Интернет журныл о промышленности в Украине

Катодная защита автомобиля

Опубликовано: 06.09.2018

Первое, на что обращают внимание при покупке автомобиля – это состояние кузова. Первые признаки ржавчины отпугивают покупателя, или существенно влияют на цену. Особенно подвержены коррозии автомобили российского производства – гниль появляется уже через 4-5 лет эксплуатации автомобиля. Иномарки, сопротивляются коррозии намного успешнее.

Скорость появления коррозии зависит от внешних условий и местности, где эксплуатируется авто. В прибрежной зоне, соленый воздух и повышенная влажность провоцируют появление ржавчины, поэтому там применяется специальная высокочастотная обработка (метод очень популярен в Японии). В нашей стране более широкое распространение получила оцинковка кузова или специальная антикоррозийная обработка. Но, есть и другое решение проблемы – электрохимическая, катодная защита.

Самодельные анодные пластины для защиты кузова авто от коррозии

Катодная защита автомобиля от коррозии

Причины возникновения ржавчины

Чтобы защитить автомобиль от ржавчины, прежде всего, нужно разобраться, как происходит этот процесс, для этого нужно вспомнить то, что нам преподавали на уроках физики в школе.

Катодная защита (железо — цинк)

Любой проводник служит передатчиком электронов. Схематически он выглядит как тело, окруженное облаком электронов, которые покидают привычные места под воздействием тепла. Если отсутствуют дополнительные внешние факторы электроны возвращаются на свои места. Если же металлический элемент попадает в электролит, то атомы металла со знаком + переходят в новый состав. В итоге материал получает потенциал, доступный для измерения.

Особую активность коррозия приобретает в электролитической жидкости, если активность проводника меньше. Металлический элемент, с большой активностью становится анодом, с меньшей – катодом. В процессе их взаимодействия, анод подвергается корродироваинию, что приводит к его разрушению, а катод в это время восстанавливается. Проще – ржавчина появляется на аноде.

Метал, помещенный в водную среду или соединенный с проводником с меньшей активностью, подвергается коррозии. Ситуацию усугубляет наличие соли. Она способствует увеличению проводимости электролита. Эта ситуация очень точно соответствует зимним дорожным условиям. Метал автомобиля находится в тесном контакте с водой и специальным солевым составом, которым обрабатывается асфальт. Также, очень опасны для авто кислотные дожди, ставшие суровой реальностью для многих регионов.

Главным показателем является скорость покрытия ржавчиной, который характеризуется специальным показателем для определения стойкости данного металла к коррозии. Стандартное железо имеет скорость коррозии около 0.03-0.05 мм в год. В результате, за пять лет эксплуатации метал потеряет 0.15-0.25 мм толщины. Что на практике, приведет к появлению в кузове дырки, заделать которую будет довольно затратное.

Отсюда, чтобы защитить кузов от коррозии, нужно превратить его из анода в катод. Многие используют простой способ – обрабатывают авто специальной защитой. Она эффективна только на кузове без повреждений. Любой скол или трещина вызывает контакт с менее активным проводником и открывает путь для коррозии. Катодная защита имеет большую эффективность, ведь кузов превращается в стойкий катод.

Принцип действия

Катодная защита распределяет роли так:

• Корпус транспортного средства становится катодом.

• В качестве Анода используются пластинки, конструкции из металла и любые другие токопроводящие поверхности, включая дорожное покрытие.

Между кузовом автомобиля (катодом) и внешним анодом возникает ток, воздух выступает как катализатор. Это приводит к разрушению анода и восстановлению катода. То есть, коррозия кузова останавливается.

Благодаря научным разработкам по катодной защите кузова удалось получить точные данные разности потенциалов «сопрягающихся» элементов, плюсовым и отрицательным проводником. Для защиты простого железа и его сплавов нужно создать потенциал минимум 0,2 В, при плотности 20-30 мА на квадратный метр.

Примечательно то, что проводники могут размещаться как вплотную друг к другу, так и на расстоянии нескольких метров. Просто с ростом расстояния, придется увеличивать и разность потенциалов.

В основе катодной защиты лежит не электрический ток, а разность потенциалов. Поэтому, в случае попадания молекул жидкости на метал, они будут выступать в качестве анода, метал будет катодом. Поэтому, окисление кузова будет остановлено. При отсутствии разности потенциалов, электроны будут высвобождаться с маленькой скоростью, а поляризация кузовной части автомобиля, сместит потенциал автомобиля в отрицательном направлении.

Основное значение для эффективности катодной защиты имеет площадь анода. С ее увеличением возрастает защитный эффект. Так как в качестве катода будет кузов авто, нужно только выбрать анод и подключить его к бортовой сети используя специальное сопротивление. Его главная задача – гасить ток разряда АКБ в случае ошибочного контакта катода и анода. Что использовать в качестве анода: металлический гараж, защитные электроды, контур заземления на стоянке и т.п.

Аноды и принцип их применения

Чтобы понять суть процесса можно рассмотреть варианты анода:

1. Металлический гараж.

При выборе металлического гаража в качестве анода, нужно учесть, что пол тоже должен быть металлический, или нужно будет положить возле машины куски арматуры – для защиты днища. При использовании катодной защиты, кузов не подвержен коррозии, более того, происходит дополнительная очистка от ржавчины и восстанавливается первоначальный вид. Для этого, нужно плюс АКБ соединить с металлической основой гаража. Можно подключить к прикуривателю, если там при выключенном зажигании есть напряжение.

2. Контур заземления на стоянке.

Здесь принцип тоже, разница в защищаемой области кузова автомобиля. В этом случае – это днище. Чтобы получить защитный контур, по периметру авто нужно забить метровые металлические стержни, соединенные с помощью толстой проволоки. Их нужно запитать от плюса автомобиля, как в первом варианте. Катодная защита готова – со стороны днища, пол будет иметь потенциал выше, чем у кузова.

3. Заземляющий хвост.

Заземляющий хвост делают из металла и резины, служит для катодной защиты автомобиля во время движения. Наличие негативных условий (дождь, туман, мокрое покрытие и т.п.) увеличивают разность потенциалов между кузовом и дорогой, при этом кузов имеет более высокий потенциал и подвергается коррозии. С помощью катодной защиты в виде заземляющего хвоста, удается оставить образование ржавчины. Его монтируют на задней части авто, так чтобы на него попадала влага. Это повышает антикоррозийные свойства.

Заземляющий хвост служит так же, как антистатик. Такую защиту часто можно увидеть на большегрузном транспорте. Основное предназначение такой конструкции – препятствовать возникновению искры, которая способна вызвать воспламенение топлива. Есть мнение, что такая конструкция, также выполняет роль антикоррозийной защиты. На самом деле это не так. Чтобы выступать в качестве защиты от коррозии, нужно чтобы хвост был изолирован от металлических деталей автомобиля по постоянному току, и закорочен по переменному. Самое простое решение – применить RC-цепь.

Протекторы

Использование в качестве анодов протекторов, является одним из самых эффективных методов от коррозии. В роли протекторов применяются небольшие металлические пластины, которые крепятся на поврежденных участках кузова. Их задача перевести коррозию на себя. Принцип работы такой же, как и в описанных выше. Главным преимуществом является наличие постоянного анода – независимо от того, стоит автомобиль или движется. К минусам, можно отнести большое количество протекторов (минимум 15), чтобы защита была эффективной. А также, большая трудоемкость монтажа. Но, эффект того стоит. Пройти онлайн тест ПДД можно здесь .

В качестве протекторов используют:

• Неразрушающиеся материалы (карбоксил, магнетит и т.п.). Преимущество – срок службы исчисляется десятилетиями.

• Разрушающиеся – из алюминия, стали и т.п. Отличаются относительно небольшим сроком службы, около 5-7 лет.

Установка протекторов катодной защиты

Защитные пластины должны иметь особое сечение – круглое или прямоугольное. Площадь каждой около 7-12 квадратных сантиметров.

Выполняя монтаж анодов нужно следовать следующим рекомендациям:

• Площадь действия одного протектора 0,2-0,4 квадратных метра.

• Аноды ставятся в местах, где окрашивающий слой не поврежден.

• Их фиксация производится эпоксидным клеем или шпатлевкой, где есть в составе эпоксидка.

• Внешняя сторона протектора не должна быть окрашена и покрыта любым слоем диэлектрика.

• Защитные аноды должны быть изолированы от катода (кузова автомобиля).

• Между катодом и анодом должно быть небольшое расстояние, для создания хотя бы небольшого напряжения.

Как видим из вышеизложенного, при правильной организации и монтаже, катодная защита действенный метод предотвратить возникновение коррозии на кузове автомобиля. Особенно в местах, подверженных этому больше всего: днище, внутренних элементов крыльев, порогов. Метод очень дешевый, но, трудоемкий. За то действенный – за копейки можно продлить срок эксплуатации кузова автомобиля на долгие годы!