Катодная защита от коррозии автомобиля своими руками: Катодная защита автомобиля от коррозии своими руками 🦈 avtoshark.com
Содержание
Катодная защита автомобиля от коррозии » Полезные самоделки ✔тысячи самоделок для всей семьи
Многим автолюбителям известно, что достаточно появиться небольшой царапине — и ржавчина начинает прямо-таки поглощать автомобиль. И бороться с ней весьма трудно. Какие только хитрости ни придумывают автомобилисты — различные покрытия, мастики, антикоры… Да вот беда: чтобы обработать с должным качеством все наиболее поражаемые места, приходится порой разбирать весь автомобиль. Такая операция занимает немало времени, да и требует постоянного контроля. Кроме того, в процессе эксплуатации происходит постепенное разрушение покрытий. Из-за вибраций при движении появляются микротрещины, под ударами камней или песка краска откалывается.
Поэтому вполне понятно желание автомобилистов приобрести чудо-прибор: один раз потратился и навсегда защитил кузов от ржавчины.
Метод катодной защиты от коррозии уже давно применяется на самых разнообразных объектах. Например, на кораблях устанавливают специальные протекторы, которые, растворяясь в морской воде, обеспечивают защиту корпуса судна. Подземные трубопроводы перед укладкой обрабатывают антикоррозийными составами и обматывают специальной лентой. На определенном расстоянии от трубопровода закапывают анод (электрод) — металлическую болванку, к которой подключают «плюс» источника постоянного тока, а к самой трубе — «минус». Благодаря разности потенциалов между электродом и защищаемым металлом в цепи образующегося электролита (влага, соль и т.п.) проходит ток. На аноде происходит освобождение электронов — реакция окисления, и саморастворение катода прекращается [1, 2].
При катодной поляризации металлу нужно сообщить такой отрицательный потенциал, при котором его окисление становится термодинамически маловероятным.Для железа и его сплавов полная защита от коррозии достигается при потенциале 0,1…0,2 В. Дальнейший сдвиг потенциала мало влияет на степень защиты. Плотность защитного тока должна быть в пределах 10…30 мА/м2.
Кроме того, со временем на металле за счет концентрационной поляризации по кислороду наблюдается дополнительное смещение потенциала в отрицательную сторону, что позволяет периодически выключать устройство (при ремонте автомобиля, зарядке аккумулятора и т.
п.)[3].
Устройство защиты от коррозии состоит из электронного блока и защитных электродов. На корпусе электронного блока размещают световую индикацию работы устройства.
Устройство позволяет поддерживать значение потенциала влажных участков поверхности кузова на уровне, необходимом для полной остановки и прекращения коррозийных процессов за счет разрушения защитных электродов.
В качестве защитных электродов (анодов) могут использоваться как разрушающиеся материалы (нержавеющая сталь, алюминий), требующие замены через 4…5 лет, так и неразрушающиеся. В качестве неразрушающихся электродов можно применять карбоксил, магнетит, графит или платину. Защитные электроды выполняются в виде прямоугольных либо круглых пластин площадью 4…9 см2.
На рисунке приведена схема простого антикоррозийного устройства, которое может успешно справляться с явлениями коррозии. Конечно, в простейшем виде устройство катодной защиты может состоять из защитных электродов и проводов, подключаемых непосредственно на «плюсовую» клемму аккумулятора.
Однако здесь трудно контролировать возможное короткое замыкание электродов с кузовом автомобиля и его работу в целом. Для этого в устройстве в цепь делителя напряжения R1, R2, R3 включен светодиод VD1, который в рабочем режиме светится ровным светом, потребляя незначительный ток от аккумулятора (около 2 мА).
Если вдруг один из защитных электродов замыкается на кузов автомобиля, светодиод VD1 прекращает светиться. В этом случае необходимо найти-и устранить замыкание. При повышенной влажности кузова светодиод VD1 может в небольших пределах изменять свое свечение, что указывает на работу катодной защиты. Кроме того, данное устройство имеет высокую надежность, поскольку дает при коротком замыкании выхода с кузовом ток перегрузки не более 25…30мА.
