АНТИКОРРОЗИОННАЯ ЗАЩИТА КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ

 

ANTICORROSIVE PROTECTION OF THE BODY OF THE CAR

 

Пилюшина Г.А., Афанасьев В.С.  (БГИТА, г. Брянск, РФ)

Piljushina G. A, Afanasev V. S. (Bryansk state engineering-technological academy)

 

Рассмотрены вопросы антикоррозионной обработки легковых автомобилей, представлены исследования эффективности применения электронной защиты кузовов.

Questions of anticorrosive processing of cars are examined, researches of efficiency of application of electronic protection of bodies are presented.

 

Ключевые слова: автомобили, антикоррозионная  обработка, электронная защита кузовов

Keywords: cars, anticorrosive processing, electronic protection of bodies

 

Условия для возникновения коррозионных процессов на кузове автомобиля создаются постоянно: дождь, снегопад, резкие колебания температуры окружающего воздуха, загрязнения дорожных покрытий реагентами, посыпаемой зимой на дороги. Неоднородность, а также микровключения шлаков и мелкие дефекты (раковинки) провоцируют возникновение гальванических пар, то есть электрохимической коррозии в стальных, деталях кузова.

Немаловажное значение на возникновение коррозии оказывают условия  хранения автомобиля. На открытых стоянках автомобиль наиболее подвержен влиянию атмосферных осадков и перепаду температур. Гаражное хранение автомобиля обеспечивает наилучшие условия только при условии малой влажности воздуха. В условиях большой влажности, в неотапливаемом стальном боксе с бетонным полом скорость коррозии металла составляет 1мм/год, что в 5-20 раз превышает скорость коррозии на открытом воздухе.

По характеру распространения коррозия бывает сплошной и местной.

Сплошная коррозия появляется на всем кузове, начинаясь на нижней поверхности днища, изнутри крыльев, и во внутренних полостях дверей и силовых элементов. Местная коррозия обычно возникает в местах соединения металлических листов сваркой и завальцовкой.

Местная коррозия опаснее сплошной, так как протекает быстрее, ведет к сквозным повреждениям деталей и, как следствие, к потере прочности и жесткости кузова.

Борьба с коррозией начинается на автозаводах. Кузова грунтуют и красят, на днище, как правило, наносят мастику (пластизольное покрытие), а в скрытые полости – защитные составы. Некоторые кузовные детали оцинковывают. В зависимости от объема работ, применяемых материалов и технологии изготовители иногда гарантируют время до появления сквозных повреждений кузова.

Для предохранения наружных поверхностей машины от воздействия воды, песка и гравия, кроме применения химических препаратов, устанавливают подкрылки и брызговики (фартуки). Их делают из морозостойких эластичных материалов, хорошо сохраняющих форму (полиэтилен, резина). Конструкция и форма подкрылков должны обеспечивать вентиляцию закрываемых арок и свободное перемещение колеса.

Разработчики постоянно совершенствуют препараты, придавая им новые свойства. Условно можно выделить три вида антикоррозионных составов.

1. Консервационные, изготовленные на основе загущенных масел с добавками ингибиторов коррозии. На вертикальных поверхностях автомобиля такое покрытие держатся недолго. Оно стекают вниз, оставляя пленку, нестойкую к механическим воздействиям и проницаемую для паров воды.

2. Пленкообразующие ингибированные нефтяные составы, хорошо сцепляющиеся с защищаемым металлом. Воскообразная пленка механически изолирует его от воздействия атмосферы, а ингибиторы блокируют коррозию. Иногда препараты дополнительно содержат модификаторы ржавчины. Они восстанавливают металл, превращая продукты коррозии в дополнительную защитную пленку толщиной около 100 мкм, схожую с грунтом.

Кроме того, в последнее время появились препараты с цинковым наполнителем. Его частички, повышая абразивостойкость покрытия, способствуют замедлению электрохимической коррозии. Поскольку электродный потенциал железа больше, цинк разрушается быстрее стали.

