ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ВОДЫ ДВС

7.1. Цель работы

Целью работы является практическое изучение экспериментальных методов определения характеристик охлаждающей воды судовых ДВС и приобретение навыков сравнения полученных результатов с табличными.

7.2. Краткие сведения из теории

Для охлаждения судовых двигателей может использоваться пресная вода, принятая с берега, или дистиллят, получаемый в опреснителях. При обработке воды водоэмульсионными присадками, показатели ее качества должны удовлетворять требованиям, регламентированными Правилами технической эксплуатации двигателей. Для большинства двигателей вода в системе охлаждения должна содержать не более 50 мг/л хлоридов и иметь общую жесткость не выше 0,5 мг-экв/л. Общая жесткость — сум- марное количество ионов кальция и магния (мг-экв/л), определяется титро- ванием воды раствором трилона Б в присутствии индикатора (хрома темно- синего). В процессе эксплуатации двигателей значение показателей качест- ва воды не должны превышать следующие предельные величины [8]:

- содержание хлоридов – 200 мг/л;

- общая жесткость – 3,0 мг-экв/л;

- содержание присадки – 0,5 ±0,2%.

Для отдельных типов двигателей могут устанавливаться более жест- кие требования. Качество охлаждающей воды следует регулярно проверять (по возможности один раз в неделю): концентрацию ингибитора, значение водородного показателя (должно быть рН » 7 - 10 при 20 °С), концентра- цию хлоридов (не выше 50 мг/л). Водородный показатель pH характеризует концентрацию водородных ионов и является также показателем агрессив- ности воды. Содержание в воде растворенных газов, мг/л, оценивается по концентрации в воде кислорода, углекислого газа, азота. Наличие кислоро- да приводит к развитию интенсивной «кислородной» коррозии. Углекис-

лый газ в воде образует угольную кислоту H₂CO₃, способствующую раз- рушению металла. Азот является химически инертным и на протекание коррозионных процессов в водной среде не влияет.

После предварительной обработки воды к ней добавляют специальные присадки, существенно уменьшающие кавитационно-коррозионные разру- шения металла в полостях охлаждения деталей дизеля и препятствующие накипеобразованию. По составу и характеру действия присадки бывают эмульсионные и химические. Водоэмульсионные присадки — это антикор- розионные масла, которые, будучи введенными в охлаждающую воду, об- разуют с ней устойчивую эмульсию молочного цвета. При омывании эмульсией на охлаждаемых поверхностях образуется пленка масла, пре- дотвращающая коррозию и отложения накипи. Кроме того, благодаря демпфирующему эффекту масляная пленка существенно снижает, а иногда и устраняет кавитационные разрушения поверхностей [10].

Химические присадки создают на поверхностях охлаждения тонкие и прочные окисные пленки, защищающие металл от коррозии, а также спо- собствуют переводу в шлам накипеобразователей и нейтрализации кислот- ности воды - повышению показателя рН.

Периодически рекомендуется брать пробы воды из системы. Результа- ты проверок нужно записывать и на базе этих записей строить кривые тренда, которые покажут закон изменения качества воды и предполагае- мые сроки ее последующей обработки.

Внезапное резкое увеличение содержания хлоридов свидетельствует о появлении протечек в системе забортной воды.

Внезапное резкое уменьшение водородного показателя или увеличе- ние содержания сульфатов могут указывать на возможный прорыв в систе- му выпускных газов. Водородный показатель может быть увеличен добав- кой ингибитора, однако если потребуется слишком большое количество ингибитора, лучше воду заменить.

7.3. Описание экспериментальной установки

Экспериментальная установка

Контролируемыми показателями качества охлаждающей воды ДВС являются: жесткость общая; содержание ионов хлора; содержание анти- коррозионной присадки; содержание растворенного в воде кислорода. Контроль этих параметров на судах осуществляется с помощью судовой комплектной лаборатории анализа воды (СКЛАВ-1) с периодичностью не реже одного раза в месяц [3].

Лаборатория позволяет определить, кроме указанных выше парамет- ров, также и щелочность воды, содержание в ней нефтепродуктов, фосфа- тов и нитратов, а поэтому применяется на судах для контроля качества пи-

тательной, добавочной, котловой воды, конденсата, дистиллята, для анали- за балластных и льяльных вод. Схема лаборатории анализа воды СКЛАВ-1 [2] приведена на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Схема судовой комплектной лаборатории анализа воды:

1 - мерный цилиндр; 2 - градуированные пробирки; 3 – термометр; 4 - делительная во- ронка; 5 - емкость с титровальным раствором; 6 - бюретка с раствором трилона Б;

