SH T 0620-1995 发动机冷却液对传热状态下的铸铝合金腐蚀测定法.pdf

中华人民共和国石油化工行业标准发动机冷却液对传热状态下的 铸铝合金腐蚀测定法S H/ T 0 6 2 0 - 9 5 ( 2 0 0 4年 确 认 )1 主题内容与适用范围 本标准规定了测定发动机冷却液在发动机铝质缸盖所存在的传热状态下对常用的铸铝合金腐蚀的方法。 本标准适用于发动机冷却液及其浓缩液。2 引用标准G B 3 4 5 2 . 1 液压气动用 0形橡胶密封圈尺寸系列及公差G B / T 6 6 8 2 分析实验室用水规格和试验方法S H / T 0 0 6 5 发动机冷却液或防锈剂试验样品的取样及其水溶液的配制S H / T 0 0 6 9 发动机防冻剂、 防锈剂和冷却液p H 值测定法3 意义和用途 发动机工作时，发动机冷却液能有效地抑制铝质气缸盖传热腐蚀极为重要，因为形成的任何腐蚀产物都可能沉积在散热器的内表面上，导致冷却系统过热和冷却液沸腾溢出。本标准提供了筛选未使用过的发动机冷却液是否具有抑制铝质气缸盖传热腐蚀性能的方法。但在本标准中具有 良好性能的冷却液不一定具有长期的使用性能，必须经模拟使用、台架和行车试验的综合评定才能确定冷却液的长期使用性能。4 方法概要 将发动机铝质缸盖常用的铸铝合金加工成试件，称量后将试件的试验面浸在发动机冷却液试样中，用空气对试样施加压力，将试件在 1 3 5 士1 下恒温 1 6 8 h ，试验结束后将试件进行清洗处理后再次称量，以校正后的试件质量变化值评价腐蚀。5 仪器与材料5 . 1 仪器5 . 1 . 1传 热 腐 蚀 试 验仪 ， : F L Y 9 3 一 1 3 5 / 1 6 8 型 发 动 机 冷 却液 铝 热 表面 腐 蚀 仪 ( 见 图7 ) 或 性 能相当 的其他类型的腐蚀试验仪。F L Y 9 3 一1 3 5 / 1 6 8 型腐蚀仪由传热腐蚀室、加热器和温度控制器等组成，传热腐蚀室的组件有玻璃容器、0形橡胶密封圈、顶端板和底端板等。5 . 1 . 1 . ， 玻璃容器:内径为4 0一 4 2 m m，壁厚 3一 4 m m，长5 3 0 m m，两端各有一个内径 4 8 m m 、外径5 7 m m 、 深度为2 . 5 m m的0 形槽， 采用能承受试验压力的耐热玻璃制作( 见图2 ) 0 采用说明: 1 1 传热腐蚀试验仪与原标准中规定的仪器的功率、外形和外形尺寸、安全阀有差异。中国石油化工总公司， 9 9 5 - 0 6 - 1 5 批准1 9 9 5 - 1 0 - 0 1实施1 5 1 2S H/ T 0 6 2 0 - 9 5 图1 传热腐蚀 试验仪1 一加热器;2 -聚四氟乙烯保温套;3 -底端板;4- 铸铝合金试件;5 、1 3 -0形橡胶密封圈;6 一玻璃容器;7 一螺杆;8 一顶端板;资- 弹 簧垫;1 1 一 平垫;1 1 , 1 6 -螺母;1 2 一气压表;1 4 -温度计插孔; 巧一热电偶;1 7 一电源插头;1 8 一温度控制器;1 9 -一空气人口5 . 1 . 1 . 2 0形橡胶密封圈:与玻璃容器两端 0形槽相配合，尺寸符合 G B 3 4 5 2 . 1 相关尺寸，用硅橡胶制作。5 . 1 . 1 . 3 顶端板和底端板:用不锈钢制作( 见图2 ) 05 . 1 . 1 . 4 加热器:使用 2 0 0 W, 2 2 0 V的电加热套。5 . 1 . 1 . 5 温度控制器:能满足 1 3 5 士1 cc，连续工作 1 6 8 h 试验条件的要求。采用热电偶或其他热传感器件与试件相连。5 . 1 . 1 . 6 安全装置:采用弹簧垫、安全阀或其他安全泄压装置。5 . 1 . 1 . 7 温度计:0一 2 0 O c C ，分度值为 1 9 c o5 . 1 . 1 . 8 安全罩:用有机玻璃管制作 ，内径 1 1 5 一1 2 0 m m,厚度4 一5 = 1罩的两端要有孔洞，以便使罩内的空气沐通。5 . 1 . 2 超声波清洗器:功率约 5 0 W.5 . 1 . 3 真空干燥箱:控温范围0一 1 5 0 T.5 . 1 . 4 真空泵:与真空干燥箱配合。5 . 1 . 5 分析天平: 感量0 . l m g o 1 51 3S H/ T 0 6 2 0 - 9 5顶端 板4 - 叻1 6玻确容器4 冲 1 0动6 5的刘澎试件图2 传热腐蚀室主要组件及试件尺寸圈1 51 4S H/ T 0 6 2 0 - 9 55 . 