Катодная защита автомобиля от коррозии

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.

Катодная защита автомобиля от коррозии

Содержание

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.

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!

Устройство катодной защиты кузова автомобиля от коррозии

Главная » Новости » Устройство катодной защиты кузова автомобиля от коррозии

Сегодня весьма часто можно увидеть авто со следами коррозии. Хотя, также нельзя не заметить, что ржавчина чаще появляется на кузовах авто отечественных производителей, нежели на кузовах иностранных производителей. Это обусловлено тем, что при изготовлении импортного авто, еще на стадии производства принимают определенные меры по устранению угроз появления коррозии на кузовах авто.

Наиболее простой и действенный способ защиты кузова авто от коррозии – катодная защита. Данный способ являет собой вид специальной активной электрохимической защиты.
Принцип действия данной защиты заключается  в:
1- В роли самого катода (минуса) используют корпус авто, а в роли анода (плюса) – специальное металлические сооружения, пластины и иные окружающие поверхности, которые способны проводить ток, включая мокрое покрытие дорог. Из-за некой  разности между потенциалами защищаемой поверхностью самого металла и поверхностью самого “анода” по цепочке, которая образуется через влажный воздух, способен проходить слабый ток. Реакция окисления происходит на аноде – освобождая электроны. Анод, окисляясь, постепенно разрушается, и  наоборот разрушение катода прекращается.

      1. Использовать контур заземления в роли анода похоже на  использование металлического гаража. Разницой является  лишь то, что от коррозии главным образом  защищается  само днище авто. Для создания оптимального контура заземления, а это по периметру авто, нужно  забить в грунт 4 кола из металла,  длина бы которых составляла не меньше 1 метра.

1. 2.    Использовать металлический гараж в качестве анода – наиболее простой способ защиты металлических внешних  поверхностей облицовки авто. Если же пол в гараже тоже железный, ну или как минимум  содержит открытые части металлической арматуры, то в таком случае защищаться будет  и днище авто. Как правило, летом, в металлическом гараже  создается эффект, имеющий распространенное название- парниковый. Он при катодном методе защиты не разрушает, а напротив очищает и сохраняет кузов авто от коррозии.

1. 3.    Резиновый металлизированный заземляющий “хвост” – это эффективный и простой способ защитить движущийся автомобиль. Когда на улице влажно- создается разность потенциалов кузова автомобиля и дорожного покрытия. Влажная погода способствует коррозии кузова автомобиля, однако в этом случае видно обратное явление- чем больше повышается уровень влажности, тем эффективнее работа по устранению угроз появления коррозии. Хвост устанавливают сзади авто так, чтоб во влажную погоду, во время движения авто, на хвост оседали брызги воды от задних колес. Что и улучшает основное свойство данного метода.
   
2. 4.    Использовать в роли анодов защитные электроды – протекторы– отдельная тема. Металлические элементарные пластинки  являются  “защитными протекторами” прикрепляющимися в наиболее уязвимые для коррозии места – под крыльями, на порогах, на днище кузова. Они служат для отвлечения на себя ржавчины за счёт такого же эффекта, как был описан  во всех  предыдущих вариантах анодов. Достоинством данного способа является  наличие анода, при чем постоянное, не зависимо от положения авто. Данная локальная защита, дает весьма хорошие  результаты

Что же касается катодной защиты, то вот ее основные цели:

1. 1.     цепь “стационарной” защищенности с использованием специального контура заземления, или же корпуса гаража из металла. Самый эффективный способ защиты авто от коррозии в условиях “парникового эффекта” металл. гаража. Применяют с дополнительным проводом, который подключается одним концом в гнездо, так называемое  Гн1, другим подсоединяется к соответствующему аноду.
2. 2.    “мобильная” защита при использовании заземляющего «хвоста». Наиболее эффективная защита авто от коррозии в влажную погоду. Электрод-хвост находится сзади авто, на единой линии с колесом, с целью, чтоб брызги от воды с колеса попадали на хвост.
3. 3.    “постоянная” защита от коррозии, когда используются протекторные пластины. Данная защита действует все время, как в то время, когда авто стоит, так и в его движении, как сухую погоду, так и в влажную. Эффективность её зависит от размеров, количества и мест , на которых располагаются пластины-электроды. Если суммарная площадь больше, то это однозначно лучше. Однако учтите, что все-таки электроды обязаны быть распределены по всему кузову авто в самых уязвимых местах для коррозии.