7 - бюретка с раствором Н₂SО₄ 0,1 N; 8 - переключатель подачи растворов; 9 - бюретка с раствором Нg(NO₃)₂ 0,1 N; 10 - бюретка с раствором Нg(NO₃)₂ 0,0025 N; 11 – кювета; 12 - компаратор для определения фосфатов и нитратов; 13 - бюретка с раствором НNO₃ 0,05 N; 14 – термометр; 15 - компаратор для определения содержания кислорода;

16 – шприц; 17 - шкала стандартных пленок; 18 - переключатель подачи растворов; 19 – защелка; 20 – пробоотборник; 21 - стаканчик для определения нефтепродуктов; 22 - емкость для хранения сыпучих реактивов; 23 - емкость с пипеткой-дозатором; 24 - емкости с сильфонными пипетками; 25 - колба стеклянная для титрования;

26 - полка с реактивами; 27 - полка-столик с диаграммами и таблицами; 28 - фильтро- вальная бумага; 29 - пневмогруша для подачи растворов на титрование; 30 – полка

Меры безопасности при работе с лабораторией СКЛАВ-1 и порядок подготовки ее к работе приведены в Приложении Б.

7.3.2. Методы исследования

Метод определения жесткости основан на реакции трилона Б с солями кальция и магния, содержащимися в воде. Момент окончания реакции оп- ределяется по изменению окраски индикатора.

Метод определения содержания ионов хлора основан на способности

солей ртути давать с хлор-ионом малодиссоциированное соединение HgCl₂ и связывании избытка ионов ртути Hg⁺² дифенилкарбозоном в комплекс- ные соединения, окрашенные в розово-фиолетовый цвет. Концентрации хлор-иона от 0,1 до 10 мг/л определяют с помощью 0,0025N раствора азот- нокислой ртути, а концентрации хлор-иона от 10 мг/л и выше определяют с помощью 0,1N раствора азотнокислой ртути.

Метод определения содержания антикоррозионной присадки основан на нейтрализации кислотой входящих в состав присадки щелочных компо- нентов. Титрование проводят серной кислотой в присутствии индикатор- ной смеси №2 до перехода зеленой окраски раствора в фиолетовую.

Метод определения содержания растворенного в воде кислорода ос- нован на окислении бесцветной формы лейкосоединения метиленового го- лубого растворенным в воде кислородом. Окисленная форма лейкосоеди- нения имеет синюю окраску, интенсивность которой пропорциональна со- держанию растворенного в воде кислорода. Содержание кислорода, мг/л, определяется визуально путем сравнения окраски испытуемой пробы с ок- раской пленок. Шкала пленок позволяет измерять содержание растворен- ного в воде кислорода в диапазоне 0 - 0,1 мг/л.

7.4. Порядок проведения работы

Определение жесткости

В мерный цилиндр 1 (рис. 7.1) отобрать 100 мл охлаждающей воды. Полученную пробу поместить в колбу для титрования 25, ввести в пробу 5 мл аммиачного буферного раствора, щепотку индикатора хромтемно- синего и, интенсивно перемешивая, титровать пробу трилоном Б, пока ро- зовая окраска раствора не перейдет в синевато-сиреневую. Общая жест- кость, мг-экв/л, определится по формуле

Ж = а · 0,1,

где а - количество миллилитров трилона Б, израсходованного на тит- рование 100 мл испытуемого раствора.

7.4.2. Определение содержания ионов хлора

В колбу для титрования налить 100 мл испытуемой воды и добавить щепотку индикаторной смеси №1. При наличии в пробе хлор-иона вода си- неет. Доливать по каплям при взбалтывании раствор азотной кислоты до перехода синей окраски в желтую и еще 10 капель избытка этой кислоты.

Затем медленно, сильно взбалтывая, титровать 0,0025N раствором азотно- кислой ртути до перехода желтой окраски в слабо-розово-фиолетовую.

Содержание ионов хлора, мг/л, определяется по формуле

А = а · 0,89,

где а - количество миллилитров раствора азотнокислой ртути, затра- ченное на титрование 100 мл испытуемого раствора.

7.4.3. Определение содержания антикоррозионной присадки

В колбу для титрования 25 набрать 100 мл испытуемой воды и доба- вить 8 - 10 капель индикаторной смеси №2. При наличии присадки проба окрасится в зеленый цвет. Пробу титровать 0,1N раствором серной кислоты до перехода зеленой окраски в фиолетовую.

Содержание присадки в воде, выраженное в процентах, определить по формуле

В = а ,

где а - количество миллилитров серной кислоты, затраченное на тит- рование 100 мл испытуемой воды;

б - количество миллилитров серной кислоты, затраченное на тит- рование 100 мл эталонной воды, содержащей 1% присадки.

При получении новой партии присадки на судне готовится новая эта- лонная вода с содержанием присадки 1% и определяется расход кислоты на титрование 100 мл воды с присадкой.

