ضد یخ , ضد جوش , ضد زنگ در علم و عمل

چگونه انتخاب کنیم چگونه مصرف کنیم

در فصل سرما استفاده از ضدیخ در خودروها افزایش می یابد و علیرغم استفاده تقریباً همگانی این مایع، عده ای از مصرف کنندگان آگاهی کافی در مورد ضدیخ و چگونگی مصرف آن ندارند. در این گزارش نکاتی که برای انتخاب و مصرف ضدیخ باید در نظر گرفت شرح داده شده، لیکن ابتدا ببینیم ضدیخ چیست؟

ضدیخ ها موادی هستند که در سیستم های خنک کننده و در رادیاتورهای موتورهای احتراق داخلی برای حصول اطمینان از جریان داشتن مایع در درجات کم حرارتی به منظور جلوگیری از خسارت ناشی از تشکیل یخ به کار برده می شود. ضدیخ سیالی است که از ترکیب یک سیال پایه با نام اتیلن گلیکول (Ethylene Glycol) و مواد افزودنی به منظور جلوگیری از خوردگی، زنگ زدگی، کف کردن و بهبود کیفیت، آب و رنگ تشکیل شده است. به طور کلی اجزای تشکیل دهنده مایعات خنک کننده موتور عبارتند از: سیال پایه، بازدارنده های خوردگی، مواد ضد کف، آب و رنگ مخصوص. وظیفه اصلی ضدیخ، جلوگیری از خوردگی در اجزای موتور است، علاوه بر این ضدیخ همزمان با دفع حرارت تولید شده، تعادل حرارتی را در کل موتور برقرار می کند. به بیان ساده تر از یخ زدگی یا جوش آوردن موتور در فصل سرد و گرم سال جلوگیری می کند. ضدیخ همچنین ظرفیت حرارتی آب را افزایش می دهد. از طرفی در ضدیخ ترکیباتی وجود دارد که از تشکیل رسوبات ناشی از املاح موجود در آب در داخل موتور و رادیاتور جلوگیری می کنند.

● رسوبات ناشی از آب، ترکیدن موتور

در گذشته بیشتر از آب خالص برای انتقال حرارت داخلی موتور به رادیاتور استفاده می شد که مشکلاتی را در بر داشت. با توجه به نقطه انجماد آب (صفر درجه سانتیگراد) و نقطه جوش آب (یکصد درجه سانتیگراد)، آب در دماهای بسیار کم و یا بسیار زیاد کاربرد خود را به عنوان مایع خنک کننده از دست می دهد و از طرف دیگر قطعات آلومینیومی بدنه موتور در شرایط کارکرد موتور به اندازه ای گرم می شود که مشکل خوردگی به وجود می آید. استفاده از آب خالص باعث رسوب ناشی از املاح موجود در آب برروی محل های خورده شده در رادیاتور می شود و از نمایان شدن این نقاط جلوگیری می کند. برای جلوگیری از یخ زدن آب داخل موتور و رادیاتور در هوای سرد زمستان و یا جوش آوردن در فصل تابستان که موجب خسارت زیادی در موتور و رادیاتور می شود از ضدیخ استفاده می شود. جنس ضدیخ باید به گونه ای تهیه شود که اثر نامطلوب بر روی قطعات یاد شده را نداشته باشد. محلول ضدیخ در سیستم خنک کننده از منجمد شدن مایع موجود در سیستم جلوگیری و بلوک سیلندر را از خطر ترکیدن محافظت می کند.

نکته بسیار مهم این است که ضدیخ را نباید فقط در فصل سرد سال استفاده کرد، بلکه باید در تمام طول سال و آن هم به دلیل اهمیت حفظ موتور از خوردگی، مورد استفاده قرار داد. نتیجه اینکه مهم ترین وظیفه ضدیخ، محافظت از خوردگی در موتور، بخصوص در فصل های گرم سال است. پس باید به خاطر داشته باشیم که وجود ضدیخ در موتور در تمام طول سال اهمیت بسیار زیادی برای حفظ دوام موتور دارد. لذا تولید کنندگان این ترکیب شیمیایی نام »ضدیخ- ضدجوش- ضد زنگ« را برای این محصول انتخاب کرده اند.

