Как перехитрить ржавчину, используя электрохимические способы защиты?
Одним из наиболее распространенных и в то же время губительных факторов, воздействующих на автомобиль в процессе эксплуатации, выступает коррозия. Разработано несколько способов защиты кузова от нее, причем встречаются как меры, направленные именно против данного явления, так и комплексные технологии защиты автомобиля, предохраняющие его от различных факторов. В приведенной статье рассмотрена электрохимическая защита кузова.
Причины образования коррозии
Так как электрохимический способ защиты автомобиля направлен исключительно против коррозии, следует рассмотреть причины, вызывающие поражение ею кузова. Основными из них являются вода и дорожные реагенты, применяемые в холодный период. В сочетании друг с другом они образуют высококонцентрированный соленый раствор. К тому же осевшая на кузове грязь продолжительное время удерживает влагу в порах, а если она содержит дорожные реагенты, то еще и притягивает молекулы воды и из воздуха.
Ситуация усугубляется, если лакокрасочное покрытие автомобиля имеет дефекты, даже небольшого размера. В таком случае распространение коррозии будет происходить очень быстро, и даже сохранившиеся защитные покрытия в виде грунта и оцинковки могут не остановить этот процесс. Поэтому важно не только постоянно очищать автомобиль от грязи, но и следить за состоянием его лакокрасочного покрытия. В распространении коррозии также играют роль температурные колебания, а также вибрации.
Также следует отметить участки автомобиля, наиболее подверженные поражению коррозией. К ним относятся:
- детали, расположенные ближе всего к дорожному покрытию, то есть пороги, крылья и днище;
- сварные швы, оставшиеся после ремонта, особенно если он был неграмотно осуществлен. Это объясняется высокотемпературным «ослаблением» металла;
- кроме того, ржавчина часто поражает различные скрытые плохо вентилируемые полости, где скапливается влага и долго не высыхает.
Принцип действия электрохимической защиты
Рассматриваемый способ защиты кузова от ржавчины относят к активным методам. Разница между ними и пассивными способами состоит в том, что первые создают какие-либо защитные меры, не позволяющие вызывающим коррозию факторам воздействовать на автомобиль, в то время как вторые лишь изолируют кузов от воздействия атмосферного воздуха. Данная технология изначально применялась для защиты от ржавчины трубопроводов и металлоконструкций. Электрохимический метод считают одним из наиболее эффективных.
Данный способ защиты кузова, который также называют катодным, основан на особенностях протекания окислительно-восстановительных реакций. Суть состоит в том, что на защищаемую поверхность накладывают отрицательный заряд.
Сдвиг потенциала осуществляют с применением внешнего источника постоянного тока или путем соединения с протекторным анодом, состоящим из более электроотрицательного металла, чем защищаемый объект.
Принцип действия электрохимической защиты автомобиля состоит в том, что между поверхностью кузова и поверхностью окружающих объектов вследствие разности потенциалов между ними по цепи, представленной влажным воздухом, проходит слабый ток. В таких условиях окислению подвергается более активный металл, а другой, наоборот, восстанавливается. Именно поэтому используемые для автомобилей защитные пластины из электроотрицательных металлов называют жертвенными анодами. Однако при чрезмерном сдвиге потенциала в отрицательную сторону возможно выделение водорода, изменение состава приэлектродного слоя и прочие явления, которые приводят к деградации защитного покрытия и возникновению стресс-коррозии защищаемого объекта.
Рассматриваемая технология для автомобилей предполагает использование в качестве катода (отрицательно заряженного полюса) кузова, а анодами (положительно заряженными полюсами) служат различные окружающие объекты или установленные на автомобиле элементы, проводящие ток, например, металлические сооружения или влажное дорожное покрытие. При этом анод должен состоять из активного металла, такого как магний, цинк, хром, алюминий.
Во многих источниках приведена разность потенциалов между катодом и анодом. В соответствии с ними, чтобы создать полную защиту от коррозии для железа и его сплавов, необходимо достичь потенциал в 0,1-0,2 В. Большие значения слабо сказываются на степени защиты. При этом плотность защитного тока должна составлять от 10 до 30 мА/м².
