Файл: Эксплуатация корабельных двигателей внутреннего сгорания лекции..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 117
Скачиваний: 0
давления, наступает мгновенное: захлопывание (разрушение)
пузырьков пара. При захлопывании каверн возникает имцульс
давления, достигающий II 000 кгс/см [3]. Такое давление вызывает деформацию кристаллической решетки, повышение
температуры и разрушение материала. Кавитационная эрозия
всегда сопровождается электрохимической коррозией.
Вибрация деталей, ошваемых водой, определяется пе
риодически возникающими вспышками топлива в цилиндре дизеля, т. е. рабочим процессом и ударными нагрузками при перекладке поршня в верхней мертвой точке. Наиболь
шее поражение втулки от кавитационной эрозии наблюдается
в плоскости, перпендикулярной оси коленчатого вала в том месте втулки, где вибрация наибольшая.
Интенсивность коррозии и кавитационной эрозии зависит
от наличия в воде растворенных солей и кислорода. Наличие солей и кислорода ускоряет процесс коррозии и кавитацион
ной эрозии.
Для уменьшения коррозии и кавитационной эрозии применяются следующие меры:
- уменьшается уровень вибраций втулки и блока ци
линдров, для чего увеличивается толщина стенок втулки
и ее общая жесткость, уменьшается зазор между поршнем и втулкой, снижается жесткость работы дизеля;
-применяется дистиллированная или пресная вода
сограниченным содержанием примесей;
-в охлаждающую воду добавляются специальные анти коррозионные присадки, образующие на поверхности деталей защитную пленку;
-втулка и блок цилиндров покрываются специальными
антикоррозионными покрытиями: цинком, кадмием, специаль
ными смолами и лаками;
-повышается температура и давление в системе ох
лаждения дизеля.
Зависимость кавитационного разрушения втулок цилинд
254
ров Д&То от температуры охлаждающей воды представлена на рис. 8.14.
Рис. 8.14. Зависимость кавитационного разру шения поверхности втулок цилиндров от tWa [3]•
§ 6. Требования, предъявляемые к охлаждающей воде. Антикоррозионные присадки
Природная вода в отличие от химически чистой воды всегда представляет собой раствор сложного состава. В воде содержатся растворимые в ней соли и газы. Газы нахо дятся в виде растворенных молекул 0 21М й.Химические ве щества находятся в виде ионов простого (Ca,Mg,N<x,£i")
и сложного (УМц , 50^ ,НС03) состава» Многие вещества
могут находиться в коллоидном состоянии.
Наличие большого количества примесей делает воду мало пригодной для технических целей, в том числе и для охлаждения дизеля, п о э т о м у перед применением вода под вергается специальной обработке (водоподготовке). Предва рительная обработка воды заключается в том, чтобы очи
стить ее от механических примесей, удалить растворенные соли и кислород и ввести специальные присадки, нейтрали
зующие отдельные вредные свойства воды. Для этой цели
вода кипятится, производится ее перегонка или обработка
255
специальными химическими реагентами и веществами. Если
вода применяется как охлаждающая жидкость в замкнутой
системе охлаждения дизеля, то она не должна содержать примесей, которые образуют накипь на нагретых деталях
или вызывают интенсивную электрохимическую коррозию.
Как показали эксперименты, для охлаждения дизеля наи более приемлемой будет глубоко обессоленная и обескисло
роженная вода высокой очистки. Однако получение такой
воды и поддержание ее стабильного качества требуют слож ных установок, что ' бывает не всегда целесообразно в
корабельных условиях. Поэтому для систем охлаждения при
меняется пресная или дистиллированная вода, имеющая ог
раниченное содержание примесей.
Технические условия на качество охлаждающей воды
определяются следующими показателями:
-общая жесткость (ионы Са и Мд* ) в пределах
1,0-2,5 мгс экв/л;
-содержание хлоридов (ионы Cl" ) не более
30-300 мгс/л;
-щелочность - отсутствие (водородный показатель pH =6,54-7,5);
-механические примеси - отсутствие.
Требования к охлаждающей воде ДВС зависят от их кон
структивных особенностей и степени форсировки. Более
жесткие требования предъявляются к воде для быстроходных
форсированных двигателей.
Жесткость воды характеризуется количеством раствори мых в ней солей Са и Мд и отчасти Fe. Они являются ос
новными солями, образующими накипь. Различают общую, временную и постоянную жесткость воды. Временная жест кость зависит от содержания бикарбонатов кальция Са(НС03)г
и магния Мд(,НС05)г ,она устраняется кипячением. |
|
Постоянная жесткость обуславливается сульфатами, |
|
хлоридамд и силикатами этих же элементов: CaSQ^ |
^ |
CaSLO, .Mg$0M , MCl2 , MqSiO,. |
|
256
Общая жесткость есть сумма временной и постоянной жесткости. Жесткость воды выражается в градусах жесткости
1°Н\, Один градус жесткости |{°н| |
соответствует содержанию |
количества солей магния и кальция в одном литре воды, |
|
эквивалентного 10 мгс Са 0 . С |
1952 года за единицу изме |
рения жесткости принятв величина, называемая миллиграммэквивалентом на литр (мгс-экв/л).Один миллиграмм-эквива
лент содержит число граммов вещества, численно равное его
химическому эквиваленту. Один миллиграмм-эквивалент со
держит 20,04мгс/л Со. или 12,36 мгс/л Мд .Между градусом жесткости и миллиграмм-эквивалентом существует следующее соотношение: 1°Н =0,35663 мгс-экв/л; 2,804'°Н = I мгс-экв/л
|
Воде считается мягкой, если она содержит не более |
3 |
мгс-экв/л, средней - 3-6 мгс-экв/л, жесткой - более |
6 |
мгс-экв/л. |
Солесодержание морской воды характеризуется солено стью, которая представляет собой общее количество всех
солей (в граммах),‘полученное при выпаривании I кГ воды. Однако показатель солености не полностью отражает свойст
ва воды, поэтом? в корабельных условиях соленость принято
характеризовать условными градусами по Брандту (°Бр или °Б).Один градус солености воды по Брандту соответствует содержанию 10 мгс MiCL (вместе с на I л воды.
В настоящее время соленость воды характеризуется со держанием хлоридов, которое выражается с мг хлор-ионов (мгс И*) на I л воды.
Щелочность и кислотность воды определяются водородным показателем pH, т. е. отрицательным десятичным логариф
мом от концентрации в воде ионов водорода [H'|,pH=-ig|H'j. Применительно к водным растворам можно сказать, что
ионы Н* являются носителями кислотной функции,а носите лями щелочной (основной) функции являются гидроксильные ионы ОН'. В чистой воде |Н’|=|0Н*|, поэтому она рассматри
вается как нейтральное соединение. В химически чистой во де при температуре 22°С в одном литре диссоциировано
257
1/10 |
000 |
000 = I0~7 молекул. Водородный показатель такой |
|
воды |
pH |
= 7, вода или раствор при |
этом нейтральны. Вели |
раствор имеет кислые свойства, то |
\Ц*|> \0Н'\ , в воде |
||
больше водорода; если раствор имеет щелочные свойства, то
\И*\< \0И’\ , в воде больше ионов ОН* . Но независимо от
соотношения концентраций их произведение в водных раство рах должно оставаться постоянным. Следовательно, для
характеристики кислотности и щелочности раствора нет не
обходимости указывать обе концентрации, достаточно ука зать концентрацию Н*. Если раствор имеет кислые свойства,
то |
, если щелочные свойства, то pH>7 . |
В природ |
ных водах концентрация pH колеблется от 4 до |
9. |
|
Внастоящее время проводятся работы по применению
для охлаждения дизелей воды высокой очистки, т. е. обес соленной и обескислороженной. В такой воде содержание
примесей и кислорода сведено к м и н и м у м у . Обеспечение вы сокой очистки воды осуществляется с помощью специальных
электронноионообменных фильтров, которые включаются в
систему охлаждения дизеля. Установлено, что применение
воды высокой очистки почти полностью устраняет накипь
взарубашечном пространстве, прекращает электрохимиче скую коррозию и кавитационную эрозию.