ضدیخ ها از نظر کیفی به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:

۱) ضدیخ های با پایه معدنی : که عمده ترین نوع ضدیخ موجود در بازار و پرمصرف ترین آن است و زمان کارکردشان در موتور حداکثر دو سال است.

۲) ضدیخ های پایه آلی: که به واسطه نوع مواد افزودنی مورد استفاده در آنها، دارای طول عمر طولانی تری نسبت به ضدیخ های معدنی هستند.

این زمان کارکرد ضدیخ ها در موتور سه سال است.

● انتخاب ضدیخ

مشابه هر ترکیب شیمیایی دیگر، ضدیخ از عناصر و مواد گوناگونی تشکیل یافته است که با گذشت زمان و محدودیت های زیست محیطی و قوانین وضع شده در این زمینه، روز به روز شرایط سخت تری برای تولیدکنندگان این ترکیب به وجود می آید. امروزه فرآورده »ضدیخ، ضدجوش« تولیدکنندگان معتبر، عاری از فلزات سنگینی همچون باریم و ترکیبات مضری از قبیل بوراکس می باشد که مصرف کنندگان در هنگام خرید بایستی به این نکات به دقت توجه داشته باشند. می توان گفت که نوع خنک کننده قابل استفاده براساس نوع نیازمندی سازندگان تجهیزات اصلی (OEMs) تعیین می شود.

اغلب ضدیخ های موجود، پایه اتیلن گلیکول و پروپیلن گلیکول دارند و از این لحاظ طبقه بندی خاصی از نظر نوع ترکیبات وجود ندارد و تنها از نظر درصد ترکیبات، تفاوت هایی در انواع ضدیخ وجود دارد. ضدیخ مایعی است سمی و چون منو اتیلن گلیکول به خودی خود بی رنگ و بی بو است، در طول فرآیند تولید به آن رنگ مخصوص اضافه می شود تا به این ترتیب ضدیخ از مایعات مشابه مانند آب قابل تشخیص شود. منو اتیلن گلیکول به دلیل دارا بودن OH در ساختمان خود به راحتی در آب حل می شود و بر اثر مرور زمان دو فازی نمی شود. منو اتیلن گلیکول به شدت خورنده است و در دمای بالا نزدیک سیلندر و حتی در داخل رادیاتور می تواند ایجاد خوردگی، سوراخ و پوسیدگی کند، به همین دلیل از مواد ضدخوردگی (Anti Oxidant) در آن استفاده می کنند تا در مقابل اکسید شدن فلزات مختلف موجود در طول مسیر جریان آب خنک کننده، مقاومت ایجاد کند. این مواد به طور کلی به دو دسته آلی و غیرآلی تقسیم می شوند. مواد آلی شامل آمین ها، آمیدها، بنزوات ها، مرکاپتان ها، تری آزول ها و مواد غیرآلی شامل بورات ها، نیترات ها، فسفات ها، سیلیکات ها و کربنات ها می باشند. این مواد باز دارنده مرغوبیت، محصول تولید شده را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد.

با پیشرفت علم، برای حفاظت از موتور تکنولوژی های متفاوتی در ساخت خنک کننده ها در برابر خوردگی ارایه شده است. وجود مشکلاتی مانند سختی بالای آب، تولیدکنندگان را ملزم به تولید خنک کننده هایی فاقد ترکیبات فسفر کرده است. زیرا کلسیم و منیزیم موجود در آب سخت، با بازدارنده های فسفاته واکنش داده و فسفات منیزیم و یا کلسیم تولید می کنند که معمولاً به صورت رسوب بر روی بدنه داغ موتور نشست می کنند و این امر باعث اتلاف حرارت و یا ایجاد خوردگی می شود.

