故障與技術(shù)檢查

康明斯防凍冷卻液的冰點(diǎn)和濃度檢測標準

 

摘要：冷卻液主要功能為保護柴油發(fā)電機正常良好運行，在柴油發(fā)電機水箱內循環(huán)，起到防凍、防沸、防銹、防腐蝕等效果。其中防凍冷卻液是有防凍功能的冷卻液，防凍液可以防止寒冷季節時(shí)冷卻液結冰而脹裂散熱器和凍壞柴油發(fā)電機氣缸體。冷卻液由水、防凍劑、添加劑三部分組成，按防凍劑成分不同可分為酒精型、甘油型、乙二醇型等類(lèi)型的冷卻液。 

一、防凍冷卻液的功能

 

1、防凍功能

      水的冰點(diǎn)是0℃，防凍冷卻液的冰點(diǎn)可達-25～-60℃。在寒冷冬季時(shí)，能夠防止冷卻液結冰而脹裂散熱器和凍壞發(fā)動(dòng)機汽缸體，同時(shí)亦保證隨時(shí)可以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機。

2、防沸功能

      防凍冷卻液的沸點(diǎn)比水高。沸點(diǎn)是指液體沸騰時(shí)的溫度。在標準大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，而防凍冷卻液的沸點(diǎn)要高于106℃，可有效地防止發(fā)動(dòng)機的“開(kāi)鍋”現象。

3、防腐蝕功能

      由于發(fā)動(dòng)機的冷卻系統中包括鋼、鋁合金、鑄鐵、銅及水箱焊接時(shí)用的焊錫等幾種金屬，缸體和缸蓋一般有鑄鋁或鑄鐵制成，水箱主要由紫銅及黃銅制成，防凍冷卻液長(cháng)期與這些金屬相接觸，必須能夠對所有這些金屬進(jìn)行保護，使用去離子水及適當的添加劑能防止各種腐蝕的出現。

4、防止水垢的生成

       水垢是在冷卻系統內表面上附著(zhù)有不溶性鹽類(lèi)或氧化物晶體所致。產(chǎn)生水垢的主要物質(zhì)是硫酸鈣、碳酸鈣、碳酸鎂等，優(yōu)質(zhì)的防凍冷卻液采用蒸餾水制造，并加有防垢添加劑，不但不生水垢還具有除垢功能。當然，如果你的水箱水垢很厚，最好還是先用水箱清洗劑徹底清洗后再添加防凍冷卻液。

 

二、冷卻液檢測項目

 

      常用的冷卻液是以乙二醇為基礎的冷卻液，隨著(zhù)發(fā)電機組使用時(shí)間的延長(cháng)，乙二醇會(huì )逐漸被氧化衰變，防腐劑不斷被消耗掉，當冷卻液質(zhì)量下降到一定程度后，冷卻系統就會(huì )出現腐蝕或達不到防凍要求。因此，為了保證防凍液質(zhì)量，應對冷卻液進(jìn)行定期定項的檢測，其檢測時(shí)間可結合每年換季維護進(jìn)行，具體檢測方法如下：

1、外觀(guān)檢查

      觀(guān)察冷卻液的外觀(guān)，辨別其氣味，進(jìn)行直觀(guān)判別，冷卻液應透明，無(wú)異味，無(wú)沉淀。如發(fā)現外觀(guān)渾濁，氣味異常，有懸浮物時(shí)，說(shuō)明冷卻液已經(jīng)變質(zhì)，應立即停止使用并更換。下列為康明斯公司推薦使用的冷卻液：

（1）預混型：

      50%軟化水/50%防凍液混合，如圖1實(shí)物圖中綠標白色塑料桶。

      防凍液一乙烯乙二醇或丙烯乙二醇防凍液濃度：40%~68%

（2）DCA4

      濃度：每U.S.加侖冷卻液中1.2~3個(gè)單元或每升冷卻液中0.32~0.79個(gè)單元，實(shí)物圖如圖2所示。

 

圖1 弗列加預混型冷卻液

圖2 弗列加DCA4防銹水

 