7.4.4. Определение содержания растворенного кислорода

Для приготовления бесцветной формы лейкосоединения метиленового голубого налить в мерный цилиндр 9,5 мл раствора метиленового голубого и 0,5 мл едкого кали, который следует отмерять пипеткой с полиэтилено- вой грушей. Содержимое цилиндра тщательно перемешать стеклянной па- лочкой. Спустя 20 - 30 мин должно произойти полное обесцвечивание рас- твора, что свидетельствует об окончании процесса восстановления метиле- нового голубого. Приготовленный раствор пригоден в течении суток.

Для проведения анализа заполнить шприц 16 бесцветной формой ме- тиленового голубого следующим образом:

- вынуть шприц из компаратора 15, снять верхний колпачок, вынуть поршень и залить в шприц раствор немного выше верхней метки (нижнее отверстие при этом зажато пальцем);

- вставить поршень, перевернуть шприц, и, нажимая на поршень, уда- лить воздух, после чего в шприце должно остаться 10 мл раствора;

- шприц вставить в компаратор и закрепить колпачок.

Подсоединить прибор к месту отбора пробы воды на анализ при по- мощи резинового шланга, надетого на штуцер крана 18. Установить кран в положение «Вкл.» и пропустить воду через компаратор с небольшой скоро- стью в течении 3 - 4 мин. Избыточная вода выйдет из компаратора по сливной трубке. Зажать сливную трубку и приподнять пробку с термомет- ром 14. Когда из отверстия начнет вытекать вода, пробку с термометром установить на место. Установить кран 18 в положение «Выкл.» и присту- пить к анализу.

Нажатием на поршень ввести 1 мл реактива в пробу воды в компара- торе. Снять компаратор со штырей, перемещая его в направлении «на се- бя» и, осторожно покачивая, перемешать содержимое. Затем установить компаратор на место. Подобрать эталонный светофильтр, окраска которого одинакова с окраской испытуемой пробы. Содержание кислорода, раство- ренного в воде, указано на соответствующем стандартном светофильтре.

После окончания анализа промыть компаратор проточной водой до полного исчезновения окрашенной воды.

7.5. Обработка результатов опыта

Все результаты опытов заносятся в протокол испытаний. Оформ- ление результатов работы выполняется согласно общим требованиям.

7.6. Контрольные вопросы

1. Как расшифровывается аббревиатура СКЛАВ-1?

2. Какие параметры охлаждающей воды определяются с помощью лабо- раторной установки СКЛАВ-1?

3. Какие параметры питательной, добавочной, котельной вод, конденса- та, дистиллята, балластных и льяльных вод также определяются с по- мощью лабораторной установки СКЛАВ-1?

4. Перечислите с помощью рисунка-схемы все 30 элементов лаборатор- ной установки СКЛАВ-1. Укажите их назначение.

5. Что обозначает 0,1N, 0,5N, 0,025N?

6. Назовите основные химические реагенты, используемые при проведе- нии анализов с помощью установки лаборатории СКЛАВ-1.

7. Что такое «компаратор»? Его назначение?

8. Что такое «титрование»? В чем смысл этого процесса?

9. В чем сущность метода определения жесткости воды?

10. В чем сущность метода определения ионов хлора в исследуемой воде?

11. В чем сущность метода определения содержания антикоррозионной присадки в испытуемой воде?

12. В чем сущность определения содержания кислорода в пробе испытуе- мой воды?

13.

ЛИТЕРАТУРА

1. Судовая комплектная лаборатория СКЛАМТ-1: Паспорт и инст- рукция по эксплуатации.- Ужгород, 1984. – 26 с.

2. Судовая комплектная лаборатория СКЛАВ-1: Паспорт и инструк- ция по эксплуатации.- Ужгород, 1984. – 22 с.

3. Гулин Е.И. Справочник по горючесмазочным материалам в судо- вой технике/ Е.И. Гулин, В.А. Сомов, И.М. Чечет. – Л.: Судостроение, 1981. – 320 с.

4. Возницкий И.В. Практика использования морских топлив на судах: учебное пособие / И.В. Возницкий. – 3-е изд. – СПб, 2005. – 124 с.

5. Пахомов Ю.А. Топливо и топливные системы судовых дизелей: Учебник / Ю. А. Пахомов, Ю.П. Коробков, Е.В. Дмитриевский и др. – М.: Рконсульт, 2004. – 495 с.

6. Возницкий И.В. Практические рекомендации по смазке судовых дизелей / И.В. Возницкий. – 4-е изд. – СПб.: Моркнига, 2007. – 132 с.

7. Троеглазова Н.Л. Судовые масла: учебное пособие / Н.Л. Троегла- зова, С.В. Марков. – Новороссийск: НГМА, 2001. – 64 с.

