CN104313595A - 一种mtu柴油机冷却水复合型防腐蚀剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制成：质量百分含量为85%的浓磷酸50~70mL、亚硝酸钠550~650g、硼砂220~280g、聚丙烯酸钠250~350g、苯丙三氮唑40~60g。该防腐蚀剂能降低MTU柴油机的腐蚀速率，尤其对冷却部位的铝合金材质具有很好的防腐效果，同时对铜和碳钢等也具有较好的防腐作用，可延长MTU柴油机的使用寿命，还公开了上述MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂的制备方法，采用本发明中的复合型防腐蚀剂，可以降低和避免由于冷却系统腐蚀严重而引起的安全事故，防腐蚀效果明显，具有良好的推广应用前景。

Description

一种MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂及其制备方法

技术领域

本发明属于机车冷却水防腐蚀剂技术领域，具体涉及一种MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂及其制备方法。

背景技术

为了保证柴油机工作稳定，实现工作效率最佳化，以及保证空气和燃油具有最佳的混合，必须及时导出柴油机工作中产生的热量。水是可行且最常见的冷却液体。但未经处理的冷却水对冷却系统中的金属材质具有一定的侵蚀性，容易发生反应、产生水垢，以致对机车的散热性能产生影响，同时使得机件的内表面产生腐蚀。冷却水的一般处理方法是在其中加入某些成分的添加剂，从而达到优化水质、减少腐蚀的产生以延长机件的使用寿命的目的。

在大型柴油机方面，国内外柴油机冷却系统缓蚀剂大体上经过了重铬酸钾、化防锈油、HG-KB、G93-94等几个阶段。国内在缓蚀剂的研制中也经历了从单个无机盐到多个无机盐复配的无机盐类缓蚀剂阶段；从单个有机物到有机物和无机物复配的阶段，到现在的纯有机物阶段。制备方面往往采取简单的按比例加试剂搅拌勾兑的方式。某铁路运输公司的机车从2002年开始使用一种A配方的冷却水，A配方的成分如下：在一吨水中加入：偏硅酸钠680g；乙二胺四甲叉膦酸钠200g；稀盐酸（35%）400ml；苯丙三氮唑50克；硼砂200g；工业酒精加入适量。从10多年的使用情况来看，较好的解决了机车的防腐蚀问题。但由于近几年进口机车设备的更新，使用原配方后发现同样会出现比较严重的腐蚀问题。

以前柴油机机车冷却部件的材质为碳钢、铜、焊料、紫铜和黄铜等，而进口MTU（发动机及涡轮机联盟弗里德希哈芬股份有限公司，全称：Motoren-und Turbinen-Union Friedrichshafen GmbH简称：MTU）柴油机机车冷却部件的材质主要为ZL104铝合金，因此，为了延长机车的使用寿命，需研制出一种主要针对ZL104铝合金的缓蚀剂，同时还要求该防腐蚀剂对铜和碳钢等也具有较好的防腐效果，才能避免和减轻冷却水对现有机车冷却部件的腐蚀作用。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，该防腐蚀剂能降低MTU柴油机的腐蚀速率，同时对铜、碳钢等也具有较好的防腐效果，可延长MTU柴油机的使用寿命。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂的制备方法，该制备方法工艺简洁，成本低。

本发明所要解决的第一个技术问题是通过如下技术方案来实现的：一种MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制成：质量百分含量为85%的浓磷酸50~70mL、亚硝酸钠550~650g、硼砂220~280g、聚丙烯酸钠250~350g、苯丙三氮唑40~60g。

在上述防腐蚀剂中，各原料的作用如下：

由于铝及其合金表面氧化膜在酸性、碱性过大时不易形成，且已形成的氧化膜会被破坏，浓磷酸的作用是将机车内部碱性的冷却水的pH值尽量调节为中性，因为在PH为中性时，对铝合金的腐蚀效果最小。

亚硝酸钠是强氧化剂，在铝和其它金属表面可以形成一层致密的氧化膜，起到很好的缓蚀作用。

聚丙烯酸钠是一种高效的阻垢剂，主要来解决机车中致垢盐的结垢问题。

苯丙三氮唑作为铜的缓蚀剂，在循环冷却水系统中可与阻垢剂等配合使用，对循环冷却水系统缓蚀效果良好。

作为本发明的一种优选的技术方案，本发明所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制成：质量百分含量为85%的浓磷酸55~65mL、亚硝酸钠565~635g、硼砂235~265g、聚丙烯酸钠275~325g、苯丙三氮唑45~55g。

