اهميت كاربرد ضد يخ ها و انواع آن

تجربه نشان داده است استفاده از خنك كننده ها يا ضديخها نه تنها به حفاظت از موتور خودرو در برابر يخ زدن كمك مي كند بلكه مانع از خوردگي اجزاي آن شده و همزمان با دفع حرارت توليد شده، تعادل حرارتي را در كل موتور برقرار مي كنند.
در موتورهاي ديزلي سنگين تنها يك سوم از كل انرژي توليد شده توسط موتور، براي به حركت در آوردن خودرو به كار گرفته مي شوند و يك سوم ديگر آن به وسيله اگزوز خارج شده و باقيمانده انرژي توسط سيال خنك كننده دفع مي شود. اين دفع حرارت منجر به بالا رفتن دما مي شود و ايجاد حرارت زياد باعث تسريع خرابي روغن و در پي آن خرابي موتور مي شود.

آب بهترين سيال در دفع حرارت است ولي بنا به دلايل متفاوتي براي كاهش نقطه انجماد سيال خنك كننده از ماده شيميايي گليكول به عنوان سيال پايه استفاده مي شود كه معمولاً در توليد اين خنك كننده ها از مخلوط50/50 از اتيلن گليكول و آب استفاده مي كنند. در اين تركيب ميزان مشخصي از عوامل بازدارنده نظير ضد كف، ضد خوردگي، رنگ و … نيز بكار گرفته مي شود و با وجود درصد بسيار كم اين تركيبات افزودني، نقش آنها در محصول نهايي حائز اهميت بالايي است و موجب متفاوت شدن انواع خنك كننده ها مي شود.

با پيشرفت علم، براي حفاظت از موتور تكنولوژيهاي متفاوتي در ساخت خنك كننده ها در برابر خوردگي ارايه شده است. در اروپا وجود مشكلاتي مانند سختي بالاي آب، توليدكنندگان را ملزم به توليد خنك كننده هايي فاقد تركيبات فسفر كرده است. زيرا كلسيم و منيزيم موجود در آب سخت با بازدارنده هاي فسفاته واكنش داده و فسفات منيزيم و يا كلسيم توليد مي كنند كه معمولاً به صورت رسوب بر روي بدنه داغ موتور نشست مي كنند و اين امر باعث اتلاف حرارت و يا ايجاد خوردگي مي شود.
امروزه در اروپا با حذف تركيبات فسفاته، خنك كننده هايي حاوي اكسيدهاي غيرآلي مانند سيليكات و كربوكسيلاتها ساخته شده است. كربوكسيلاتها بواسطه انجام واكنش هاي شيميايي داخلي با قرار گرفتن بر روي سطوح، مانع از خوردگي مي شوند.

تكنولوژي كه در آن از اختلاط كربوكسيلاتها و سيليكاتها استفاده مي شود به نام تكنولوژي پيوندي (هيبريدي) شناخته شده است، زيرا تركيبي است از تكنولوژي غيرآلي و تكنولوژي آلي (كربوكسيلات ها).

در آسيا مشكل سازگاري با واشر پمپ آب و خاصيت ضعيف انتقال حرارت باعث شد كه استفاده از خنك كننده هاي حاوي سيليكات ممنوع شده و بجاي آن از مخلوط كربوكسيلاتها و فسفاتها استفاده شود. ساخت اين نوع از خنك كننده ها نيز به وسيله تكنولوژي هيبريدي بوده كه با نوع اروپايي اش (مخلوط كربوكسيلاتها و سيليكاتها) متفاوت است. اين محصولات در رنگهاي متفاوتي مانند قرمز، نارنجي، سبز و … در بازار موجود است.
خنك كننده هاي بر پايه كربوكسيلاتها داراي طول عمر بالاتري هستند و ساخت اين محصولات به عنوان تكنولوژي برتر در اروپا و آسيا شناخته شده است. اين محصولات داراي محبوبيت بين المللي بوده و در فاصله زماني تعويض طولاني، به خوبي از موتور در برابر خوردگي حفاظت مي كنند. در واقع حفاظت موتور در برابر خوردگي به واسطه خنثي كردن اسيدهاي كربوكسيليك و تبديل آنها به كربوكسيلات تامين مي شود، زيرا تمام خنك كننده ها در شرايط خنثي يا دامنه PH و قليايي (حدود7 يا بالاتر) عمل مي كنند. در واقع بيشتر خنك كننده ها در آغاز از يك اسيد قوي ساخته مي شوند. براي مثال خنك كننده هاي مرسوم بر پايه فسفاتها، شروع تركيباتشان از اسيد فسفريك است.