1 . 6显微 镜:放 大借数 1 0-3 0借 。5 . 1 . 7 干 燥器。5 . 2 材料5 . 2 . 1 铸铝合金试件( 简称试件) :化学组成为硅 5 . 5 % 一 6 . 5 %、铜 3 . 0 % 一 4 . 0 %、铁 1 . 2 %,锰 0 . 8 %,镁 0 . 1 %一0 . 5 %、镍 0 . 5 %、锌 1 . 0 %,钦 0 . 2 5 %、铝余量。直径 6 5 m m、厚 1 3 m m a有一个热电 偶插孔和一个温度计插孔( 见图2 ) 05 . 2 . 2 砂布( 或砂纸) : 粒度1 5 0 号、1 8 0 号和2 4 。 号。5 . 2 . 3 金相砂纸: 磨料粒度为W 2 0 ( 2 0 一 1 4 Fu n ) o5 . 2 . 4 塑料刮片:材质的硬度小于铸铝合金试件，如聚乙烯和聚丙烯材质，其中有一边为刃边。5 . 2 . 5 镊子。5 . 2 . 6 空气源: 空气压缩机供气或管道气源， 能提供干 燥、清洁的空气。5 . 2 . 7 清洗剂:中 性清洗剂。5 . 2 . 8 蒸馏水:符合 G B / T 6 6 8 2三级水规定。5 . 2 . 9 软毛刷: 柔软的长把棕毛刷。5 . 2 . 1 0 浮石粉。6试剂6 . 1 无水乙醇:化学纯。6 . 2 氯化钠:分析纯。6 . 3 三氧化铬:化学纯。6 . 4 磷酸:化学纯( 8 5 %) 0 注意:磷酸是强酸，三氧化铬是一个有强毒性的氧化剂，要避免皮肤和眼睛与其接触。7 准备工作7 . ， 试件的准备 为了得到最大程度的重复性和再现性，应按如下步骤准备试件。7 . 1 . 1 试件依次用1 5 0 号、 1 8 0 号和2 4 0 号砂布( 或砂纸) 打磨， 最后用金相砂 纸打磨。7 . 1 . 2 先用温水洗涤试件，然后用蒸馏水漂洗，最后用无水乙醇漂洗。为了确保热电偶插孔和温度计插孔没有金属屑和磨粒，需用无水乙醇冲洗两个插孔，并用玻璃毛细管或合适的工具去除剩余在插孔中的液体。7 . 1 . 3 将试件放在6 5 一 9 0 的真空干燥箱中干燥 4 h ，以去除可能存在于试件孔隙中的残液。此后，拿试件时必须戴薄棉纱手套，或用镊子夹取。7 . 1 . 4 从真空干燥箱中 取出 试件，放在干燥器中冷却到室温。7 . 1 . 5 用分析天平将试件称至O . l m g 。如果需要，试件可再次使用，但需按7 . 1 . 1 一 7 . 1 . 5 再次准备。7. 2取样 发动机冷却液及其浓缩液样品的取样按 5 H / T 0 0 6 5 进行。7 . 3 试验溶液的准备7 . 3 . 1 腐蚀水的制备 将2 2 0 m g 氯 化钠溶于1 L 的蒸 馏水中。 注:如果试验需要大量的腐蚀水，则可把 1 0 倍数量的氯化钠溶于 1 L的蒸馏水中，制成腐蚀水的浓缩液。当需要 时，将 1 体积的浓缩液用9体积的蒸馏水进行稀释。7 . 3 . 2 试样的制备 1 5 1 5S H / T 0 6 2 0 - 9 57. 3. 2. 1 发 动机冷却液浓缩液试样 的准备 将 1 体积的发动机冷却液的浓缩液样品 用3 体积的7 . 3 . 1 所制备的腐蚀水配成2 5 %( V / V ) 的水溶液试样 。7 . 3 . 2 . 2 发动机冷却液试样的准备 用 7 . 3 . 1 所配制的腐蚀水将冷却液样品稀释到 2 5 %( V / V ) 的水溶液试样。配制方法参见附录A o8 试验步骤8 . 1 彻底清洗传热腐蚀室所用玻璃容器、0形橡胶密封圈、顶端板和底端板等组件。8 . 2 按图1 所示组装传热腐蚀试验仪。每次试验要求在玻璃容器和试件之间使用新 0形橡胶密封圈。为了有助于 0形橡胶密封圈的良好密封，应在玻璃容器 0形槽中加人少量试样起润滑密封作用。四个支杆上的螺母不要上得过紧。8 . 3 将5 0 0 m L 试样通过空气人口 加人到传热腐蚀室，装上空气加注管， 装上安全罩， 用压缩空气对传热腐蚀室逐渐加压至 1 4 0 k P a 。接通加热器，对试件加热，随着温度的上升，传热腐蚀室的压力逐渐升高，要注意调整压力， 使得当试件温度达到1 3 5 时， 传热腐蚀室的 压力为1 9 0 一 2 0 0 k P a l o 注意:尽管有安全装置，但因传热腐蚀室内有压力，传热腐蚀室发生破裂也是可能的，因此使用一个透明安全罩，并保证罩内空气能对流是完全必要的。