Однако эти данные не совсем верны – в соответствии с законами электрохимии, расстояние между катодом и анодом прямо пропорционально определяет величину разницы потенциалов. Поэтому в каждом конкретном случае необходимо достичь определенного значения разницы потенциалов. К тому же воздух, рассматриваемый при данном процессе в качестве электролита, способен проводить электрический ток, характеризующийся большой разницей потенциалов (примерно кВт), поэтому ток с плотностью 10-30 мА/м² не будет проводиться воздухом. Возможно возникновение лишь «побочного» тока в результате намокания анода.
Что касается разности потенциалов, наблюдается концентрационная поляризация по кислороду. При этом попавшие на поверхность электродов молекулы воды ориентируются на них таким образом, что происходит освобождение электронов, то есть реакция окисления. На катоде данная реакция, наоборот, прекращается. Вследствие отсутствия электрического тока освобождение электронов происходит медленно, поэтому процесс безопасен и незаметен. Благодаря эффекту поляризации, происходит дополнительное смещение потенциала кузова в отрицательную сторону, что дает возможность периодически выключать устройство защиты от коррозии. Нужно отметить, что площадь анода прямо пропорционально определяет эффективность электрохимической защиты.
Варианты создания
В любом случае роль катода будет выполнять кузов автомобиля. Пользователю необходимо выбрать предмет, который будет использован в качестве анода. Выбор осуществляют на основе условий эксплуатации автомобиля:
- Для автомобилей, находящихся в неподвижном состоянии, на роль катода подойдет расположенный вблизи металлический объект, например, гараж (при условии, что он построен из металла или имеет металлические элементы), контур заземления, который может быть установлен в отсутствии гаража на открытой стоянке.
- На движущемся автомобиле могут быть использованы такие приспособления, как резиновый металлизированный заземляющийся «хвост», протекторы (защитные электроды), монтируемые на кузов.
Ввиду отсутствия тока, протекающего между электродами, бортовую сеть автомобиля +12 вольт достаточно подключить к одному или нескольким анодам через добавочный резистор. Последнее устройство служит для ограничения тока разряда аккумулятора в случае замыкания анода на катод. Основными причинами замыкания являются неграмотно осуществленная установка оборудования, повреждение анода или его химическое разложение вследствие окисления. Далее рассмотрены особенности применения перечисленных ранее предметов в качестве анодов.
Использование гаража в качестве анода считают наиболее простым способом электрохимической защиты кузова стоящего автомобиля. Если помещение имеет металлический пол или напольное покрытие с открытыми участками железной арматуры, то также будет обеспечена и защита днища. В теплый период в металлических гаражах наблюдается парниковый эффект, однако в случае создания электрохимической защиты он не разрушает автомобиль, а наоборот направлен на защиту его кузова от коррозии.
Создать электрохимическую защиту при наличии металлического гаража весьма просто. Для этого достаточно подключить данный объект к положительному разъему аккумуляторной батареи автомобиля через добавочный резистор и монтажный провод.
В качестве положительного разъема можно использовать даже прикуриватель при условии наличия в нем напряжения при отключенном замке зажигания (не у всех автомобилей данное приспособление сохраняет работоспособность при отключенном двигателе).
Контур заземления при создании электрохимической защиты используют в качестве анода по тому же принципу, что рассмотренный выше металлический гараж. Различие состоит в том, что гараж защищает весь кузов автомобиля, в то время как этот способ — лишь его днище. Контур заземления создают путем забивания в грунт по периметру автомобиля четырех металлических стержней длиной не менее 1 м и натягивания между ними проволоки. Подключение контура к автомобилю, как и гаража, осуществляют через добавочный резистор.
Резиновый металлизированный заземляющий «хвост» является простейшим способом электрохимической защиты движущегося автомобиля от коррозии. Данное приспособление представляет собой резиновую полоску с металлическими элементами. Принцип его функционирования состоит в том, что в условиях высокой влажности между кузовом автомобиля и дорожным покрытием возникает разность потенциалов. Причем чем выше влажность, тем больше эффективность электрохимической защиты, создаваемой рассматриваемым элементом. Заземляющий «хвост» устанавливают в задней части автомобиля таким образом, чтобы на него попадали брызги воды, вылетающие при движении по мокрому дорожному покрытию из под заднего колеса, так как это повышает эффективность электрохимической защиты.
Достоинство заземляющего хвоста состоит в том, что, помимо функции электрохимической защиты, он избавляет кузов автомобиля от статического напряжения. Это особо актуально для транспорта, перевозящего топливо, так как электростатическая искра, являющаяся результатом накопления статического заряда в процессе движения, опасна для транспортируемого им груза. Поэтому приспособления в виде металлических цепей, волочащихся по дорожному покрытию, встречаются, например, на бензовозах.