● ساختار اروپایی و آسیایی ضدیخ

امروزه در اروپا با حذف ترکیبات فسفاته، خنک کننده هایی حاوی اکسیدهای غیرآلی مانند سیلیکات و کربوکسیلات ها ساخته شده است. کربوکسیلات ها بواسطه انجام واکنش های شیمیایی داخلی با قرارگرفتن برروی سطوح، مانع از خوردگی می شوند.

تکنولوژی که در آن از اختلاط کربوکسیلات ها و سیلیکات ها استفاده می شود به نام تکنولوژی پیوندی (هیبریدی) شناخته شده است، زیرا ترکیبی است از تکنولوژی آلی (کربوکسیلات ها).

در آسیا، مشکل سازگاری واشر پمپ آب و خاصیت ضعیف انتقال حرارت باعث شد که استفاده از خنک کننده های حاوی سیلیکات ممنوع شود و بجای آن از مخلوط کربوکسیلات ها و فسفات ها استفاده شود. ساخت این نوع از خنک کننده ها نیز از طریق تکنولوژی هیبریدی انجام می شود که با نوع اروپایی اش (مخلوط کربوکسیلات ها و سیلیکات ها) متفاوت است. این محصولات در رنگ های متفاوتی مانند قرمز، نارنجی، سبز و... در بازار موجود است. خنک کننده های بر پایه کربوکسیلات ها دارای طول عمر بالاتری هستند و ساخت این محصولات به عنوان تکنولوژی برتر در اروپا و آسیا شناخته شده است. این محصولات دارای محبوبیت بین المللی بوده و در فاصله زمانی تعویض طولانی، به خوبی از موتور در برابر خوردگی حفاظت می کنند. در واقع حفاظت موتور در برابر خوردگی به واسطه خنثی کردن اسید های کربوکسیلیک و تبدیل آنها به کربوکسیلات تامین می شود، زیرا تمام خنک کننده ها در شرایط خنثی یا دامنه PH و قلیایی (حدود۷ یا بالاتر) عمل می کنند. استفاده از کربوکسیلات ها در ترکیبات خنک کننده دارای مزایای قابل توجهی است که عبارتند از:

- حفاظت بهتر از آلومینیوم در دماهای بالا

- انتقال بهتر از حرارت و کارآیی بهینه بر روی سطوح داغ موتور و لوله های رادیاتور

- افزایش طول عمر سیال خنک کننده

به طور کلی تجزیه خنک کننده ها زمانی که تمام اتیلن گلیکول به مواد اولیه اش اسید گلیکولیک و اسید فرمیک تبدیل شود ادامه می یابد. این مدت زمان در موتورهایی که در دماهای بالا کار می کنند و یا حجم هوای وارد شده به سیستم خنک کننده زیاد است، بسیار سریعتر اتفاق می افتد. با آزمایش PH می توان PH سیال را بدست آورد. در بیشتر این سیالات می بایست میزان PH، بیشتر از عدد۷ باشد ولی در برخی از آنها اگر میزان PH بیشتر از عدد۵/۶ باشد نیز قابل قبول است. محصولات حاصل از تجزیه گلیکول به صورت اسیدی هستند و باعث افت PH می شوند که پدیده خوردگی را با خود به همراه دارد. سرعت تجزیه خنک کننده ها با بکارگیری عوامل بازدارنده با طول عمر بالا، کندتر شده و اطمینان از عملکرد درست تجهیزات زیاد می شود.

● استانداردها

براساس استانداردهای بین المللی و استاندارد ملی ایران انواع خنک کننده موتور را می توان به این شرح برشمرد:

- مایعات خالص بر پایه اتیلن گلیکول

- مایعات خالص بر پایه پروپیلن گلیکول

- مایعات از پیش رقیق شده، آماده مصرف بر پایه اتیلن گلیکول (۵۰ درصد حجمی)

- مایعات از پیش رقیق شده، آماده مصرف برپایه اتیلن گلیکول (۵۰ درصد حجمی)

مایعات خنک کننده مناسب موتور لازم است ویژگی های زیر را دارا باشند:

- این مایعات باید قادر به پایین آوردن نقطه انجماد آب تا حداقل دمای ممکن در فصل زمستان باشند.

- باید از نظر شیمیایی و کارکرد پایداری کافی داشته باشند.

- از نقطه جوش بالایی برخوردار بوده و در درجه حرارت بالا، رسوب نکنند.

- روی لاستیک های مصرفی در سیستم، اثر نامطلوب نداشته باشند.

- حرارت را به خوبی منتقل کرده و هیچگونه اثر نامطلوبی روی تبادل حرارتی در سیستم خنک کننده نداشته باشند.

- دارای کمترین اثر سمی باشند.

- آتشگیر نباشند.

- بوی نامطلوب نداشته باشند.

- ضریب انبساط پایین داشته باشند.

- در دماهای پایین گرانروی کم و قابل قبول داشته باشند.

- بیشترین حفاظت را در برابر خوردگی فلزات مورد استفاده در سیستم خنک کننده داشته باشند.

- روی بدنه خودرو اثر نامطلوب نداشته باشند.

مواردی که هنگام استفاده از ضدیخ باید به آن توجه داشته باشیم عبارتند از:

- عمر مفید ضدیخ برحسب زمان و شرایط کاری متغیر است. زمان مناسب تعویض ضدیخ دو سال توصیه می شود.

- رنگ ضدیخ ربطی به کیفیت آن ندارد و سازندگان برای مشخص کردن محصولات خود از رنگ های گوناگونی استفاده می کنند.

- همرنگ بودن ضدیخ ها دلیلی بر کیفیت یکسان آنها نیست، بنابراین از مخلوط کردن آنها باید جداً اجتناب کرد.

- اگر عمل مخلوط سازی به نسبت یک به یک با آب صورت گیرد، ضدیخ - ضدجوش تا دمای۳۷- درجه سانتیگراد نقطه انجماد مخلوط را پایین خواهد آورد.

- در مورد رقیق سازی باید به دستورالعمل سازندگان توجه کرد. اگر غلظت ضدیخ بیشتر از مقدار توصیه شده باشد، امکان خرابی واترپمپ و افزایش خوردگی وجود دارد. همچنین اگر غلظت ضدیخ کمتر از حد توصیه شده باشد، موجب افزایش نقطه انجماد و یخ زدن آن در مجاری سیستم رادیاتور می شود.

- توجه کنید که کیفیت آب استفاده شده در رقیق سازی ضدیخ، مهم است. حتی المقدور باید از آب با املاح کم استفاده کرد.

- سطح سیال باید به طور دایم کنترل شود تا از میزان مشخص شده کمتر نباشد.

- ضدیخ ها معمولاً کف تولید نمی کنند. مشاهده کف می تواند به علت وارد شدن هوا به سیستم و سوراخ شدن بخش مکش واترپمپ باشد. در این صورت باید رادیاتور را کاملاً تخلیه کرده و تمامی لوله های رابط، واشرها، بست ها و ترموستات را بررسی و نسبت به تعمیر قطعات معیوب اقدام کرد.

- پیش از افزودن ضدیخ به سیستم خنک کننده باید از سلامت و کارآیی قسمت های مختلف سیستم خنک کننده مانند ترموستات، پمپ آب، شلنگ لاستیکی و درب رادیاتور مطمئن شد. با بازکردن بست اتصال خروجی از ترموستات و شلنگ لاستیکی باید تمام مسیر گردش ضدیخ، با آب یا محلول های ویژه شسته و تمیز شود. بدنه بیرونی رادیاتور به وسیله برس پلاستیکی نرم با محلول آب و صابون شسته می شود تا عبور هوا از میان پره های رادیاتور بهتر انجام شود.

معمولاً کارهای زیر در اول هر بهار و پاییز باید انجام شود:

- غلظت ضدیخ- ضدجوش را کنترل کنید که از حداقل ضروری (متناسب با تغییرات دمای هوا) کمتر نباشد.

- اندازه و شرایط ضدیخ را بررسی نمایید. در صورت کثیف بودن یا داشتن مواد ناشی از زنگ زدن فلزات آن را عوض کنید.

- دستگاه را برای اطمینان از عدم وجود نشتی، تحت فشار (ترجیحاً وقتی ضدیخ سرد است) آزمایش کنید.

- در پوش و لوله متصل به در پوش رادیاتور را بازرسی کنید.

- لوله ها را بازبینی کرده و محل اتصال لوله ها را محکم کنید.

- تسمه پروانه ها را از لحاظ سالم بودن و کشش صحیح، کنترل کنید.

- در صورتی که دمای آب رادیاتور بیش از حد گرم یا سرد می شود، ترموستات را کنترل کنید.

نکته: آب مصرفی جهت رقیق سازی مایع خنک کننده باید سختی کمی داشته تا رسوب نگیرد. هر۱۰۰۰ کیلومتر یا

هفته ای یک بار باید سطح سیال خنک کننده بازدید شود. زمان تعویض سیال خنک کننده در شرایط عادی معمولاً سالانه و یا پس از طی مسافت ۳۰۰۰۰ کیلومتر است، اما زمان های تعویض سیال در شرایط سخت رانندگی و بسته به شرایط، انجام می شود. شرایط سخت عبارتند از: بکسل کردن، یدک کشیدن کمپ، استفاده از باربند در مسافت های طولانی، حرکت در جاده های نمک پاشیده شده، خاکی، غبارآلود، طی کردن مکرر مسافت های کوتاه (کمتر از۸ کیلومتر در هر نوبت رانندگی)، طی کردن مسافت های طولانی با سرعت های یکنواخت و پایین و دوره طولانی عدم استفاده از خودرو.

● ضدیخ موتورهای دیزلی

سیستم هایی که با سوخت دیزل کار می کنند، تحت بار بیشتر، مدت کارکرد بالاتر و نوع خاصی از آب بندها هستند که شرایط متفاوتی را نسبت به سیستم های بنزینی ایجاد می کنند، لذا در بخش های گوناگون نظیر سیستم خنک کننده و سیال ضدیخ آنها نیز تفاوت هایی وجود دارد. انتظار می رود عمر عملیاتی یک موتور دیزل،۴ تا۵ برابر بیشتر از یک موتور بنزینی باشد. همچنین نسبت ناخالص وزن وسیله نقلیه به توان موتور برحسب اسب بخار در موتورهای دیزلی۵ تا۸ برابر خودروهای سبک است. این نسبت موجب مصرف سوخت بیشتر و حرارت بالاتر موتور خواهد شد و نیاز به سیستم خنک ساز با قدرت بیشتری را دارا است. اغلب سیالات خنک کننده موجود، برای خودروهای سواری سبک فرموله شده اند و با توجه به موارد ذکر شده، خودروهای سنگین نیاز به ضدیخ ویژه ای، متناسب با سیستم موتور و رادیاتور خود دارند. جدیدترین سیال خنک کننده طراحی شده مخصوص خودروهای دیزلی سنگین، دارای خصوصیات زیر هستند:

- افزودن اندکی سیلیکات به پایه گلیکول

- استفاده از مواد افزودنی ویژه برای جلوگیری از خوردگی آب بندها

- استفاده از مواد افزودنی با نیترات کم به منظور جلوگیری از جوش خوردن قطعات به یکدیگر (انتقال بهتر حرارت)

- دارای ترکیبات Surfactant برای جلوگیری از پوشاندن سطح سیستم خنک کننده با مقادیر اندک روغن و افزایش انتقال حرارت.

در پایان یادآور می شود ضدیخ، ضدجوش، ضدزنگ یکی از محصولات معتبر شرکت نفت پارس است که از استانداردهای ملی و بین المللی تایید شده برخوردار می باشد.

نویسنده: آنیتا برجیس

کارشناس کنترل کیفیت و تحقیقات نفت پارس