Виды накипи

Вода различных источников отличается солевым составом, количеством, составом и степенью дисперсности механических примесей. Условия эксплуатации двигателей также различны. Все это приводит к образованию накипи различной как по своему химическому составу, так и по физическому состоянию. Свойства различных видов накипи значительно отличаются друг от друга. В зависимости от преобладания того или иного компонента различают накипь: карбонатную, сульфатную (гипсовую), сульфатно-силикатную и смешанную. Примерный средний состав этих видов накипи представлен в табл. 1.

Таблица 1. Средний состав различных видов накипи

Карбонатная накипь. В составе этой накипи преобладает карбонат кальция СаСО₃. Этот вид накипи наиболее характерен для поверхностных вод. Карбонатная накипь обычно имеет плотность в среднем 2,37-103 ^кг/_м³ (2,37 ^г/_см³) и низкую теплопроводность (см. табл. 2). Теплопроводность меняется в зависимости от пористости накипи. При медленном нагревании воды образуются мелкие кристаллы карбоната кальция, который при этом образует плотный слой накипи. Более быстрый нагрев способствует росту крупных кристаллов, образующих рыхлую накипь или шлам. Исходя из этого желательно, чтобы двигатель при пуске прогревался возможно быстрее, для чего в системе охлаждения двигателя необходимо наличие исправного термостата. Отсутствие последнего удлиняет срок прогрева двигателя, способствует отложению более плотной накипи и к тому же увеличивает износ двигателя. Вместе с этим нельзя не отметить, что интенсивная циркуляция воды в системе охлаждения также способствует образованию рыхлой накипи в виде шлама.

Разложение бикарбонатов кальция и магния начинается примерно при 70° С, а для полного разложения их требуется кипячение воды в течение 10 мин. Следует отметить, что кинетика разложения карбонатной накипи в условиях работы автомобильного двигателя почти не изучена. В системе охлаждения двигателя температура воды редко повышается до 100° С, а при более низкой температуре время разложения бикарбонатов заметно увеличивается. Это обстоятельство в свою очередь способствует цементации шлама в местах его отложения и образованию вторичной накипи.

Сульфатная накипь. Если в воде имеется значительное количество сульфата кальция (гипса), растворенного в ней, то накипь, образующуюся при этом называют сульфатной. Эта накипь имеет плотность 2,6*10^3кг/_м³ (2,6 ^г/_см³). Теплопроводность сульфатной накипи меньше карбонатной в 2-3 раза (см. табл. 2). Если в системе охлаждения двигателя отложения сульфатной накипи незначительны, то они состоят преимущественно из двуводного гидрата CaSО₄*2H₂О. Если толщина накипи увеличивается, то слой ее, прилегающий к стенкам, может нагреваться выше 100° С и гипс превращается в полуводный гидрат CaSО₄*¹/₂H₂O. Значительные количества сульфата кальция придают накипи твердость и затрудняют снятие ее пр,и промывании системы охлаждения ингибированной соляной кислотой. Сульфат кальция и его гидраты имеют отрицательный коэффициент растворимости, т. е. с повышением температуры их растворимость уменьшается. Таким образом, повышение температуры способствует выделению сульфата кальция из воды.

Силикатная, сульфатно-силикатная и смешанная накипи. Если вода содержит в своем составе растворимые соли кремниевой кислоты или кремниевую кислоту в коллоидном состоянии, то образующаяся накипь может содержать 25% и более кремнезема БЮг. Такую накипь называют силикатной. Как правило, поверхностные воды (воды рек, озер, водохранилищ) содержат кремнезема меньше, чем грунтовые. Содержание кремнезема в поверхностных водах не превышает 60 мг/л, но с повышением щелочности воды количество его возрастает до 200-300 мг/л.

Силикатная накипь может также содержать значительные количества гипса и потому ее называют сульфатно-силикатной. Такого вида накипь образуется в паровых котлах, в наиболее нагретых его частях. В двигателях внутреннего сгорания нет таких мест с высоким перепадом температуры и потому образование этого вида накипи не является характерным. Силикатная накипь отличается очень низкой теплопроводностью (см. табл. 2).

Смешанная накипь по своим свойствам занимает промежуточное положение между карбонатной и сульфатной.