Технология использования топлива, масла и воды

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра судовых энергетических установок

Ивановская А.В.

ТЕХНОЛОГИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПЛИВА, МАСЛА И ВОДЫ

Конспект лекций

для курсантов специальности 26.05.06 Эксплуатация судовых энергетических установок очной и заочной форм обучения

Керчь, 2016 г.

УДК629.063.4/.7

Составители:

Ивановская А.В., канд. техн. наук, доцент кафедры судовых энергетических установок ФГБОУ ВО «КГМТУ» ______________________

Рецензент: Горбенко А.Н., канд. техн. наук, доцент кафедры судовых энергетических установок ФГБОУ ВО «КГМТУ» ______________________

Конспект лекций рассмотрен и одобрен на заседании кафедры судовых энергетических установок ФГБОУ ВО «КГМТУ»,

протокол № _____ от ____________20____г.

Зав. кафедрой СЭУ _______________В.Л. Конюков

Конспект лекций утвержден и рекомендован к публикации на заседании методической комиссии МФ ФГБОУ ВО «КГМТУ»,

протокол № _____ от ____________20____г.

© ФГБОУ ВО «КГМТУ», 2016 г.

Содержание

Введение. 1

Тема 1. Показатели качества воды.. 4

Тема 2. Водные режимы судовых паровых котлов. 15

Тема 3. Водные режимы предупреждающие образование накипи и коррозии. 21

Тема 4. Особенности коррозии металлобарабанных и утилизационных котлов. 23

Тема 5. Коррозия внутренних поверхностей главных и вспомогательных котлов. 30

Тема 6. Технология обработки воды в опреснителях. 35

Тема 7. Технология обработки воды в дизелях. 45

Тема 8. Технология обработки льяльной и сточной воды.. 57

Тема 9 Топливо для судовых энергетических установок. 75

Тема 10 Технология обработки топлива. 88

Тема 11 Приём топлива на судне. 99

Тема 12. Моторные масла. 107

Тема 13. Контроль качества моторных масел. 115

Тема 14. Методы очистки масел. 118

Тема 15. Марки масел судовых вспомогательных механизмов. 124

Тема 16. Контроль качества масла вспомогательных механизмов. 132

Использованная и рекомендованная литература: 137

ВВЕДЕНИЕ

Вода, потребляемая в судовых энергетических установках, содержит примеси. Примеси оказывают вредное воздействие на котел, двигатель, теплообменные аппараты, трубопроводы и арматуру. Задачей водоподготовки является предотвращение вредных процессов, влияющих на надежность установки. Организуя водоподготовку, необходимо обеспечить:

- предотвращение отложений в виде накипи и шлама на пароводяной стороне котла;

- минимально возможный износ солей из котла и за счет этого предотвращение отложений в теплообменных аппаратах, на арматуре паропроводов;

- защиту котла, пароводяного тракта энергетического оборудования от коррозии и разрушений.

Основная цель водоподготовки – применение таких способов докотловой обработки воды и организации внутрикотловых режимов, при которых обеспечивается в течение всего срока эксплуатации судна надежность котла, энергетического оборудования и систем пароводяного цикла, их работа с высокими экономическими показателями при минимальных затратах на химреактивы и осуществление режимов при обработке воды.

Правильно организованная систематически осуществляемая водоподготовка на судне обеспечивает длительную работу трубок котла, приводит к уменьшению расхода топлива на производство пара, увеличивает продолжительность работы котлов и другого энергетического оборудования между чистками, способствует уменьшению объема и стоимости ремонтных работ.

В качестве судовых энергетических установок наибольшее распространение получили двигатели внутреннего сгорания с воспламенением топлива от сжатия – дизели. Дизели обеспечивают высокую агрегатную мощность и экономичность, большой моторесурс газообразного топлива.

В практике эксплуатации судовых дизелей часто приходится решать вопросы, связанные с оценкой допустимости и экономической эффективности применения того или иного топлива.

Все более широкое применение в судовых дизелях находят тяжелые и низкосортные топлива.