作为本发明的一种较佳的实施方式，本发明所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制成：质量百分含量为85%的浓磷酸60mL、亚硝酸钠600g、硼砂250g、聚丙烯酸钠300g、苯丙三氮唑50g。

作为本发明的一种改进：本发明所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制成：质量百分含量为85%的浓磷酸50~70mL、亚硝酸钠550~650g、硼砂220~280g、聚丙烯酸钠250~350g、苯丙三氮唑40~60g，工业酒精适量。

工业酒精的用途主要是用来溶解苯丙三氮唑，其用量以能溶解苯丙三氮唑即可，苯丙三氮唑有些是水溶性的，有些是油溶性的，也有是水油两溶性的，当苯丙三氮唑为油溶性时，需要添加一些有机溶剂助溶，如工业酒精等。

作为本发明的一种优选的实施方式，本发明所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，每吨水中各原料的用量为：质量百分含量为85%的浓磷酸55~65mL、亚硝酸钠565~635g、硼砂235~265g、聚丙烯酸钠275~325g、苯丙三氮唑45~55g，工业酒精适量。

作为本发明的一种较佳的实施方式，本发明所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，每吨水中各原料的用量为：质量百分含量为85%的浓磷酸60mL、亚硝酸钠600g、硼砂250g、聚丙烯酸钠300g、苯丙三氮唑50g，工业酒精适量。

本发明先通过对现有柴油机机车冷却部位的材料成分进行分析，确定防腐蚀剂所要保护的材料类型及后续试验所需选择的挂片种类，通过对铜、碳钢和铝合金挂片进行试验，先筛选出适合各个材料的单剂，然后将这些单剂同时针对铜、碳钢和铝合金挂片进行复配，复配之后再对这些单剂之间的协同性及各单剂的用量进行试验，通过诸多防腐实验来验证铜、碳钢和铝合金挂片均在复配中的最优防腐效果，最终确定适合MTU柴油机循环冷却水的本发明中的最优防腐蚀剂配方。

本发明所要解决的第二个技术问题是通过如下技术方案来实现的：上述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂的制备方法，含以下步骤：按上述计量比取苯丙三氮唑、亚硝酸钠、硼砂和聚丙烯酸钠，先加少量水混匀，再继续加水至满足用量要求，最后加入浓磷酸，混匀即得MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂。

本发明中的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂配制时，可以采用的装置主要包括以下部件，搅拌塔塔体、搅拌器、冷却水进口、止水阀、冷却水出口、填料入口、密封盖等，冷却水的调制可以在搅拌塔装置中进行，具体如图1中所示。

作为本发明的一种改进，还含有适量的工业酒精。

作为本发明的一种优选的实施方式，本发明所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂的制备方法，含以下步骤：按上述计量比取苯丙三氮唑，溶于适量工业酒精中，再按计量比加入亚硝酸钠、硼砂和聚丙烯酸钠，先加少量水混匀，再继续加水至满足用量要求，最后加入浓磷酸，混匀即得MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂。

其中工业酒精的用量能溶解苯丙三氮唑即可。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）由于机车冷却部位的腐蚀严重，将会因机车故障而导致生产停止，甚至会导致严重的事故，对生产及安全、环保造成了极大的不利影响，而本发明通过对机车冷却部位的材质分析等，研制出了对应的防腐蚀新配方，从根本上解决了机车的腐蚀问题，缓解了机车冷却系统的腐蚀问题，降低和避免了因为冷却系统腐蚀严重而产生的设备安全事故；

（2）本发明中的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂复合型新配方的使用延长了现有MTU柴油机机车的额外使用寿命，使机车能够安全、长周期、经济运行，最大程度满足生产需要，产生了较大的社会效益；

（3）本实用中的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂复合型新配方中原料种类较少、用量适中、成本低廉，对MTU柴油机机车可起到很好的防腐蚀效果，该防腐蚀剂具有很大的市场潜力，它的应用将有利于同类机车循环冷却系统防腐蚀技术的推广和普及。

附图说明

图1是实施例1和实施例6中制备MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂的搅拌塔装置图，其中1、搅拌塔塔体；2、搅拌器；3、冷却水进口；41和42、止水阀；5、冷却水出口；6、填料入口；7、密封盖；