8 . 4 将试件的温度控制在 1 3 5 士1 C，每隔一段时间观察放置在试件温度计插孔内的温度计的温度，在此温度下试验持续进行一周( 1 6 8 h ) .85 试验终了时，关闭加热器，待传热腐蚀室冷却到室温，释放传热腐蚀室的压力，拿掉空气加注管，倒出或虹吸出试样，拆卸传热腐蚀室，取出试件。 注:拆卸完传热腐蚀室后，用电钻带动长把毛刷，用浮石粉、清洗剂和自来水清洗玻璃容器。如仍有沉淀物， 则把玻璃容器浸在铬酸清洗液中至清洁为止，再细心进行漂洗。8 . 6 试件的清洗8 . 6 . 1 用软毛刷和中性清洗剂洗涤试件，用塑料刮片的刃边去除 0形橡胶密封圈在试件上的残留物 。8 . 6 . 2 在通风橱中，将试件浸泡在 8 0 的三氧化铬和磷酸混合液中5 m i n ，并不时地用软毛刷刷洗试件表面。然后把装有试件和清洗液的烧杯转放到超声波清洗器上清洗 l m i n o 注: 三氧 化铬和磷酸混合溶液的配制是将2 0 g 的三氧化铬溶于9 8 0 g 1 1 9 ( 按体积比) 的磷酸溶液中。8 . 6 . 3 从清洗溶液中取出试件，用自来水冲洗，然后用蒸馏水冲洗，最后用无水乙醇冲洗。要确保将热电偶插孔和温度计插孔清洗干净，残余液要除净。用放大 1 0 -3 0 倍显微镜检查试件的试验表面。如果仍有沉淀物存在，则重复 8 . 6 . 2一 8 . 6 . 3 清洗步骤。8 . 6 . 4 按7 . 1 . 3 方法在真空干燥箱中干燥试件。8 . 6 . 5 将试件放在干燥器中冷却到室温， 然后进行称量， 称至0 . 1 m g ,8 . 6 . 6 空白清洗质量损失值的确定:取三个按 7 . 1 . 1 - 7 . 1 . 4 准备好的未试验过的试件进行称量，称至0 . 1 r n g ， 然后按8 . 6 . 1 一 8 . 6 . 5 分别进行清洗处理并称量，称至0 . l m g ， 取三个试件的平均清洗质量损失值作为空白清洗质量损失值。计算试样的传热腐蚀率R ( m g / e m 2 ) 按下式计算: r m : 一( m , +B) 1 x 1 0 0 0K二 采用说明:川原标准传热腐蚀室初始压力为1 3 8 k P a ，试件温度 1 3 5 时，其压力保持在 1 9 3 k P a o1 51 6S H/ T 0 6 2 0 - 9 5式 中:矶 I爪 z试 验前试件质量， 9 ;试验后试件质量， 粼B 试件的 空白清 洗质量损失值， 9 ;A 在。 形橡胶密封圈内试件传热表面 积， c m 2 o1 0 报告1 0 . 1 报告试样传热腐蚀率( m g / c m 2 ) ， 取至0 . 1 11 1 g / c M 2 o1 0 . 2 当 试样传热腐蚀率结果 有争议时， 应做第二次试验，以两次试验结果的算术平均值报告结果，取至0 . 里 m g / e m , o1 0 . 3 报告试件的外观，如点蚀 、 坑蚀 、颜色和残余产物情况。1 0 . 4 报告试样的外观和按S H / T 0 0 6 9 测定的试验前后的p H值。1 1 精密度和偏差本标准精密度和偏差暂未定I J采 用 说 明1 原标准的 1 5和 1 7章内容已在本标准相关章节做了叙述1 51 7S H/ T 0 6 2 0 - 9 5 附录A发动机冷却液试样的配制方法 ( 参考件 ) 对于冰点为 一1 2 -一 5 0 的乙二醇型发动机冷却液按下表用腐蚀水稀释成 2 5 % ( V / V ) 的水溶液试样。表 A1样 品 的冰点， 浓度%( V / V )腐蚀水加量.U 1 0 0 .L样 品 的冰点， 浓度%( V / V )腐蚀水加量mU l 0 0 ml一 1 22 5 一一 3 04 47 6一 1 4邓 一 3 24 5 . 58 2一 1 63 0 一一4 78 8一 1 83 3 一一 3 54 7 . 59 0一 2 03 4. 5 一一 3 64 8 . 59 4一 2 23 7 一 3 85 01 0 0一 2 43 8. 5 一一 4 05 21 0 8一253 9. 5 5 51 2 0一2 64 0. 5 一 4 55 61 2 4一2 84 2. 57 0一 5 06 01 4 0 例如用冰点一 3 5 的乙二醇发动机冷却液制备 1 0 0 0 n iL 2 5 % ( V / V ) 的传热腐蚀试验用的水溶液试样。一 3 5 的冷却液样品和腐蚀水的加人