При установке и монтаже устройства следует помнить, что:
- один защитный электрод защищает площадь с радиусом около 0,25…0,35 м;
- защитные электроды устанавливаются только на места, защищенные лакокрасочным покрытием;
- использовать можно только эпоксидный клей или шпатлевку на его основе;
- наружную сторону защитных электродов (где нет пайки) нельзя покрывать мастикой, краской, клеем или другим электроизоляционным покрытием.
Электронный блок устанавливается в любом месте автомобиля и присоединяется к общей схеме электрооборудования автомобиля. При этом необходимо, чтобы электронный блок оставался включенным даже при отключенном общем электрооборудовании автомобиля.
В целом устройство потребляет не больше чем часы автомобиля и гарантирует длительную эффективную работу даже при сильно разряженном аккумуляторе.
Еще одна Электрическая схема простейшего устройства приведена на рис. 2
Устройство содержит делитель напряжения, выполненный на двух резисторах сопротивлением R1 и R2 соответственно. Верхний по схеме вывод резистора R1 соединен с положительным выводом аккумулятора, нижний по схеме вывод резистора R2 соединен с отрицательным выводом. При таком соединении резисторов в точке Б относительно метала кузова автомобиля будет потенциал V1, который определяется из выражения
U = Е х R2/(R1 + R2)
где Е -напряжение аккумулятора 12 В.
Потенциал U должен быть равен защитному потенциалу, при котором прекращается процесс коррозии.
При последовательном соединении резисторов через них течет ток, равный I = E/(R1 + R2)
Сила тока (01-100 мА) выбирается из условия, что при обычной влажности один анод надежно защищает примерно 4-10 дм2 площади. R2
= V/I; R1 = (E/I) — R2
Если по каким-либо причинам необходимо изменить значения защитного потенциала или силу тока, соответствующие значения сопротивлений резисторов могут быть определены из приведенных соотношений. К точке 1 делителя необходимо припаять длинные провода (в изоляции), к другим концам которых припаять стальные пластины — аноды.
Каждый анод представляет собой пластину из низкоуглеродистой стали прямоугольной формы размерами примерно 2х2 см. Для защиты можно использовать и внешние аноды, о чем будет сказано далее. Предлагаемое устройство превращает корпус автомобиля в катод, который в процессе эксплуатации будет восстанавливаться за счет окисления анодов. Конструкция устройства произвольная.
А вот так вот устройство реализовано в реале, использована заглушка кнопки.
Рис. 3. Установка электродов в этих точках наиболее эффективна:
1 — коробчатые усилители брызговиков, 2 — места крепления фар и подфарников, 3 — нижняя часть передней панели, 4 — полости за щитками усилителями передних крыльев, 5 — внутренние поверхности дверей и порогов, 6, 7 — передняя нижняя часть заднего крыла и арка колеса по стыку с крылом, 8 — фартук задней панели.
Катодная (электрохимическая) защита кузова автомобиля от коррозии
Метки:Антикоррозийная обработкаЗащита от коррозии
Содержание
- Катодная (электрохимическая) защита: принцип функционирования
- Катодная защита от коррозии своими руками для авто в гараже
- Катодная защита от коррозии для движущегося автомобиля
- Заключение
Возникновение коррозии — одна из самых распространённых причин выхода автомобиля из строя. Под действием ржавчины поверхность кузова машины очень быстро приходит в негодность и разрушается. Поэтому защита кузова от коррозии — одна из самых важных и обязательных задач, стоящих перед каждым владельцем автомобиля.
Перед тем как говорить о том, каким образом может быть организована защита кузова автомобиля от ржавчины, давайте рассмотрим, что собой представляет процесс коррозии и каковы причины его возникновения.
Коррозия капота автомобиля
По сути, процесс коррозии — это окисление металла, которое ведёт к дальнейшему его разрушению. От появления ржавчины большую часть кузова автомобиля защищает лакокрасочное покрытие. Нарушение этого покрытия создаёт незащищённые участки на поверхности кузова автомобиля. Туда попадает влага с различными химически активными добавками. Слой грязи способствует тому, что влага задерживается в трещинках и микроповреждениях лакокрасочного слоя, что приводит к появлению ржавчины. Можно выделить следующие участки автомобиля, где повышена опасность возникновения очагов коррозии:
- элементы, расположенные в непосредственной близости к поверхности дороги;
- швы после неграмотно выполненной сварки после ремонта автомобиля;
- незащищённые участки с плохой вентиляцией, где проблематично быстрое высыхание влаги.
Очень важно помнить, что своевременное удаление ржавчины — необходимый пункт автомобильного сервиса. Периодически осматривайте свою машину и в случае обнаружения очагов окисления обеспечьте их немедленное удаление. Игнорирование очагов ржавчины или несвоевременное устранение приведут к разрушению структуры металла.
Ржавчина на дверях авто
Катодная (электрохимическая) защита: принцип функционирования
Защита кузова автомобиля от коррозии может осуществляться разными путями. Одним из интересных вариантов решения проблемы является катодная (электрохимическая) защита, носящая название «нержавейка».
Это активный способ защиты, он препятствует возникновению причин для развития коррозии. Он использует особенности окислительно-восстановительных химических реакций. Мы при помощи отрицательного электрического заряда воздействуем на тот участок, которому требуется защита от ржавчины.
Потенциал на аноде
Принцип этого метода заключается в том, что между металлом кузова и средой вокруг машины проходит электрический ток, вызванный разницей потенциалов.
При этом более активный материал окисляется, а менее активный — восстанавливается.Поэтому пластины из негативно заряженных металлов принято называть жертвенными анодами. Однако здесь нужно соблюдать определённую осторожность: если сдвиг потенциала слишком велик, может выделяться водород, меняться структура при электродного слоя, наблюдаться «деградация» материала, а не его защита. Катодом в данной схеме выступает поверхность кузова, а положительным зарядом назначаются любые объекты из окружающей среды. Это могут быть части автомобиля, влажная поверхность дороги и т.п. Следует помнить, что для анода нужен активный материал: магний, алюминий, цинк или хром. Эффективность работы такой схемы напрямую зависит от размера анода.
Катодная защита кузова от коррозии — цинковый анод
Катодная защита от коррозии своими руками для авто в гараже
Для автомобиля, который неподвижно хранится в гараже, организовать своими руками электрохимический заслон очень просто.
Как уже говорилось выше, в качестве катода выступает сама машина. Анодом может быть назначено само здание гаража, если он сделан из металла. Либо это может быть заземляющий контур, если гараж неметаллический, или машина стоит на стоянке. Металлический пол или открытые участки из металла снизу будут препятствовать появлению ржавчины на днище машины.
Заземляющий контур создаётся таким образом — вокруг машины забиваем в землю 4 металлических штыря. Их длина должна быть не менее 1 метра. Натягиваем вокруг этих штырей металлическую проволоку. Контур готов — в отличие от металлического здания он будет взаимодействовать только с днищем вашего авто.
Подключение контура или гаража выполняем через резистор — коммутируем его с положительным разъёмом автомобильного аккумулятора.
Подключаем контур через резистор к аккумулятору
Катодная защита от коррозии для движущегося автомобиля
Теперь давайте разберём, как своими руками защитить таким способом от коррозии движущуюся машину.
Как и в описанном выше способе, авто выступает в роли катода. В качестве анода мы можем использовать заземляющийся«хвост» из резины или защитные электроды.
«Хвост» — это самый простой метод профилактики возникновения ржавчины. Это полоска резины с прикреплёнными металлизированными элементами. Он крепится на задней части транспортного средства таким образом, чтобы свисать и создавать разницу потенциалов между машиной и мокрым покрытием дороги.
С увеличением влажности автоматически возрастает эффективность защиты от окисления. На него попадают брызги из-под колёс машины, что служит на пользу для протекания электрохимического процесса. Дополнительным плюсом «хвоста» является удаление статического напряжения. Например, транспорт с огнеопасным грузом использует даже такое средство, как металлические цепи, которые волочатся по дороге — таким образом происходит удаление статического заряда, по причине которого может возникнуть искра и спровоцировать возгорание.
Заземляющий «хвост» из резины
Использование защитных электродов годится как для движущихся машин, так и для неподвижного транспорта. Для создания эффективной системы нужно поставить на авто около 15—20 элементов. Это круглые или квадратные пластинки размером от 4 до 10 квадратных сантиметров. Для их изготовления годятся алюминий, нержавейка, магнетит, графит, платина. Алюминий и нержавейка со временем разрушаются — их нужно будет менять через каждые 4 года.
Такие элементы имеют следующие свойства:
- действуют в радиусе до 0,35 м;
- ставятся лишь на окрашенные участки машины;
- крепятся при помощи эпоксидного клея или шпатлёвки;
- перед монтажом необходима зачистка;
- наружная сторона не покрывается никакими изолирующими материалами;
- необходима изоляция электродов от отрицательно заряженного кузова авто
Заключение
Каждый владелец авто должен уделять должное внимание профилактике возникновения коррозии на кузове авто.
Для этого следует периодически проводить осмотр и удаление очагов ржавчины, контролировать целостность лакокрасочного покрытия и пользоваться антикоррозионными мастиками для незащищённых участков.
Очень эффективным средством профилактики процессов окисления является катодная защита кузова машины. Такая схема выглядит довольно несложно и может быть реализована без особых проблем своими руками.
Чтобы такая система работала эффективно, хорошо изучите принцип действия электрохимического метода и придерживайтесь всех рекомендаций в процессе работы. Если вы будете точно следовать всем пунктам инструкции, ваше авто получит надёжный щит, который будет препятствовать возникновению ржавчины на любых участках.
0
0
votes
Рейтинг статьи
[democracy]
[democracy]
|
|
|||||||||
Ведь этот трюк с «жертвенным металлом» работает и на лодках, и на кораблях, и на мостах. Неужели автомобильные компании просто этого не делают, поэтому их машины быстрее ржавеют, и нам приходится покупать больше новых автомобилей. 
FCC в Соединенных Штатах Америки фактически получила судебные постановления, запрещающие продажу этих продуктов — просто потому, что они не работают. 
Как предотвратить коррозию на кузове автомобиля и что делать, если она уже есть? – Disrupt
Неэстетичные оранжевые образования не просто превращают красивую машину в «изношенное» транспортное средство. Коррозия негативно влияет на ходовые качества автомобиля, поэтому оставлять его без присмотра опасно. Если вы пока не хотите искать компанию с табличкой «Мы покупаем старые автомобили в Бирмингеме, Алабама», то стоит узнать, как предотвратить коррозию вашего автомобиля.
Что является причиной коррозии?
Лакокрасочное покрытие защищает металл от влаги и атмосферных осадков. В процессе езды целостность нарушается: на поверхности образуются сколы, трещины, микроповреждения, невидимые невооруженным глазом.
Металл взаимодействует с кислородом, и в местах окисления постепенно образуются очаги ржавчины. Они растут со временем.
Электрохимическая коррозия более агрессивна. Результатом взаимодействия воды, пара или льда с телом, в том числе с его неповрежденными участками, является электрический разряд, обладающий сильным разрушительным действием. Все автомобили (даже с безупречным лакокрасочным покрытием) в нашем климате подвержены этой опасности.
Наиболее уязвимыми элементами кузова в плане образования ржавчины являются скрытые полости, до которых трудно добраться в автосервисе. Речь идет о внутренних поверхностях порогов, рамок лобового стекла, дверных стоек, колесных арок.
Как удалить коррозию?
Для удаления окиси железа используются различные подручные средства: от металлической щетки до наждачной бумаги. Зачистку производят дважды, так как при первичной обработке снимается только верхний слой, а малейшие остатки ржавчины станут новым очагом и сведут на нет все усилия.
Из арсенала спецсредств используются преобразователи ржавчины и очистители. После нанесения средств поверхность очищают и просушивают, чтобы остатки действующего вещества в дальнейшем не разъедали новое покрытие. Очищенный слой окрашивают или временно покрывают консервантом, предотвращающим контакт с воздухом. Консервантом может быть густая смазка, воск и т.д.
Три способа защиты от коррозии
Предусмотрительные автовладельцы стараются защитить автомобиль от коррозии. Есть несколько способов сделать это, давайте рассмотрим некоторые из них.
1. Прокладка
Для блокировки доступа кислорода и влаги к железу наносится слой антикоррозионной грунтовки на основе специальных смол. Густая мастика равномерно заполняет швы и трещины, после высыхания остается эластичной. Залог успеха – скрупулезная подготовительная очистка от окислов, солей, отслоившегося лака.
2. Катодная защита
В разных местах автомобиля с помощью эпоксидной смолы специалисты прикрепляют металлические пластины, которые соединяются с аккумулятором.
Они играют роль анода. Тело будет выступать в качестве катода в этом пучке. Вместо этого установленные элементы будут подвергаться коррозии. По мере окисления их заменяют новыми. Если детали сильно заржавели и поэтому не подлежат демонтажу, их предварительно обрабатывают растворителем, а затем снимают.
Для организации катодной защиты кузова легкового автомобиля достаточно 15–20 пластин. Их устанавливают на внутренние поверхности крыльев и порогов, под сиденьями в салоне, в багажнике, в дверях и под капотом. Поверхность должна быть без ржавчины.
3. Цинкование
Металлические детали погружаются в расплавленный цинк для образования защитного слоя. Покрытие становится монолитным, без трещин и неровностей. Если в дальнейшем на нем образуются царапины или потертости, окисляется не корпус, а цинковый слой. Для удаления ржавчины придется повторить процедуру.
Серьезные проявления коррозии
Коррозия может привести к серьезным повреждениям кузова автомобиля.
Разрушение может быть настолько неэстетичным и опасным, что машину лучше отправить на свалку.
Крупные пятна ржавчины и пузыри
Стальные детали кузова всегда должны быть покрыты слоем краски. Даже наличие хромового или никелевого покрытия не защищает от коррозии. Если пятна ржавчины появляются, они вырастают до размеров пятен. Еще хуже, если машина едет по заснеженным дорогам, обсыпанным агрессивными средствами.
Сквозные отверстия
После длительного агрессивного воздействия на сталь в деталях корпуса образуются отверстия. Автопроизводители активно с этим борются, но все упирается в деньги. Компоненты из алюминия или магния слишком дороги, чтобы заменить сталь. И антикоррозионные легирующие добавки (никель, хром, молибден, титан) тоже ограничены в применении, стали гораздо больше.
Полное гниение кузова автомобиля — вопрос времени. Но что делать водителю, если силовая установка работает вполне нормально, но ржавчина разрушила днище и крылья насквозь? Единственный выход — замена деталей.
Как правило, поврежденные участки сразу вырезают на целые куски и выбрасывают. Для их замены ввариваются аналогичные, снятые с так называемых «донорских» автомобилей (находятся на автосервисах).
Как предотвратить коррозию?
Пока не существует универсального средства, работающего по принципу: нанес и забыл! Выход один: регулярно проверять проблемные места на наличие повреждений. Особого внимания требуют сварные швы, участки под крыльями и молдинги. В этих местах, как правило, оседает грязь и соль.
Несколько советов:
- запаситесь фонариком и при каждой мойке внимательно осматривайте участки под крыльями, бамперами и колесными арками;
- обратите внимание на зазоры между корпусом и навесным оборудованием;
- обратите внимание на участки вокруг фар, боковых зеркал, окон, антенны и люка в крыше;
- проверьте окна по периметру: там скапливается влага;
- проверьте состояние металлических поверхностей внутри автомобиля (это особенно важно, если вы живете во влажном климате).