2、冰點(diǎn)測試

      冰點(diǎn)測試是對冷卻液能否在寒冷天氣里使用的一種防凍性能測試，采用冰點(diǎn)測試儀，能快速檢測出冷卻液的結晶冰點(diǎn)。如圖3所示。

      適用機型：康明斯系列柴油發(fā)動(dòng)機

● 使用康明斯濾清系統折射儀（零件號為CC-2800，如圖4）檢查防凍液濃度。

● 檢查防凍液濃度。

      使用50%水和50%乙二醇基防凍液的混合液，能夠保證發(fā)動(dòng)機全年都在-37°C[-34°F]的溫度下運轉。

● 防凍液在任何氣候條件下都很重要。

      通過(guò)降低冷卻液冰點(diǎn)并提高其沸點(diǎn)，防凍液拓寬了發(fā)動(dòng)機的工作溫度范圍。

● 防腐劑還可以防止冷卻系統部件腐蝕，從而延長(cháng)部件的使用壽命。

 

圖3  防凍液檢測讀數示意圖

圖4  防凍液冰點(diǎn)檢測儀結構圖

 

3、PH值檢測

      PH值是表示溶液酸堿度的指標。金屬在酸性溶液中受腐蝕損壞比較快，使用中的冷卻液在高溫和攪動(dòng)下不斷氧化，生成酸性物質(zhì)，消耗部分防腐蝕劑使PH值下降，溶液逐漸呈酸性，為了防止這種腐蝕的產(chǎn)生，冷卻液中加入的添加劑均為堿性物質(zhì)，以保證冷卻液的pH值在7.5~11之間，其檢測可采用pH計或pH試紙檢測法對冷卻液的pH值進(jìn)行現場(chǎng)測試。當pH值小于7時(shí)，應更換冷卻液。

（1）測試步驟

① 取樣：從水箱取一杯冷卻液(10℃～50℃)；

② 用滴管滴液分別A、B、C測試片上，一秒后甩掉多余液體。

③ 45秒后用測試片與比色板比色。比色在75秒內完成。

（2）根據檢測結果對冷卻系統作如下維護

① DCA4不足時(shí)，更換水濾器并加液體DCA4；

② DCA4適中時(shí)，更換 (水濾器)；

③ DCA4過(guò)量時(shí) ，不作維護，但下次維護時(shí)再測濃度。

④ 防凍液濃度推薦50%,否則進(jìn)行處理。

4、儲備堿度的檢測

      儲備堿度是指存在于冷卻液中堿性防凍液的含量。儲備堿度高，則說(shuō)明防腐劑含量充足。防腐添加劑吸附在金屬表面，抑制電化學(xué)腐蝕及中和氧化過(guò)程中生成的對金屬有化學(xué)腐蝕作用的酸性物質(zhì)。對儲備堿度進(jìn)行檢測，是衡量防凍液防腐性能的重要指標，儲備堿度的測試可用美國ASTMD1121方法，此方法采用典韋滴儀進(jìn)行自動(dòng)滴定，即可得出所測冷卻液的存儲堿度。冷卻液儲備堿度標準值應不小于10，優(yōu)質(zhì)冷卻液的儲備堿度一般在17.5左右。

 （1）“儲備堿度”概念存在局限性，對于全有機型發(fā)動(dòng)機冷卻液可能失去實(shí)際意義。

（2）使用10 mL鹽酸模擬乙二醇水溶液的酸化過(guò)程，發(fā)動(dòng)機冷卻液pH值最小為2～3。

（3）儲備堿度與β-pH曲線(xiàn)相結合，可以更全面的表征發(fā)動(dòng)機冷卻液緩沖能力，通過(guò)對比緩沖范圍與金屬鈍化態(tài)pH值范圍可以對金屬腐蝕傾向進(jìn)行預判。

（4）全有機型發(fā)動(dòng)機冷卻液使用過(guò)程中，需要嚴格控制發(fā)動(dòng)機冷卻系統密封性。出現發(fā)動(dòng)機冷卻液泄露時(shí)，不能添加蒸餾水，要整體更換發(fā)動(dòng)機冷卻液。

（5）混合型發(fā)動(dòng)機冷卻液使用過(guò)程中，如遇到發(fā)動(dòng)機冷卻液泄露或蒸發(fā)，可以采用補加蒸餾水的方式暫時(shí)解決，但當發(fā)動(dòng)機冷卻液pH值超過(guò)其緩沖范圍時(shí)，應及時(shí)更換。