8. Гаврилов С.В. Технология использования воды, топлива, смазки. –

Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамчатГТУ, 2003. – 203 с.

9. Масла моторные для дизелей флота рыбной промышленности. Номенклатура. Порядок назначения и применения. РД 15. 137–90. – Клай- педа: Гипрорыбфлот, 1992. – 60 с.

10. Камкин С.В. Эксплуатация судовых дизельных энергетических установок: Учеб. для вузов / С. В. Камкин, И.В. Возницкий, Б.Ф. Больша- ков и др. – М.: Транспорт, 1996. – 432 с.

11. Большаков В.Ф. Подготовка топлив и масел в судовых дизельных установках / В. Ф. Большаков, Л.Г. Гинзбург. – Л.: Судостроение, 1978. – 152 с.

12. Корнилов Э.В. Технология топливоподготовки на судне / Э.В. Корнилов, П.В. Бойко, В.П. Смирнов. – Одесса: Студия «Негоциант», 2006.

– 246 с.

13. Материалы горюче-смазочные. Справочные данные 233.14-06-95.

– Севастополь, 1996. – 262 с.

Приложение А

Подготовка лаборатории СКЛАМТ к работе

Проверить положение предохранителя на соответствие напряжению сети. Включить лабораторию в сеть переменного тока напряжением 220 или 127 В. Включение и выключение электросети лаборатории произво- дится автоматически при открывании и закрывании правой дверцы лабора- тории.

Открыть дверцы лаборатории, выдвинуть лабораторный столик впе- ред и зафиксировать дверцы фиксаторами (фиксаторы вставляются в спе- циальные отверстия на рабочем столике).

Установить посуду и приборы на полках и дверцах лаборатории в со- ответствии со схемой (рис. 1.1).

Проверить правильность соединения полиэтиленовых емкостей с трехходовым краном.

Заполнить емкости лаборатории соответствующими реактивами, для чего открыть верхнюю панель, отвернуть пробки и, наклоняя емкости, за- полнить их через воронку. Следует обратить внимание на то, чтобы в ем- кость для керосина не попала вода.

Проверить поступление жидкостей через трехходовой кран.

В помещении, где проводится работа с нефтепродуктами, запрещает- ся пользоваться открытым огнем.

На рабочем месте и около него запрещается хранить горючие веще- ства, кроме пробы, с которой проводятся работы.

Использованные жидкости должны выливаться в сточную цистерну. У рабочего места должен находиться огнетушитель.

Следует соблюдать особую осторожность при работе с гидридом кальция, не допуская попадания на кожу рук. При попадании гидрида кальция на кожу необходимо протереть это место чистой ветошью и только после полного удаления гидрида кальция вымыть водой с мылом.

Установить лабораторию на рабочий стол. При установке лаборато- рии обеспечить корпусу жесткий упор снизу.

Приложение Б

Подготовка лаборатории СКЛАВ к работе

Установить лабораторию на рабочий стол. При установке лаборато- рии обеспечить корпусу жесткий упор снизу.

Установить посуду и приборы на полках и дверцах лаборатории в со- ответствии со схемой (рис. 7.1).

Открыть верхнюю панель лаборатории и заполнить емкости раство- рами в соответствии с надписями.

Расположить емкости в той последовательности, в какой расположе- ны бюретки на верхней панели: первое гнездо - трилон Б; второе - серная кислота; третье - раствор азотнокислой ртути и т.д.

Закрыть емкости соответствующими крышками.

Попавшую на руки кислоту или щелочь необходимо смыть сильной струей воды. При попадании кислоты в глаза необходимо быстро промыть их 2%-м раствором соды. При попадании щелочи в глаза необходимо про- мыть их 2%-м раствором борной кислоты.

Пролитый раствор азотнокислой ртути необходимо собрать ветошью, руки промыть сильной струей воды, а ветошь выбросить.

Работать с четыреххлористым углеродом необходимо в месте, где происходит интенсивная вентиляция воздуха; остатки экстракта и воду, из которой производилось экстрагирование, вылить в раковину и смыть силь- ной струей воды.

Пролитый четыреххлористый углерод собрать ветошью и вымыть руки. Ветошь выбросить.

Хранить четыреххлористый углерод необходимо под слоем воды.

Приложение В

Браковочные показатели судовых моторных масел [9]

Проба масла отбирается обычно в объеме 125 мл в период работы двигателя. Качество работающего в дизелях масла контролируются по сле- дующим показателям: кинематическая вязкость; содержание нераствори- мого осадка; температура вспышки в открытом тигле; щелочному числу; кислотному числу; содержанию топлива; содержанию воды; капельной пробе. Предельно допустимые браковочные значения показатели масел указаны в табл. В.1.

Т а б л и ц а В.1

Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 1447; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 345 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!