ASTM D4340 Isı Reddetme Koşulları Altında Motor Soğutma Sıvılarında Dökme Alüminyum Alaşımlarının Korozyonuna İlişkin Standart Test Yöntemi

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen, “ASTM D4340 Isı reddetme koşulları altında motor soğutma sıvılarında dökme alüminyum alaşımlarının korozyonuna ilişkin standart test yöntemi“ standardında, alüminyum silindir kafalı motorlarda mevcut olabilecek ısı transferi koşulları altında alüminyum döküm alaşımlarının korozyonuna karşı motor soğutma sıvılarının etkinliğini değerlendirmek için bir laboratuvar tarama test yöntemi açıklanmaktadır.

Motor soğutma sıvılarının, motor çalışması sırasında alüminyum silindir kafalarının ısı transfer korozyonunu önlemesi çok önemlidir. Oluşan korozyon ürünleri, radyatörün iç yüzeylerine birikerek radyatörün ısı transfer verimliliğini azaltabilir. Bu durumda soğutma sisteminde aşırı ısınma ve kaynama meydana gelebilir.

Bu test yöntemi, kullanılmamış motor soğutma sıvılarını seçici olarak taramak için bir yöntem sağlar ve alüminyum silindir kafalı motorlarda kullanıma uygun olmayan soğutma sıvılarını kolayca ayırt eder. Bununla birlikte, bir soğutma sıvısının bu test yönteminde tatmin edici performans göstermesi, uzun vadeli yeterli servis performansını garanti etmez. Soğutma sıvısının uzun vadeli etkinliğini belirlemek için simüle edilmiş servis, dinamometre ve araç testleri ile ek, daha kapsamlı değerlendirmeler kullanılmalıdır.

ASTM D4340 standardı, özellikle ısıyı reddeden koşullar altında (yani motor soğutma sistemlerinde bulunan ısı transfer veya ısıyı reddeden yüzeylerde), motor soğutma sıvılarının (antifriz karışımları) dökme alüminyum alaşımlarını korozyondan ne kadar etkili bir şekilde koruduğunu değerlendirmek için standartlaştırılmış bir tarama prosedürü sağlar.

Modern motorlar, hafifliği ve iyi ısı iletkenliği nedeniyle sıklıkla alüminyum bileşenler kullanır (silindir kapakları, bloklar ve ısı eşanjörleri gibi). Bununla birlikte, alüminyum (özellikle döküm halinde) yüksek sıcaklıklarda motor soğutma sıvılarına maruz kaldığında, özellikle sıcak ısıyı uzaklaştıran yüzeylerde (ısıyı metalden soğutma sıvısına aktaran alanlar) korozyona karşı hassas olabilir.

Bu koşullarda korozyon şunlara yol açabilir:

• Çukurlaşma veya genel metal kaybı
• Tortu oluşumu
• Azalmış ısı transfer verimliliği
• Potansiyel motor aşırı ısınması veya bileşen arızası

ASTM D4340 standardı, soğutma sıvısı üreticilerine, orijinal ekipman üreticilerine ve test laboratuvarlarına soğutma sıvısının performansını ve uyumluluğunu değerlendirmede yardımcı olmak için bu zorlu sıcak yüzey koşullarını kontrollü bir laboratuvar ortamında simüle eder. Bu standart, özellikle şu konularda önemlidir:

• Otomotiv ve ağır hizmet tipi motor soğutma sıvıları
• Uzun ömürlü soğutma sıvıları
• Farklı soğutma sıvısı türleri arasındaki uyumluluk çalışmaları

Genel olarak test süreci şu adımları izler:

• Test numunesi: Özel olarak dökülmüş bir alüminyum alaşımlı numune (ısı transfer numunesi) test yüzeyi olarak görev yapar.
• Koşullar: Numune ısıtılır (tipik olarak sıcak motor yüzeylerini simüle etmek için), soğutma sıvısı kontrollü sıcaklık, basınç ve akış altında üzerinden akar.
• Isı atma simülasyonu: Soğutma sıvısı ön tarafa temas ederken, numunenin arkasından ısı uygulanır ve gerçek dünyadaki motor ısı atılımı taklit edilir.
• Süre: Test genellikle yaklaşık bir hafta (168 saat) sürer.
• Değerlendirme: Korozyon öncelikle alüminyum numunesinin ağırlık kaybı ile ölçülür (mg/cm2/hafta veya benzer birimlerde raporlanır). Görsel inceleme, tortu analizi ve bazen çökelme oluşumu da dikkate alınır.
• Geçme / kalma kriterleri: Standardın kendisinde kesin olarak tanımlanmamıştır. Kabul limitleri genellikle orijinal ekipman üreticilerinin soğutma sıvısı spesifikasyonları veya endüstri kılavuzları tarafından belirlenir. Yaygın hedefler çok düşük korozyon oranlarıdır (gereksinime bağlı olarak genellikle 0,2–1,0 mg/cm2/hafta).