استفاده از كربوكسيلاتها در تركيبات خنك كننده داراي مزاياي قابل توجهي است كه عبارتند از:

- حفاظت بهتر از آلومينيوم در دماهاي بالا
- انتقال بهتر حرارت و كارايي بهينه بر روي سطوح داغ موتور و لوله هاي رادياتور
- افزايش طول عمر سيال خنك كننده

تجربه نشان داده است كه اين نوع سيالات با كاركرد بيش از32 هزار ساعت، كارايي بهتري از خود نشان داده اند و در انتهاي زمان، در آزمايش سرعتي، هنوز خنك كننده استفاده شده و تخليه شده از موتور مي توانست آزمايش هاي طراحي شده براي خنك كننده كار نكرده را با موفقيت پشت سر بگذارد.

در بازار، خنك كننده هاي زيادي با رنگها و كيفيت هاي متفاوت، موجود است. يك برنامه نگهداري و تعميرات مناسب مي تواند كيفيت اين محصول را در موتور به طور دقيق بررسي كند. در اين زمينه روش هاي متفاوتي وجود دارد كه يكي از آنها استفاده از رفركتور براي تعيين نسبت گليكول به آب است. با تعيين ميزان اين نسبت مي توان ميزان قدرت حفاظت ضد يخ در برابر يخ زدگي و غلظت بازدارنده خوردگي در محلول را تخمين زد. 
كنترل حجم سيال خنك كننده در سيستم بسيار مهم است چرا كه اگر سيال با سطح در تماس نباشد نمي تواند عملكرد مناسبي در خنك كردن موتور از خود نشان دهد.
درپوش رادياتور نيز بخشي از اجزاي تكميل كننده سيستم است و به گونه اي طراحي شده است كه فشار خاصي را تحمل كند. اگر فشار سيستم از حد طراحي شده پايين تر باشد، سيال خنك كننده در دماي پايين تري مي جوشد و جوشش زود هنگام سيال مي تواند باعث خوردگي هاي متفاوتي در ارتباط با نقاط گرم و تماس نامناسب خنك كننده باشد. 
به طور كلي تجزيه خنك كننده ها زماني كه تمام اتيلن گليكول به مواد اوليه اش اسيد گليكوليك و اسيد فرميك تبديل شود ادامه مي يابد. اين مدت زمان در موتورهايي كه در دماهاي بالا كار مي كنند و يا حجم هواي وارد شده به سيستم خنك كننده زياد است، بسيار سريعتر اتفاق مي افتد. با آزمايش PH مي توان PH سيال را بدست آورد، در بيشتر اين سيالات مي بايست ميزان PH ، بيشتر از عدد7 باشد ولي در برخي از آنها اگر ميزان PH بيشتر از عدد6/5 باشد نيز قابل قبول است.

محصولات حاصل از تجزيه گليكول به صورت اسيدي هستند و باعث افت PH مي شوند كه پديده خورندگي را با خود به همراه دارد. سرعت تجزيه خنك كننده ها با بكارگيري عوامل بازدارنده با طول عمر بالا، كندتر شده و اطمينان از عملكرد درست تجهيزات زياد مي شود.
با استفاده از آزمايش »Strips « مي توان ميزان مواد بازدارنده مانند نيتريتها و موليبديتها در سيال خنك كننده را كنترل كرد. نيتريتها نسبت به ديگر بازدارنده ها، آسانتر از تركيبات شيميايي سيال، آزاد مي شوند و به كمك اين آزمايش فقط ميزان سطح آنها مشخص مي شود. نيتريتهاي آزاد شده بر اثر پديده كاويتاسيون، با برداشت لايه هاي سليندر باعث خوردگي آن مي شود. در عوض بازدارنده هاي از نوع كربوكسيلاتها به دليل سرعت واكنش كندتر، خاصيت حفاظتي را در مدت طولاني تري عهده دار مي شوند.
هم اكنون سازندگان تجهيزات اصلي (OEMs) خودرو، استفاده از خنك كننده هاي هيبريدي و كربوكسيلات ELC را توصيه مي كنند.
در موتورهاي ديزلي سنگين، برخي سازندگان استفاده از خنك كننده هاي سيليكاتي را توصيه مي كنند و در برخي ديگر خنك كننده هاي غيرسيليكاتي را مناسب مي دانند. 
به طور خلاصه مي توان گفت كه نوع خنك كننده قابل استفاده براساس نوع نيازمندي سازندگان تجهيزات اصلي OEMs تعيين مي شود. نقش خنك كننده ها در موتور خودرو بسيار حياتي است و در برقراري تعادل حرارتي و حفاظت در برابر خوردگي در تمام موتور خودرو تاثير بسزايي دارد. يك تحقيق در اين زمينه نشان داده است كه60 درصد از موارد تخريب موتور در بخش موتورهاي ديزلي مربوط به خنك كننده هاي نامناسب است. بنابراين استفاده از خنك كننده هاي با كيفيت مطلوب از توليدكنندگان معتبر، شرايط مناسبي را در خصوص كاركرد موتور ايجاد كرده و مشكلات خوردگي را مرتفع مي سازد.

Reference:
- Machinery Lubrication
- Learning Coolant Fundamentals
-Paul Fritz; Chevron Products Company

منبع : ماهنامه نفت پارس