Катодная защита автомобиля

Несмотря на широкое распространение метода катодной защиты металлических конструкций в серьезных отраслях промышленности (энергетика, трубопроводы, кораблестроение), устройств, предназначенных для легковых автомобилей, в русскоязычном секторе сети представлено мало.

Катодная защита автомобиля от коррозии в разговорах бывалых водителей давно превратилась в нечто таинственное и обросла слухами. У нее есть как яростные приверженцы, так и скептики. Выясним, о чем идет речь.

Суть катодной защиты

Главным врагом автомобиля, ограничивающим срок его службы, становятся вовсе не механические поломки, а общее ржавление металлического корпуса. Процесс коррозии железа, из которого сделана машина, невозможно свести к какой-то единичной химической реакции.

Напыляемая звукоизоляция коррозии

Разрушение металла, превращение его в безобразные рыжие пятна ржавчины, происходит в результате сочетания разнообразных факторов:

• особенности климата, в котором эксплуатируется автомобиль;
• химический состав воздуха, водяного пара и даже почв в районе (влияют на свойства дорожной грязи);
• качество материала кузова, наличие ударов и повреждений, проведенные ремонты, используемые защитные покрытия и десятки иных причин.

В самых общих чертах суть процессов коррозии машины можно объяснить таким образом.

Что такое коррозия железа

Всякий металл по структуре представляет собой кристаллическую решетку из положительно заряженных атомов и общего электронного облака, окружающего их. В пограничном слое электроны, обладающие энергией теплового движения, вылетают из решетки, но тут же притягиваются обратно положительным потенциалом поверхности, которую покинули.

Коррозия кузова автомобиля

Картина меняется, если металлическая поверхность контактирует со средой, способной переносить электроны, – электролитом. В этом случае покинувший кристаллическую решетку электрон продолжает движение во внешней среде и больше не возвращается. Для этого на него должна действовать некая сила – разность потенциалов, которая появляется, если электролит связывает проводимостью два разных металла с различными свойствами. От его величины зависит, какой из двух металлов станет терять электроны, являясь положительным электродом (анодом), а какой – принимать (катодом).

Возможности предотвратить коррозию

Вокруг способов защитить свою машину от ржавчины в водительском сообществе есть много народных мифов. В реальности возможны два пути:

• Оградить поверхность металла кузова от контакта с электролитами – водой, воздухом.
• Внешним источником энергии изменить потенциал поверхности так, чтобы железный кузов из анода превратился в катод.

Первая группа методов – это разнообразные защитные антикоррозионные покрытия, грунтовки и лакокраска. Хозяева машин тратят серьезные деньги, но стоит понимать: таким путем коррозию не прекратить. Только затрудняется доступ активного реагента к кузовному железу.

Антикоррозийная обработка автомобиля

Электрохимические технологии защиты можно разделить на две технологии:

• Используя внешний источник электричества (аккумуляторную батарею авто), с помощью специальной схемы создать избыток положительного потенциала на кузове, чтобы электроны не покидали металл, а притягивались в него. Это – катодная защита автомобиля.
• Разместить на кузове элементы из более активного металла, чтобы создать гальваническую пару, в которой тот станет анодом, а корпус автомобиля – катодом. Этот метод вообще не нуждается в подключении к батарее и называется протекторной, или анодной, защитой.

Рассмотрим каждый из способов.

Как выбрать анод

В роли внешнего контура можно с успехом применить металлические поверхности гаража, заземляющий контур на стоянке и другие средства.

Металлический гараж

Через провод с разъемом плату прибора катодной защиты подключают к нему и создают необходимую разность потенциалов. Такой способ неоднократно доказал высокую эффективность.

Контур заземления

Если машина паркуется на открытой площадке, внешний контур для гальванической защиты может быть создан по периметру ее стоянки. В землю вбиваются металлические штыри аналогично обычному заземлению и соединяются в единый замкнутый контур проводкой. Автомобиль размещается внутри этого контура и подключается к нему через разъем так же, как в способе с гаражом.

Металлизированный резиновый хвост с эффектом заземления

Такой способ реализует идею о создании необходимого электроположительного потенциала кузова относительно поверхности дороги. Метод хорош тем, что работает не только при стоянке, но и в движении, защищая машину именно тогда, когда она особенно уязвима к влаге и дорожной химии.

Защитные электроды-протекторы

В качестве электродов, создающих защитный потенциал, используют пластины из стали, состав которой близок к металлу самого кузова. Это нужно для случаев, если произойдет поломка прибора, чтобы размещенные пластины сами не стали очагом коррозии, создав новую гальваническую пару. Площадь каждой пластины оптимальна в размере от 4 до 10 см 2 , форма – прямоугольная или овальная.

Как смонтировать защиту

Один отдельный электрод создает вокруг себя область защитного потенциала в радиусе 0,3-0,4 метра. Поэтому на полное оборудование автомобиля средней величины понадобится от 15 до 20 таких пластин.

Электронная антикоррозийная защита авто

Размещают электроды в наиболее уязвимых для атмосферной коррозии местах:

• на днище машины;
• в арках передних и задних колес;
• на полу салона под ковриками;
• на внутренних частях дверей снизу.

Необходимо исключить возможность контакта соединенных на плюс АКБ пластин электродов с минусом корпуса авто. Для этого их монтируют на эпоксидный клей поверх имеющегося на кузове лакокрасочного или антикоррозионного покрытия.

Какие приборы используются

Несмотря на широкое распространение метода катодной защиты металлических конструкций в серьезных отраслях промышленности (энергетика, трубопроводы, кораблестроение), устройств, предназначенных для легковых автомобилей, в русскоязычном секторе сети представлено мало. Те немногие, что удается найти, сложно проверить по тестам и отзывам, поскольку достаточного набора данных продавцы не приводят. Устройство катодной защиты авто представлено моделями RustStop-5, БОР-1, АКС-3, УЗК-А.

Запатентованный в США и Канаде прибор FINAL COAT действует по принципу импульсного тока и сопровождается данными исследований. Согласно тестам, это устройство показало реальную эффективность защиты стальных поверхностей кузова при разности потенциалов 100-200 мВ более чем на 400%, чем контрольный образец. Останавливает лишь цена прибора, который сейчас можно купить за 25 тысяч рублей.

Как сделать устройство для катодной защиты самому

Если не ставить перед собой цель изготовления системы со сложными блокировками от короткого замыкания, слежением за расходом заряда батареи, светодиодной индикацией, то само устройство можно элементарно изготовить и самому.

Катодная защита кузова (схема)

Простейший вариант включает лишь разгрузочный резистор определенного номинала (500-1000 ом), через который плюсовая клемма аккумулятора соединяется с защитными электродами. Потребляемый ток должен находиться в интервале 1-10 мА. Защитный потенциал теоретически достаточен в размере 0,44 В (величина электроотрицательного потенциала чистого железа). Но с учетом сложного состава стали, наличия дефектов кристаллической структуры и иных действующих факторов принимается в районе 1,0 В.

Отзывы об эффективности катодной защиты

Сообщения пользователей приборов дают разные оценки.

«Прочитав про катодную защиту кузова автомобиля от коррозии своими руками, решил попробовать. Нашел в интернете номиналы радиодеталей, подобрал подходящие пластины для анодов, все подключил как написано. Результат: пользуюсь больше пяти лет, машина у меня не новая, но сквозной ржавчины еще нет».

«Электрохимическая защита досталась вместе с машиной, когда покупал с рук. Кузов действительно держится как нержавейка, зато сильно сгнили сами пластины на днище. Нужно будет разобраться, как и на что их менять».

Другие способы защиты

Кроме катодной защиты авто от коррозии, в народе популярны разные альтернативные методы. Не все они одинаково хороши, но помогают продлить срок службы машины на несколько лет.

Анодная методика

Применяются специально изготовленные особой формы детали из металлов с более высоким электродным потенциалом, чем у железа. В результате при возникновении гальванической пары растворяется именно эта деталь – расходный электрод. Металл же самого кузова практически не страдает. Этот способ – анодная защита авто от коррозии.

Анодная защита авто от коррозии

Чаще всего применяют накладки из цинка или сплавов магния. Многочисленные отзывы водителей, ставивших в колесные ниши куски цинка, подтверждают действенность этого способа защиты на 3-5 лет. Недостаток способа – необходимость следить за протекторными электродами, при необходимости обновляя их.

Оцинковка кузова

Покрытие металла кузова цинком – еще один распространенный прием защитить машину от ржавчины на весь период ее службы (часто на 15-20 лет). Этим путем пошли крупнейшие западные производители, выпуская премиальные марки своих автомобилей с заводской горячей оцинковкой кузовов.

Безусловным лидером в этом направлении является Audi, разработавшая много патентов на тему технологий защитного покрытия. Именно модель Audi 80 – первый серийный образец с такой обработкой, а начиная с 1986 года ее имеют все производимые под этим брендом машины. Другие участники концерна VW Group также используют горячую оцинковку: «Фольксваген», «Шкода», «Порше», «Сеат».

Кроме немецких, настоящую оцинковку кузовов получили некоторые японские модели: «Хонда Аккорд», «Пилот», «Легенд».

Грунтовки и лакокрасочные материалы

Применительно к теме электрохимической защиты, упоминания заслуживают протекторные составы лакокрасочных материалов, содержащие частички цинка. Это фосфатирующие и катафорезные грунты.

Нанесение лакокрасочных материалов

Принцип их действия тот же: создается контакт железа со слоем более активного металла, который и расходуется в гальванических реакциях в первую очередь.

Ламинирование

Метод защиты поверхности кузова от ржавчины и абразивного истирания путем оклейки специальной прочной прозрачной пленкой. Хорошо проведенная обработка практически не видима глазу, выдерживает значительные перепады температур и не боится вибрации.

Жидкое стекло

Создается дополнительный упрочняющий слой покрытия поверх базового лакокрасочного, обладающий повышенной прочностью. Наносится на обезжиренный и промытый кузов машины, который предварительно нагревают горячим воздухом. Полимерная основа материала растекается и после затвердевания полируется. Таким способом удается уберечь заводской слой краски от проникновения сквозь него атмосферной влаги и этим на небольшое время сдержать коррозию.

Керамика жидкое стекло для авто

Полной защиты от ржавчины метод не дает. Защищает в основном внешний вид автомобиля от видимых проявлений, но оставляя без внимания скрытые очаги.

Работа с днищем

Чтобы уберечь днище и колесные арки от попадания электролитов (дорожная грязь, вода с солью), применяются покрытия различными мастиками на битумной, каучуковой и полимерной основе.

Работа с днищем авто

Используются локеры (подкрылки) из полиэтилена. Все эти виды обработки проигрывают по эффективности электрохимической защите кузова автомобиля, но позволяют на время отсрочить сквозную ржавчину.

Описание и виды защиты кузова от коррозии

Известно, что металлические поверхности транспортных средств необходимо покрывать антикоррозионными средствами. Дело в том, что даже при тщательном уходе кузов постоянно испытывает влияние внешних физических и химических факторов, вследствие чего образуется ржавчина. Антикоррозионное покрытие в значительной степени помогает продлить срок службы кузова и автомобиля в целом.

1. Что такое коррозия, почему она образуется и чем опасна?
2. Наиболее уязвимые места
3. Зачем дополнительно обрабатывать кузов, если это делают на заводе?
4. Виды защиты
5. Электрохимический способ
6. Катодная защита
7. Анодная защита
8. Барьерные методы
9. Комбинированная защита от коррозии

Что такое коррозия, почему она образуется и чем опасна?

Коррозия – разрушение металла вследствие его химической реакции с водой и кислородом. В процессе движения ничем не защищенная поверхность кузова и других деталей постоянно подвергается механическому воздействию и соприкасается с воздухом, который содержит кислород.

Атмосферные осадки, в свою очередь, способствуют попаданию влаги на металл, причем в труднодоступных местах автомобиля влага испаряется достаточно долго. Реакция железа с водой и кислородом приводит к образованию губительной ржавчины.

Ржавчина – одна из наиболее серьезных «болезней» кузова. Ее распространение ведет к ослаблению силовой конструкции автомобиля и снижает уровень пассивной безопасности при столкновении.

Наиболее уязвимые места

Кузов вследствие своей сложной конструкции ржавеет неравномерно. К самым уязвимым местам относят:

1. Сварные швы. Сварка не может обеспечить полной герметичности деталей, так что в швах всегда имеются микротрещины. При постоянной влажности именно в местах сварки образуются первичные очаги коррозии.
2. Днище, колесные арки, ниши и пороги. Эти места постоянно сталкиваются с грязью, песком и камнями. При движении автомобиля на скорости физическое воздействие становится весьма ощутимым, так что коррозия образуется довольно быстро.
3. Двигатель и выхлопная система. Работающий двигатель обладает высокой температурой, которая сильно отличается от температуры окружающей среды. Постоянный перепад температур также вызывает коррозию.
4. Внутренняя часть кузова. Салон легко загрязняется и увлажняется даже после небольших поездок.

Все эти места требуют разной защиты, так как причины возникновения коррозии неодинаковы.

Зачем дополнительно обрабатывать кузов, если это делают на заводе?

Многие автомобилисты считают, что коррозии подвержены только старые машины с внушительным пробегом, а новенькие авто не нуждаются в дополнительной антикоррозионной обработке. В действительности это далеко не так, так как обработка производителя скорее рассчитана на защиту автомобиля от заводских дефектов.

В реальных условиях машина постоянно подвергается воздействию агрессивных факторов: повышенной влажности, химическим реагентам на дорогах, и даже кислотным дождям.

Производитель редко учитывает влияние подобных условий, к тому же качество заводской обработки не всегда обладает приемлемым уровнем.

Многие автомобили оцинковывают при производстве, однако, эта мера тоже не является панацеей от коррозии. Толщина цинкового слоя весьма невелика, так что различные механические повреждения и вибронагрузка легко его разрушают.

Виды защиты

Для защиты автомобиля разработано множество видов антикоррозионной обработки:

1. Активная. Проводится с помощью средств, которые взаимодействуют с металлом и отталкивают влагу.
2. Пассивная. Сюда относят барьерную защиту, для которой используют различные виды покрытий или накладок.
3. Преобразующая. Включает в себя средства, способствующие избавлению от ржавчины, которая уже появилась на кузове.
4. Комплексная. Подразумевает применение сразу нескольких способов.

В отдельную категорию иногда относят электрохимическую защиту.

Электрохимический способ

Весьма эффективный метод, с помощью которого можно добиться такого же высокого результата, как при цинковании. Суть этого способа заключается в особенностях протекания химических реакций между металлом, кислородом и водой.

Согласно законам физики и химии, необходимо создать разницу электрических потенциалов. Элемент с высоким потенциалом окисляется, а с низким – восстанавливается.

Таким образом, для защиты металла от окисления ему придают отрицательный потенциал. Преимущество такого способа – антикоррозийный эффект даже в труднодоступных частях кузова.

Катодная защита

Наиболее часто электрохимическую защиту проводят катодным методом. В таком случае металл кузова приобретает отрицательный потенциал и восстанавливается. Для смещения потенциала необходимо обеспечить прохождение тока, которое выполняется с помощью специального прибора.

Соответствующий электронный модуль можно приобрести или изготовить вручную, после чего установить в салоне и подключить к бортовой сети.

Прибор периодически нужно отключать, так как при сильном смещении потенциала наблюдается негативный эффект.

В качестве анода – элемента, который будет иметь положительный потенциал и испытывать окисление – можно использовать металлический гараж или заземление на открытой стоянке. Когда машина движется, то анодом выступает заземление с дорогой: для этого достаточно прикрепить к бамперу резиновую полоску с металлическими элементами. При движении образуется разница потенциалов между кузовом и дорогой.

Анодная защита

При использовании анодной защиты на кузов необходимо установить медные, алюминиевые или цинковые пластины, которые будут окисляться и «перетягивать» на себя процесс разрушения. Как правило, их ставят на крепления фар, брызговиков, внутренние поверхности порогов или дверей. Недостаток этого способа – монтаж пластин, которые все равно не смогут закрыть собой весь кузов.

Барьерные методы

Зачастую коррозия образуется в определенных местах, которые часто контактируют с водой или испытывают физические повреждения. Такие места можно просто закрыть механическими барьерами, что значительно замедлит скорость ее возникновения.

Как правило, в роли барьеров выступают:

1. Специальные грунты и мастики, которыми тщательно покрывается поверхность кузова.
2. Пластиковые накладки. Обычно на колесные ниши устанавливают специальные подкрылки, пороги и низ дверей закрывают обвесами, на передней и задней кромке капота также встречаются пластиковые элементы или накладки из кожзаменителя.
3. Ламинирование. Применение пленки, изготовленной из винила или полиуретана. Кузов, покрытый пленкой, надежно защищен от камней, различных мелких повреждений, воздействия солнца и влаги.

Обычно автомобилисты сочетают сразу несколько способов барьерной защиты.

Комбинированная защита от коррозии

Комбинированный метод подразумевает применение нескольких способов борьбы с коррозией. Например, можно использовать пластиковые накладки и нанесение влагоотталкивающих составов. Другие автовладельцы предпочитают применять катодную защиту и специальные грунты.

Любой автомобиль неизбежно подвержен воздействию коррозии, при этом заводское покрытие не всегда является надежным антикоррозийным средством. Чтобы продлить срок службы кузова, его нужно комплексно защищать от разрушения практически с самого начала эксплуатации автомобиля.

Источник Источник Источник https://avtoshark.com/article/repairs/body-repairs/katodnaya-zashchita-avtomobilya-ot-korrozii/
Источник Источник Источник Источник https://techautoport.ru/nesuschaya-sistema/pokrytie-kuzova/zaschita-ot-korrozii.html