Bu yöntem, soğutma sıvısı geliştirme, kalite kontrol ve yeterlilik testlerinde (uzun ömürlü soğutma sıvıları, askeri / evrensel formülasyonlar ve farklı soğutma sıvısı kimyaları arasındaki uyumluluk çalışmaları dahil) kullanılmaya devam etmektedir.

ASTM D4340 standardı, yüksek sıcaklıkta alüminyum korozyonuna karşı uzun vadeli koruma sağlamak için kritik bir ölçüttür.

Kısaca bu standart, modern motorlarda kritik ve potansiyel olarak kötü durumlara nede olabilecek bir korozyon türünü ele aldığı için önemlidir: silindir kafalarında ve diğer soğutma sistemi bileşenlerinde kullanılan dökme alüminyum alaşımlarının yüksek sıcaklıkta, ısı transferi (ısı atma) korozyonu.

Modern otomotiv, ağır hizmet ve birçok endüstriyel motor, mükemmel mukavemet-ağırlık oranı, üstün ısı dağılımı ve daha yüksek performans ve verimlilik taleplerini destekleme yetenekleri nedeniyle giderek daha fazla alüminyum alaşımlarına (özellikle silindir kafaları için dökme alüminyuma) güvenmektedir. Bununla birlikte, alüminyum, özellikle sıcak, ısı atma yüzeylerinin altında (yanma odası tarafı gibi metalin çok sıcak ve soğutma sıvısının diğer taraftan ısıyı uzaklaştırdığı alanlarda oldukça hassastır.

Uygun koruma olmadan:

• Soğutma sıvısı, alüminyum yüzeyinde çukurlaşmaya, aşınmaya veya genel korozyona neden olabilir.
• Korozyon ürünleri (alüminyum oksitler / hidroksitler) ayrılır ve soğutma sıvısıyla birlikte akar.
• Bu birikintiler radyatörün, ısıtıcı çekirdeğinin ve dar geçitlerin içinde birikir ve ısı transfer verimliliğini önemli ölçüde azaltır.
• Bu durum aşırı ısınmaya, lokal kaynamaya, taşmaya, sıcak noktalara, motor performansının düşmesine, aşınmanın hızlanmasına veya hatta felaketle sonuçlanabilecek motor arızasına (örneğin silindir kapaklarında deformasyon, bloklarda çatlak) yol açar.

Gerçek dünyada bu, soğutma sıvısıyla ilgili garanti taleplerinin, alüminyum ağırlıklı araçlarda erken motor arızalarının ve özellikle yüksek yük, yüksek sıcaklık çalışma koşullarında (örneğin çekme, yoğun trafik, turboşarjlı motorlar) bileşen ömrünün kısalmasının ana nedenlerinden biridir.

ASTM D4340 standardı, bu zorlu ısı atma koşullarını daha basit daldırma testlerinden çok daha gerçekçi bir şekilde simüle eden güvenilir, hızlandırılmış bir laboratuvar tarama testi sağlar. Onu vazgeçilmez kılan temel özellikler şunlardır:

• Dökme alüminyum numunesi (tipik olarak silindir kapağı alaşımları) üzerinden kontrollü ısı akışı uygularken, soğutma sıvısı basınç altında ve yüksek sıcaklıkta yüzey üzerinde akar.
• Aşındırıcı bir test içerir (genellikle saldırıyı hızlandırmak için klorür ile).
• Korozyonu ağırlık kaybı (mg/cm2/hafta) ile ölçer ve koruyucu ve agresif soğutma sıvıları arasında net bir ayrım sağlar.
• Alüminyum motorlar için uygun olmayan soğutma sıvılarını hızlı bir şekilde belirler ve kötü formülasyonların pazara veya filoya ulaşmasını önler.

Kuruluşumuz, yıllardır yetkin ve deneyimli bir kadro ile müşterilerinin ihtiyaçlarını anlamakta, ihtiyaç duydukları ileri test hizmetlerini vermekte ve yönetim sistemlerinin kurulması, uygulanması ve iyileştirilmesi konusunda yardımcı olmaktadır. Bu çerçevede işletmelere ASTM D4340 standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.