Типы коррозии металлов в охлаждающей воде

ТИПЫ КОРРОЗИИ И МЕРЫ ПО ЕЕ ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ

Для предотвращения накипеобразования желательно применение дистиллированной воды, которая, однако, сама является агрессивной. Кроме того, в системе действуют и другие коррозионные механизмы.

КИСЛОРОДНАЯ КОРРОЗИЯ

Растворенный кислород является первичной причиной коррозии, он также принимает участие практически во всех процессах коррозии.

Несмотря на то, что в системе предусматриваются устройства для вывода воздуха, охлаждающая вода не является деаэрированной. Обычно она содержит гораздо больше растворенного кислорода, чем котельная питательная вода. Охлаждающая вода, открытая для контакта с воздухом в расширительной цистерне содержит 20% (200 000 ppm) кислорода.

Количество кислорода, которое содержится в воде, зависит от температуры воды, так как в холодной воде растворяется больше кислорода, чем в горячей воде. Кислород вносится в систему с добавочной водой и с подсосами в уплотнениях и других точках механической системы.

КАВИТАЦИЯ

Из-за вибрации двигателя и пульсации потока воды, металлические части систем охлаждения могут повреждаться из-за кавитационной коррозии/эрозии. Кавитационные повреждения появляются в виде неглубоких язв или раковин на поверхности металла, в отличие от кислородной коррозии, которая вызывается как механическими, так и химическими воздействиями.

Высокочастотная вибрация, высокие скорости потока или изменения температуры, которые вызывают уменьшение давления воды до давления парообразования, могут привести к кавитации/эрозии.

В этих зонах низкого давления пузырьки пара образуются на металлической поверхности. При возвращении давления к нормальному значению, пузырек пара разрушается, ударяя по металлу с большой силой (сотни кгс/см2). При этом происходит разрушение защитной пленки, что приводит к развитию процессов коррозии. Это воздействие носит циклический характер, что вызывает эрозию поверхности металла.

КИСЛОТНАЯ КОРРОЗИЯ

Кислотная коррозия возникает при низких уровнях рН воды. Некоторые минеральные вещества и газы при растворении в воде образуют кислоты, которые понижают уровень рН и вызывают коррозию. При этом не только кислая среда приводит к увеличению скорости коррозии, но и происходит нарушение среды, в которой эффективны современные ингибиторы коррозии охлаждающей воды.

ХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ВОДЫ

Ингибиторы представляют собой химические вещества, которые защищают металлы созданием барьера между водой и металлом либо за счет взаимодействия с поверхностью металла и образованием тонкой защитной или пассивирующей пленки, которая делает находящийся под ней металл более стойким по отношению к коррозии.

Растворимое масло представляет собой ингибитор такого типа, который удовлетворительно работает до точки разложения, следствием которого может иметь место образование отложений. Другие ингибиторы барьерного типа, такие как силикаты, которые хорошо работают при средних температурах, ухудшают процесс теплопередачи, и не пригодны для применения в системах охлаждения двигателей.

Большинство защитных пленок настолько тонки, что их трудно увидеть, и они не препятствуют процессу теплопередачи. Они образуются в результате химического взаимодействия ингибитора и поверхности металла и прочно удерживаются на поверхности. Пленка может быть повреждена или смыта потоком воды. Однако содержание ингибитора поддерживается в воде таким образом, что если защитная пленка повреждается каким-либо образом, то она быстро восстанавливается.

Современные препараты обычно представляют собой нитритно-боратно-органическую смесь. Нитриты представляют собой ингибиторы, образующие пленки. В системах охлаждения нитриты главным образом защищают от коррозии металлы на основе железа. Другие ингибиторы, включенные в состав смеси, предназначены для защиты от коррозии других металлов. Бораты включаются для поддержания уровня рН для создания условий для протекания реакции нитритов.

Там, где известно, что имеет место эрозия, считается доказанным, что введение большой дозы ингибитора уменьшают эрозию.

Существуют препараты для среднеоборотных и высокооборотных дизелей, в которых объединены нитритно-боратно-органические ингибиторы и полимерные ингибиторы, препятствующие образованию накипи.

Раньше в качестве основного ингибитора использовался хромат, однако он потерял привлекательность из-за опасности загрязнения окружающей среды, а также токсичности. Хромат используется до настоящего времени в рассольных холодильных установках, в которых другие ингибиторы не так эффективны.

В системах, где требуются антифризы на базе гликоля, следует использовать обработку нитритно-боратными препаратами, т.к. они совместимы с гликолем. Не следует использовать хромат в сочетании с гликолем, из-за реакции, при которой выпадает осадок по консистенции напоминающий творог.