Вода — это больше, чем просто помеха для работы дизельных двигателей, это разрушительная сила, которая может вывести из строя всю вашу топливную систему. Хотя дизельное топливо всегда будет содержать немного воды, цель состоит в том, чтобы поддерживать ее содержание на достаточно низком уровне, позволяющем избежать серьезных проблем.

Понимание того, как вода попадает в топливо, каким образом наносит повреждения и как с этим лучше всего бороться, имеет важное значение для защиты вашего оборудования и предприятия.

Почему вода в дизельном топливе является проблемой

Современные дизельные двигатели не способны работать, если в них попадает вода. Вред, который наносит вода вашей системе.

Непосредственное повреждение

Вода может разрушать как топливные баки, так и детали двигателя, вызывая описанные ниже повреждения.

• Ржавчина: железные и стальные поверхности окисляются при контакте с водой; как и другие твердые частицы, ржавчина вызывает абразивный износ деталей.

• Коррозия: одна из наиболее распространенных причин проблем, связанных с форсунками. Смешиваясь с кислотами в топливе, вода приводит к коррозии черных и цветных металлов. Этот процесс усугубляется, если в результате истирания оголяются металлические поверхности, которые легко подвергаются коррозии.
• Истирание: вода имеет более низкую вязкость, чем дизельное топливо, поэтому она увеличивает трение сопрягаемых поверхностей движущихся частей. Это приводит к усиленному износу.
• Травление: Травление является результатом вызванной водой деградации топлива, при которой образуются сероводород и серная кислота, которые растворяют металлические поверхности.
• Точечная коррозия и кавитация: точечная коррозия вызывается попаданием свободной воды на горячие металлические поверхности. Образование пустот происходит из-за быстрого сжатия (схлопывания) пузырьков пара при резком воздействии высокого давления, что приводит к конденсации жидкости. Образующиеся при этом капли воды воздействуют на небольшую площадь с большим усилием, вызывая поверхностную усталость и эрозию.
• Растрескивание: возникает из-за водородного разрушения и давления. Вода попадает в микроскопические трещины в металлических поверхностях. Затем при чрезвычайно высоком давлении вода разлагается с выделением водорода и образованием микровзрывов, которые расширяют трещины и создают частицы износа.
• Кристаллы льда: свободная вода в топливе может замерзнуть с образованием кристаллов льда, которые ведут себя так же, как и любые другие твердые частицы, вызывая износ компонентов топливных систем, а при большом их количестве — засорение топливных фильтров.

Непрямое повреждение

Физическое повреждение — это не единственный вред, который наносит вода. Она ускоряет также и химическое разрушение.

• Полужидкие вещества: Вода полярна. Некоторые химические вещества в присадках также полярны. Углеводороды неполярны. Это означает, что вода и полярные химические вещества притягиваются друг к другу. В присутствии свободной воды молекулы химических веществ иногда отделяются от углеводородной цепи присадки и объединяются с молекулами воды с образованием нового вещества. Этот новый материал представляет собой густое вещество, которое осаждается из топлива и может быстро засорять фильтры или образовывать отложения в двигателе. Для получения дополнительной информации см. пункт «Стабильность примесей».
• Рост микробов: Как и большинству живых организмов, для выживания бактериям и грибкам требуется пища и вода. При наличии свободной воды микробы могут размножаться с образованием илистого осадка, который загрязняет топливо, и кислот, которые разъедают емкость для хранения и топливную систему.
• Окисление топлива. Свободная вода ускоряет процесс окисления и способствует образованию кислот, смол и отложений, называемых продуктами разложения топлива.

Как вода попадает в дизельное топливо

Загрязнение воды может произойти во многих точках процесса перекачки топлива.

• Доставка топлива: вода уже может содержаться в топливе, полученном от тех или иных поставщиков.
• Отделение свободной воды: происходит, если содержание влаги в топливе превышает точку насыщения.
• Конденсация: колебания температуры приводят к образованию влаги внутри емкостей.
• Утечки: осадки, подаваемая под давлением промывная вода или грунтовые воды могут проникать в емкости.
• Поглощение из атмосферы: влага может попадать в дизельное топливо вместе с влажным воздухом.
• Человеческая ошибка: вода может попадать через плохо закрытые вентиляционные крышки, колпачки или отверстия.

