冷卻液-防凍液儲備堿度—重要質(zhì)量指標(biāo)

1、冷卻液/防凍液儲備堿度一重要質(zhì)量指標(biāo)摘要：文章分析了冷卻系統(tǒng)所用的冷卻液/防凍液的儲備堿度是一項重要的質(zhì)量指標(biāo)，二元醇熱裂氧化形成酸性物，破壞冷卻系統(tǒng)鋁合金表面的氧化膜，良好的腐蝕抑制體系，主要有金屬腐蝕抑制性能，還有冷卻液足夠的緩沖能力儲備堿度兩個方面，這樣才能保證體系在長時間使用時，能夠持新冷卻液優(yōu)化的pH值基本不變。一個不具有足夠的儲備堿度防凍液配方，即使通過實驗室玻璃器皿法測試腐蝕實驗，實際使用中，一定存在短時間內(nèi)pH值降低和升高的風(fēng)險，導(dǎo)致腐蝕發(fā)生。對于無機(jī)鹽配方IAT,最低可接受的儲備堿度，廣泛認(rèn)為不低于10mlHCl(0.1N);對于有機(jī)酸OAT配方，普遍認(rèn)為接受的最低儲備堿度5

2、mlHCl(0.1N);新型的無機(jī)有機(jī)酸混合配方，認(rèn)為接受最低儲備堿度4mlHCl(0.1N)o冷卻液儲備堿度低于這個水平，都屬于風(fēng)險產(chǎn)品。關(guān)鍵詞：冷卻液/防凍液的儲備堿度；冷卻系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電是指把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)為電能。風(fēng)是一種沒有公害的能源，利用風(fēng)力發(fā)電非常環(huán)保，且能夠產(chǎn)生非常巨大的電能，因此越來越多的國家更加重視風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)及變流器等部分組成，其中變流器需要采用2M瓦的IGBT第1頁共7頁（InsulatedGateBipolarTransistor絕緣柵雙極型晶體管），IGBT在運行時會釋放由大量熱；在影院級投影系統(tǒng)由于光機(jī)燈泡運行釋放大量的熱，這就需要類似汽車燃油發(fā)動機(jī)的水

3、冷系統(tǒng)。風(fēng)力發(fā)電和影院級投影機(jī)水冷系統(tǒng)采用鋁合金水冷板進(jìn)行散熱。水冷系統(tǒng)是保護(hù)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及投影機(jī)正常高效運轉(zhuǎn)必不可缺的重要組成部分。由于使用到劣質(zhì)冷卻液，pH值在非常短時間降低或升高，從而導(dǎo)致發(fā)生金屬腐蝕穿透停機(jī)事故。對于冷卻液的選擇和質(zhì)量控制，沸點、冰點及金屬腐蝕測試結(jié)果是常見的能表示腐蝕抑制能力質(zhì)量指標(biāo)。儲備堿度表示水溶液對酸化的抵抗能力，而其作為冷卻液/防凍液的長期有效的重要性能指標(biāo)，還沒有引起各相關(guān)人員的重視，使得產(chǎn)品在實際使用中由現(xiàn)品質(zhì)問題，包括使用壽命，更換指標(biāo)或性能監(jiān)控，不能合理實施，從而引發(fā)水冷系統(tǒng)鋁合金腐蝕，導(dǎo)致變流器或投影機(jī)停機(jī)的嚴(yán)重故障。不僅縮短使用壽命，還有可能導(dǎo)致嚴(yán)

4、重事故。1風(fēng)力發(fā)電及投影機(jī)水冷系統(tǒng)冷卻液pH值和鋁合金腐蝕控制1.1 概述布拜圖（E電位pH圖）是表示腐蝕有關(guān)的所有化學(xué)反應(yīng)。在風(fēng)力發(fā)電水冷系統(tǒng)的冷卻液/防凍液中，通常是陽極保護(hù)或者鈍化態(tài)保護(hù)，腐蝕電位正移?；仡欙L(fēng)力發(fā)電冷卻系統(tǒng)中第2頁共7頁的主要金屬（鋁合金）與水的pH值電位平衡圖，就會發(fā)現(xiàn)精確平衡腐蝕抑制體系的重要性。鋁：最佳保護(hù)的pH值范圍48.5。合適的腐蝕抑制體系，主要包括兩個方面：金屬腐蝕抑制的性能，冷卻液體系良好的水溶液對酸化的抵抗能力，確保體系在使用較長的時間內(nèi)保持與新的冷卻液優(yōu)化的pH值基本一致的能力。冷卻液的這種緩沖能力就是儲備堿度。1.2 鋁的腐蝕態(tài)、免蝕態(tài)和鈍化態(tài)的理論