Для флота, наряду с этим, встала задача о конструировании и использовании наиболее эффективных судовых энергетических установок (СЭУ), применении рациональных технологий использования топлива на борту судна. Это вопросы правильного выбора и расходования топлива на различных режимах работы СЭУ, методов обработки топлива перед его сжиганием в двигателе, охраны окружающей среды при эксплуатации СЭУ. Поэтому инженер-судомеханик должен понимать сущность физико-химических процессов, происходящих при топливоподготовке, хорошо знать правила технической эксплуатации судовых технических средств, в частности использования и обслуживания топливных систем СЭУ.

При организации технической эксплуатации судовых энергетических установок, а также других судовых технических средств большое значение имеют рациональные и эффективное использование смазочных материалов.

Компетентная эксплуатация СЭУ, выбор смазочных материалов с требуемыми качественными показателями, а также поддержание их в процессе эксплуатации обеспечивают необходимую надежность судовых технических средств (СТС), бережливое расходование смазочных материалов, затраты на которые составляют 3-5% от эксплуатационных расходов судна.

Знание свойств смазочных материалов, процессов их старения и возможных причин ухудшения качества, методов очистки масел, правил технической эксплуатации систем смазывания СТС позволяют судовым механикам обоснованно решать вопросы обеспечения надежной и экономичной эксплуатации двигателей, механизмов и устройств судна. Кроме того изменение основных свойств смазки является одним из ряда диагностических параметров для оценки технического состояния эксплуатирующих механизмов.

Целью изучения дисциплины «Технология использования топлива, воды и масла» является формирование у студентов понимания применения топлив и масел в процессе эксплуатации судовых механизмов, рационального выбора горюче-смазочных материалов, режимов их использования и экономии.

Задачами дисциплины являются:

- дать информацию о применяемых горюче-смазочных материалах;

- применение наиболее эффективных методов водообработки паровых котлов, систем охлаждения ДВС;

- научить студентов использовать знания и умения, полученные при изучении дисциплины, в процессе производственной деятельности.

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций, предусмотренных ФГОС ВО и ПДНВ-78:

Общекультурные компетенции (ОК):

№ компе-тенции	Содержание компетенции
ОК-15	понимание роли охраны окружающей среды и рационального природопользования для развития и сохранения цивилизации
ОК-19	умение работать с информацией из различных источников

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

по дисциплине: «Технология использования топлива, масла и воды»

№	Наименование темы	Количество часов по формам обучения
очная	заочная
Раздел1. Питательная вода. Водные режимы судовых паровых котлов. Технология обработки воды в дизелях. Технология обработки льяльной и сточной воды
	Химические технологии предупреждения накипи и обессоливания питательной воды. (Показатели качества воды. Умягчительная питательная вода. Обескислороживание питательной воды)		0,5
	Водные режимы судовых паровых котлов (фосфатно-щелочной, фосфатно-нитратный, фосфатный). Организация водоконтроля		0,5
	Коррозия внутренних поверхностей главных и вспомогательных котлов		-
	Технология обработки воды в дизелях. (Требования к дистилляту. Присадки, применяемые к охлаждающей воде ДВС)
	Показатели качества льяльной воды согласно МАРПОЛ 73/78. (Методы очистки льяльной воды. Оборудование по очистке льяльной воды)		0,5
	Сточная вода. (Методы очистки сточной воды. Конструкция оборудования по обработке сточной воды)		0,5
Раздел 2. Топливо судовых энергетических установок
	Получение топлива из нефти. Классификация топлив (Маркировка судовых топлив)		0,5
	Показатели качества топлива для различных типов СЭУ (Эксплуатационные свойства топлива. Физико-химические показатели топлив)		-
	Технология обработки топлива (Хранение топлива. Классификация методов обработки топлива)		0,5
	Прием топлива на судно (Поставка топлива на судно. Количество топлива. Действие экипажа перед бункеровкой. Проведение бункеровочных операций. Контроль количества и качества поставленного топлива)		-
Раздел 3. Моторные масла. Масла вспомогательных механизмов
	Получение масел из нефти. Показатели качества масел (Назначение и эксплуатационные свойства смазочных масел. Физико-химические показатели масел)		-
	Классификация моторных масел (Классификация моторных масел. Маркировка моторных масел)
	Контроль качества моторных масел (Браковочные показатели свойств масел. Контроль качества моторных масел. Методы очистки масел)		0,5
	Масла судовых вспомогательных механизмов (Турбинные масла. Трансмиссионные масла. Компрессорные масла. Гидравлические масла. Синтетические масла)		0,5
Всего часов

Примечание.

1. Нижние пределы щелочных чисел соответствуют более низким значениям общего солесодержания котловой воды.

2. Значение нитратных чисел должна составлять 50 % от фактического щелочного числа.

При фосфатно-нитратном и фосфатном воднохимическихрежимах дозировка тринатрийфосфата регулируется по фосфатному и щелочному числам, определяемым анализом. Дозировка селитры регулируется по нитратному числу, которое поддерживается на уровне 50 % фактического значения щелочного числа, определенного анализом. Нитрат натрия, вводимый в котёл в виде технической натриевой селитры, служит пассиватором и образует на внутренних стенках котла защитную плёнку, предупреждающую развитие межкристаллитной коррозии. Нитрат натрия не вступает в химические реакции с солями котловой воды, поэтому его количество уменьшается только за счёт выноса из котла паром и продувок котла.

Внутрикотловая водообработка должна обеспечивать качество котловой воды в пределах установленных норм которые зависят от применяемого воднохимического режима и типа котла.

Вопросы самопроверки:

1. Фосфатный режим и его применение.

2. По каким показателям регулируется дозировка, тринатрийфосфата при фосфатном и фосфатно-нитратном режимах?

3. В каких пределах поддерживается значения рН при фосфатном режиме.

4. Нормы качества котловой воды при фосфатном режиме.

Тема 4. Особенности коррозии металлобарабанных и
утилизационных котлов

4.1 Общие сведения о коррозии

Коррозией называют самопроизвольное разрушение металлических материалов вследствие физико-химических взаимодействий их с окружающей средой. Коррозия протекает на границе раздела двух фаз: металла и окружающей (коррозионной) среды; различают два типа коррозии: электрохимическую и химическую.

К электрохимической коррозии относят – коррозионные процессы, протекающие в растворах электролитов и сопровождающиеся упорядоченным движением электронов и ионов, т.е. электрическим током. Коррозия, наблюдаемая в парогенераторах, чаще всего является электрохимической.

К химической коррозии относят процессы непосредственного химического взаимодействия металла с агрессивной средой, которые не сопровождаются возникновением электрического тока.

По характеру разрушения металлакоррозия может быть сплошной (общей) и местной. Сплошная коррозия, в свою очередь, делится на равномерную (а), неравномерную (б) и избирательную (селиктивную) (в). При избирательной коррозии разрушается только одна из структурных составляющих металла.

Местная коррозия может развиваться в виде пятен (г), язв (д), точек (е). Местная коррозия называется межкристаллитной, если она возникает и развивается только по границам кристалла (ж).

Особым видом местной коррозии является коррозионное растрескивание, развивающееся при одновременном воздействии коррозионной среды и растягивающих напряжений (з). Коррозионные трещины в этом случае распространяются по границам зёрен (межкристаллитно) и через тело зерна (транскристаллитно).

Рисунок 4.1.1 – Виды коррозии поверхностей нагрева паровых котлов: а – сплошная равномерная; б – сплошная неравномерная; в – сплошная избирательная; г – пятнами;

д – язвенная; е – точечная; ж – межкристаллитная; з– транскристаллитная

Одним из признаков являются условия их протекания. С этой точки зрения применительно к парогенераторам можно выделить следующие виды коррозии:

- кислородная коррозия в электролитах (коррозия металла при соприкосновении с парогенераторной водой, содержащей кислород);

- стояночная или атмосферная (коррозия во время изготовления или хранения парогенераторов);

- газовая (коррозия под действием продуктов сгорания и перегретого пара);

- коррозия под напряжением (разрушение металла при одновременном воздействии коррозионной среды и механических напряжений).