Состояния воды в дизельном топливе

Вода в дизельном топливе существует в трех состояниях.

• Растворенная вода: невидимая и обычно безвредная, если ее содержание не превышает точку насыщения.
• Свободная вода: капли, которые отделяются от топлива и оседают на дно.
• Эмульгированная вода: мельчайшие взвешенные капли, которые равномерно смешаны с топливом.

В теплом топливе воды может содержаться больше, чем в холодном. Проблемы возникают, когда содержание воды в топливе превышает точку насыщения. Топливо, остывшее ночью, может содержать меньше воды, чем когда оно было нагрето, а свободная вода может отделяться каждый день.

Какое содержание воды является высоким?

Ситуация с полным отсутствием воды была бы идеальной, но это нереально. Ключевой задачей является поддержание содержания воды ниже точки, или уровня, насыщения, чтобы предотвратить отделение свободной воды.

• Уровни насыщения варьируются от 50 до 1800 промилле в зависимости от температуры топлива и содержания биодизельного топлива в нем.
• Биодизельое топливо содержит больше воды, чем нефтяной дизель, но их смешивание не приводит к простому усреднению значения содержания воды; в результате процесса смешивания может образовываться свободная вода.

Как измерить содержание воды в дизельном топливе

Существует несколько способов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки:

• Испытания с погружением щупа в емкость: для проверки наличия воды на дне емкости в нее погружают щуп с нанесенной на него пастой для обнаружения воды. Это простой и быстрый способ, но он позволяет обнаружить только свободную воду.
• Встроенные датчики: предоставляют в режиме реального времени данные о содержании растворенной воды в процентах от значения относительной влажности.
• Титрование по методу Карла Фишера: высокоточный лабораторный тест, позволяющий обнаружить даже очень низкое содержание воды — примерно до 50 промилле.

Как предотвратить загрязнение воды

Способы остановить воду, прежде чем она причинит повреждения

• Контролировать доставку топлива:
  • получайте топливо первыми: вам не нужна отстоявшаяся вода и грязь со дна емкости.
  • Установить фильтры блокировки воды на впуске емкости для наливного топлива.
• Защищать от воздействия окружающей среды:
  • уплотните крышки доступа и установите гигроскопичные сапуны.
  • Защитить емкости от перепадов температуры, чтобы свести к минимуму конденсацию.
  • Избегать точек заполнения, находящихся на уровне земли, через которые может проникать дождевая вода.
• Контролировать условия хранения:
  • обеспечьте циркуляцию топлива.
  • Заполнять емкости до самого верха, чтобы уменьшить воздействие воздуха (и влаги).
  • Отслеживать уровень воды и регулярно удаляйте свободную воду.

Проблема с удалением воды

Сегодня удалять воду сложнее из-за использования дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы (ULSD). И вот почему…

• В топливе ULSD содержатся поверхностно-активные добавки, которые мешают работе коалесцирующих фильтров.
• Эти поверхностно-активные вещества значительно снижают эффективность традиционных водоотделителей при высоких скоростях потока.
• Для осушения перекачиваемого топлива часто требуются фильтрующие материалы, блокирующие воду.
• Слив свободной воды из емкостей является самым недорогим способом для удаления больших объемов свободной воды.

Вывод:

Присутствие воды в дизельном топливе неизбежно, но предотвратить вызываемые ею повреждения вполне возможно. При надлежащей организации испытаний, продуманной конструкции емкостей и правильном сочетании стратегий фильтрации и хранения двигатели можно защитить от отказов, ассоциируемых с водой.

Инвестиции в упреждающий контроль содержания воды в топливе помогают избежать дорогостоящего ремонта, неожиданных простоев и долгосрочных проблем со снижением эксплуатационных показателей.