Номиналы R1, R2, R4 для резисторов схемы защиты выбираются такими, чтоб если произойдет  замыкание хвоста, протекторов, или же гаражной конструкции , размещенной на кузове авто, то  ток максимальный был ограничен фактическим значением тока светодиодов. Иными словами, если воздух сухой (сухой кузов авто) светодиоды не горят. Однако в сирую погоду, вы увидите противоположное явление, если же система все же исправна. При этом интенсивность горения светодиодов указывает на интенсивность работы катодной защиты. Если же один из диодов максимально ярко горит на “сухом” авто, то это значит, что место имеет определенная неисправность, к примеру,  замыкание частей защиты на корпусе автомобиля. В таком же случае, вам  необходимо буквально срочно, не позднее срока в неделю после ситуации загорания вашего светодиода найти  место замыкания и постараться его максимально быстро устранить, дабы замыкание не навредило всей системе. Основным назначением светодиодов в данной системе является контроль за исправностью цепей непосредственно катодной защиты. При условии, что автомобиль находится в среде, где влага минимальна, то допускается слабое свечение светодиодов, так как гореть по определению они должны в таком случае не ярко.

Проверка исправностей цепи защиты проводится один раз в месяц, при этом замыкается система  на корпусе авто: первая цепь проверяется замыканием провода, при этом провод должен быть закреплен к стенке гаража; вторая – замыканием того самого  заземляющего хвоста; третья – замыканием 1 из протекторов.

Final Coat — Электромагнитная защита от коррозии на базе E.I.C.C.T ®

За последние 50 лет система защиты от коррозии постепенно развивалась. В 1970-х годах техники просверливали отверстия в отдельных панелях кузова для распыления химикатов на масляной основе. В 1983 году компания Final Coat впервые применила процесс распыления без сверления отверстий, который не нарушал целостности кузова автомобиля.

Далее последовала адаптация 100-летней технологии катодной защиты для автомобильной промышленности. Доказано до НЕ работа на автомобилях, устройства катодной коррозии были изъяты с рынка государственными органами, в том числе FTC в США и Федеральным бюро по конкуренции в Канаде.

В 1998 году появилась запатентованная технология защиты от коррозии под названием E.I.C.C.T.© (технология контроля коррозии с помощью электромагнитной индукции), которая работает в области переменного тока (или AC/RF). Эта технология излучает маломощный радиочастотный (РЧ) сигнал с малой силой тока, который создает поверхностный ток, покрывающий поверхности листового металла автомобиля как внутри, так и снаружи. За более чем 20 лет эта технология доказала, что она является гораздо более эффективной и экологичной альтернативой традиционным методам распыления. E.I.C.C.T.© доказала свою эффективность правительству, в полевых исследованиях, сторонних испытательных лабораториях и в нашем исследовательском и испытательном центре окончательного покрытия мирового класса, чтобы стать предпочтительной системой защиты от ржавчины, предлагаемой прогрессивными дилерами новых автомобилей.

Химические аэрозоли

• Ограниченная защита и покрытие, так как существует множество областей автомобиля, которые нельзя распылять, например, крыша в любом месте над оконной линией, а также наружная окрашенная поверхность и участки швов автомобиля, где коррозия является обычным явлением в современных автомобилях
• Зависит от правильного применения, будь то постоянное или ежегодное распыление
• Грязный осадок часто виден и может быть неэкологичным
• Требуется специальное хорошо проветриваемое помещение или сторонний аппликатор за пределами площадки, что добавляет множество проблем в процесс, включая стоимость и время

Катодная защита

• Также называется электростатической технологией или технологией постоянного тока (DC)
• Требуется постоянный ток высокого напряжения, расходуемые аноды и, что наиболее важно, они должны быть полностью погружены в водный раствор (например, соленую воду)
• Используется для защиты внутренней части резервуаров с горячей водой, нижней части всех морских двигателей, трубопроводов, мостов, нефтяных вышек, морских судов и т. д., но работает только на той части конструкции, к которой прикреплены расходуемые аноды, и только на части конструкции, полностью погруженной в воду или покрытой электролитом
• Катодная защита от ржавчины не может защитить автомобиль (если, конечно, вы не ездите под водой и не прикрепляете протекторные аноды к внутренней и окрашенной внешней панелям автомобиля)

E.I.C.C.T.© ЗАЩИТА ОТ РЖАВЧИНЫ

• Запатентованная технология защиты от ржавчины с использованием безопасного переменного/радиочастотного сигнала, который создает поверхность тока, протекающую по всему кузову автомобиля
• Усиливает защиту, обеспечиваемую цинковым (оцинкованным) покрытием на поверхностях листового металла, что повышает защиту от коррозии
• Независимая сторонняя проверка показывает до 9Снижение коррозии автомобильных панелей из листового металла на 9,7 %
• Специально разработан для автомобилей
• Чистота и экологичность
• Переносится с автомобиля на автомобиль
• Гарантия на сквозную ржавчину намного превышает заводскую гарантию на коррозию
• Дополнительные гарантийные покрытия, связанные с коррозией, помимо всего, что предлагает производитель транспортных средств
• Чрезвычайно низкое энергопотребление батареи, необходимое для современных электрических требований, всего 0,3 миллиампер потребляемого тока от батареи.

Hyper-ESA в автомобиле

ESA в автомобиле

В течение многих лет коррозия является серьезной проблемой в автомобильной промышленности, где листовой металл кузова автомобиля может быть быстро разрушен коррозией. Есть несколько способов защитить свой автомобиль от коррозии. Первый и, наверное, самый популярный и дешевый способ – покрыть металлическую поверхность защитным покрытием, включающим всевозможные лакокрасочные материалы. Однако нужно обратить внимание на герметичность покрытия. Каждый скол или повреждение запускает процесс коррозии. В 70-х и 80-х годах кузова более дорогих автомобилей погружались в баки с антикоррозийным раствором, как в случае с Volvo. К сожалению, защита оказалась эффективной только в тех местах, где кузов автомобиля не подвергался никакому механическому воздействию. Как видно во многих местах лакокрасочное покрытие истерто или поцарапано рабочими частями или всевозможными пластиковыми элементами или проводами. Другой факт, что кузов автомобиля также работает все время, что часто можно увидеть, когда вы поднимаете автомобиль с помощью домкрата и пытаетесь закрыть или открыть дверь. При эксплуатации кузова автомобиля появляются микротрещины в покрытии. Это недостатки данного метода защиты от коррозии. Спустя несколько лет началась новая эра в защите от коррозии. В настоящее время можно использовать гораздо лучший, более эффективный и дешевый метод — катодную защиту от коррозии, которая сейчас широко известна как 9.0063 оцинковка. Стальные поверхности покрыты цинком или горячим цинкованием. Этот способ намного эффективнее обычных, нет необходимости герметизировать металлическую поверхность. Цинк как металл с более низким электрическим потенциалом концентрирует все электрохимические реакции, широко известные как коррозия или ржавчина. Наши устройства работают по тому же принципу антикоррозионной защиты, они являются альтернативой автомобилям без гальванического покрытия после аварий, а также как дополнительная защита по истечении гарантийного срока при износе цинкового покрытия. К сожалению, при стирании цинкового покрытия из-за постоянного воздействия коррозии, а также при ремонте автомобиля и отсутствии предварительной оцинковки изделия или повреждении цинкового слоя при сварке или шлифовке эти детали подвержены быстрому износу. коррозия.
В связи с этим мы создали систему активной катодной защиты от ЭАС, в которой поляризация с использованием электрического тока вызывает гораздо большую разницу потенциалов и позволяет точечную установку. Представленное устройство предназначено для защиты любого автомобиля с питанием 12В — ведь такое напряжение
необходимо. Устройство сконструировано таким образом, что абсолютно безопасно для электронной системы автомобиля и всех установленных устройств. Потребляемая мощность минимальна -12 мА.
Прибор прост в установке. Обычно рекомендуемые места — сливной желоб
под капотом и дверью багажника.
Туда же прикручиваем или приклеиваем электроды.

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.

Новейшие Технологии — Устройство электрохимической защиты кузова автомобиля от коррозии «Акор»

Катодная защита от коррозии — 2 — Ходовая, кузов, салон, рулевое и тормоза

• Главная





• 
  Форум





• 
  Что нового?

1. 
   
   

   
   
   
   14.01.2007, 20:58
   
   
   
   
   #11
   
   
   
   

   
   Катодная защита от коррозии
   

   
   
   Так ведь электрохимическая коррозия бывает только во влажной среде, а если сухо, то можно расслабиться…

   вот именно!!!! Давно замечено — если владелец САМ выводил в передние двери воздух от отопителя (так кстати есть в заводском исполнении на некоторых машинах) то коррозия практически не развивалась вообще при полном отсутствии антикора! Ведь где сухо — там и не ржавеет. А сама катодная защита изначально придумана как раз для той среды где сухо не бывает по определению — т.е. для воды. Вот и весь сказ…

   
   

   ---





2. 
   

   ---




3. 
   
   

   
   
   
   14.01.2007, 22:47
   
   
   
   
   #12
   
   
   
   

   
   Катодная защита от коррозии
   

   
   Это устройство у меня стояло на шахине. Машинка 1982 года выпуска. Купил в 2000 г.Через какое то время поставил эту штуку. Продал в 2006 г. Все время машина стояла на улице. Ездил и зимой и летом. У нас в Тольятти погода не слишком благоприятна для сохранения кузова автомобиля. Антикорр не делал, бесполезно. Но…не могу сказать что за это время мой тазик сильно изменился внешне.По крайней мере все давали более поздний срок изготовления. Бывало что появлялись сколы краски, ржавщиной покрывались через год как минимум. У меня было впечатление что устройство работает, но всего лишь замедляя коррозию, а не останавливая ее.

   
   

   ---





4. 
   
   

   
   
   
   14.01.2007, 23:08
   
   
   
   
   #13
   
   
   
   

   
   Катодная защита от коррозии
   

   
   
   Если ты про производителей авто то ведь им то это как раз нафиг не надо : зачем им слишком долговечный автомобиль?. Про тазики я думаю вообще вспоминать не стоит. Полюбому, тому кто производит это не нужно, это нужно тому кто эксплуатирует.
   

   Я имел ввиду, что если бы был очевидный эффект, то почти все установили бы себе. А так вроде не хуже, но что лучше стало сказать трудно!

   
   

   ---





5. 
   
   

   
   
   
   04. 03.2008, 00:58
   
   
   
   
   #14
   
   
   
   

   
   Катодная защита от коррозии
   

   
   Зря вы так пессимистично относитесь к электрохимической защите! Она ИМХО лучше любого антикора! Я думаю никто не будет отрицать пользу оцинковки? Так это к вашему сведению тоже электрохимическая защита! Там разница потенциалов возникает от разности активности Железа и Цинка!!!

   
   

   ---





6. 
   
   

   
   
   
   04.03.2008, 02:29
   
   
   
   
   #15
   
   
   
   

   
   Катодная защита от коррозии
   

   
   Штука в целом веселая. Если перпутать полярность — машина сгниет веселее и быстрее, наверное как после набега термитов. Не зная, как протекают процессы, не поставив опытов как образец железяки будет себя чувствовать под разностью потенциалов в коктейле лужкова, можно добиться противоположного результата. ;D
   Я свой мобиль нашёл не на помойке, Меркасол ежегодный с разборкой и чисткой дверей я думаю рульнее.

   И ещё. «Возьмите в руки два провода и вы сразу поймете почему горит лампочка». С электричеством шутки плохи.

   
   

   ---





7. 
   
   

   
   
   
   04.03.2008, 13:29
   
   
   
   
   #16
   
   
   
   

   
   Катодная защита от коррозии
   

   
   У меня друг ставил что-то подобное на Москвич. Электроды были из цинка, 6 штук. Говорил, что от коррозии спасает, но года через 2 продал машину и как там сложилось, х.з. Кстати, электроды через год растворились. Он довольно долго новые искал.

   
   

   ---





8. 
   
   

   
   
   
   05.03.2008, 16:19
   
   
   
   
   #17
   
   
   
   

   
   Катодная защита от коррозии
   

   
   Очень давно читал в каком то журнале что-то похожее. Там ещё был такой способ: :-Xбрали кусок цинка размером со спичечный коробок и прикручивали его к кузову в *проблемных* местах,получалось что-то вроде соединения двух металов с разными *потенциалом*.Тоесть получалось так что ржавщина съедала цинк,а кузов не трогала……звучит конечно красиво и что-то похожее про взаимодействие металов ещё в школе на уроке химии расказывали,но я думаю что если бы всё так просто было ,все бы так делали… ???

   
   

   ---





9. 
   
   

   
   
   
   05.03.2008, 17:57
   
   
   
   
   #18
   
   
   
   

   
   Катодная защита от коррозии
   

   
   
   Очень давно читал в каком то журнале что-то похожее.Там ещё был такой способ: :-Xбрали кусок цинка размером со спичечный коробок и прикручивали его к кузову в *проблемных* местах,получалось что-то вроде соединения двух металов с разными *потенциалом*. Тоесть получалось так что ржавщина съедала цинк,а кузов не трогала……звучит конечно красиво и что-то похожее про взаимодействие металов ещё в школе на уроке химии расказывали,но я думаю что если бы всё так просто было ,все бы так делали… ???
   

   Я думаю все далеко не просто… Цинковую пластину нужно приклеить клеем проводящим электричество. Должен быть надежный контакт как после цинкования например. А электрическая схема позволяет использовать вместо цинкового электрода железный.(Так написано в одной умной книжке )
   У меня на шохе стояла такая примочка, и у меня было всеж таки впечатление что коррозия притормознулась( скол краски после удара
   не проржавел за несколько лет, а просто покрылся легким налетом ржи). Хотя я конечно не могу утвреждать что это из-за прибора.

   
   

   ---





10. 
    
    

    
    
    
    17.09.2008, 17:41
    
    
    
    
    #19
    
    
    
    

    
    Катодная защита от коррозии
    

    
    http://www. final-coat.ru/
    а вообще вот дальнейшая мысль человека мне понравилась про плюс на корпусе.

    Хочу спросить, а насколько проблематично «перевернуть» электрооборудование, чтобы плюс был на корпусе? И не устраивать схем, стоянок с подложенными металлчическими листами, колышков в земле? Ведь были же раньше отечественные модели автомобилей с плюсом на корпусе. ГАЗ 21И, например. Мотоциклы, говорят тоже были. Как дела с коорозией обстояли в этом случае? И вообще откуда минус то на массе пошёл? Приведу пример из своей практики. Он не связан с автомобилями никак, но связан с коррозией. Так вот. Я 28 лет занимаюсь охранной сигнализацией, в том числе и периметральной. Система электропитания там, где я ею занимаюсь, была и сейчас остаётся — постояноое, 24 вольта, с плюсом на земле. Более того, по периметру, в определённых местах вкопаны локальные очаги заземления, через которые этот самый плюс дополнительно зазаемляется. Понадобилось однажды сделать раскопку заземлителей, это положено делать ругулярно, но. .. сделали через 29 лет! Просто проблем не было. Выкапываем, и что же видим? Металл (черняга), абсолютно свежий, ни намёка на ржавчину. Слегка влажный, как будто вчера закопали! 29 лет в земле! Вот такой вот пример… И ещё, охранная аппаратура, до середина 90-х годов шла исключительно с плюсом на корпусе, потом стала выпускаться с изолированным корпусом, т.е. можно было на него посадить любой потенциал, а потом пошла с минусом.
    Ну и возвращаясь к автомобилям — может это специально сделано (минус на корпусе?), чтобы ражавело получше, чтобы промышленность всякая, сопутствующая работала, чтобы рабочие места были? Один стоматолог мне признался как-то: мы, говорит, должны поставить памятник кариесу! Благодаря ему мы живём….
    Хотелось бы услышать мнение специалистов или людей, располагающих конкретной информацией на эту тему.