В любом случае необходимо изолировать заземляющий хвост от кузова автомобиля по постоянному току и наоборот «закоротить» по переменному. Это достигают путем использования RC-цепочки, которая представляет собой элементарный частотный фильтр.
Защита автомобиля от коррозии электрохимическим способом с использованием в качестве анодов защитных электродов рассчитана также на эксплуатацию в движении. Протекторы устанавливают в наиболее уязвимых для коррозии местах кузова, представленных порогами, крыльями, днищем.
Защитные электроды, как и во всех рассмотренных ранее случаях, функционируют по принципу создания разницы потенциалов. Достоинство рассматриваемого способа состоит в постоянном наличии анодов вне зависимости от того, стоит ли автомобиль или движется. Поэтому данную технологию считают весьма эффективной, однако она наиболее сложна в создании. Это объясняется тем, что для обеспечения высокой эффективности защиты необходимо установить на кузове автомобиля 15-20 протекторов.
В качестве защитных электродов могут быть использованы элементы из таких материалов, как алюминий, нержавеющая сталь, магнетит, платина, карбоксил, графит. Первые два варианта относят к разрушающимся, то есть состоящие из них защитные электроды требуется менять с интервалом в 4-5 лет, в то время как остальные называют неразрушающимися, так как они характеризуются значительно большей долговечностью. В любом случае протекторы представляют собой пластины круглой или прямоугольной формы площадью 4-10 см².
В процессе создания такой защиты нужно учитывать некоторые особенности протекторов:
- радиус защитного действия распространяется на 0,25-0,35 м;
- электроды необходимо устанавливать лишь на участки, имеющие лакокрасочное покрытие;
- для закрепления рассматриваемых элементов следует использовать эпоксидный клей или шпатлевку;
- перед установкой рекомендуется зачистить глянец;
- наружную сторону протекторов недопустимо покрывать краской, мастикой, клеем и прочими электроизоляционными веществами;
- так как защитные электроды представляют собой положительно заряженные пластины конденсатора, они должны быть изолированы от отрицательно заряженной поверхности кузова автомобиля.
Роль диэлектрической прокладки конденсатора будет выполнять лакокрасочное покрытие и клей, расположенные между протекторами и кузовом автомобиля. Также нужно учитывать, что величина расстояния между протекторами прямо пропорционально определяет электрическое поле, поэтому их следует устанавливать на небольшом расстоянии друг от друга, чтобы обеспечить достаточную емкость конденсатора.
Провода к защитным электродам подводят через проколы в закрывающих отверстия в днище автомобиля резиновых заглушках. Можно установить на автомобиль много протекторов маленького размера или меньшее количество защитных электродов большего размера. В любом случае необходимо использовать данные элементы на участках, наиболее уязвимых по отношению к коррозии, обращенными наружу, так как роль электролита в данном случае выполняет воздух.
Кузов автомобиля после установки электрохимической защиты такого типа не будет бить током, так как она создает электричество очень небольшой силы. Даже если человек прикоснется к защитному электроду, то не получит удар. Это объясняется тем, что в электрохимической антикоррозийной защите применяется постоянный ток малой силы, создающий слабое электрическое поле. К тому же существует альтернативная теория, согласно которой магнитное поле существует только между поверхностью кузова и местом установки защитных электродов. Поэтому электромагнитное поле, создаваемое электрохимической защитой, более чем в 100 раз слабее электромагнитного поля мобильного телефона.
Источник статьи: http://autokuz.ru/pokraska/kuzov-bamper/elektrohimicheskaya-zashita-kuzova.html
Катодно-протекторная защита от коррозии кузова автомобиля Элкор+ (стр. 1 )
 | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 |
ОТ КОРРОЗИИ КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ
— Уменьшает скорость коррозии на 300-500%.
— Исключает, или минимизирует воздействие на кузов антигололёдных реагентов.
— Обеспечивает защиту при любом методе хранения автомобиля.
— Устраняет предпосылки появления коррозии после кузовного ремонта.
— Защищает скрытые и труднодоступные места кузова, свежеполученные повреждения лакокрасочного покрытия.
— Производит локализацию и частичное восстановление появившихся очагов поверхностной коррозии.
— Увеличивает ресурс кузова автомобиля в несколько раз.
ЗАБУДЬ РЖАВЧИНУ — НАСЛАЖДАЙСЯ ДВИЖЕНИЕМ!
ОТ КОРРОЗИИ КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ
— Уменьшает скорость коррозии на 300-500%.
— Исключает, или минимизирует воздействие на кузов антигололёдных реагентов.
— Обеспечивает защиту при любом методе хранения автомобиля.
— Устраняет предпосылки появления коррозии после кузовного ремонта.
— Защищает скрытые и труднодоступные места кузова, свежеполученные повреждения лакокрасочного покрытия.
— Производит локализацию и частичное восстановление появившихся очагов поверхностной коррозии.
— Увеличивает ресурс кузова автомобиля в несколько раз.
ЗАБУДЬ РЖАВЧИНУ — НАСЛАЖДАЙСЯ ДВИЖЕНИЕМ!
Устройство электрохимической защиты от коррозии кузова автомобиля
ЗАБУДЬ РЖАВЧИНУ — НАСЛАЖДАЙСЯ ДВИЖЕНИЕМ!
ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
СТАЦИОНАРНОЕ УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ «ЭЛКОР+»
Стационарное устройство электрохимической защиты от коррозии кузова автомобиля «ЭЛКОР+» (рис. на 1 стр.) предназначено для частичного восстановления пораженных коррозией участков кузова, а также для предохранения от дальнейшего появления коррозии на деталях кузова автомобиля, включая недоступные и труднодоступные места, такие как: днище автомобиля, внутренние части передних и задних крыльев, передние и задние пороги, пол в салоне под ногами водителя и пассажиров, внутренняя поверхность крышки багажника и капота двигателя, задние стенки багажного отделения, потолок салона, внутренние поверхности дверей, а также защищает от коррозии поврежденные в результате аварии части кузова.
В основу работы устройства «ЭЛКОР+» положен принцип катодной поляризации металла кузова и создании гальванической пары между кузовом автомобиля и дополнительным электродом. При катодной поляризации железу устройством сообщается такой отрицательный потенциал, при котором его окисление становится термодинамически маловероятным. Кроме того, со временем на металле за счет концентрационной поляризации по кислороду наблюдается дополнительное смещение потенциала в отрицательную сторону, что позволяет периодически выключать устройство. Принцип действия устройства «ЭЛКОР+» является полным аналогом популярного у автомобилистов «оцинкованного кузова».
Устройство «ЭЛКОР+» состоит из электронного блока формирования защитного потенциала, кабеля с двойной атмосферостойкой изоляцией и зажимом для подсоединения к дополнительному электроду.
4. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Источник питания 12 В, DC, бортовая сеть автомобиля
Потребляемый ток 15 мА
Потребляемая мощность 0,18 Вт
Плотность защитного тока 50 мкА/ м²
Снижение скорости коррозии 490,3 % (4,9 раза)
5. ПОДКЛЮЧЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ УСТРОЙСТВА
Устройство «ЭЛКОР+» включается в бортовую сеть автомобиля через стандартное гнездо прикуривателя, а зажим подключается к дополнительному электроду, которым может служить:
а) в гараже — металлические ворота гаража или бетонный пол гаража;
б) на открытой стоянке — поверхность земли или поверхность покрытия стоянки. С этой целью можно использовать подходящий кусок железа или металлической сетки, положенной на землю под колесо автомобиля.
ЭТО ВАЖНО! При подключении зажима к дополнительному электроду необходимо следить за обеспечением надежного электрического контакта, т. е. поверхности должны быть зачищены от коррозии, краски, других защитных покрытий.
Подключается устройство во время длительной стоянки, например, на ночь в гараже, и выключается на время эксплуатации автомобиля. Высокая эффективность устройства начинает проявляться уже через месяц эксплуатации и действует на всем временном промежутке эксплуатации устройства «ЭЛКОР+».
ВНИМАНИЕ! ВО ИЗБЕЖАНИЕ НЕПРАВИЛЬНОЙ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА РАЗБОРКА ЭЛЕКТРОННОГО БЛОКА КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ.
Во время эксплуатации не допускается засорения электронного блока, а также попадание воды в зимнее время, что может вывести электронный блок из строя.
Не допускается касание зажима и кузова автомобиля.
Условия хранения по группе 2 ГОСТ 15150-69 в складских помещениях.
Рис. 2. Мобильное устройство электрохимической защиты
от коррозии кузова автомобиля «ЭЛКОР+»
Рис. 3. Схема подключения устройства «ЭЛКОР+»
МОБИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ «ЭЛКОР+»
Мобильное устройство электрохимической защиты от коррозии кузова автомобиля «ЭЛКОР+» (рис. 2) предназначено для предохранения от дальнейшего появления коррозии на деталях кузова автомобиля, включая недоступные и труднодоступные места, такие как днище автомобиля, внутренние части передних и задних крыльев, передние и задние пороги, пол в салоне под ногами водителя и пассажиров, внутренняя поверхность крышки багажника и капота двигателя, задние стенки багажного отделения, потолок салона, внутренние поверхности дверей, а также защищает от коррозии поврежденные в результате аварии части кузова.
В основу работы устройства «ЭЛКОР+» положен принцип катодной поляризации металла кузова и создании гальванической пары между кузовом автомобиля и дополнительным электродом. При катодной поляризации железу устройством сообщается такой отрицательный потенциал, при котором его окисление становится термодинамически маловероятным. Кроме того, со временем на металле за счет концентрационной поляризации по кислороду наблюдается дополнительное смещение потенциала в отрицательную сторону, что позволяет периодически выключать устройство. Принцип действия устройства «ЭЛКОР+» является полным аналогом популярного у автомобилистов «оцинкованного кузова».
Устройство «ЭЛКОР+» состоит из электронного блока формирования защитного потенциала, двух проводов (желтый и красный) с бензомаслостойкой изоляцией и гибкого спуска (трос в оплетке ПВХ) на анод, в качестве которого выступает земля.
4. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Источник питания 12 В, DC, бортовая сеть автомобиля
Потребляемый ток 5 мА
Потребляемая мощность 0,006 Вт
Плотность защитного тока 50 мкА/ м²
Снижение скорости коррозии 490,3 % (4,9 раза)
5. ПОДКЛЮЧЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ УСТРОЙСТВА
Устройство «ЭЛКОР+» устанавливается в удобном месте в подкапотное пространство автомобиля и включается в бортовую сеть автомобиля через предохранитель 0,5 ампер в следующем порядке (рис. 3):
КЛЕММА №1 — корпус автомобиля, минус (-) МАССА (желтый провод).
КЛЕММА №2 — +12В через предохранитель 0,5 ампер (красный провод).
КЛЕММА №3 — вывод защитного потенциала на гибкий спуск.
КЛЕММА №4 — вывод защитного потенциала на дополнительные аноды для обеспечения дополнительной локальной защиты (при необходимости).
При монтаже гибкого спуска на автомобиле необходимо ИСКЛЮЧИТЬ электрический контакт между гибким спуском и кузовом автомобиля.
Дополнительный анод представляет собой железную пластину толщиной 0,3-1,0мм и площадью 20см² (комплектуются отдельно, по заказу), который крепится с помощью эпоксидного клея к заранее выбранным и очищенным от грязи местам кузова автомобиля, наиболее подверженным коррозии. Такими местами являются:
— внутренние части передних и задних крыльев
— передние и задние пороги
— пол в салоне под ногами водителя и пассажиров
— внутренняя поверхность крышки багажника и капота двигателя
— задние стенки багажного отделения автомобилей.
Ввиду высокой трудоемкости установки дополнительных анодов рекомендуется использовать локальную защиту только для защиты поврежденных в результате аварии частей кузова. При установке анодов внимательно следить затем, чтобы не допустить короткого замыкания на корпус автомобиля.
Высокая эффективность устройства начинает проявляться уже через месяц эксплуатации и действует на всем временном промежутке эксплуатации устройства «ЭЛКОР+».
ВНИМАНИЕ! ВО ИЗБЕЖАНИЕ НЕПРАВИЛЬНОЙ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА РАЗБОРКА ЭЛЕКТРОННОГО БЛОКА КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ.
ВСЕ РАБОТЫ, СВЯЗАННЫЕ С УСТАНОВКОЙ УСТРОЙСТВА «ЭЛКОР+», ПРОИЗВОДИТЬ НА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЙ СТАНЦИИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ АВТОМОБИЛЯ.
Во время эксплуатации НЕ допускается засорение электронного блока, а также попадание воды в зимнее время, что может вывести электронный блок из строя. Один раз в месяц на клеммах №3, №4 и на выходе гибкого спуска замерять потенциал, который должен быть равен приблизительно 2,5 В относительно кузова автомобиля.
Источник статьи: http://pandia.ru/text/80/174/29800.php