5、工況在不同環(huán)境下，鋁會以幾種氫氧化物存在。見下圖，在25c下，電位pH圖顯示，三水氧化鋁是穩(wěn)定的形態(tài)，其鈍化態(tài)存在于pH范圍48.5。而一水氧化鋁不穩(wěn)定，其鈍化態(tài)只存在pH值4.56.2的范圍。25c鋁的腐蝕態(tài)、免蝕態(tài)和鈍化態(tài)的理論工況圖2導(dǎo)致水冷系統(tǒng)冷卻液pH降低的因素在風(fēng)力發(fā)電水冷系統(tǒng)的冷卻液/防凍液中添加的主要成分是乙二醇或丙二醇，在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，冷卻液乙二醇或丙二醇，會被冷卻系統(tǒng)的溶解氧氧化，發(fā)生降解。降解過程如下：乙二醇降解：HOOCH2CH2OHO2+heatHOOCCOOH+HOCH2COOH+HCOOH第3頁共7頁乙二醇草酸乙醇酸甲酸丙二醇降解：CH3CH(OHCH2OHO2

6、+heatCH3COCOOH+CH3COHCOOH+HCOOH+CH3COOH丙二醇丙酮酸乳酸草酸乙酸降解生成的甲酸匾于強(qiáng)酸，腐蝕性強(qiáng)。草酸為弱酸，與乙醇酸、丙酮酸、乳酸等，影響體系酸堿平衡，導(dǎo)致pH值下降。3儲備堿度3.1 SH/T0091關(guān)于儲備堿度的定義儲備堿度：用濃度c(HCl)=0.1000mol/L的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定10mL試樣至pH值為5.5時所需要的毫升數(shù)(精確到0.1mL)o3.2 儲備堿度的測定(1)用移液管移取10mL完全混合的試樣，放入150mL燒杯中，再向杯中加入約90mL超純水。注：如果儲備堿度小于2,則試樣的量可以增加到50mL(2)將裝有試樣的燒杯放在電位滴

7、定計臺架上，將pH復(fù)合電極完全浸泡在試樣中。第4頁共7頁(3)將裝好鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的滴定管下部尖端部分放入燒杯中，調(diào)節(jié)電位滴定計的溫度補(bǔ)償器到被測液體實際溫度，并記錄試樣最初的pH值。(4)開啟攪拌器使試樣均勻。(5)設(shè)定pH值預(yù)控點為7,終點pH值為5.5o啟動自動滴定裝置，滴定完成后記錄所消耗的標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(c(HCl)=0.1000mol/L)的體積。3.3腐蝕抑制劑的緩沖性能3.3.1 無機(jī)鹽技術(shù)冷卻液一一IAT傳統(tǒng)無機(jī)酸技術(shù)冷卻液的儲備堿度的典型范圍在1014,是因為無機(jī)酸堿緩沖系統(tǒng)的pH值在79范圍內(nèi)。例如，硅酸鹽，緩沖系的pH值為7.5,只需要0.5%重量就能提供足夠的儲備堿度

8、。3.3.2 有機(jī)酸技術(shù)一一OAT脂肪族一元酸和芳香酸己酸、庚酸、辛酸、異辛酸、壬酸、癸酸、新癸酸、H一烷酸、十二烷酸、中的一種或兩種酸，或其堿金屬鹽緩沖能力通常較差，pH值小于5,也就是說，極少有這種酸在pH5.5被滴定。然而，在pH4.5時，這類酸會從冷卻液中沉淀由來。脂肪族二元酸第5頁共7頁二元酸辛二酸、壬二酸、癸二酸、H-一烷二酸或十二烷二酸的緩沖能力好于脂肪族和芳香族一元酸，在pH值5.5時，能夠獲得較高的儲備堿度而不會有沉淀。原因在于，這種類型的酸，一個竣基官能團(tuán)提供儲備堿度，另外一個竣基官能團(tuán)提供溶解度。在pH4.5時，這種二元酸的儲備堿度與兩個竣酸根被滴定，比同樣鏈長的一元酸獲得多一倍的儲備堿度，只有C鏈長A10時才會有沉淀由現(xiàn)。3.3.3 無機(jī)有機(jī)酸混合配方技術(shù)混合酸。新的冷卻液緩沖理論認(rèn)為，充分利用無機(jī)與有機(jī)酸的優(yōu)越性，實驗和實踐證明，能獲得更好更穩(wěn)定的儲備堿度。4結(jié)論對鋁合金的最佳保護(hù)，理論和實際都認(rèn)為只能在合適的pH范圍內(nèi)，一些腐蝕抑制劑如偏硅酸鈉能夠?qū)︿X合金提供優(yōu)異的保護(hù)，但是其緩沖能力差。如果一個冷凍液配方不具備足夠的儲備堿度，即使能夠通過實驗室腐蝕測試實驗，在實際使用中，一定存在pH值短時間降低或升高的風(fēng)險，從而導(dǎo)致腐蝕發(fā)生。判斷冷卻液的質(zhì)量好壞，應(yīng)該同時考察腐蝕測試數(shù)據(jù)和足夠的儲備堿度。對于無機(jī)鹽ITA配方，最低可接受的儲備堿