Кислородная коррозия

Кислородная коррозия возникает при питании парогенератора водой, содержащей кислород. Проявляется эта коррозия в виде язвин и питтингов на трубах. Причиной питтинговой коррозии является двойственное влияние кислорода на коррозионный процесс. С одной стороны, кислород является активным деполяризатором и ускоряет катодный процесс и коррозию в целом. С другой стороны, окисляя металл и образуя окислы, кислород играет роль пассиватора, снижающего скорость коррозии. В результате в присутствии кислорода уменьшается число анодных участков и возрастает площадь катодных участков. Коррозия становится местной, интенсивность её возрастает, разрушения идут, вглубь образуя язвы. Язвенный характер кислородной коррозии делает её особенно опасной.

Наблюдается кислородная коррозия главным образом в экономайзерах. При значительном содержании кислорода в питательной воде (более 0,3 мг/кг) кислородная коррозия может протекать в пароводяном коллекторе и отпускных трубах парогенераторов с естественной циркуляцией.

Величина кислородной коррозии пропорциональна содержанию кислорода в питательной воде.

Подъёмные парообразующие трубы также могут разрушаться вследствие кислородной коррозии. Однако коррозионный процесс в них протекает менее интенсивно и практически мало зависит от содержания кислорода. Это обстоятельство связано с деаэрирующией способностью пара при кипении воды в подъёмных трубах.

Повышение давления и температуры при неизменном содержании кислорода приводит к усилению коррозии. Это связано с возрастанием скорости диффузии кислорода к катодным участкам.

Скорость кислородной коррозии зависит от плотности теплового потока, скорости циркуляции, наличия в воде солей. Если в питательной воде наряду с О₂ содержатся хлориды, то коррозия усиливается. Происходит это потому, что ионы хлора внедряются в защитную окисную пленку и вытесняют кислород. При этом образуется растворимое в воде хлористое железо, что приводит к увеличению площади анодных участков и скорости коррозии.

Щелочная коррозия.

При высокой концентрации щелочи в парогенераторной воде может происходить растворение защитного слоя магнетита Fe₃O₄.

Fe₃O₄+4NaOH→2Na₂FeO₂+Na₂FeO₂+2H₂O (4.2.1)

Образовавшиеся ферриты под действием воды разлагаются:

2Na₂FeO₂+H₂O→2NaOH+Fe₂O₃ (4.2.2)

Кроме того, щелочь при высокой концентрации реагирует непосредственно с железом:

Fe+2NaOH→Na₂FeO₂+H₂ (4.2.3)

Эти реакции объясняют ускорение коррозии труб при высоких значениях рH.

Рисунок 4.2.1 – Изменение скорости коррозии стали в воде при 310°Св зависимости от величины рН, измеренной при 25°С.

В связи с этим содержания щелочи в парогенераторной воде ограничивают 300 мг/кг.

Щелочная коррозия иногда наблюдается на входных участках труб пароперегревателей. Это связано с забросом влаги в пароперегреватель и её упариванием, которое сопровождается резким увеличением концентрации щелочи.

При наличии в парогенераторной воде свободной щелочи может возникнуть коррозия особого вида, известная под названием щелочной хрупкости металла или межкристаллитной коррозии.

Подшламовая коррозия

В парогенераторы во время работы могут поступать продукты коррозии питательного тракта в виде окислов железа и меди. Эти соединения отлагаются на некоторых наиболее напряженных, в тепловом отношении, участках парообразующих труб. Под прикипевшим шламом происходит разрушение защитной окисной пленки, и возникают анодные участки.

Остальная поверхность труб, с равномерно распределенной накипью, становится катодом.

Анодная стадия процесса коррозии заключается в переходе металла в раствор

Fe→Fe²⁺+2е (4.2.4)

Катодная стадия процесса осуществляется при деполяризации катодных участков твёрдыми окислами трехвалетного железа

Fe₃О₄nH₂О+2е→2Fe(ОН)₃+ (n-3)H₂О+2ОН¯ (4.2.5)

В дальнейшем

Fe²⁺+2ОН^-→Fe(ОН)₂; (4.2.6)

Fe(ОН)₂+2Fe(ОН)₃→Fe₃О₄+4H₂О (4.2.7)

После накопления на анодных участках значительного количества окислов железа электрохимическая стадия процесса тормозится. Дальнейшее разрушение стали происходит вследствие её химического взаимодействия с водяным паром, образующимся под шламом в зоне перегрева металла трубы.

