新型重负荷发动机循环冷却系统缓蚀阻垢剂研究

论文摘要

重负荷发动机循环冷却系统金属种类多,使用温度高,极易发生腐蚀,缓蚀剂是一种用于金属腐蚀环境中抑制或停止金属腐蚀且无不良影响的药剂添加剂,只要在腐蚀介质中加入少量的缓蚀剂就能有效地降低金属的腐蚀速率,且对环境介质的基本性能影响不大,同时缓蚀剂的使用不需要特殊的附加设备,也无需改变金属材料或设备的性质。缓蚀剂应用研究表明许多高效缓蚀剂可以在金属表面原位聚合生成更加稳定的保护膜,从而显示良好的缓蚀效果。本文主要是研究一种适用于重负荷发动机冷却系统的新型缓蚀阻垢剂,解决大型重负荷柴油机冷却系统的腐蚀,特别是铸铝机件的点蚀、铁和钢机件的穴蚀和积垢问题。实现了大型重负荷柴油机冷却系统缓蚀剂的升级换代和品种简化。本文对重负荷发动机冷却液性能测试方法进行了研究,以油酸、二乙烯三胺为原料合成了一种新型咪唑啉型缓蚀剂HH-1,以该缓蚀剂与硫脲、六亚甲基四胺按一定摩尔比复配制得了复合缓蚀体系HH-2,应用静态挂片失重法评价了该复配缓蚀体系HH-2的缓蚀性能,研究了缓蚀机理,并用扫描电子显微镜分析了腐蚀前后及加入复配缓蚀体系HH-2后A3钢片、黄铜片和铝片的表面形貌。研究结果表明,在55℃下加入复配缓蚀体系HH-2能有效地抑制氨基磺酸水溶液对A3钢片、黄铜片和铝片的腐蚀,在使用浓度为30mg·L-1时,缓蚀率可达到98.48%,腐蚀速率仅为0.0093mm·a-1,并且不存在轻微点蚀。我们研究了柴油机冷却系统腐蚀和结垢机理及金属腐蚀和抑制腐蚀的理论,针对现用缓蚀剂存在的问题,综合考虑环保和价格因素,结合发动机冷却液的相关评定方法,对添加剂复配配方进行筛选,确定了复配添加剂的类型。并在咪唑啉类缓蚀剂HH-1和复配缓蚀体系HH-2的基础上,结合发动机冷却液相关性能评定方法,确定了HH-3系列缓蚀阻垢剂配方。通过对HH-3系列缓蚀阻垢剂进行全面性能评定,确定了HH-3-6配方。对合成的新型缓蚀阻垢剂HH-3-6进行了实际使用试验,实验结果表明缓蚀剂HH-3-6在实际使用中对多种金属的防腐蚀效果良好,具有优良的防腐、防垢性能和高效长寿命的特点,具有实际应用价值。

论文目录

• 学位论文数据集
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 发动机冷却系统的功能和结构
• 1.3 冷却系统缓蚀-阻垢剂概述
• 1.3.1 缓蚀剂
• 1.3.2 阻垢剂
• 1.4 共聚物阻垢剂
• 1.4.1 共聚物阻垢剂阻垢机理
• 1.4.2 共聚物阻垢剂研究进展
• 1.5 循环冷却水处理工艺
• 1.5.1 自然pH值运行
• 1.5.2 控制pH值碱性运行
• 1.5.3 预处理运行
• 1.6 循环冷却水处理配方
• 1.6.1 缓蚀阻垢剂配方的选择
• 1.6.2 国内外常用的冷却水处理配方
• 1.7 影响缓蚀剂缓蚀、阻垢效果的主要因素
• 1.7.1 影响缓蚀效果的主要因素
• 1.7.2 影响阻垢分散效果的主要因素
• 1.8 本课题的研究目的与主要工作内容
• 第二章 重负荷发动机冷却液性能测试方法
• 2.1 重负荷发动机冷却系统中经常出现的问题
• 2.2 重负荷发动机冷却液的性能测试方法
• 2.2.1 泡沫倾向性能测试
• 2.2.2 气穴腐蚀性能测试
• 2.2.3 玻璃器皿腐蚀试验
• 2.2.4 铝泵气穴腐蚀和传热腐蚀性能
• 2.2.5 振动穴蚀试验
• 2.2.6 橡胶耐蚀性能试验
• 2.2.7 实际使用试验
• 2.3 本章小结
• 第三章 咪唑啉型缓蚀剂的合成和缓蚀性能研究
• 3.1 前言
• 3.2 咪唑啉型缓蚀剂的合成及其表征
• 3.2.1 实验部分
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.3 本章小结
• 第四章 HH-3缓蚀剂复配研究
• 4.1 复配研究的理论分析
• 4.1.1 冷却液换热能力和冷却液组成的关系
• 4.1.2 溶液的pH值与金属腐蚀的关系
• 4.1.3 选择铜防腐剂的原则
• 4.1.4 选择防锈剂的原则
• 4.1.5 选择锡防腐剂的原则
• 4.1.6 选择阻垢剂的原则
• 4.2 配方研究
• 4.2.1 原料及添加剂
• 4.2.2 添加剂筛选和配方研究
• 4.2.3 配方筛选
• 4.3 配方HH-3-6的性能评定
• 4.3.1 配方的玻璃器皿腐蚀试验
• 4.3.2 抗穴蚀性能试验
• 4.3.3 缓蚀剂的阻垢试验
• 4.3.4 缓蚀剂的橡胶耐蚀性能试验
• 4.3.5 铸铝传热腐蚀试验
• 4.3.6 缓蚀剂的模拟使用腐蚀评定
• 4.3.7 缓蚀剂的气穴腐蚀试验
• 4.4 缓蚀剂HH-3-6的实际使用试验
• 4.5 本章小结
• 第五章 全文总结
• 参考文献
• 研究成果及发表的学术论文
• 致谢
• 作者和导师简历
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书