The article describes a vehicle protection technology using zinc cells, which are more active with respect to the steel vehicle body, and avoid corrosion during its use. Also shown are the features of this technology with respect to anticorrosion treatment of liquid coatings.
Keywords: car, car body, body protection, zinc, corrosion protection, active metal, corrosion, localized corrosion, anode, cathode, operation, fins.
Коррозия — это процесс разрушения твердых тел в результате химических и электрохимических реакций, развивающихся на поверхности предмета при его взаимодействии с окружающей средой. Сталь, из которого производят автомобили, корродирует на всех этапах своего существования: изготовление изделия, транспортировка, хранение и эксплуатация. И все это продолжается до полного разрушения и преобразования в оксид железа (Fe2O3) [1].
Многие автовладельцы полагают, что если появилась коррозия на поверхности автомобиля, то возможности от нее избавиться нет. Для того чтобы защитить кузов автомобиля от разрушения, существует специальный метод — антикоррозийная обработка жидкими покрытиями. Антикоррозийная обработка не остановит процесс, но значительно замедлит его, защищая кузов автомобиля.
Коррозии подвержены все транспортные средства, независимо от производителя. Некоторые заводы-изготовители, применяют для кузова защитные покрытия при базовой обработке, но защитить автомобиль от коррозии они полностью не могут, и только увеличат срок службы кузова.
Условия эксплуатации только усложняют ситуацию, особенно в мегаполисах. Ускоряют процесс коррозии мелкие сколы и царапины, причиной которых является плохое качество дорог. Противогололедные реагенты и высокая концентрация солевых паров и серных соединений в атмосфере промышленных городов тоже имеют пагубное влияние. Скорость коррозийной реакции зависит от ряда причин:
– сложная конструкция кузова и технологические ошибки, допущенные еще на стадии проектирования;
– тонкий слой заводского антикоррозийного покрытия в труднодоступных местах, например, на днище автомобиля;
– неправильный уход за автомобилем в процессе эксплуатации.
В связи с тем, что в последние десятилетия количество машин неуклонно растет, возрос спрос и на антикоррозийные препараты. Все антикоррозионные покрытия можно разделить на подгруппы в зависимости от их состава и места нанесения:
– средства для внешних поверхностей.
- Битумная мастика. Такие средства произведены на основе битумных и синтетических смол. Мастика выполняет две функции: консервация металла и защита поверхности от механических воздействий. Толщина слоя, наносимого на автомобиль, составляет 250–400 мкм.
- ПВХ. Это материалы из ПВХ и на основе каучука. Такое покрытие считается самым долговечным из всех существующих на данный момент. Его, преимущественно, используют в заводских условиях.
- Жидкий пластик. Такой материал обладает низкой степенью механической стойкости, соответственно, его нежелательно использовать как основное средство антикоррозийной обработки.
– средства для скрытых поверхностей:
- Невысыхающие составы на масляной основе. Такой препарат находится в жидком состоянии на протяжении всей эксплуатации. Он хорошо заполняет появляющиеся микротрещины поверхности.
- Составы на парафиновой основе. Это материалы на базе воска. После нанесения материал высыхает, образуя восковую эластичную пленку. Он сохраняет эластичность даже при резких температурных колебаниях.
Если кузов автомобиля уже имеет очаги коррозии, то сначала необходимо очистить кузов с помощью пескоструйной машины, которая подает песок, под высоким давлением очищая кузов. Данные технологии эффективны, но дорогостоящие, средняя стоимость обработки днища легкового автомобиля составляет около 25 тыс. руб. Кроме высокой цены, вышеописанные технологии обладают еще рядом недостатков, таких как: долгое время обработки (2–3 дня), высокая трудоемкость, сложная диагностика состояние кузова после нанесения покрытия, и недолговечность.
Исходя из вышенаписанного, в данной статье будет рассмотрен способ защиты кузова с помощью цинковых элементов с конечно стоимостью около 5 тыс. руб.
Из описанного ранее механизма коррозии следует, что если два металла поместить в раствор электролита (простую или подсоленную воду), то один из них, а именно более активный, начнет испускать электроны и присоединять к образовавшимся ионам гидроксильные группы (ОН) из раствора электролита, а другой, менее активный, будет принимать электроны, присоединяя их к своим ионам [2, с. 15]. В результате более активный металл — анод — будет окисляться, а менее активный металл — катод — восстанавливаться. Таким образом, анод будет защищать катод от коррозии. В обычных условиях анодом является корпус автомобиля, и именно он прежде всего страдает от коррозии. Для защиты корпуса автомобиля необходимо обеспечить его контакт с более активным металлом. По отношению к железу более активными металлами являются кадмий, хром, цинк, магний и другие металлы.
Для реализации протекторной защиты необходимо протектор плотно закрепить на чистой поверхности защищаемого металла. Если на эту конструкцию будет воздействовать влага, то в соответствии с приведенной выше химической реакцией электроны протектора будут переходить в защищаемый металл и на катоде (корпусе автомобиля) начнется выделение водорода. Ионы протектора, соединяясь с кислородом (гидроксильными группами ОН), вызывают окислительную реакцию, которая приводит к появлению гидроокиси того металла, из которого сделан протектор Таким образом обеспечивается катодная защита корпуса автомобиля до тех пор, пока протектор полностью не разрушится вследствие коррозии. После этого, как и положено, начнет корродировать корпус автомобиля.
Для реализации протекторной защиты необходимо, прежде всего, иметь несколько пластин протектора — цинка. Площадь каждой пластины должна составлять несколько десятков квадратных сантиметров, толщина — не менее 0,5 мм. Далее очищают от грязи и краски те места кузова автомобиля, которые наиболее уязвимы для коррозии. Обычно это задние части внутренних поверхностей крыльев, скрытые полости (чаще всего пороги) и т. д. На выбранные места необходимо напаять или наклеить с помощью тонкого слоя токопроводящего клея пластины протектора (рисунок 1). На этом все работы по установке протекторной защиты закончены. В процессе эксплуатации необходимо только регулярно проверять состояние протектора.
Рис. 1. Схема установки цинковых элементов
Легковые автомобили, как это было показано ранее, эксплуатируются в существенно иных условиях. Поэтому протекторная защита носит в этом случае локальный характер и защищает только те места, которые находятся в непосредственной близости к протектору. На рисунке 2 показан результат от установки цинкового элемента на сталь.
Рис. 2. Применение цинкового элемента на стали
Из рисунка видно, что очаговая коррозия которая уже была на металле, не так прогрессирует как на другом образце стали без применения цинкового элемента (рисунок 3).
Рис. 3. Образец стали без применения цинкового элемента
В результате данного эксперимента наглядно показано практическое применение цинковых элементов и их эффективность для защиты кузова легкового автомобиля.
Литература:
- http://krasymavto.ru/kuzovnye-raboty/remont/antikorrozijnaya-obrabotka-avtomobilya-svoimi-rukami.html
- Бородин В. В., «Защита автомобиля от коррозии электрохимическим способом» — М.: Транспорт, 2004. — 30 с.: ил.