Повреждение металла труб при подшламовой коррозии имеют вид раковин с резко очерченными краями. Поэтому подшламовую коррозию иногда называют ракушечной.

Для предотвращения подшламовой коррозии содержание окислов железа и меди в питательной воде должно быть ограничено.

Пароводяная коррозия

В некоторых случаях в парогенераторах протекает так называемая пароводяная коррозия. Она наблюдается в трубах пароперегревателя, в парообразующих трубах при расслоении пароводяной смеси, а также под шламом.

Для протекания пароводяной коррозии температура стенки должна превышать 500 ⁰С, а температура пара 450⁰С.

В этих условиях сталь может достаточно энергично взаимодействовать с парами воды с образованием водорода

3Fe+4Н₂О→Fe₃О₄+4Н₂ (4.2.8)

При высоких температурах заметной становится диссоциация пара на кислород и водород

Н₂О→Н₂+О (4.2.9)

Образующийся водород взаимодействует с цементитом стали.

2Н₂+Fe₃С→3Fe+СН₄ (4.2.10)

Этот процесс называют обезуглероживанием. Обезуглероживание снижает твердость и прочность поверхностных слоёв стали.

Для предупреждения пароводяной коррозии стали необходимо обеспечить нормальную циркуляцию и отсутствие перегревов металла на всех режимах работы парогенератора.

Низкотемпературная коррозия

Применение газового воздухоподогревателя позволяет снизить температуру уходящих газов почти до температуры холодного воздуха и тем самым увеличивая КПД парогенератора до 96-97 %. Однако КПД подавляющего большинства существующих парогенераторов, как правило, не превышает 92-93 %. Одной из причин снижения экономичности парогенераторов, является стремление избежать низкотемпературной коррозии. Сущность этого вида коррозии заключается в следующем.

В качестве топлива для парогенераторов используются мазуты, содержащие 0,5-4,5 % серы. При сжигании такого топлива происходит окисление серы и образование сернистого ангидрида SO₂. Часть сернистого ангидрида (до 10%) превращается в серный ангидрид вследствие дальнейшего окисления избыточным кислородом

2 SO₂+O₂ 2 SO₃ (4.3.6)

Эта реакция протекает как непосредственно в топке при высоких температурах, так и в газоходе парогенератора в зоне температур 625-425 ⁰С. Образованию SO₃ способствует наличие таких катализаторов, как окислы железа и ванадия на поверхностях нагрева и, прежде всего, на трубах пароперегревателя.

Серный ангидрид взаимодействует с парами воды, которые всегда присутствуют в продуктах сгорания, и образуют серную кислоту

SO₃+ Н₂O=Н₂SO₄ (4.3.7)

При охлаждении продуктов сгорания в парогенераторе происходит конденсация паров серной кислоты на относительно холодных (хвостовых) поверхностях нагрева.

Наиболее высокая температура стенки, при которой начинается конденсация паров кислоты, называется точкой росы t_p.

Точка росы зависит главным образом от содержания серы в топливе и коэффициента избытка воздуха (рис. 4.9). При достижении точки росы на поверхности, нагрева конденсируются пары серной кислоты с образованием растворов различной концентрации.

Рисунок 4.3.2 – Влияние содержания серы в топливе на точку росы при сжигании мазута с различными избытками воздуха.

Наибольшая скорость коррозии углеродистой стали наблюдается в сорокапроцентной серной кислоте (рис. 4.3.3).

Рисунок 4.3.3 – Зависимость скорости коррозии углеродистой стали от концентрации серно кислоты

Именно поэтому коррозионные повреждения воздухоподогревателей имеют локальный характер и наблюдаются в определенной области значений температуры стенки. Максимальная скорость коррозии обычно наблюдается там, где температура стенки на 30-50 ⁰С ниже точки росы.

Существует много различных методов борьбы с низкотемпературной коррозией поверхностей нагрева. Все эти методы можно объединить в три группы.

Методы первой группы предусматривают создание условий, при которых образование серного ангидрида и серной кислоты оказывается невозможным. К ним относят сжигание топлива при коэффициентах избытка воздуха, близких к единице, а также использование специальных присадок для связывания серного ангидрида и кислоты.