（6）大部分國外主流品牌發(fā)動(dòng)機冷卻液儲備堿度較低，沒(méi)有緩沖范圍，終點(diǎn)pH值在4～5之間，β-pH曲線(xiàn)類(lèi)似于全有機型發(fā)動(dòng)機冷卻液。

（7）大部分國內主流品牌發(fā)動(dòng)機冷卻液儲備堿度較高，緩沖范圍在7～9之間，終點(diǎn)pH值為3～5，β-pH曲線(xiàn)類(lèi)似于混合型發(fā)動(dòng)機冷卻液。

 

圖5 柴油機冷卻液PH值曲線(xiàn)圖

圖6 柴油機冷卻液滴定值曲線(xiàn)圖

  

三、冷卻液檢測標準

 

      隨著(zhù)長(cháng)壽命發(fā)動(dòng)機冷卻液的推出，發(fā)動(dòng)機冷卻液的金屬腐蝕性和長(cháng)期性能穩定性受到更多關(guān)注?，F行的發(fā)動(dòng)機冷卻液實(shí)驗室評定方法（參照GB 29743技術(shù)要求和試驗方法）中，通常采用玻璃器皿腐蝕和儲備堿度對發(fā)動(dòng)機冷卻液的長(cháng)壽命進(jìn)行評價(jià)。這些其實(shí)遠遠不夠檢測出冷卻液的良好性能，應遵從下列試驗方法對冷卻液進(jìn)行全面檢測。

● GB/T 22226-2008發(fā)動(dòng)機冷卻液沸點(diǎn)測定

● GB 29743-2013機動(dòng)車(chē)發(fā)動(dòng)機冷卻液

● JT/T 1230-2018機動(dòng)車(chē)發(fā)動(dòng)機冷卻液無(wú)機陰離子測定

● NB/SH/T 0521-2010乙二醇型和丙二醇型發(fā)動(dòng)機冷卻液

● NB/SH/T 0828-2010發(fā)動(dòng)機冷卻液中硅與其它元素含量的測定

● SH/T 0065-1991發(fā)動(dòng)機冷卻液或防銹劑試驗樣品的取樣及其水溶液的配制

● SH/T 0066-2002發(fā)動(dòng)機冷卻液泡沫傾向測定

● SH/T 0067-1991發(fā)動(dòng)機冷卻液和防銹劑灰分含量測定

● SH/T 0068-2002發(fā)動(dòng)機冷卻液及其濃縮液密度或相對密度測定

● SH/T 0069-1991發(fā)動(dòng)機防凍劑,防銹劑和冷卻液PH值測定

● SH/T 0085-1991發(fā)動(dòng)機冷卻液腐蝕測定

● SH/T 0086-1991發(fā)動(dòng)機冷卻液的濃縮液中水含量測定

● SH/T 0087-1991發(fā)動(dòng)機冷卻液鋁泵氣穴腐蝕特性試驗

● SH/T 0088-1991發(fā)動(dòng)機冷卻液模擬使用腐蝕測定

● SH/T 0089-1991發(fā)動(dòng)機冷卻液沸點(diǎn)測定

● SH/T 0090-1991發(fā)動(dòng)機冷卻液冰點(diǎn)測定

● SH/T 0091-1991發(fā)動(dòng)機冷卻液和防銹劑儲備堿度測定

● SH/T 0620-1995發(fā)動(dòng)機冷卻液對傳熱狀態(tài)下的鑄鋁合金腐蝕測定

● SH/T 0621-1995發(fā)動(dòng)機冷卻液氯含量測定

● TB/T 1750-2006內燃機車(chē)用冷卻液

● TB/T 2059.1-2006內燃機車(chē)冷卻液分析方法 第1部分：十水合四硼酸二鈉的測定

● TB/T 2059.7-2006內燃機車(chē)冷卻液分析方法 第7部分：鈣、鎂離子總量的測定

● TB/T 2059.6-2006內燃機車(chē)冷卻液分析方法 第6部分：氯離子的測定

● TB/T 2059.5-2006內燃機車(chē)冷卻液分析方法 第5部分：電導率的測定

● TB/T 2059.4-2006內燃機車(chē)冷卻液分析方法 第4部分：苯駢三氮唑的測定

● TB/T 2059.3-2006內燃機車(chē)冷卻液分析方法 第3部分：亞硝酸鈉的測定 

 

總結：

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