图2是实施例11中实车水样铝离子数检测结果曲线图；

图3是实施例11中实车水样铜离子数检测结果曲线图；

图4是实施例11中实车水样铁离子数检测结果曲线图。

具体实施方式

实施例1 

本实施例提供的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制成：质量百分含量为85%的浓磷酸50mL、亚硝酸钠650g、硼砂220g、聚丙烯酸钠350g、苯丙三氮唑40g。

制备方法如下：如图1中所示，配制MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂的搅拌塔主要包括：搅拌塔塔体1、搅拌器2、冷却水进口3、止水阀41、止水阀42、冷却水出口5、填料入口6、密封盖7等几个部件，配制时，先将称好的苯丙三氮唑，倒入塑料桶（10-20升）中，再把秤好的其余三种药剂亚硝酸钠、硼砂和聚丙烯酸钠倒入桶中，加水后充分搅拌使之溶解成均匀溶液，再将此溶液倒入搅拌塔（塔中装1吨水）中，最后向水中加入浓磷酸，搅拌十分钟，就可以使用。

实施例2

本实施例提供的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制成：质量百分含量为85%的浓磷酸70mL、亚硝酸钠550g、硼砂280g、聚丙烯酸钠250g、苯丙三氮唑60g。

制备方法如下：按上述计量比取苯丙三氮唑、亚硝酸钠、硼砂和聚丙烯酸钠，先加少量水混匀，再继续加水至满足用量要求，最后加入浓磷酸，混匀即得MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂。

实施例3

本实施例提供的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制成：质量百分含量为85%的浓磷酸55mL、亚硝酸钠635g、硼砂235、聚丙烯酸钠325g、苯丙三氮唑45g。

制备方法同实施例1。

实施例4

本实施例提供的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制成：质量百分含量为85%的浓磷酸65mL、亚硝酸钠565g、硼砂265g、聚丙烯酸钠275g、苯丙三氮唑55g。

制备方法同实施例1。

实施例5

本实施例提供的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制成：质量百分含量为85%的浓磷酸60mL、亚硝酸钠600g、硼砂250g、聚丙烯酸钠300g、苯丙三氮唑50g。

制备方法同实施例1。

实施例6

与实施例1不同的是，还含有适量工业酒精，工业酒精的用量能溶解苯丙三氮唑即可；

制备方法如下：如图1中所示，配制MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂的搅拌塔主要包括：搅拌塔塔体1、搅拌器2、冷却水进口3、止水阀41、止水阀42、冷却水出口5、填料入口6、密封盖7等几个部件，配制时， 先将称好的苯丙三氮唑以适量工业酒精溶解（酒精用量以能溶解苯丙三氮唑药剂为度），倒入塑料桶（10-20升）中。再把称好的其余三种药剂亚硝酸钠、硼砂和聚丙烯酸钠倒入桶中，加水后充分搅拌使之溶解成均匀溶液，再将此溶液倒入搅拌塔（塔中装一吨水）中，向水中加入浓磷酸，搅拌十分钟，就可以使用。

为了防止吸入苯丙三氮唑粉末及触碰浓磷酸，调配人员应佩戴口罩穿戴防腐手套。

实施例7

MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂与实施例2不同的是，还含有适量工业酒精，工业酒精的用量能溶解苯丙三氮唑即可；

制备方法如下：按上述计量比取苯丙三氮唑，溶于适量工业酒精中，再按计量比加入亚硝酸钠、硼砂和聚丙烯酸钠，先加少量水混匀，再继续加水至满足用量要求，最后加入浓磷酸，混匀即得MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂。

实施例8

MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂与实施例3不同的是，还含有适量工业酒精，工业酒精的用量能溶解苯丙三氮唑即可；

制备方法同实施例6。

实施例9

MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂与实施例4不同的是，还含有适量工业酒精，工业酒精的用量能溶解苯丙三氮唑即可；

制备方法同实施例6。

实施例10

MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂与实施例5不同的是，还含有适量工业酒精，工业酒精的用量能溶解苯丙三氮唑即可；

制备方法同实施例6。

实施例11

应用中选取了两台结构一样、状态相近的同型机车分别使用A配方（A配方的成分如下：在1吨水中加入：偏硅酸钠680g；乙二胺四甲叉膦酸钠200g；稀盐酸（35%）400mL；苯丙三氮唑50克；硼砂200g；工业酒精加入适量。）以及本发明中的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂配方（B配方，即实施例10中的配方）的三个月后进行对比。因冷却水对铝合金的腐蚀作用占据主导地位，为此，需要定期测定冷却水中铝离子浓度，方法如下：

