Протекторная защита автомобиля от коррозии. Нанесение протекторного цинкового покрытия
Срок службы кузова и деталей подвески автомобиля в городских условиях весьма невелик — загазованность воздуха и использование на дороге различных химических реактивов приводит к значительным коррозионным разрушениям уже через три-четыре года (в сельской местности скорость коррозионного разрушения в 5. 6 раз меньше).
В благополучной Америке выяснили, что в год затраты на борьбу с коррозией составляют 0,5%. 1% от первоначальной стоимости автомобиля.
Отметим, что отечественные автомобили по защищенности от коррозии уступают импортным, что в сочетании с более тяжелыми условиями эксплуатации и низким уровнем обслуживания еще сокращает срок жизни отечественных автомобилей и увеличивает затраты на предотвращение коррозионного разрушения.
Очень большое влияние на развитие коррозионных процессов оказывают влажность воздуха и суточный перепад температур. Так, при влажности воздуха, превышающей 70%, скорость коррозии резко возрастает (рис. 1). Это происходит потому, что даже небольшого суточного перепада температур в 4. 5°С достаточно для образования конденсата. Активнее всего конденсат из-за колебания температуры появляется в плохо вентилируемом гараже.
 Рис. 1. Зависимость скорости атмосферной коррозии железа (потеря массы в сутки) от влажности воздуха. |
Конденсат, образующийся на поверхностях деталей и скапливающийся в скрытых полостях и щелях кузова автомобиля, является электролитом, то есть обладает электропроводимостью. В среде электролита металлы образуют гальванические пары в соответствии с электродными потенциалами металлов. Кстати, для образования гальванической пары даже не требуется присутствия двух металлов, так как для этого достаточно даже небольшой разницы в химическом составе отдельных участков изделия из одного металла.
Большую роль в коррозионных процессах играют химические средства, используемые зимой для борьбы с обледенением на дорогах. Немецкие исследователи выяснили, что в результате воздействия солеи, используемых зимой в городах, скорость коррозии увеличивается примерно в два раза.
Ниже приведены значения стандартных электрических потенциалов (в вольтах) некоторых металлов (ряд металлов, выстроенных в порядке возрастания их стандартных электродных потенциалов, называется еще рядом активностей, или рядом напряжений):
| Магний | Алюминий | Хром | Цинк | Железо | Никель | Свинец | Медь |
| -2,38 | -1,66 | -0,91 | -0,76 | -0,44 | -0,24 | -0,13 | +0,34 |
Металлы, образующие гальваническую пару в среде электролита, подразделяют следующим образом: более электроотрицательный называют анодом, менее электроотрицательный — катодом. Понятно, металл на аноде обладает более высокой способностью отдавать электроны, так что анод в результате электрохимических превращений окисляется с образованием окислов и гидроокислов металла, то есть осуществляется его коррозионное разрушение, в то время как металл катода не разрушается.
Таким образом, магний, алюминий, хром и цинк по отношению к железу (стали) являются анодами, а само железо по отношению к ним — катодом. И наоборот, железо является анодом, по отношению к никелю, свинцу и меди. Поэтому при контакте железа с цинком в присутствии электролита окисляется цинк, а в паре сталь-медь разрушается (окисляется) сталь.
Для предотвращения разрушения металла автомобиля от коррозии используют два принципиально различных метода: либо устраняют контакт металла с пленкой образующегося на его поверхности электролита, образовав на металле непроницаемые для воды покрытие (краска, мастика), либо изменяют электрический потенциал защищаемого металла. И если первый метод защиты от коррозии не требует особых пояснений, то со вторым разберемся подробнее.
Так, при протекторной защите от коррозии предохраняемому металлу придают «статус» катода, прибегая к помощи более активного металла. Из приведенного выше ряда напряжении видно, что по отношению к железу более активными являются цинк, хром, алюминий и магний, и, следовательно, в качестве протектора, принимающего на себя все атаки коррозии, теоретически могут быть использованы эти металлы. Практически же хром и алюминий для этой цели непригодны, так как покрыты очень прочными и плотными окисными пленками, в результате остаются только цинк или магний. Но последний слишком активен, окисная пленка у него настолько непрочная, что металл легко окисляется на воздухе. То есть выбор металла для протекторной защиты железа практически ограничивается цинком. Организуют протекторную защиту, укрепив на поверхности защищаемого металла пластины из цинка. А лучше на поверхность нанести слой металла-протектора. Электроны протектора будут переходить в защищаемый металл, в результате на металле корпуса автомобиля (на катоде) станет выделяться водород, который способен даже восстановить часть образовавшейся ржавчины. Металл протектора, теряя электроны, начнет реагировать с кислородом с образованием гидрата окиси цинка. И продолжаться этот процесс защиты основного металла будет до тех пор, пока протектор не разрушится полностью. Описана, естественно, несколько идеализированная ситуация, поскольку в реальности к процессу образования гидроокиси добавляются процессы химического взаимодействия металла протектора и его гидроокиси с химическими соединениями, присутствующими в слое электролита на поверхности защищаемого металла.