Вцелях уменьшения электрохимической коррозии, которая
остается значительной в случае использования воды с огра
ниченным содержанием примесей, применяются специальные
антикоррозионные присадки к воде. К такого типа присад кам, которые получили распространение в корабельных двига
телях, относятся:
эмульсор - Е - минеральное масло с кинематической
вязкостью 17-23 сс, при t = 50°С, загущенное нафтеновыми кислотами и мылами; образует на поверхностях деталей за
щитную масляную пленку; добавляется в воду в количестве
1-2$ от веса охлаждающей воды;
реагент ВНИИ НП-117 - водорастворимое масло; обес
печивает при добавлении небольших количеств к охлаждаю-
щей воде образование мелко-дисперсных стабильных эмульсий;
предохраняет детали от коррозии образованием на поверх
ности деталей масляной пленки; добавляется в количестве
1,0-1,5% к весу охлаждающей воды; двухромовокислый калий - КоСд\07 (хромпик); являет
ся сильным окислителем; создает на поверхности детали
защитную окисную пленку; предохраняющую металл от кор розии; обладает также способностью снижать жесткость воды;
добавляется в количестве I,0^1,5% от веса охлаждающей
вода.
§ 7. Основные положения по уходу за системами
охлаждения
Для обеспечения нормальной и длительной работы дизеля система охлаждения дизеля должна быть исправна, охлаждаю щая вода и присадки к ней должны иметь соответствующее
качество.
Перед заполнением система охлаждения должна быть
тщательно промыта водой, которая удовлетворяет техниче ским требованиям. Промывка производится при работе дви гателя на холостом ходу в течение 10-15 мин. После промыв ки вода удаляется.
В систему охлаждения следует заливать технически
чистую воду, конденсат, дистиллированную воду или при
родную пресную воду, которая удовлетворяет требованиям технических условий для данного двигателя. Органы снаб
жения должны иметь данные по сезонным анализам вода. При применении воды, качество которой не отвечает тех
ническим требованиям, ресурс дизеля, установленный заво дом, не гарантируется. В воду должна быть добавлена ан
тикоррозионная присадка.
Приготовление воды с присадкой ВНИИ НП-117 произво дится следующим образом.
259
Система охлаждения дизеля заполняется на 40-60$. При садка порциями по 1,5-2,0 кГ тщательно размешивается в
8-10 л воды, имеющий температуру 40-60°С, и заливается
в систему охлаждения. После внесения всего количества
присадки система заполняется до полного объема. Для луч шего перемешивания присадки производится пуск дизеля и
работа на холостом ходу в течение 10 мин.
После установки дизеля на объекте и через каждые
1500 ч работы производится пассивация, т. е. нанесение
на внутренние поверхности, омываемые водой, с помощью
1$ эмульсии пассивирующей пленки. Пассивация производит ся заправкой системы водой с 1$-ннм содержанием эмульсии
и последующей работой дизеля в течение 5 ч на долевых
режимах. После окончания работы вода сливается и заправ
ляется новая.
Концентрация присадки проверяется через 100-150 ч работы дизеля, но не реже одного раза в месяц. По необ
ходимости концентрация восстанавливается.Если концентра ция присадки неизвестна, то через указанный срок добавля
ется присадка в количестве 0,6$ по весу воды.
Контроль концентрации присадки производится в лабо ратории. Если лаборатории нет, то концентрация присадки определяется по эквивалентам прозрачности, которые должны
быть изготовлены на корабле.
О каждом случае контроля и заправки присадки необхо димо сделать запись в вахтенном машинном журнале.
Смена охлаждающей воды производится через 1000-
1500 ч работы дизеля, но не реже одного раза в год. Приготовление воды с присадкой хромпика производится
следующим образом.
Необходимое количество хромпика растворяется в воде
в отдельной емкости. Раствор тщательно перемешивается и фильтруется. Температура воды при растворении хромпика
должна быть 40-60°С. Перед заправкой хромпика система охлаждения должна быть заполнена, водой на 40-60$, после
260