Образование накипи в системе охлаждения двигателя

В настоящее время единой твердо установленной теории образования накипи еще нет. Накипь может отлагаться на стенках емкости, в которой она находится и нагревается, и может образовываться в самой массе воды.

Образование первичных кристаллов - зародышей твердой фазы может происходить на стенке раньше, чем во всей массе воды будет достигнуто пересыщение, необходимое для выделения осадка. Это явление наблюдается при образовании и росте пузырьков газа и пара на стенке емкости, в которой вода нагревается [14]. При отрыве пузырька на стенке образуется тончайший слой отложений. Когда пузырек оторвется, на стенке остается некоторое количество микроскопически мелких кристаллов, которые становятся центрами кристаллизации. Если стенка шероховатая, то пузырьки на ней легко задерживаются, что способствует более интенсивному образованию накипи. Наблюдения показывают, что на гладкой стенке отложений накипи обычно меньше, чем на шероховатой. Если вода циркулирует к тому же еще с достаточно большой скоростью, то пузырьки не могут удерживаться на поверхности, легко отрываются, а накипь откладывается в меньшем количестве.

При нагревании воды происходит разложение бикарбонатов кальция и магния, сопровождающееся выделением углекислого газа, кислорода и азота, растворенных в ней. Если в воде имеются твердые взмученные частицы, то пузырьки газов могут задерживаться на них и образование зародышей кристаллов может происходить также на поверхности этих частиц. В этом случае накипь образуется в виде шлама. Таким образом, наличие твердых взмученных частиц в воде способствует выделению накипеобразователей в виде шлама.

Накипь, образующуюся при нагревании воды, называют первичной. Она может образовываться или в виде слоя на стенках емкости или в виде шлама, взмученного в воде. Образованию первичной накипи в виде шлама способствуют следующие причины: наличие в воде А взмученных тонкодисперсных частиц; интенсивная циркуляция воды; быстрый нагрев воды; солевой состав воды.

В системе охлаждения автомобильного двигателя - температура воды обычно не превышает 80° С. В этих условиях при отсутствии кипения воды карбонатная накипь откладывается в виде плотных кристаллических отложений (а при кипении воды накипь откладывается в виде губчатой массы). Образование плотного слоя накипи во всех случаях является нежелательным, так как плотно приставшая накипь трудно снимается со стенок и требует специальных приемов и установок для промывания системы охлаждения двигателей.

Образование накипи в виде шлама в двигателях можно считать явлением положительным, так как такая накипь легко может быть удалена из системы охлаждения при сливе воды. Вместе с этим наличие в воде взмученного шлама является и отрицательным явлением по следующим причинам. Шлам, циркулируя в системе охлаждения вместе с водой, может скапливаться в местах, где скорость движения воды малая и где имеется перепад температуры. Соприкасаясь с пересыщенным раствором накипеобразователей, эти отложения шлама могут постепенно превращаться в плотную вторичную накипь. Такая цементация шлама является очень нежелательной. В системе охлаждения двигателя эта вторичная накипь закрывает проходы в блоке цилиндров, скапливается в нижней части радиатора, забивает его трубки. В результате накипь в системе охлаждения откладывается очень неравномерно.

В системе охлаждения автомобильного двигателя происходит образование плотной накипи и шлама (рис. 1).

Рис. 1. Типичные места образования накипи в двигателе: 1 - плотная накипь; 2 - шлам

Вторичная накипь особенно легко образуется в полости, замыкающей последний цилиндр, где скорость протекания воды мала. Помимо этого, накипь легко откладывается в нижней части радиатора и его трубках, очевидно, в результате уменьшения скорости движения воды и перепада температуры. В образовании отложений вторичной накипи, помимо солей, выделяющихся из воды при ее нагревании, принимают участие также и продукты коррозии внутренней части системы охлаждения и взмученные дисперсные частицы, находящиеся в воде. Анализы образцов накипи, взятой из блоков цилиндров и радиаторов, показывают обычно значительное содержание окиси железа (24-26%).