防凍液技術淺析

摘要：本文通過對防凍液的組成、防凍液中添加劑的種類及作用和防凍液的國際標準這三個主要方面進行了深入的研究。從而使人們在選擇和使用防凍液的過程中得到一些啟迪。

關鍵詞：防凍液作用 防凍液化學組成 防凍液的添加劑 防凍液國際標準

目前40℅的發動機問題來源于冷卻系統，防凍液則是冷卻系統中的工作介質，承擔著冷卻發動機的主要作用。長期以來，由于防凍液選用上存在的問題，致使礦用車發動機產生了氣缸套腐蝕、穴蝕、水箱損壞等故障，甚至導致氣缸壁擊穿，防凍液泄露，發動機報廢等嚴重事故。不僅增加了大量配件的維護更換費用，而且也影響了設備的出動，降低了生產效率。

1 防凍液的作用及分類

1.1 防凍液作用：防凍液顧名思義，其最初的作用是為了防止發動機冷卻液結凍。然而隨著發動機技術的發展及發動機使用工況的苛刻，防凍液僅有防凍作用是遠遠不夠的。總的說來，防凍液應具備以下五大功能：放結凍、防沸騰、防結垢、防腐蝕和防穴蝕。防凍液的這五重防護作用能對發動機冷卻系統中鑄鐵、鋼、黃銅、紫銅、鋁、鎂、焊錫和鋁錳合金等金屬提供有效的保護。

1.2 防凍液分類：

1.2.1 按照基礎液分類 一元醇、二元醇（主要使用）、三元醇、混合型。

1.2.2 按照發動機負荷分類 輕負荷：轎車及輕型卡車；重負荷：采用濕式缸套的載重卡車及其他長周期運轉的發動機。

1.2.3 按照緩蝕劑組成分類 無機型：緩蝕劑為無機鹽組分，在金屬表面發生鈍化產生鈍化膜，緩蝕劑消耗快。有機型：緩蝕劑以有機酸為主，在金屬表面發生吸附從而改變金屬電化學性質，緩蝕劑消耗速度比較慢。

1.2.4 按照使用壽命分類 長壽命型：一般以有機型為主；長效型：使用周期2-2.5年，一般以無機型為主；普通型。

2 防凍液的化學組成

防凍液由濃縮液與水按不同的比例調配而成，其中濃縮液與水調配的比例不同，所制成的防凍液其冰點也不同。

2.1 濃縮液 濃縮液由基礎液（體積分數占95％以上）和添加劑調配而成。

2.1.1 基礎液 目前應用于防凍液領域的基礎液主要是二元醇（包括乙二醇、丙二醇、二乙二醇）等。其中乙二醇應用尤為廣泛，它具有沸點高，不易揮發，毒性低，低于水的表面張力并且與水以任意比互溶等諸多優點。

乙二醇(HOCH2)2 基礎液特點：

在實際應用中，防凍液中的乙二醇基礎液體積分數占40％—60％。

2.1.2 添加劑 緩沖劑：使防凍液的PH值維持在7.5-11的范圍，緩沖由乙二醇蒸發氧化所分解產生的酸性物質。

緩蝕劑：減少冷卻系統的金屬在壓力、熱負荷及腐蝕介質存在下的腐蝕。防止鋁的傳熱腐蝕。

防垢劑：作用是防止冷卻液使用過程中的水垢沉積。

消泡劑：減少泡沫生成，減少水泵的氣穴腐蝕。

著色劑：易判斷滲漏發生位置，防止誤服。

濃縮液中的主要添加劑及作用詳見表1。

2.2 水 水是防凍液必要的組成部分。一般來說，水占防凍液總體積的比例由所調配防凍液的冰點決定，最佳比例為50℅。由于未經處理的水含有鈣、鎂、鉀、鈉、鐵等陽離子和硫酸根、磷酸根、硅酸根、碳酸根、氯離子等陰離子，易形成水垢、加劇冷卻系統的腐蝕，因此在調配防凍液和給冷卻系統補加水的過程中，必須使用去離子水或蒸餾水。對水質的要求詳見表2。

3 防凍液的國際標準

隨著科學技術的發展，發動機技術的不斷成熟，當今世界各國對冷卻系統工作介質的防凍液提出了越來越高的要求，隨之而來的是一系列針對防凍液應用領域的國際標準。各國標準詳見表3。

4 防凍液使用常見問題

對于礦用車發動機所使用的防凍液如果選用不當或補足操作不當將會產生許多問題。

4.1 使用汽車和輕負荷發動機冷卻液：氣穴腐蝕導致汽缸襯里點蝕。

4.2 使用滿足ASTM D4985標準的防凍液：補充添加劑(SCA)使用導致硅酸鹽析出。固溶體含量高以及硅酸鹽析出導致水泵泄露。高濃度的亞硝酸鹽、補充添加劑含量過高引起焊錫腐蝕，導致焊錫開花。

4.3使用中補加水的水質不合格：導致傳熱表面結垢問題突出。

5 小結

通過前面的深入研究我們知道，發動機維修問題與冷卻系統維護不當有著直接的聯系，因此必須對冷卻系統中防凍液的狀態給予足夠的重視。維護良好的冷卻系統不僅能防止發動機過熱，還可以保持正常的發動機運轉溫度，使工作設備在良好的狀態下正常運轉，從而促進生產的順利進行。

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