Вторая группа объединяет методы, основанные на использовании стойких против кислоты неметаллических материалов.

Третья группа методов связана с созданием специальных конструкций воздухоподогревателей.

Вопросы самопроверки:

1. Что такое коррозия?

2. Типы коррозии.

3. Какие процессы относятся к электрохимической и химической коррозии?

4. Суть протекания кислородной коррозии.

5.Как протекает щелочная коррозия?

6.За счёт чего происходит высокотемпературная и низкотемпературная коррозия?

Кавитационная эрозия

Охлаждаемые поверхности деталей дизеля наряду с коррозионными повреждениями подвергаются действию кавитационной эрозии.

Степень кавитационных разрушений в дизеле зависит от интенсивности колебаний (амплитуды и частоты) вибрационных поверхностей, конструкции полостей и систем охлаждения, свойств охлаждающей среды и механических свойств материала подверженных кавитации поверхностей.

Накипе- и шламообразование

При эксплуатации системы охлаждения в полостях, где скорость воды невелика и могут образовываться застойные зоны, скапливается шлам, состоящий из твёрдых взвешенных веществ (продуктов коррозии, накипи солей кальция и магния, содержащихся в значительных количествах, в морской воде и попадающих с ней в систему охлаждения). Особенность соединений кальция и магния заключается в том, что в холодной воде они находятся в растворенном состоянии, но уже при 50 ⁰С – 55 ⁰С из раствора начинают выделяться и выпадать в осадок либо откладываться в виде слоя накипи на горячих поверхностях. Содержание этих солей характеризуют жёсткость воды.

7.2.Присадки для обеспечения и поддержания водных режимов ДВС: антикоррозионные масла, нитрит-боратные присадки, хроматные присадки.

Водные режимы систем охлаждения ДВС должны обеспечивать предотвращение кавитационно-коррозионных разрушений втулок и блоков цилиндров и образования накипи, осадков в полостях, охлаждения двигателей, крышек, клапанов и теплообменников. Водные режимы в системах охлаждения ДВС определяются качеством охлаждающей воды, применением присадок и промывкой систем. Для защиты поверхностей втулок и блоков двигателей со стороны охлаждения от кавитационно-коррозионных разрушений применяются специальные присадки (ингибиторы) к охлаждающей воде. Используются хроматно-щелочные, нитрит-боратные, нитратно-щелочные или эмульсионные присадки.

Эффективность применения ингибитора „Экстрол" во многом зависит от тщательности очистки системы охлаждения, качества воды и контроля в процессе эксплуатации. Перед заполнением система охлаждения, включая расширительную цистерну, тщательно очищается от шлама, накипи, окислов железа, при этом химическая очистка предпочтительней. После очистки система охлаждения промывается дистиллятом до значения рН не менее 7,5 и отсутствия механических и масляных примесей в промывочной воде, затем - эмульсией ингибитора „Экстрол". Концентрация ингибитора для промывки должна быть 0,2 ... 0,3 %, если моющие средства для очистки систем не применялись, и 0,4 ... 0,5 % в случае использования моющих средств или новой системы охлаждения. Это необходимо для создания защитного слоя ингибитора на чистых металлических поверхностях. Промывку системы охлаждения проводят в течение 1 ... 2 сут при работающем двигателе (на ходовых или швартовных испытаниях) при температуре эмульсии не ниже 50 °С или на стоянке при наличии подогревателя воды. После промывки вода должна быть полностью удалена из системы с последующим заполнением ее свежей эмульсией.

При использовании ингибитора „Экстрол" исходное качество охлаждающей воды должно быть достаточно высоким. В наибольшей степени удовлетворяет предъявляемым требованиям дистиллят, вырабатываемый современными опреснительными установками. Типичные показатели дистиллята: содержание хлоридов до 15 мг/л (предельное 50 мг/л) и общая жесткость 0,15 мг-экв/л (предельная 0,5 мг-экв/л).

Расчетное количество ингибитора вводится в систему охлаждения в виде концентрированного раствора: 1 л на 4 ... 5 л воды с температурой40…50⁰С. Раствор тщательно перемешиваетсясцелью достижения однородной эмульсии светло-коричневого цвета. Ввод эмульсии в систему рекомендуется через специальный бачок, устанавливаемый на всасывающей стороне циркуляционного насоса, или через трубку вакуумметра. Раствор можно вводить в расширительную цистерну. При этом система должна быть заполнена до рабочего объема. Для тщательного перемешивания эмульсии необходимо на 1 ч включить циркуляционный насос или на 30 мин запустить двигатель в работу. Рабочая концентрация ингибитора „Экстрол" в охлаждающей воде должна составлять 0,3 ... 0,1 %. При уменьшении концентрации ниже 0,1 % вводится дополнительное количество ингибитора до рабочей концентрации 0,2 %:

А=(0,2-К)V/100, (7.2.1)

где А - количество добавляемого ингибитора, л; К-- концентрация ингибитора в системе, %; V- вместимость системы охлаждения, л.

Концентрация ингибитора в системе охлаждения контролируется не реже 1 раза в 5 дней методом сравнения с эталонами. Эталоны готовят и выдают на суда теплохимические лаборатории, обслуживающие судовладельцев. Помимо этого, ежедневно через смотровые стекла производится визуальная оценка эмульсии, которая должна быть однородной без видимых следов расслоения. Общая жесткость и содержание хлоридов в охлаждающей воде определяются не реже 1 раза в 10 ... 15 дней.

Показатели охлаждающей воды определяются с помощью лабораторииСКЛАВ-1. Предельными показателями, требующими замены охлаждающей воды, являются: общая жесткость - более 2,0 мг-экв/л; содержание хлоридов по хлор-иону - более 200 мг/л. Для ряда двигателей предельные показатели могут быть более жесткими. Конкретные показатели устанавливаются теплотехнической службой судовладельца и вносятся в «Журнал контроля качества воды циркуляционной системы охлаждения двигателей».

Ингибитор «Экстрол» допускается к применению в системах охлаждения двигателей, заводами-изготовителями которых рекомендованы эмульсионные присадки к охлаждающей воде. Ингибитор «Экстрол» относится к малотоксичным соединениям, оказывает умеренное раздражающее действие на кожу и слабое на слизистую оболочку глаза. При попадании ингибитора на кожу следует промыть ее горячей водой с мылом (при частом попадании может вызвать раздражение).

Нитрит-боратные присадки проявляют ингибирующие свойства при низких дозировках составляющих компонентов, не образуют шлама, позволяют создать безнакипный режим, обеспечивают защитную реакцию среды и стабильное значение водородного показателя рН.

В состав отечественной нитрит-тетраборатной присадки входят: тетраборат натрия (бура техническая) по ГОСТ 8429-77, дозируется из расчета 1 ... 2 кг на 1 т воды; нитрит натрия (технический) по ГОСТ 19906-74, дозируется из расчета 1 ... 2,5 кг на 1 т воды.

Нитратно-щелочные присадки бывают двух- и четырехкомпонентные.

Двухкомпонентные присадки применяются для защиты от коррозии систем охлаждения из черных металлов путем поддержания рН на уровне 9 ... 10 и введения в охлаждающую воду силиката натрия (300... 600 мг/л)и нитрита натрия (1000 ... 1500 мг/л). В дизелях с охлаждаемыми поверхностями из алюминиевых сплавов и свинцово-оловянистого припоя рекомендуется четырехкомпонентная присадка, состоящая из нитрита натрия (1000 ... 1200 мг/л), силиката натрия (450 ... 600мг/л), буры или тетраборнокислого натрия (800 ... 1000 мг/л) и ингибитора коррозии цветных сплавов бензотриазола (200 ... 300 мг/л), при поддержании рН в воде в пределах 8,5 ...9,5.

Получила распространение присадка на основе нитрита натрия (сухого или 28 %-ного водного раствора) и одного из щелочных препаратов (тринатрийфосфата, противонакипина МФ, кальцинированной или каустической соды) при поддержании рН в пределах 8 ... 11, при этом щелочное число должно быть 10…100 мг/л, а содержание хлоридов до 50 мг/л.

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/дм3
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. Волно