3.  Материалы содержащие воду или высокоочищенные масла.

Однако, чтобы дольше сохранить первоначальный внешний вид автомобиля и его механическую прочность, надо периодически делать дополнительную антикоррозионную обработку, периодичность и объем, которой зависят от условий эксплуатации автомобиля.

В связи с этим представляет значительный интерес, разработанная американскими учеными  Дигби Макдоналдсом и Майклом  Левисом, электронная защита автомобиля от коррозии с помощью  прибора «Финал-Коат», принцип работы которой заключается в следующем: командный модуль прибора контролирует свободные электроны на корпусе автомобиля путем подачи импульсного переменного тока. На кузове создается равномерный поток свободных электронов. Находясь в равномерном потоке, электроны не могут взаимодействовать с атомами металлов и примесей, тем самым предотвращается процесс образования и распространения коррозии.

Прибор «Финал-Коат» устанавливается в моторный отсек транспортного средства, где он питается от стандартной аккумуляторной батареи 12В.

Для оценки эффективности данного прибора были проведены следующие исследования.

В эксперименте использовались два металлических автомобильных листа, оцинкованных и покрашенных, размером 1,1х1м. В листах были выскоблены (сквозь краску и оцинковку до голого металла) идентичные линии, по одной в каждом. Опорный электрод для измерения потенциала коррозии был помещен в центр линии в каждый из листов. Потенциал измерялся высокоточным вольтметром. «Финал-Коат» был подсоединен к листу сзади. Таким образом, исключалась возможность контакта (посредством электролита) между местом соединения и выскобленной линией. Схема установки для исследования эффективности работы прибора «Финал-Коат» представлена на рисунке 1.

schema00

Рисунок 1 – Схема установки для исследования эффективности работы электронной системы защиты от коррозии «Финал-Коат»

 

Исследования показывали влияние прибора «Финал-Коат» на разность потенциалов в районе черты, выскобленной (до обнаженного металла) в листах оцинкованного и окрашенного металла. Выскобленная черта на обоих листах обрабатывалась соляным раствором (3,6%). Площадь листов над чертой оставалась сухой. Ход распространения коррозии измерялся разностью коррозийных потенциалов, а также наблюдался визуально.

Разность потенциалов на кузов автомобиля вычисляется с помощью электрохимической кинетической теории:

,

где  – уровень коррозии;  – константа;  – постоянная передачи;  – константа Фарадея;  – универсальная газовая константа;  – температура Кельвина;  – коррозионный потенциал.

В данном эксперименте разность потенциалов составила от 100 до 200 мВ.

На рисунке 2 представлены результаты проведенного исследования.

Проектируя эти данные во временной анализ, предположим, что момент начала образования коррозии на кузове автомобиля наступает через 1 год после выпуска. Тогда момент начала образования коррозии на кузове автомобиля, защищенного «Финал-Коат», наступит через 343 года (при разности потенциалов 150мВ), и через 49 лет (при разности в 100мВ).

 

diagram0

Рисунок 2 – Результаты исследования

 

Визуальное наблюдение показывает значительную разницу в степени поражения коррозией тестируемого и контрольного листов (рисунок 3).

secondpr     secondun

Рисунок 3 – Тестируемый и контрольный листы после эксперимента:

а) тестируемый лист (защищенный «Финал-Коат»); б) контрольный лист (не защищенный «Финал-Коат»)

 

В результате исследования было установлено:

- электронная защита безвредна для автомобиля и его владельца;

- защищает от коррозии в труднодоступных местах, таких как пороги, стойки, потолок, поверхности дверей и внутренние балки;

- электронная система антикоррозионной защиты действует постоянно и не требует повторной обработки.

Таким образом, электронная система антикоррозионной защиты «Финал-Коат» является эффективным средством защиты автомобиля от коррозии, особенно в местах труднодоступных для классической технологии обработки.