Учтите, протекторная защита с размещением на стальном кузове отдельных накладок из цинка эффективна только в ограниченной зоне установки протектора. Кроме того, подобный метод защиты имеет существенный недостаток, связанный с преимущественной коррозией протектора в месте его установки на кузове, что обычно сопровождается быстрым нарушением электрического контакта между протектором и кузовом в точке крепления.
При полной протекторной защите автомобиля осуществляется хромирование бамперов и элементов оформления, а детали кузова выполняют из оцинкованного листа (при изготовлении кузова из стали с цинковым покрытием толщиной всего 0,09 мм срок его службы увеличивается на 4 года и более).
Достаточно эффективную местную протекторную защиту не очень сложно осуществить и самому путем нанесения слоя цинка на поверхности той или иной стальной детали способом электролитического осаждения. Так, этим способом удобнее всего защищать наиболее подверженные воздействию влаги детали подвески и ходовой частиавтомобиля.
Делают это так. Сначала соответствующие места этих деталей тщательно зачищают наждачной бумагой до основного металла. Далее готовят раствор хлористого цинка в соляной кислоте, для чего добавляют в кислоту металлический цинк до тех пор, пока в растворе не прекратится процесс образования водорода. Наличие в растворе мути и твердых частиц не мешают его использованию. В качестве источника цинка подойдут корпуса отслуживших свой срок батареек от бытовой техники (учтите, в современных батарейках цинк прячут под наружным декоративным корпусом).
Электрическая цепь для проведения процесса электролитического осаждения цинка приведена на рис. 2. Состоит эта цепь из автомобильного аккумулятора, автомобильной лампочки мощностью 15. 21 Вт и цинкового наконечника. Обязательно обеспечить надежность соединения выбранной вами детали с массой автомобиля! На рис. 2 не зря показана задняя подвеска переднеприводного автомобиля — именно такие узлы, соединяемые с кузовом посредством резинометаллических втулок (сайлент-блоков), зачастую не имеют надежного электрического контакта с кузовом (то есть и с аккумулятором). Поэтому балку задней подвески необходимо соединить с массовой клеммой аккумулятора отдельным проводом. Автор много лет назад столкнулся с подобным отсутствием контакта с массой при попытке нанесения протекторного покрытия на рычаги задней подвески автомобиля «Запорожец».
 Рис. 2. Электрическая схема для электролитического нанесения цинкового покрытия: 1 — защищаемый элемент кузова или подвески (в данном случае задняя балка BA3-2108); 2 — дополнительный провод соединения детали с массой; 3 — аккумулятор; 4 — автомобильная 12-вольтовая лампа мощностью 15. 21 Вт; 5 — цинковая пластина; 6 — тампон. |
Но вернемся к технике нанесения покрытия из цинка на стальную деталь. Цинковый наконечник, припаянный к проводу от лампочки, обертываем тампоном и пропитываем приготовленным раствором хлористого цинка. Тампон — одноразовый, поэтому не обязательно использовать для него кислотостойкий материал. Годится обычная вата, завернутая в хлопчатобумажную ткань, или кусок поролона (поролон подходит не всякий, так как некоторые его виды способны под действием раствора хлористого цинка развалиться прямо у вас в руках). Этим тампоном медленно водим по зачищенному участку металла (обязательно работать в резиновых перчатках). Смоченный раствором хлористого цинка тампон замыкает электрическую цепь, в результате чего ток, проходящий от положительной клеммы аккумулятора через лампочку на массу (корпус), обеспечивая осаждение на подготовленной поверхности слоя цинка. Тампон по поверхности детали перемещают медленно, периодически обновляя раствор на тампоне и не давая тампону чересчур нагреваться. Дело в том, что излишний нагрев тампона свидетельствует об излишне большой силе тока (в этом случае включают в цепь лампочку меньшей мощности), что ухудшает сцепление наносимого слоя с основным металлом. Продолжительность процесса зависит от площади наносимого слоя цинка и от толщины слоя, которую необходимо достичь. Обычно время процесса составляет от одной до нескольких минут. Чем больше толщина протекторного слоя, тем лучше. Попутно заметим, что наносить слой цинка следует не на середину балки, как можно понять из рис. 2, а на места сварки балки с рычагами задней подвески.
После окончания процесса нанесения слоя цинка обязательно тщательно промойте покрытие водой, чтобы устранить остатки раствора хлористого цинка и соляной кислоты.
Обратите внимание, что слой цинка защищает от коррозии не только находящуюся под ним поверхность, но и некоторую зону вокруг себя, причем если деталь (узел) в этой зоне имеет сквозные проемы, то от коррозии защищается в определенной мере также и оборотная сторона детали. Это удобно при защите различных штампованных деталей, рычагов и профилей.
Описанный метод нанесения защитного протекторного цинкового покрытия по эффективности ничуть не уступает рекламируемому методу электрохимической защиты с посторонним источником напряжения и наклеиваемыми на кузов электродами (анодами). Более того, нанести цинковое защитное покрытие удается даже в тех местах, где закрепление защитных электродов с проводами просто нереально, например, на уже упомянутых деталях подвески, не имеющих, кстати, надежного электрического контакта с кузовом.
Использование же для изменения потенциала защищаемого металла постороннего источника тока наиболее эффективно для предотвращения коррозионного разрушения автомобиля в столь расплодившихся сейчас «ракушках».
Однако при всем разнообразии методов и средств наиболее надежным способом общей защиты автомобиля от коррозии является использование комбинации из нескольких методов защиты.
Так, даже применяя надежные современные мастики, трудно гарантировать отсутствие в пленке трещин. Кроме того, мастика может просто отслоиться от поверхности металла. Подобного нарушения сплошности покрытия (иногда скрытного) бывает достаточно для активной коррозии металла. Именно поэтому рекомендуется использовать грунтовки с протекторным наполнением. Конечно, и цинкование опасных зон тоже весьма эффективно. А объемная защита всего автомобиля в гараже «ракушке» достигается созданием защитного потенциала между автомобилем и корпусом укрытия.
Полезные советы автолюбителям
Коррозия настолько агрессивный и активный процесс, что его следы можно найти даже на автомобилях, недавно покинувших конвейр. Если же автомобилю несколько лет, ржавчина уже может проявляться достаточно активно, но интенсивность процесса зависит от многих факторов: условий эксплуатации, типов и методов применяемой антикоррозионной защиты, тщательности обработки и еще целого ряда условий.
Защита автомобиля от коррозии начинается еще при его изготовлении. Некоторые производители подвергают металлические детали цинкованию. Ранее мы писали о том, как заменить масло на Шкоде Фабии, так вот, у нее кузов оцинкован как снаружи, так и изнутри.
Защита автомобиля от коррозии цинкованием
На сегодняшний день, цинкование — это наиболее эффективный метод минимизировать процессы разрушения стальных деталей кузова. Но даже оцинковка не предотвращает, а лишь задерживает коррозию. Поэтому и оцинкованные детали грунтуются специальными составами (используется специальная грунтовка по оцинковке), и лишь после этого покрываются эмалью, которая кроме эстетических задач также играет роль антикоррозионного барьера.
Даже такая, казалось бы, надежная многослойная защита рано или поздно сдается под напором коррозии и металл начинает разрушаться. Чтобы вовремя заметить и устранить очаги ржавчины, нужно не реже чем раз в полгода внимательно осматривать автомобиль на эстакаде или на яме. Если есть пятна или потеки ржавчины, нужно начинать профилактические работы.
Коррозия агрессивный и активный процесс
Защита днища автомобиля от коррозии
Днище автомобиля обычно повреждаемся ржавчиной в первую очередь, ведь именно на днище при движении приходится большая часть песка, щебня, воды, которые летят из-под колес. Днищем мы задеваем о бордюры и камни, другие выступы при преодолении препятствий, сдирая или нарушая целостность антикоррозионных слоев. Потому защита днища в автомобиле – важная часть борьбы с коррозией.
Защита днища автомобиля от коррозии начинается с очищения
Загнав машину на эстакаду или на яму и внимательно осмотрев днище, начинаем с очищения. Для удобства обработки, колеса лучше снять, а диски или барабаны, тормозные колодки закрыть кожухами. Глушитель, карданную передачу и тросы обрабатывать нежелательно, потому их следует закрыть плотной бумагой и/или клейкой лентой.
Теперь днище нужно тщательно вымыть, можно с использованием моющих средств. Особого внимания требуют скрытые полости (после очищения не забудьте прочистить их сливные отверстия). После того как грязь удалена, автомобилю нужно дать высохнуть (для ускорения процесса можно обрабатывать потоком воздуха из компрессора, а можно просто подождать).
Следующий шаг – зачистить все пораженные ржавчиной места. Это можно сделать при помощи корщетки или специальной насадки на дрель, куска наждака.
Ручная изогнутая корщетка — хорошо подходит для зачистки швов и внутренних углов
Удалить нужно даже самые незначительные следы коррозии, чтобы металл был абсолютно чистым. Если в некоторых местах краска вздулась, ее нужно сковырнуть и зачистить пораженное место, можно для снятия краски воспользоваться одним из растворителей, но зачищать такие места обязательно.
Защита днища автомобиля от коррозии предусматривает тщательную зачистку поврежденных мест. Если необходимо зачистить большие площади, можно использовать насадки для дрели
Следующий этап – обработка днища обезжиривающими составами. Это необходимо для улучшения сцепления с металлом последующих слоев защиты. Самое популярное у автомобилистов обезжиривающее средство – уайтспирит, но можно использовать любое.
Уайт спирит продается в таре различного объема (5 л, 1 л, 0.5 л). Подойдет для обезжиривания кузова
Качество обезжиривания можно проверить фильтровальной бумагой – протереть часть обработанной поверхности. Если остались следы – требуется повторная обработка.
После этой процедуры следует нанести преобразователь ржавчины. Как наносить, и сколько ждать, читайте на этикетке: разные составы наносятся по-разному. Теперь пришла очередь грунтовки. Можно нанести смесь свинцового сурика и натуральной олифы (2:1), можно использовать любую из готовых грунтовок, которых сегодня очень большой выбор с различными свойствами.
После грунтовки наносится мастика, которая кроме защиты от коррозии также может выполнять роль шумопоглотителя (битумные мастики), защиты от попадания песка, гальки (жидкие пластики).
Нанесение мастики — действенный шаг для защиты днища автомобиля от коррозии
Эти составы можно наносить поочередно, но первой должна идти битумная мастика, так как она имеет слабую сопротивляемость механическим повреждениям, а жидкий пластик создает плотную прочную пленку, которая хорошо выдерживает воздействие песка, гальки, влаги и различных активных сред. Но мастике, перед нанесением следующего слоя, нужно дать высохнуть (при температуре +20 о С для этого потребуются сутки, если температура ниже, времени требуется еще больше).
Защита днища автомобиля от коррозии при помощи стоя мастики
Вместо антикоррозионной мастики, можно в два слоя окрасить прогрунтованное днище или использовать асфальтобитумный лак. На высыхание этих материалов при +20 о С потребуется 16-18 часов.
В скрытых полостях обработка затруднена: доступ туда возможен только через небольшие технологические отверстия. Поэтому производители разработали для этих целей специальные жидкие составы, которые можно распылять при помощи компрессора: жидкие масла или составы на основе парафина и воска.
Защита автомобиля от коррозии в труднодоступных местах происходит с использованием специальных средств, распыляемых в технологические отверстия при помощи пульверизатора
Масла не теряют своей жидкости длительное время и при появлении новых сколов и трещин просто заполняют их, предотвращая окисление. Составы на основе парафина и воска сохраняют эластичность непродолжительное время, но зато образованная ими пленка имеет большую стойкость.
Dinitrol ML («Динитрол МЛ»)- антикор для обработки закрытых полостей. Удобно использовать для обработки дверей изнутри
Как бы качественно не была выполнена антикоррозионная защита днища, вездесущая ржавчина все равно находит лазейки. Особенно часто процессы разрушения активизируются в зимний период, когда попавшая в микротрещины жидкость замерзая/размерзаясь расширяет их, негативно воздействуют также реактивы, которыми посыпают дороги. Поэтому, самое оптимальное время для проверки действенности антикоррозионной защиты днища – весна. При обнаружении следов ржавчины, все поврежденные места обрабатываются снова.
Катодная защита от коррозии автомобиля
Один из самых простых в исполнении и надежных способов замедлить коррозию – использовать электрохимический способ защиты. Для этого корпус автомобиля становится анодом, а расположенные в самых уязвимых местах специальные пластины – катодом. При таком распределении потенциалов разрушаются пластины катода, анод (корпус автомобиля) остается целым.
Электрохимическая защита от коррозии автомобиля — один из самых эффективных методов
Сделать такую электрохимическую защиту от коррозии, легко самостоятельно. Для этого нужно иметь элементарные знания по электронике и навыки владения паяльником. Если таких навыков нет, или возиться не хочется, можно купить готовое устройство.
Комплект электрохимической защиты от коррозии автомобиля
Представляет оно собой небольшой электронный блок с индикаторами и набор электродов. Размещать электроды нужно в самых подверженных воздействию коррозии местах:
- в местах крепления фар и подфарников,
- в передней части днища,
- за щитками передних колес,
- на внутренних частях порогов и дверей,
- в арке заднего колеса,
- на стыке колеса с крылом,
- в задней части днища и т.д.
Места установки электродов при протекторной защите от коррозии автомобиля
Количество пластин и размер пластин может быть разным, но существует определенная закономерность: чем больше размер электродов, тем их меньше. Устанавливать пластины-протекторы (от английского to protect – защищать, потому такой способ еще называют «протекторная защита от коррозии автомобиля») нужно так, чтобы на них как можно интенсивнее попадала влага, а наружную сторону (на ней отсутствует пайка) нельзя покрывать никаким электроизоляционным покрытием (мастикой, лаком и т.д.). Для прикрепления к кузову использовать нужно эпоксидную шпаклевку или клей, крепить электроды к деталям, имеющим лакокрасочное покрытие.
Принцип электрохимическая защита от коррозии автомобиля
Электронный блок катодно-протекторной защиты от коррозии автомобиля устанавливается в салоне и подключается к электросети так, чтобы даже при выключении двигателя он был запитан. Потребляет такое устройство очень мало энергии, а защищает кузов от коррозии тщательно и надежно. Причем (при грамотной установке электродов) даже в самых труднодоступных для обработки местах.
Есть несколько других вариантов анодов для электрохимической защиты автомобиля от коррозии. Можно для этих целей использовать металлический гараж, контур заземления, металлизированный «хвост».
Чтобы использовать металлический гараж для катодной защиты, его нужно подключить проводом через резистор к плюсу аккумуляторной батареи. Особенно эффективна такая защита летом, когда в металлическом гараже часто наблюдается скопление конденсата. Повышенная влажность при использовании катодной защиты от коррозии автомобиля способствует не разрушению защитного покрытия, а наоборот, замедляет процессы окисления металла на корпусе. Чтобы каждый раз не лазить под капот, можно взять «плюс» от прикуривателя (если в режиме стоянки на нем есть потенциал).
Гараж может служить для электрохимической защитыот коррозии автомобиля
Если гараж неметаллический, можно по четырем углам от автомобиля вбить четыре металлических стержня не менее метра длиной, соединить их при помощи проволоки, сохраняя электропроводимость, и подключить к автомобилю точно также как гараж.
Барьерная защита автомобиля от коррозии
Чаще всего коррозия начинается в местах попадания камней, частого соприкосновения с водой. Эти места имеют обычно довольно четкую локализацию и если их закрыть надежными механическими барьерами, процесс разрушения автомобиля можно отодвинуть. На колесные ниши ставят специальные пластиковые подкрылки, на пороги и нижние части дверец устанавливают обвесы. На передней кромке капота часто можно увидеть пластиковые спойлеры или накладки из кожзама.
У автолюбителей пользуются успехом так называемые «жидкие подкрылки», которые выполняют сразу две задачи: звукоизоляции и защиты от коррозии.
«Жидкие подкрылки» DINITRON 479 — препарат на основе синтетической резины. Создает на кузове машины надёжную, эластичную пленку
В видео ниже показано, что DINITRON 479 является надежной защитой.
Довольно популярным методом, в последние годы, стало оклеивание автомобиля защитной пленкой, которая неплохо предохраняет от воздействия воды, песка, мелких камешков из-под колес. Такая защита, охраняет свои свойства на протяжении двух-трех лет, в зависимости от типа использованной пленки. После чего легко удаляется и клеится вновь (при желании). В видео ниже показано, как клеить защитную (антигравийную) пленку на автомобиль.
