موتورهای آب خنک دریایی به دلیل شرایط سخت محیطی و عملیاتی در معرض خطراتی همچون خوردگی، زنگ‌زدگی، رسوب‌گذاری و تجزیه شیمیایی قرار دارند. استفاده از مواد ضد خوردگی و ضد رسوب، به عنوان یک راه حل مؤثر برای محافظت از این موتورها، امری حیاتی است. این مواد به صورت افزودنی به سیستم‌های خنک‌کننده اضافه می‌شوند تا از تخریب قطعات فلزی و سیستم‌های داخلی موتور جلوگیری کنند. در این مقاله به بررسی نحوه عملکرد و مکانیزم‌های حفاظت از سیستم خنک کننده موتور توسط مواد ضد خوردگی و ضد رسوب در موتورهای آب خنک دریایی می‌پردازیم.
مواد ضد خوردگی و ضد رسوب: تعاریف و اهمیت
مواد ضد خوردگی و ضد رسوب (Inhibitors) مواد شیمیایی هستند که به منظور جلوگیری از خوردگی و دیگر آسیب‌های شیمیایی به سیستم‌های خنک‌کننده موتورهای دریایی اضافه می‌شوند. این مواد با ایجاد یک لایه محافظ بر روی سطوح فلزی، از تعامل مخرب بین فلزات و مایع خنک‌کننده جلوگیری می‌کنند. اهمیت استفاده از این نگهدارنده‌ها به دلیل افزایش عمر موتور و کاهش هزینه‌های نگهداری می باشد. استفاده از این مواد همچنین به بهبود عملکرد کلی سیستم خنک‌کننده و افزایش بازدهی موتور منجر می‌گردد.
انواع مواد ضد خوردگی و ضد رسوب در موتورهای آب خنک دریایی
نگهدارندههای مورد استفاده در موتورهای دریایی را می‌توان بر اساس روش استفاده به دو دسته تقسیم‌بندی کرد:
- نگهدارندههای غلیظ: این نوع از محصولات می بایست با آب نرم مخلوط شوند و در سیستم خنک کننده مورد استفاده قرار گیرند. این مواد هم به صورت پودر و هم به صورت مایع موجود هستند.
- نگهدارندههای آماده مصرف: این دسته از محصولات بدون نیاز به اختلاط با آب در سیستم خنک کننده مورد استفاده قرار می گیرند. این مواد بصورت مایع عرضه می شوند.
مواد ضد رسوب و ضد خوردگی موتورهای آب خنک دریایی را همچنین می توان بر اساس نوع کاربرد و عملکردشان به گروه های مختلف تقسیم بندی نمود:
- مواد حاوی نگهدارنده های آلیاژهای مسی و آهنی:
این مواد مخصوص مدارهایی می باشند که فقط دارای آلیاژهای مسی و آهنی هستند و در آنها آلومینیوم و لحیم به کار نرفته است.
- مواد حاوی نگهدارنده های انواع فلزات:
این مواد مناسب سیستم هایی می باشند که علاوه بر آلیاژهای مسی و آهنی، دارای آلومینیوم و لحیم نیز هستند. لذا ماموریت حفاظت از همه انواع این فلزات را دارند.
- مواد حاوی ضدیخ و نگهدارنده انواع فلزات:
این مواد برای حفاظت از سیستم های دارای انواع فلزات در برابر خوردگی و رسوب توصیه می شوند و در عین حال از یخ زدگی نیز پیشگیری می کنند.
مکانیزم‌های حفاظت از موتورهای آب خنک دریایی
مواد ضد خوردگی و ضد رسوب برای موتورهای دریایی با استفاده از مکانیزم‌های مختلفی به حفاظت از سیستم های خنک کننده موتورهای آب‌خنک دریایی می‌پردازند. این مکانیزم‌ها در نهایت منجر به دو نتیجه کلی می شوند:
1. جلوگیری از خوردگی: (Corrosion Inhibition)
خوردگی فرآیندی است که در آن فلزات در اثر واکنش با عناصر محیطی مانند اکسیژن و یون‌های خورنده دچار تخریب می‌شوند. نگهدارنده‌ها با تشکیل یک لایه محافظ بر روی سطح فلز، مانع از تماس فلز با این عناصر می گردند. این لایه می‌تواند به صورت فیزیکی (یک فیلم نازک) یا به صورت شیمیایی (تشکیل کمپلکس‌های محافظ) عمل کند.
- فیلم محافظ: برخی نگهدارنده‌ها با یون‌های موجود در محیط واکنش داده و یک لایه نازک از فسفات فلزی بر روی سطح فلز ایجاد می‌کنند که مانع از رسیدن عوامل خورنده به فلز می‌شود.