   （1）每隔半个月取机车冷却水进行分析，测定水中的铝离子，铝离子浓度低者，说明对机车的保护效果好；

   （2）挂片试验，在两机车冷却水系统中各悬挂一组碳钢、铜和铝合金材质挂片，三个月后取出进行观察、记录并称重对比，表1为现场测到的铝离子浓度，挂片试验结果表明研制的B配方优于现用的A配方。

表1现场试验测得的铝离子浓度

实车水样铝离子数检测结果的曲线图如图2所示：经过计算，得到实用期间B配方中铝离子的平均值为0.46mg/L，而A配方中铝离子的平均值为0.79 mg/L，由此可见，使用B配方冷却水添加剂的机车较使用A配方的机车缓蚀效果更为显著，即本发明中的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂配方效果良好。

实车水样铜离子数检测结果如下表2所示：

表2实车水样铜离子数检测结果

检测期间实车水样铜离子数检测结果的曲线图如图3所示，从图3中可以看出，经过计算，得到在测试期间B配方中铜离子的平均值为0.135 mg/L，而A配方中铜离子的平均值为：0.137mg/L，由此可见，B配方对铜金属的防腐效果较好，即本发明中的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂配方效果较好。

实车水样铁离子数检测结果如下表3，对碳钢的试验主要在于检测水样中的铁离子。

表3 实车水样铁离子数检测结果

检测期间实车水样铁离子数检测结果的曲线图如图4所示，从图4实车水样铁离子数检测结果曲线图可以看出，经过计算，得到在测试期间B配方中铁离子的平均值为2.22mg/L，而A配方中铁离子的平均值为2.25 mg/L，由此可见，B配方对铁金属的防腐效果较好，即本发明中的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂配方效果较好。

通过对实车水样中的铝、铜和铁离子的浓度检测，可以得出如下结论：相对于A配方而言，使用B配方对铝具有很好的保护效果，同时对铜和碳钢的腐蚀也相对较小，即本发明中的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂配方效果良好。

 

本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述，本发明的上述实施例都只能认为是对本发明的说明而不是限制，凡是依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，其特征是在每吨水中由以下用量的原料制成：质量百分含量为85%的浓磷酸50~70mL、亚硝酸钠550~650g、硼砂220~280g、聚丙烯酸钠250~350g、苯丙三氮唑40~60g。

2.根据权利要求1所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，其特征是每吨水中各原料的用量为：质量百分含量为85%的浓磷酸55~65mL、亚硝酸钠565~635g、硼砂235~265g、聚丙烯酸钠275~325g、苯丙三氮唑45~55g。

3.根据权利要求2所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，其特征是每吨水中各原料的用量为：质量百分含量为85%的浓磷酸60mL、亚硝酸钠600g、硼砂250g、聚丙烯酸钠300g、苯丙三氮唑50g。

4.一种MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，其特征是在每吨水中由以下用量的原料制成：质量百分含量为85%的浓磷酸50~70mL、亚硝酸钠550~650g、硼砂220~280g、聚丙烯酸钠250~350g、苯丙三氮唑40~60g，工业酒精适量。

5.根据权利要求4所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，其特征是每吨水中各原料的用量为：质量百分含量为85%的浓磷酸55~65mL、亚硝酸钠565~635g、硼砂235~265g、聚丙烯酸钠275~325g、苯丙三氮唑45~55g，工业酒精适量。

6.根据权利要求5所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，其特征是每吨水中各原料的用量为：质量百分含量为85%的浓磷酸60mL、亚硝酸钠600g、硼砂250g、聚丙烯酸钠300g、苯丙三氮唑50g，工业酒精适量。

7.权利要求1-3任一项所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂的制备方法，其特征是含以下步骤：按上述计量比取苯丙三氮唑、亚硝酸钠、硼砂和聚丙烯酸钠，先加少量水混匀，再继续加水至满足用量要求，最后加入浓磷酸，混匀即得MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂。

8.权利要求4-6任一项所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂的制备方法，其特征是含以下步骤：按上述计量比取苯丙三氮唑，溶于适量工业酒精中，再按计量比加入亚硝酸钠、硼砂和聚丙烯酸钠，先加少量水混匀，再继续加水至满足用量要求，最后加入浓磷酸，混匀即得MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂。