Охлаждающая вода, так же как топливо и масло, требует обработки и наблюдения, в противном случае на внутренних поверхностях системы охлаждения появляются коррозия, эрозия, кавитация и внутренние отложения, приводящие к увеличению термического сопротивления теплообмену. Качество воды оценивается следующими харак­теристиками.

Общая жесткость — суммарное количество ионов кальция и магния (мг-экв/л), определяется титрованием воды раствором трилона Б в присутствии индикатора (хрома темно-синего). Общая жесткость должна быть 1,5—3,0 кг-экв/л, содержание хлоридов — не более 100 мг/л (солесодержание «стандартной» морс­кой воды — 35 г/л); 1 мг-экв/л = 2,804° dН (немецких градусов солесодержания). Жесткость воды увеличивается на 1° dН, если на 1000 л воды добавить: 40 г сульфата магния (MgSO₄), 40 г нитрата кальция Са(NН₃)₂ и 30 г сульфата кальция — гипса (СаSO₄). Общая жесткость охлаждающей воды должна состав­лять не более 10° dН (1 мг/л СаСO₃ эквивалентен 0,02 мг-экв/л или 0,056° dН).

Рекомендуется применять дистиллят (например, из опреснителя) или пол­ностью обессоленную воду. Эти воды не содержат извести и соли, не вызывают отложения, но они более коррозионно-активны чем нормальная жесткая вода, так как на стенках не может образоваться тонкий известковый слой, обеспечи­вающий антикоррозионную защиту. В связи с этим водяные дистилляты следует подготовлять особо тщательно.

Водородный показатель (pH) характеризует концентрацию водородных ионов и является также показателем агрессивности воды. Его определяют индикатор­ной бумагой, рН-метрами, жидким индикатором или электронным измеритель­ным прибором.

Водородный показатель для воды должен составлять 6,5—8 при 20 °С. Зна­чение 7 является нейтральным между кислым и щелочным состоянием воды. Если водородный показатель лежит ниже указанного значения, то его можно повы­сить прибавлением нитрата натрия NаNO₃ или едкого натрия NаОН. Водород­ный показатель приготовленной охлаждающей воды должен находиться в диапа­зоне 7,5—8,5. Химикаты предварительно растворяются в воде, а затем посте­пенно примешиваются в уравнительной цистерне при работающем дизеле. Обычно очень мягкая вода имеет повышенное содержание угольной кислоты, которая уменьшает водородный показатель. При нагревании воды выше 80 °С угольная кислота выделяется, что повышает водородный показатель.

Содержание хлоридов контролируется следующим образом: хорошо пере­мешать в стеклянном сосуде 350 см⁸ воды с 10 см² 10 %-ного раствора нитрата серебра АgNО₃ и прибавить 5—8 капель 5 %-ного раствора хромата калия К₂СrO₄. Если появится покраснение, содержание хлорида составляет менее 100 мг/л. При слишком высоком содержании хлоридов прибавить хлоридо-сбедненную воду (дистиллированную воду, конденсат), пока не появится покраснение. После этого опять проверить жесткость воды и ее водородный показатель. Содержание хлоридов должно быть не более 100 мг/л (для среднеоборотного дизеля не более 50 мг/л).

Антикоррозионные присадки. Концентрация антикоррозионных присадок устанавливается до 0,5—1 % объема воды в малооборотный дизель. При первом заполнении но­вого дизеля концентрация немного выше (1,5—2 % объема), что обеспечивает образование на стенках полостей достаточной защитной масляной пленки. При первом заполнении и после каждой смены жидкости необходимо проверить кон­центрацию через несколько часов после ввода дизеля в эксплуатацию, так как эмульсия может истощиться образованием на стенках охлаждающих поверхно­стей масляной пленки.

Антикоррозионные присадки следует добавлять не в чистом виде, а в виде концентрированной эмульсии: 1 л масла на 3—5 л воды. Концентрированная эмульсия вводится в систему охлаждения, где обеспечивается хорошее переме­шивание ее с водой, например, через воздушный кран на всасывающей полости насоса.

Стойкость эмульсии зависит от жесткости воды. В слишком жесткой воде масло быстро выделяется из эмульсии и его защитное действие снижается. Наибо­лее стойкая эмульсия получается, если жесткость находится в пределах 8—29 мг СаСО₃ на 1 л воды; при жесткости 29—57 мг рекомендуется смягчать воду, а при жесткости свыше 57 мг смягчение воды обязательно. Чрезмерно мягкая вода (меньше 8 мг СаСО₃ на 1 л воды) способствует вспениванию.

Одной из причин появления термоусталостных трещин в крышках цилиндров и перемычках между клапанами являются отложения на поверхностях охлажде­ния солей компонентов масляных присадок. Они ухудшают отвод теплоты от поверхности металла в охлаждающую среду, в результате чего температура в указанных местах повышается на 50—70 °С и более по сравнению с температу­рой в начальный период работы дизеля.

Присадки на органической основе создают на охлаждаемых поверхностях адсорбционную пленку, защищающую металл от коррозионно-эрозионных раз­рушений, Присадки на масляной основе «Шелл Дромус» и ВНИИНП-117/Д при хонцентрации 1 % и более образуют пленку, толщина которой в течение 500— 1000 и работы дизеля может достигать 0,3—0,5 мм. В ней под действием высокой температуры (выше 170 °С) и в результате каталитического действия металли­ческой поверхности развиваются деструктивные процессы с образованием про­дуктов уплотнения, способствующих возникновению перегревов дизелей, что может привести к отказу или аварии дизеля.

Оценку термостойкости эмульсионных присадок осуществляют методом тер­мографометрического анализа на дериватографе системы «Паулик-Эрдей» (ВНР). Для испытаний отбирается 0,10—0,12 кг присадки и помещается в платиновый тигель с крышкой; затем присадка нагревается со скоростью 10 °С/мин до 500 °С. Время экспозиции 50 мин. В процессе анализа газообразные продукты разло­жения отсасываются. На рис. 7.24 показаны дериватограммы испытанных при­садок ВНИИНП-117/Д, «Шелл Донакс», «Шелл Дромус», Н1, «Ароста», «Эмакс-1». Термостойкость оценивается по температуре, соответствующей максимальной скорости разложения на кривой В путем проектирования ее вершины на кривую Т.

Наибольшую температуру разложения имеет присадка «Эмакс-1» (380 °С), а наи­меньшую — «Ароста» (220 °С).

Защитная масляная пленка при разрушении вновь не растворяется в воде, а накапливается на поверхности воды в расширительной цистерне. Причинами разрушения пленки могут быть: добавление в систему слишком жесткой воды, наличие тонкой пленки накипи или шлама на поверхности охлаждения до при­менения масла, естественное разрушение пленки из-за давности ее образования. При высокой концентрации эмульсии масло может скапливаться в расшири­тельной цистерне, но это не свидетельствует о разрушении пленки.

Для проверки концентрации антикоррозионной присадки необходимы опре­делитель эмульсии, небольшой сосуд для взятия пробы воды (рис. 7.25) и кон­центрированная соляная кислота.

Пробу охлаждаю­щей воды берут только из хорошо протекаемого тру­бопровода после небольшого продувания (нельзя брать пробу из уравнительного бака). Порядок проведения анализа следующий:

—           влить воду (100 см³) через ватный тампон в определитель эмульсии;

—           долить концентрированную соляную кислоту до отметки В;

—           закрыть определитель эмульсии стеклянной пробкой и хорошо взболтать (подогрев в теплой воде ускоряет отделение воды от масла);

—           поставить определитель эмульсии и, если раз­деленные жидкости становятся ясными, определить по шкале объемную долю масла в процентах;

—           содержание определителя эмульсии вылить, хорошо промыть его и просушить.

Частое дополнение антикоррозионной присадки, большое количество выделенного в уравнительном баке масла и малая стабильность эмульсии являются сигналом необходимой очистки циркуляционной си­стемы охлаждения.

Защитное действие химических присадок в охлаждающей воде обеспечивается только в случае, если их концентрация поддерживается точно в соот­ветствии с инструкциями изготовителя. При откло­нениях (выше или ниже) может появиться усилен­ная коррозия омываемых водой деталей. Это требует проверки концентрации в указанные заводами про­межутки времени с учетом соответствующих ин­струкций.

На судовых дизелях широко применяют следующие масляные присадки к пресной воде систем охлаждения (в скобках фирма-изготовитель): «Энергол СВ4» (вспомогательного дизеля), «Солюблойл Ц» («Ексако»), «Дикул-1» («Кастрол»), «Кутвел-40» («Эссо»), «Гульфакт-51А» («Гулф»), «Сольфак-2», «Сольфак-1535», «Мобил дизел гидротон» (соль хромовой кислоты) («Мобил Ойл»), «Шелл Дромус», «Шелл До-накс» («Шелл»), «Нораст» (СЕКА СА), «Ароста» («Визура»). Из отечественных присадок можно назвать: ИНК-8, ВНИИНП-117, хроматную, хроматно-нитритную. В последнее время появились новые присадки, такие как Н1 (ПНР), оте­чественные ВНИИНП-117/Д и «Экстрол».

Зарубежные фирмы предлагают 1—2 %-ные концентрации присадок с ви­зуальным контролем их содержания. Проверка концентрации в лабораторных условиях производится методом разложения концентрированной серной кислотой.

В случае отсутствия присадок черные металлы, входящие в систему охлаж­дения, интенсивно корродируют даже при охлаждении чистым конденсатом (или дистиллятом). При использовании присадок продукты коррозии вымываются (тем интенсивнее, чем выше концентрации присадки) и забивают (зашламляют) охладители. Повышенная концентрация присадки приводит к отложениям на горячих поверхностях крышек и втулок цилиндров, местным перегревам и термо­
усталостным трещинам. Отсюда вытекает необходимость промывки системы

охлаждения дизельной установки рабочей эмульсией со сливом через 25—50 ч работы. Начальная концентрация присадки в системе охлаждения среднеоборотного дизеля не долж­на превышать 0,20—0,25 %, а конечная концентрация может достигать 0,02 %.