[자동차 케미컬 정비 해외 리포트]

자동차의 안정적인 구동을 위하여

냉각 시스템의 케미컬 정비

자동차의 안정적인 구동을 위한 냉각 시스템의 케미컬 정비에 대해 알아보도록 한다.
냉각 시스템의 오염은 엔진에서 발생하는 열의 발산을 방해하고, 비열, 끓는점 등 냉각수의 고유 성질에 변화를 가져오기 때문에 냉각 성능을 떨어뜨릴 수 있다. 이에 따라 카본 슬러지의 발생량도 증가하게되어 자동차 시스템 부품의 노후화를 촉진시키는 부작용을 야기시킨다.

겨울철 냉각수의 동결을 방지할 목적으로 부동액(Antifreezing Fluid)을 첨가하여 사용하고 있는데, 단지 냉각수가 어는 것을 방지하는 기능만 수행하는 것이 아니라, 시스템 과열에 의해 냉각수가 끓게되는 현상을 방지하기 위하여 냉각수의 끓는점을 높여주는 역할과 라디에이터(Radiator)의 부식을 막기 위한 부식 억제 기능도 가지고 있으며, 더 나아가 냉각수 펌프의 실링 유지를 위한 윤활 성분이 포함되어 있는 부동액도 있다.

KS 규격‘KS M 2142’에 내연 기관용 냉각수에 사용되는 부동액에 대한 종류와 규격을 규정되어 있으며, 겨울 한철에만 사용이 가능한 EG-1종 (AF, Anti-Freeze)과 사시사철 연중 사용이 가능한 EG-2종 및 PG-2종 (LLC, Long Life Coolant)의 세 종류로 구분되어 있다.

 

여기서 한 가지 주의해야 할 점은 부동액 사용시 부피비로 25%에서 60% 수용액의 농도로 사용해야 한다는 것이다.

에틸렌글리콜계 및 프로필렌글리콜계 부동액은 냉각수에 차지하는 부피비가 증가할수록 동결온도가 내려가지만, 부피비로 60% 보다 높아질 경우, 동결온도가 오히려 올라가는 특징이 있기 때문에 반드시 25~60% 의 수용액으로 사용해야 한다. 냉각수의 선택도 중요한데, 냉각수에 포함될 수 있는 칼슘, 마그네슘 등의 광물질에 의해 냉각 시스템에 녹이 발생할 수 있으므로, 이러한 성분이 포함된 지하수와 같은 경수(센물)보다는 연수(단물)를 냉각수로 사용해야 한다.

부동액의 주원료는 글리콜계 원액이지만, 냉각 시스템의 청정 및 부식 방지를 위하여 각종 첨가제가 사용된다.

규산염(silicate), 인산염(phosphate) 또는 붕산염(borate) 등 무기계 첨가제를 이용하여 부동액이 알칼리성을 유지하도록 한다. 이렇게 알칼리성을 유지하는 동안 부식의 진행을 늦출 수 있지만, 부식 억제 기능도 시간에 따라 효과가 떨어지기 시작하며, 금속이 전기 화학적 반응에 의해 부식되는 전식(電蝕, Electrolytic Corrosion)이 진행되어 라디에이터와 엔진 내부의 금속을 부식시키게 된다. 따라서, 부식 억제제의 기능이 떨어지기 전에 예방적 차원에서 냉각수를 주기적으로 교체해주는 것이 수리하는 것보다 비용적인 면에서 유리하다.

규산염을 첨가제로 사용한 부동액의 장점은 경수(센물)과 같이 냉각수에 칼슘, 마그네숨과 같은 미네랄 성분이 포함된 냉각수에 사용하여도 녹과 침전물이 잘 발생하지 않기 때문에 유럽 지역에서 많이 사용되고 있다. 고온 조건에서도 내산화성이 우수하지만 온도가 급격히 변할 경우 화학 성분이 결정화되어 라디에이터 통로를 막히게 하는 단점이 있다. 인산염계 부동액은 규산염계 부동액과 반대로 냉각수의 미네랄 성분에 의해 침전물이 생기는 단점이 있기 때문에 냉각수의 미네랄 성분이 낮은 우리나라나 일본에서 주로 사용되고 있다.

부동액 제조업체에서 권장하는 교체 주기를 따르는 것이 좋지만, 사용 환경, 운전 습관 등에 따라 달라질 수 있으므로 정기적으로 점도나 산성도(pH) 등을 점검하여 냉각수 교체 여부 또는 컨디셔너 주입 등을 결정해야한다.

/ 김형욱 기자