- تشکیل کمپلکس: برخی نگهدارنده‌ها با سطح فلزات واکنش داده و کمپلکس‌های شیمیایی با فلز تشکیل می‌دهند که به عنوان یک مانع عمل کرده و از تجزیه فلزات جلوگیری می‌کنند. پایداری این لایه به سبب وجود پیوندهای شیمیایی با سطح فلز نسبت به فیلم محافظ فیزیکی بالاتر است و لذا مقاومت بیشتری در برابر عوامل خورنده دارد.
2. کاهش تشکیل رسوبات: (Scale Inhibition)
در سیستم‌های خنک‌کننده، رسوبات معمولاً از ترکیبات معدنی مانند کربنات کلسیم تشکیل می‌شوند که به دلیل افزایش دما و تغییرات شیمیایی در آب، بر روی سطوح داخلی موتور رسوب می‌کنند. این رسوبات می‌توانند منجر به کاهش کارایی سیستم خنک‌کننده و افزایش دمای موتور شوند. برخی از مکانیسم های کنترل رسوب به صورت زیر است:
- تغییر ساختار کریستال: برخی از نگهدارنده‌ها با تغییر ساختار کریستال‌های معدنی از تشکیل رسوبات سخت جلوگیری می‌کنند و باعث می‌شوند که این رسوبات به صورت نرم و قابل حل در آب باقی بمانند.
- پخش‌کنندگی: برخی نگهدارنده‌ها به عنوان معلق نگهدارنده عمل کرده و ذرات رسوب گذار را به صورت معلق در آب نگه می‌دارند، به طوری که نتوانند بر روی سطوح داخلی موتور تجمع کنند.
پایداری حرارتی و مقاومت در برابر تجزیه شیمیایی:
(Thermal Stability and Chemical Decomposition Resistance)
موتورهای آب‌خنک دریایی به دلیل کارکرد در دماهای بالا، نیازمند موادی هستند که پایداری حرارتی خوبی داشته باشند و در برابر تجزیه شیمیایی مقاوم باشند. این مسئله در طول عمر ماده نگهدارنده تاثیر مهمی دارد، چرا که اگر این مواد تحت شرایط کارکرد سخت دچار تجزیه حرارتی شوند، دیگر قادر به حفاظت از اجزای مدار در برابر رسوب و خوردگی نیستند و همین امر خسارت به سیستم خنک کننده موتور و نهایتاً خود موتور را باعث می شوند.
انتخاب نگهدارنده مناسب موتورهای آب خنک دریایی
انتخاب نگهدارنده مناسب برای موتورهای آب‌خنک دریایی به عوامل مختلفی بستگی دارد که برخی از مهم‌ترین آنها عبارتند از:
- نوع موتور و مواد به کار رفته در آن: نوع موتور و مواد ساختاری آن می‌تواند بر انتخاب نوع نگهدارنده تأثیرگذار باشد. برای مثال، موتورهایی که دارای قطعات آلومینیومی هستند نیاز به نگهدارنده هایی برای حفاظت از آلومینیوم در برابر خوردگی دارند.
- شرایط عملیاتی و محیطی: شرایط عملیاتی مانند دما، فشار و میزان خورندگی محیط می‌تواند بر انتخاب نگهدارنده تأثیر بگذارد. محیط‌های با خورندگی بالا نیازمند نگهدارنده‌هایی با خاصیت ضدخوردگی قوی‌تری هستند. همچنین فعالیت موتور در محیط بسیار سرد نیاز به پیشگیری از یخ زدگی را باعث می شود.
- ملاحظات زیست محیطی: با توجه به اهمیت حفاظت از محیط زیست، انتخاب نگهدارنده‌هایی که تأثیرات منفی کمتری بر محیط زیست دارند، مهم است. نگهدارندههای با فرمولاسیون دوستدار محیط زیست از این نظر می‌توانند انتخاب مناسبی باشند.
نتیجه‌گیری
مواد ضد خوردگی و ضد رسوب نقش حیاتی در حفاظت از موتورهای آب خنک دریایی ایفا می‌کنند. این مواد با استفاده از مکانیزم‌های مختلف، باعث جلوگیری از خوردگی و کاهش تشکیل رسوبات در سیستم خنک کننده می شوند و به حفظ و افزایش عمر موتورهای دریایی کمک می‌کنند. انتخاب نگهدارنده مناسب باید بر اساس نوع موتور، شرایط عملیاتی و ملاحظات زیست محیطی انجام شود. با توجه به اهمیت این موضوع، تحقیقات بیشتر در زمینه بهبود فرمولاسیون‌های نگهدارنده‌ها و توسعه مواد جدید می‌تواند به افزایش کارایی و حفاظت بهتر از موتورهای دریایی منجر شود.
محصولات مرتبط
شما می‌توانید بمنظور حفاظت از موتورهای آب خنک دریایی از محصولات مهام ایمن ساز که در ادامه آمده است ، استفاده کنید:
