Коррозия настолько агрессивный и активный процесс, что его следы можно найти даже на автомобилях, недавно покинувших конвейр. Если же автомобилю несколько лет, ржавчина уже может проявляться достаточно активно, но интенсивность процесса зависит от многих факторов: условий эксплуатации, типов и методов применяемой антикоррозионной защиты, тщательности обработки и еще целого ряда условий.
Защита автомобиля от коррозии начинается еще при его изготовлении. Некоторые производители подвергают металлические детали цинкованию. Ранее мы писали о том, как заменить масло на Шкоде Фабии, так вот, у нее кузов оцинкован как снаружи, так и изнутри.
Защита автомобиля от коррозии цинкованием
На сегодняшний день, цинкование — это наиболее эффективный метод минимизировать процессы разрушения стальных деталей кузова. Но даже оцинковка не предотвращает, а лишь задерживает коррозию. Поэтому и оцинкованные детали грунтуются специальными составами (используется специальная грунтовка по оцинковке), и лишь после этого покрываются эмалью, которая кроме эстетических задач также играет роль антикоррозионного барьера.
Даже такая, казалось бы, надежная многослойная защита рано или поздно сдается под напором коррозии и металл начинает разрушаться. Чтобы вовремя заметить и устранить очаги ржавчины, нужно не реже чем раз в полгода внимательно осматривать автомобиль на эстакаде или на яме. Если есть пятна или потеки ржавчины, нужно начинать профилактические работы.
Коррозия агрессивный и активный процесс
Защита днища автомобиля от коррозии
Днище автомобиля обычно повреждаемся ржавчиной в первую очередь, ведь именно на днище при движении приходится большая часть песка, щебня, воды, которые летят из-под колес. Днищем мы задеваем о бордюры и камни, другие выступы при преодолении препятствий, сдирая или нарушая целостность антикоррозионных слоев. Потому защита днища в автомобиле – важная часть борьбы с коррозией.
Защита днища автомобиля от коррозии начинается с очищения
Загнав машину на эстакаду или на яму и внимательно осмотрев днище, начинаем с очищения. Для удобства обработки, колеса лучше снять, а диски или барабаны, тормозные колодки закрыть кожухами. Глушитель, карданную передачу и тросы обрабатывать нежелательно, потому их следует закрыть плотной бумагой и/или клейкой лентой.
Теперь днище нужно тщательно вымыть, можно с использованием моющих средств. Особого внимания требуют скрытые полости (после очищения не забудьте прочистить их сливные отверстия). После того как грязь удалена, автомобилю нужно дать высохнуть (для ускорения процесса можно обрабатывать потоком воздуха из компрессора, а можно просто подождать).
Следующий шаг – зачистить все пораженные ржавчиной места. Это можно сделать при помощи корщетки или специальной насадки на дрель, куска наждака.
Ручная изогнутая корщетка — хорошо подходит для зачистки швов и внутренних углов
Удалить нужно даже самые незначительные следы коррозии, чтобы металл был абсолютно чистым. Если в некоторых местах краска вздулась, ее нужно сковырнуть и зачистить пораженное место, можно для снятия краски воспользоваться одним из растворителей, но зачищать такие места обязательно.
Защита днища автомобиля от коррозии предусматривает тщательную зачистку поврежденных мест. Если необходимо зачистить большие площади, можно использовать насадки для дрели
Следующий этап – обработка днища обезжиривающими составами. Это необходимо для улучшения сцепления с металлом последующих слоев защиты. Самое популярное у автомобилистов обезжиривающее средство – уайтспирит, но можно использовать любое.
Уайт спирит продается в таре различного объема (5 л, 1 л, 0.5 л). Подойдет для обезжиривания кузова
Качество обезжиривания можно проверить фильтровальной бумагой – протереть часть обработанной поверхности. Если остались следы – требуется повторная обработка.
После этой процедуры следует нанести преобразователь ржавчины. Как наносить, и сколько ждать, читайте на этикетке: разные составы наносятся по-разному. Теперь пришла очередь грунтовки. Можно нанести смесь свинцового сурика и натуральной олифы (2:1), можно использовать любую из готовых грунтовок, которых сегодня очень большой выбор с различными свойствами.
После грунтовки наносится мастика, которая кроме защиты от коррозии также может выполнять роль шумопоглотителя (битумные мастики), защиты от попадания песка, гальки (жидкие пластики).
Нанесение мастики — действенный шаг для защиты днища автомобиля от коррозии
Эти составы можно наносить поочередно, но первой должна идти битумная мастика, так как она имеет слабую сопротивляемость механическим повреждениям, а жидкий пластик создает плотную прочную пленку, которая хорошо выдерживает воздействие песка, гальки, влаги и различных активных сред. Но мастике, перед нанесением следующего слоя, нужно дать высохнуть (при температуре +20 о С для этого потребуются сутки, если температура ниже, времени требуется еще больше).
Защита днища автомобиля от коррозии при помощи стоя мастики
Вместо антикоррозионной мастики, можно в два слоя окрасить прогрунтованное днище или использовать асфальтобитумный лак. На высыхание этих материалов при +20 о С потребуется 16-18 часов.
В скрытых полостях обработка затруднена: доступ туда возможен только через небольшие технологические отверстия. Поэтому производители разработали для этих целей специальные жидкие составы, которые можно распылять при помощи компрессора: жидкие масла или составы на основе парафина и воска.
Защита автомобиля от коррозии в труднодоступных местах происходит с использованием специальных средств, распыляемых в технологические отверстия при помощи пульверизатора
Масла не теряют своей жидкости длительное время и при появлении новых сколов и трещин просто заполняют их, предотвращая окисление. Составы на основе парафина и воска сохраняют эластичность непродолжительное время, но зато образованная ими пленка имеет большую стойкость.
Dinitrol ML («Динитрол МЛ»)- антикор для обработки закрытых полостей. Удобно использовать для обработки дверей изнутри
Как бы качественно не была выполнена антикоррозионная защита днища, вездесущая ржавчина все равно находит лазейки. Особенно часто процессы разрушения активизируются в зимний период, когда попавшая в микротрещины жидкость замерзая/размерзаясь расширяет их, негативно воздействуют также реактивы, которыми посыпают дороги. Поэтому, самое оптимальное время для проверки действенности антикоррозионной защиты днища – весна. При обнаружении следов ржавчины, все поврежденные места обрабатываются снова.
Катодная защита от коррозии автомобиля
Один из самых простых в исполнении и надежных способов замедлить коррозию – использовать электрохимический способ защиты. Для этого корпус автомобиля становится анодом, а расположенные в самых уязвимых местах специальные пластины – катодом. При таком распределении потенциалов разрушаются пластины катода, анод (корпус автомобиля) остается целым.
Электрохимическая защита от коррозии автомобиля — один из самых эффективных методов
Сделать такую электрохимическую защиту от коррозии, легко самостоятельно. Для этого нужно иметь элементарные знания по электронике и навыки владения паяльником. Если таких навыков нет, или возиться не хочется, можно купить готовое устройство.
Комплект электрохимической защиты от коррозии автомобиля
Представляет оно собой небольшой электронный блок с индикаторами и набор электродов. Размещать электроды нужно в самых подверженных воздействию коррозии местах:
- в местах крепления фар и подфарников,
- в передней части днища,
- за щитками передних колес,
- на внутренних частях порогов и дверей,
- в арке заднего колеса,
- на стыке колеса с крылом,
- в задней части днища и т.д.
Места установки электродов при протекторной защите от коррозии автомобиля
Количество пластин и размер пластин может быть разным, но существует определенная закономерность: чем больше размер электродов, тем их меньше. Устанавливать пластины-протекторы (от английского to protect – защищать, потому такой способ еще называют «протекторная защита от коррозии автомобиля») нужно так, чтобы на них как можно интенсивнее попадала влага, а наружную сторону (на ней отсутствует пайка) нельзя покрывать никаким электроизоляционным покрытием (мастикой, лаком и т.д.). Для прикрепления к кузову использовать нужно эпоксидную шпаклевку или клей, крепить электроды к деталям, имеющим лакокрасочное покрытие.
Принцип электрохимическая защита от коррозии автомобиля
Электронный блок катодно-протекторной защиты от коррозии автомобиля устанавливается в салоне и подключается к электросети так, чтобы даже при выключении двигателя он был запитан. Потребляет такое устройство очень мало энергии, а защищает кузов от коррозии тщательно и надежно. Причем (при грамотной установке электродов) даже в самых труднодоступных для обработки местах.
Есть несколько других вариантов анодов для электрохимической защиты автомобиля от коррозии. Можно для этих целей использовать металлический гараж, контур заземления, металлизированный «хвост».
Чтобы использовать металлический гараж для катодной защиты, его нужно подключить проводом через резистор к плюсу аккумуляторной батареи. Особенно эффективна такая защита летом, когда в металлическом гараже часто наблюдается скопление конденсата. Повышенная влажность при использовании катодной защиты от коррозии автомобиля способствует не разрушению защитного покрытия, а наоборот, замедляет процессы окисления металла на корпусе. Чтобы каждый раз не лазить под капот, можно взять «плюс» от прикуривателя (если в режиме стоянки на нем есть потенциал).
Гараж может служить для электрохимической защитыот коррозии автомобиля
Если гараж неметаллический, можно по четырем углам от автомобиля вбить четыре металлических стержня не менее метра длиной, соединить их при помощи проволоки, сохраняя электропроводимость, и подключить к автомобилю точно также как гараж.
Барьерная защита автомобиля от коррозии
Чаще всего коррозия начинается в местах попадания камней, частого соприкосновения с водой. Эти места имеют обычно довольно четкую локализацию и если их закрыть надежными механическими барьерами, процесс разрушения автомобиля можно отодвинуть. На колесные ниши ставят специальные пластиковые подкрылки, на пороги и нижние части дверец устанавливают обвесы. На передней кромке капота часто можно увидеть пластиковые спойлеры или накладки из кожзама.
У автолюбителей пользуются успехом так называемые «жидкие подкрылки», которые выполняют сразу две задачи: звукоизоляции и защиты от коррозии.
В видео ниже показано, что DINITRON 479 является надежной защитой.
Довольно популярным методом, в последние годы, стало оклеивание автомобиля защитной пленкой, которая неплохо предохраняет от воздействия воды, песка, мелких камешков из-под колес. Такая защита, охраняет свои свойства на протяжении двух-трех лет, в зависимости от типа использованной пленки. После чего легко удаляется и клеится вновь (при желании). В видео ниже показано, как клеить защитную (антигравийную) пленку на автомобиль.
Многие владельцы сталкиваются с появлением ржавчины на своих авто. При первых признаках поражения кузова коррозией нужно предпринимать определённые действия по их устранению. В противном случае «рыжая болезнь» продолжит интенсивно распространяться. Промедление только усугубит ситуацию и приведёт к дорогостоящему ремонту.
Признаки и причины коррозии
Коррозия — одна из главных причин разрушения кузова автомобиля. Устойчивость железа к коррозии определяется его составом, то есть наличием или отсутствием в металле легирующих примесей. Так, материал кузова автомобилей «Хонда» и «Тойота» имеет хорошие антикоррозийные свойства, а на кузове «Опеля» следы ржавчины могут появиться даже в сухом помещении.
Другой причиной повреждений кузова является воздействие на него влаги из атмосферы. При эксплуатации автомобиля в регионах с сухим климатом ржавчина кузову не грозит, а в субтропиках, наоборот, металл подвержен коррозии наиболее сильно.
Фотогалерея: повреждения кузова коррозией
Лакокрасочное покрытие кузова может также повредиться при езде по плохим дорогам. Песок, мелкий гравий и камни ударяются по днищу и порогам автомобиля, и появляются сколы. Более того, на металл негативно воздействуют реагенты, которыми обрабатывают дороги зимой. Разнообразные молдинги и спойлеры также способствуют скоплению на кузове грязи и влаги, приводящих к появлению очагов коррозии.
Признаки коррозии
В первую очередь коррозия проявляется в местах царапин, сколов и других незначительных повреждений кузова. Она не несёт большой опасности при своевременном устранении проблемы. Первым признаком коррозии с внешней стороны кузова является вздутие лакокрасочного покрытия (ЛКП). Оно обычно возникает в местах, где ЛКП имеет плохое сцепление с металлом и на участках со сколами и микротрещинами. При попадании влаги под слой краски происходит её отслоение Образуется полость, в которую поступает кислород. К подобным результатам часто приводит мойка машины в холодное время тёплой водой. Такие участки зачищаются наждачной бумагой до чистого металла, покрываются слоем грунта и окрашиваются.
Одним из основных признаков появления коррозии на кузове является вздутие лакокрасочного покрытия
Коррозия может появиться и в труднодоступных местах со слабой вентиляцией, таких как колёсные арки, карманы передних крыльев около фар, нижние части дверей, пол салона, пороги. Ржавчина возникает в результате скопления влаги, грязи, песка, а отсутствие вентиляции усугубляет ситуацию.
В зависимости от характера повреждения есть несколько вариантов ремонта — сварка, лужение, эпоксидная шпатлевка. Такие работы довольно трудоёмки и потребуют заметных финансовых расходов.
Стоит отметить, что коррозия сильнее распространяется зимой при нерегулярной мойке из-за воздействия соли и других дорожных реагентов. Содержание автомобиля в тёплом гараже не позволит этого избежать по следующим причинам:
- В тепле на кузове и в труднодоступных местах скапливается конденсат.
- При испарении влаги в тёплом помещении коррозия ускоряется.
Поэтому зимой держать машину рекомендуется под навесом на открытом воздухе.
На открытом воздухе под навесом вероятность появления коррозии сводится к минимуму
Виды коррозии
Различают следующие виды коррозии:
- электрохимическая — наиболее распространена. Окисление металла начинается при попадании влаги на кузов. Наиболее интенсивно такая коррозия развивается в труднодоступных незащищённых местах со слабой защитой, где скапливается влага и грязь;
- атмосферная разделяется на следующие типы:
- сухая — металл разрушается в результате химического процесса при отсутствии влаги. Поверхность быстро тускнеет (окисляется), и начинается её разрушение;
- влажная — причиной является тонкий слой влаги. Чем выше влажность, тем быстрее металл окисляется. Наиболее подвержены появлению ржавчины участки кузова с повреждением лакокрасочного покрытия (трещины, щели.;
- мокрая — появляется в результате туманов, дождей и т. п. Толщина влажной плёнки при этом может составлять 1 мм.
При электрохимической коррозии происхоит окисление металла в результате попадания влаги на кузов
Борьба с коррозией
Прежде чем приступать к защите поверхности от коррозии, нужно понимать, что остановить процесс полностью невозможно, его можно только замедлить.
Виды антикоррозийной обработки кузова
Существует два вида материалов для защиты от коррозии, отличающихся как по составу, так и по месту применения:
- Средства для защиты открытых поверхностей. Такие вещества имеют хорошее сцепление с металлом и отлично защищают кузов от механических повреждений. К этой группе относится битумная мастика, а также составы на основе каучука и ПВХ, которые являются наиболее долговечными. Такие средства обычно используют автопроизводители.
- Средства для защиты скрытых участков кузова. Наиболее эффективными являются невысыхающие составы на масляной основе, используемые для защиты днища автомобиля. Они имеют плотное сцепление с металлом, заполняя микротрещины. Кроме этого, хорошо себя зарекомендовали средства на основе воска. После их нанесения и высыхания образуется тонкая плёнка, не теряющая эластичность даже при высоких температурах.
В зависимости от места предполагаемой защиты кузова используются различные средства
Средства для антикоррозийной обработки
Специалисты не рекомендуют покупать средства в виде аэрозолей. Их основу составляет растворитель с проппелентом. Из-за низкой концентрации защитных компонентов применять такие средства можно лишь для мелкого ремонта кузова. Для самостоятельной антикоррозийной обработки лучше использовать антикор. Перед покупкой средства прежде всего следует определиться, какую часть автомобиля планируется обрабатывать (кузов полностью, внешние или внутренние элементы и т. п.). Затем необходимо ознакомиться с инструкцией по применению этого средства.
В составе антикоррозийного препарата всегда должны присутствовать вытеснители влаги. В противном случае обработка будет менее эффективной. Наиболее популярными являются следующие средства:
-
Dinitrol. В его состав входят динитросоединения. Помимо эффективной защиты от коррозии, Dinitrol обеспечивает хорошую шумоизоляцию. После обработки поверхность становится герметичной, и на неё не оказывает воздействие высокая температура и влага. Стоит такое средство довольно дорого — от 3 тыс. руб. в зависимости от объёма.
Помимо эффективной защиты от коррозии, Dinitrol обеспечивает хорошую шумоизоляцию
RunWay относится к недорогим, но эффективным средствам антикоррозийной обработки
Noxudol используют для обработки днища автомобиля
Видео: защита кузова от коррозии
Необходимые инструменты и расходные материалы
Для подготовки кузова к антикоррозийной обработке потребуется:
- щётка по металлу;
- скребки для удаления старого покрытия;
- наждачная бумага;
- щётка, кисть и валик для нанесения антикора;
- обезжириватель;
- преобразователь ржавчины;
- мастика;
- ветошь.
Набор инструментов для подготовки кузова зависит от масштаба работ
Требования безопасности
При подготовке и обработке кузова антикоррозийными средствами следует соблюдать технику безопасности независимо от способа нанесения материалов (безвоздушный или под давлением). В применяемых составах содержатся токсичные вещества, способные проникать сквозь кожу, поэтому использование средств индивидуальной защиты является обязательным.
Работы могут проводиться как на открытом воздухе, так и в помещении. Во втором случае необходима вентиляция. Вытяжка должна располагаться таким образом, чтобы не вдыхать воздух с содержанием вредных веществ. При недостаточной вентиляции возможно образование масляного тумана, что может оказать негативное влияние на организм человека. При работе системы не должно создаваться дополнительного шума. Кроме этого, периодически необходимо проводить чистку вентиляционного оборудования.
Также нужно позаботиться о хорошем освещении. Поскольку основная масса средств имеет тёмный цвет, понадобится довольно мощный источник света (порядка 500 люкс). Осветительные приборы (лампы дневного света) должны располагаться на уровне 0,5 м от пола таким образом, чтобы на них не попали антикоррозийные материалы. Кроме этого, для оценки качества нанесения вещества в районе колёсных арок, днища и т. п. потребуется переноска.
При антикоррозийной обработке помещение необходимо обеспечить хорошей вентиляцией и освещением
При работах рекомендуется использовать двухстоечные подъёмники, рассчитанные на грузоподъёмность до 2,5 т. Также необходимо обеспечить защиту кожи лица и рук (перчатки, маски, специальные лосьоны). Требования пожарной безопасности запрещают любые источники огня (сварка, курение, открытое пламя), а огнетушители должны находиться в легкодоступном месте.
Порядок действий при антикоррозийной обработке кузова
Пошагово нанесение антикоррозийного состава на кузов осуществляется следующим образом.
-
Машину устанавливают на подъёмник, эстакаду или смотровую яму. Не следует использовать домкрат с подпорками.
Для антикоррозийной обработки кузова автомобиль устанавливается на смотровую яму, эстакаду или подъемник
Для лучшего сцепление мастики с металлом кузов необходимо очистить от различного рода загрязнений
Перед антикоррозийной обработкой днище кузова зачищают
Один из важных этапов антикоррозийной обработки кузова — обезжиривание поверхности перед нанесением грунта
Перед нанесением мастики кузов покрывают слоем грунтовки с содержанием цинка
Обработка днища мастикой производится в несколько слоев с промежуточной сушкой
Колёсные арки подвергаются воздействию гравия, камней и песка в большей степени, чем дно кузова
Для защиты от коррозии рекомендуется применять резинобитумную мастику. Она не только защищает от ржавчины, но и предохраняет металл от ударов камней, а также обеспечивает дополнительную шумоизоляцию.
Видео: обработка днища от коррозии
Обработка скрытых поверхностей
Для защиты скрытых участков потребуется использование специального приспособления — гнущейся насадки. Она должна иметь длину, достаточную для проникновения во все скрытые полости. Насадку вставляют в специальные отверстия. Если таких отверстий нет, их просверливают и закрывают заглушками после обработки.
Для обработки внутренних поверхностей насадку вводят в отверстие до упора и медленно вынимают, распыляя вещество. Для распыления используют пистолет, например, WALMEC. Он оснащён длиной и гибкой трубкой, что позволяет нанести антикор в самые труднодоступные места.
Для защиты скрытых полостей кузова применяют специальный пистолет с гибкой трубкой
Применение антигравия
Антигравий используют для обработки порогов, нижней части дверей и поверхности спойлера. Именно эти элементы максимально подвергаются воздействию дорожного мусора, камней и пр. Антигравий представляет собой текстурную смесь на основе каучука, смолы и битума. Обработанные им детали затем окрашиваются в цвет кузова.
Для защиты порогов, нижней поверхности спойлера и дверей рекомендуется использовать антигравий
Советы по уходу за кузовом
Кузову автомобиля необходимо обеспечить правильный и своевременный уход.
Во избежание появления на ЛКП кузова мелких царапин, не следует удалять грязь сухим способом. Лучше до того, как грязь высохнет, вымыть машину мягкой губкой и слабым напором воды.
Летом мойку следует выполнять в тени. Если такой возможности нет, кузов следует протереть сухой тряпкой. В противном случае после высыхания воды под солнцем на ЛКП могут образоваться пятна. Зимой перед выездом из тёплого бокса после мойки кузов и резиновые уплотнения дверей также следует протереть насухо. Это предотвратит замерзание капель воды и образование трещин на ЛКП.
При мойке следует избегать применения веществ с содержанием соды и щелочи, иначе покрытие потускнеет. Рекомендуют использовать автомобильные шампуни, губку и большое количество воды.
Для качественной мойки кузова необходимо использовать мягкую губку, шампунь и большое количество воды
Перед мойкой необходимо прочистить дренажные отверстия (полости передних крыльев, порогов, дверей). Это не позволит воде скапливаться внутри кузова. Для предотвращения коррозии в таких местах, как сварные швы, зафланцовка капота и дверей, места соединения дверных проёмов и т. п., их следует промывать особенно тщательно.
Если были обнаружены первые признаки коррозии (вздутие лакокрасочного покрытия, ржавые налёты и т. п.), повреждённое место зачищают мелкой наждачкой до чистого металла, обрабатывают средством для холодного фосфатирования, покрывают слоем грунта и краски. Появление ржавчины в местах сварных швов на начальной стадии можно устранить пастами для полировки. Если вовремя не принять меры, то коррозия распространится под слоем ЛКП. Это приведёт к отслоению и вспучиванию краски.
Для повышения стойкости кузова к коррозии рекомендуется в закрытые полости наносить специальные составы и повторять процедуру каждые 1,5–2 года. Поскольку на днище автомобиля постоянно воздействуют песок, соль, гравий, нанесённые производителем грунт и мастика постепенно стираются, что повышает вероятность коррозии. Такие участки следует периодически восстанавливать.
Штрафы за пересечение стоп-линии и превышение скорости больше не побеспокоят!
Защита кузова от коррозии предполагает периодическое применение полировочных паст, которые позволяют закрыть микротрещины на лакокрасочном покрытии кузова от попадания влаги
Для сохранения блеска ЛКП необходимо регулярно применять средства для полировки, закрывающие микротрещины на окрашенных поверхностях. Кроме этого, автомобиль не следует оставлять на длительное время на солнце. Это может привести к потускнению и изменению цвета кузова.
Таким образом, выполнить антикоррозийную обработку кузова автомобиля сможет каждый автовладелец. Для этого нужно лишь приобрести необходимые средства и тщательно следовать рекомендациям специалистов.
Нашел я статью в сети, про катодную защиту она меня очень заинтриговала …чуть ниже привожу ее …
. Автомобиль, проехавший по дороге, посыпанной реагентом, становится жертвой коррозии. И чем больше автомобиль будет забрызган грязью с дорожного полотна, тем активнее будет коррозия кузова. Реагент, находящийся на поверхности кузова, даже в сухом гараже притягивает к себе молекулы воды из воздуха, как любая соль. И чем выше влажность воздуха, тем активнее пагубное воздействие реагента.Соль делает своё коварное дело в любых условиях, разница лишь в скорости коррозии металла. Хорошо, если металл окрашен, а если имеется хотя бы небольшая царапина, то ржавчина сразу туда проникает. И не везде помогут антикоррозийные покрытия, или мастики. Ведь мелкую царапину изначально трудно заметить, а когда она превратится в сквозную коррозию, будет уже поздно. Да и необходимо постоянно следить за кузовом, чтобы своевременно закрасить краской, или замазать антикорозийкой появившийся скол краски от удара камня.
Думаю Вы замечали, отечественные автомобили ржавеют очень быстро, европейские немного медленнее, а японские автомобили – наиболее стойкие к коррозии. Для уменьшения коррозии, ещё на этапе производства автомобиля применяют различные способы защиты кузова. Например, японцы, живущие на островах, в условиях влажного морского климата применяют специальную обработку кузова автомобиля высокими частотами. Один из способов защиты от коррозии – оцинковка поверхности металла. Замечено, что после ремонта автомобиля, сварные швы наиболее подвержены коррозии. Ускорение коррозии происходит из-за высокотемпературного "ослабления" металла.
Наиболее простым и действенным способом защиты кузова автомобиля от коррозии является – катодная защита. Это вид активной – электрохимической защиты.
Изучая эту тему в Интернете, я столкнулся с тем, что она описывается не совсем "специалистами". Статьи либо пишутся автолюбителями, мало соображающими в электронике, либо электронщиками, мало понимающими в электрохимических процессах и плохо представляющими принцип катодной защиты на автомобилях. Поэтому, в основном у них получается экспериментальный, не оптимальный и малоэффективный вариант устройств защиты. В этой статье, мы рассмотрим принцип и способы реализации катодной защиты от коррозии и разработаем оптимальный её вариант.
Принцип действия катодной защиты состоит в следующем:
В качестве катода (минуса) используется корпус автомобиля, а в качестве анода (плюса) – металлические сооружения, различные пластины и другие окружающие поверхности, проводящие ток, в том числе и влажное дорожное покрытие. Из-за разности потенциалов между защищаемой поверхностью металла и поверхностью "анода" по цепи, образующейся через влажный воздух, проходит слабый ток. На аноде происходит реакция окисления — освобождение электронов. Анод, постепенно окисляясь, разрушается, а разрушение катода наоборот прекращается.
В некоторых статьях Интернета по теме катодной защиты приводится разность потенциалов между катодом и анодом: Для железа и его сплавов полная защита от коррозии достигается при потенциале 0,1…0,2 В. Дальнейший сдвиг потенциала в сторону увеличения мало влияет на степень защиты. Плотность защитного тока должна быть в пределах 10…30 мА/м2.
На самом деле эти цифры кем-то "надуманы" для тех, кто не знает, что такое электрический ток. Но мы то с Вами знаем. Анод и катод можно расположить на расстоянии одного сантиметра друг от друга, а можно и на расстоянии нескольких сантиметров и даже метров. По законам электрохимии, для эффективности, чем дальше электроды находятся друг от друга, тем больше должна быть разница потенциалов. Поэтому говорить о конкретном значении в 0,1…0,2 вольта – неправильно. Кроме того, воздух, который используется в качестве электролита, проводит электрический ток только с большой разницей потенциалов – порядка киловольт, а маленькое напряжение ему "как слону дробина". Поэтому, по закону Ома, о наличии защитного тока, как и о его плотности в пределах 10…30 мА/м2 говорить также нелепо. Этого тока просто не будет!
Другое дело, если мы будем рассуждать не об электрическом токе, а о разности зарядов (или потенциалов). Тогда можно будет говорить о концентрационной поляризации по кислороду, при котором молекулы воды, попадая на поверхность металла, ориентируются на поверхностях электродов так, что на аноде происходит освобождение электронов — реакция окисления, а на катоде наоборот, окисление прекращается. Так как электрический ток отсутствует, то освобождение электронов происходит очень медленно. Этот процесс безопасен и не заметен для глаз. Учитывая эффект поляризации молекул воды, наблюдается дополнительное смещение потенциала кузова автомобиля в отрицательную сторону, что позволяет периодически выключать устройство защиты от коррозии (при ремонте автомобиля, зарядке аккумулятора и т.п.). Особо необходимо отметить важный момент, чем больше площадь анода (анодов), тем эффективнее защита.
В качестве защищаемого катода, как было описано ранее, используется корпус автомобиля. Нам необходимо выбрать, что мы будем использовать в качестве анода.
Ещё раз повторюсь, для работы схемы защиты нам не требуется ток, протекающий между электродами. Если он будет, то это будет "побочный" ток, который может возникнуть в результате намокания анодов, колёс автомобиля и т.д. Это ток разряжающий аккумулятор и не более того. Поэтому автомобильную бортовую сеть + 12 вольт достаточно подключить к аноду (нескольким анодам) через добавочный резистор. Основное назначение резистора – ограничение тока разряда аккумуляторной батареи в случае замыкания анода на катод, которое может произойти по причинам "неудачной установки", повреждения анода, его химического разложения в результате окисления и т.д.
Варианты анодов, применяемых на автомобиле, находящемся на стоянке (гараже): металлическое сооружение, находящееся в непосредственной близости от автомобиля, например металлический гараж, в котором хранится автомобиль; контур заземления, используемый при отсутствии металлического гаража, в том числе на открытой стоянке. Другие варианты анодов, применяемых на движущемся, или находящемся на стоянке (гараже) автомобиле: металлизированный резиновый заземляющий "хвост"; защитные электроды (протекторы) на кузове автомобиля.
Рассмотрим все перечисленные варианты
1. Использование металлического гаража в качестве анода является наиболее простым способом защиты главным образом внешних металлических поверхностей облицовки автомобиля. Если пол в гараже также железный, или содержит открытые участки металлической арматуры, то тогда защищается и поверхность днища автомобиля. Летом, как правило, в металлическом гараже – парниковый эффект, который при катодной защите не разрушает, а наоборот сохраняет и очищает кузов автомобиля от коррозии. Для создания такой защиты достаточно корпус гаража подключить к плюсу аккумуляторной батареи, установленной в автомобиле через обыкновенный добавочный резистор и монтажный провод. В качестве плюса, можно использовать прикуриватель, при условии, что в нём есть напряжение в режиме стоянки при отключенном замке зажигания (не у всех автомобилей при отключенном зажигании работает прикуриватель).
2. Использование контура заземления в качестве анода подобно использованию металлического гаража. Разница состоит лишь в том, что главным образом от коррозии защищается днище автомобиля. Для создания лучшего контура заземления, по периметру автомобиля необходимо забить в грунт четыре металлических кола (стержня) длиной не менее одного метра. Колы, электрически соединяются друг с другом с помощью проволоки. Контур подключается к автомобилю точно так же, как и корпус гаража – через добавочный резистор.
3. Металлизированный резиновый заземляющий "хвост" — простой и эффективный способ защиты движущегося автомобиля. В условиях влажного воздуха – дождя, мокрого дорожного покрытия, создается разность потенциалов между кузовом автомобиля и дорожным покрытием. Влажный воздух и мокрое дорожное полотно усиливает коррозию кузова автомобиля, но в данном случае наблюдается обратное — чем больше влажность, тем эффективнее антикоррозийная работа заземляющего хвоста. Хвост устанавливается сзади автомобиля так, чтобы в сырую погоду, при движении автомобиля, на хвост летели брызги воды от заднего колеса. Это улучшает эффективность антикоррозийной защиты.
Вторая функция заземляющего хвоста – он выполняет функцию антистатического приспособления. Я думаю, вы замечали, на бензовозах всегда волочится и гремит металлическая цепь, предназначенная для исключения накопления статического заряда на корпусе автомобиля и как следствие – исключения возникновения электрической искры, опасной для перевозимого груза. В некоторых статьях Интернета пишут, что цепь, волочащаяся за бензовозом – это антикоррозийное приспособление. К таким наблюдениям можно отнестись только с улыбкой.
Хвост должен быть изолирован от корпуса автомобиля по постоянному току и наоборот "закорочен" на корпус по переменному току. Достигается это RC-цепочкой, представляющей собой элементарный частотный фильтр.
4. Использование в качестве анодов защитных электродов — протекторов, практически отдельная тема. Элементарные металлические пластинки — "защитные протекторы" прикрепляются в наиболее уязвимых для коррозии местах — под крыльями, на днище кузова, на порогах. Они отвлекают на себя ржавчину за счёт того же эффекта, что и все предыдущие варианты анодов. Достоинство такого способа – постоянное наличие анода, стоит машина или едет. Такая локальная защита, говорят, дает хорошие результаты. Правда, анодов надо установить штук 15-20. Это трудоемко, но думаю "овчинка выделки стоит".
В качестве защитных электродов (анодов) могут использоваться как разрушающиеся материалы (нержавеющая сталь, алюминий), требующие замены через 4…5 лет, так и неразрушающиеся. В качестве неразрушающихся электродов можно применять карбоксил, магнетит, графит или платину. Защитные электроды выполняются в виде прямоугольных либо круглых пластин площадью 4…10 см2.
При установке и монтаже электродов следует помнить, что:
— один защитный электрод защищает площадь с радиусом около 0,25…0,35 м;
— защитные электроды устанавливаются только на места, защищенные лакокрасочным покрытием;
— для крепления электродов рекомендуется использовать только эпоксидный клей или шпатлевку на его основе, предварительно зачистив глянец (эпоксидный клей на глянец не прилипает), но думаю, что это не догма;
— наружную сторону защитных электродов (где нет пайки) нельзя покрывать мастикой, краской, клеем или другим электроизоляционным покрытием.
Пластины-протекторы — это положительные пластины конденсатора, которые должны быть изолированы от отрицательной пластины — кузова автомобиля. Но расстояние между пластинами должно быть небольшим, чтобы ёмкость этого конденсатора была достаточной — на большом расстоянии между пластинами электрическое поле будет стремиться к нулю. Лакокрасочное покрытие автомобиля и эпоксидный клей, находящиеся в промежутке между кузовом и пластинами — это диэлектрическая прокладка конденсатора.
Установка электродов в этих точках наиболее эффективна:
1 — коробчатые усилители брызговиков; 2 — места крепления фар и подфарников; 3 — нижняя часть передней панели; 4 — полости за щитками-усилителями передних крыльев; 5 — внутренние поверхности дверей и порогов; 6, 7 — передняя нижняя часть заднего крыла и арка колеса по стыку с крылом; 8 — фартук задней панели.
Провода к протекторным пластинам подключаются через проколы в резиновых заглушках, закрывающих отверстия в днище автомобиля, которые предусмотрены его конструкцией.
Другой вариант использования меньшего количества электродов, но с большей площадью самих пластин:
Выглядит вполне логично, зачем устанавливать много электродов малой площади, если можно установить мало электродов, но большего размера. Главное, установить их в местах наиболее подверженных коррозии, или вблизи этих мест. Кроме того, в связи с тем, что в качестве "электролита" выступает влажный воздух, пластины должны располагаться обращёнными не внутрь (внутри короба, куда не проникает влага), а наружу – навстречу агрессивной среде, например брызгам от колеса.
Кузов автомобиля током бить не может, так как токи антикоррозийной защиты очень слабые. Даже если вы положите голую пластину под обнажённое "седалище", вы почувствуете только твёрдый металл этой пластины, не более. В антикоррозийной защите используется слабый постоянный ток, который создает слабое электрическое поле, а по альтернативной теории электрического тока — магнитное поле, только в промежутках между кузовом и местом установки протекторов. Поэтому электромагнитное поле обыкновенного сотового телефона более, чем в 100 раз сильнее, поля создаваемого катодной защитой.
Думаю, что элементарных теоретических понятий достаточно, поэтому перейдём к разработке устройства антикоррозийной защиты.
Учитывая особенности и специфику использования различных вариантов анодов, конечно лучшим вариантом является одновременное использование всех перечисленных ранее способов.
Схема устройства простейшая. Самое сложное – изготовление "заземляющего хвоста" и установка "протекторных пластин".
Изучая вопрос протекторной защиты в Интернете, я не встретил ни одной схемы, которая оптимально выполняет задачу защиты от ржавчины. Вернёмся к тому, что в некоторых статьях пишут, что полная защита от коррозии достигается при потенциале 0,1…0,2 В. Дальнейший сдвиг потенциала в сторону увеличения мало влияет на степень защиты. Мы не будем оспаривать этого предлагаемого значения. Защитного тока фактически не существует, он возникает только в случае "появления" проводника, образующегося за счёт проводимости воды, попадающей на пластины протекторов, или на покрышки колёс. Исходя из этого, можно сделать вывод: Если мы будем стремиться к значению 0,1…0,2 вольта, тогда придется ставить делитель напряжения, а это — лишний – паразитный разряд аккумулятора впустую. Если увеличение потенциала, не ухудшает степень защиты, тогда проще подать на аноды все 12 вольт, которые будут сами по себе "падать" в зависимости от влажности пластин. Достигается это обыкновенным добавочным резистором. Необходимо рассчитать его на такой ток, при котором в случае замыкания протекторных пластин на корпус автомобиля, происходит "безопасный" разряд аккумуляторной батареи. Абсолютно все, встречающиеся в Интернете схемы катодной защиты либо имеют фиксировано малую разницу потенциалов между анодом и катодом (до 1,8 вольта), либо имеют большую разницу потенциалов (до 8…11 вольт), но авторы этих схем описывают их, как "выдающие" 0,1…0,2 вольта. Разница этих схем – в максимальном токе, определяемом добавочным резистором. Непонятно, они или сами не умеют рассчитать простейший делитель напряжения, или пытаются обмануть Вас?
Из руководства по эксплуатации автомобиля, автомобилисты знают, что устойчивый пуск двигателя с помощью стартера возможен, если емкость аккумулятора составляет не менее 60% номинальной. Если использовать одно из устройств, публикуемых авторами разных статей с током потребления 5 мА, то время, в течение которого аккумулятор можно не подзаряжать составит 40 дней. С учетом саморазряда аккумулятора это время будет еще меньше. При постоянном использовании автомобиля это не опасно, но если Вы собрались в отпуск, или длительную командировку, то такое устройство следует отключить от аккумулятора автомобиля.
Приведу популярную схему катодной защиты, даже с рисунками протекторов:
На рисунке, вывод "Вых." подсоединяется на пластины-протекторы. Против таких протекторов я ничего не имею, поскольку их геометрия мало влияет на степень защиты (можете вырезать хоть звездочку), а влияет лишь площадь пластин.
Определим, какое же напряжение подается на пластины, и какой ток потребляет устройство?
На кристалле светодиода HL1 типа АЛ307БМ падение постоянного прямого напряжения равно 2 В (из справочника).
Остальные 10 В падают на резисторах.
Общее сопротивление R1+R2+R3 будет равно 4855 Ом (R1+R2 в параллель и R3 последовательно).
Ток делителя будет равен Iдел = U / Rобщ. = 10/4855 = 2,1 mA.
Отсюда: Напряжение на выходе Uвых = Iдел * R3 + UHL1 = 2,26 * 4300 + 1 = 10,8 B.
Где же заявляемые 0,1…0,2 вольта? Мало того, в этой схеме, проходящий через светодиод ток 2,1 mA его толком и не зажжёт, у светодиода номинальный ток 10 mA.
Кроме того, на лицо "паразитный" ток разряда аккумуляторной батареи – через делитель. Вывод: схема придумана малограмотным экспериментатором.
Подобная схема с "паразитным" разрядом аккумуляторной батареи приводится в схеме с заземляющим хвостом: