2.Справочный ресурс интернета, сайт AVTOMASLA.INFO.ru

3.Виппер А.Б., Караулов А.К. и др. // Нефтепереработка и нефтехимия - Москва, 1994 - №9.

4.Гнатченко И.И., Бородин В.А. Автомобильные масла, смазки, присадки // Справочник автомобилиста - М., 2003.

5. Виппер А.Б., Караулов А.К. и др. // Нефтепереработка и нефтехимия - Москва, 1994 - №9.

Размещено на Allbest.ru