    
    

    ---





11. 
    
    

    
    
    
    18.09.2008, 01:17
    
    
    
    
    #20
    
    
    
    

    
    Катодная защита от коррозии
    

    
    Машина от сигналки отличается тем, что минус на ней не относительно земли, а относительно электрооборудования. А при возникновении локальных, в пределах машины, пар минус как раз оправдан — кузов ржаветь будет всяко дольше, чем электропроводка…

    
    

    ---

«
продам
|
у меня такой казус!!!!!!
»

Похожие темы

1. 
   

   
   Ответов: 14

   
   Последнее сообщение: 02.12.2012, 16:47

2. 
   

   
   Ответов: 45

   
   Последнее сообщение: 05.03.2012, 23:19

3. 
   

   
   Ответов: 22

   
   Последнее сообщение: 04.04.2010, 15:14

4. 
   

   
   Ответов: 16

   
   Последнее сообщение: 11. 12.2008, 09:11

5. 
   

   
   Ответов: 1

   
   Последнее сообщение: 09.02.2008, 19:29

Ваши права

Предотвращение коррозии в легких материалах для автомобильной промышленности

Предотвращение коррозии в легких материалах для автомобильной промышленности

Скачать PDF

Скачать PDF

• Перспектива
• Открытый доступ
• Опубликовано: 03 сентября 2018 г.

• Ming Liu ¹ ,
• Yang Guo ¹ ,
• Jeff Wang ¹ и
• …
• Mark Yergin ²

. ..

.

npj Деградация материалов
том 2 , Номер статьи: 24 (2018)
Процитировать эту статью

• 8825 доступов

• 26 цитирований

• 2 Альтметрика

• Сведения о показателях

Предметы

• Композиты
• Металлы и сплавы

Abstract

Из-за ужесточения норм выбросов парниковых газов автомобилями по всему миру автомобильная промышленность сталкивается с необходимостью повышения экономии топлива. Ключом к достижению этого является снижение массы транспортных средств и разработка транспортных средств на альтернативных источниках энергии, что снижает воздействие на окружающую среду. Легкий вес стал одним из наиболее важных аспектов, которые следует учитывать при проектировании и производстве современных автомобилей, в то время как электромобили требуют другого подхода к проектированию и сборке. Все вышеупомянутые факторы оказывают значительное влияние на выбор и использование материалов, и коррозия является жизненно важным фактором. В этой статье мы обсудим и обобщим некоторые проблемы и требования к экономичным автомобилям будущего с точки зрения предотвращения коррозии 9.0003

Антикоррозийное решение для автомобильных облегченных материалов

В настоящее время большинство производителей автомобилей снижают массу конструкции автомобиля, используя несколько передовых материалов (помимо традиционной/обычной низкоуглеродистой стали), включая передовые высокопрочные стали, сверхвысокопрочные стали, алюминий (Al) сплавы, сплавы магния (Mg) и композиты. Выбор материалов зависит от того, где каждый материал может быть лучше всего оптимизирован с точки зрения производительности и стоимости. Традиционно автомобили в основном изготавливались из железа и стали. Использование алюминия в автомобильной промышленности увеличилось в последние десятилетия, большинство OEM-производителей (производителей оригинального оборудования), как правило, начинают с использования алюминиевых капотов, одной из причин которых является сравнительная превосходная коррозионная стойкость. Однако в связи с продолжающимся поиском еще более легких материалов, которые могут не обеспечивать столь же хорошую коррозионную стойкость, требуется более глубокое понимание коррозионного поведения новых автомобильных материалов.

Решения для защиты от коррозии и защиты для Mg

Магний является самым легким конструкционным металлом для структурных применений, который долгое время использовался в транспортных средствах (типичное применение включает балку приборной панели и рулевое колесо). Однако рост использования Mg в автомобильном секторе был не таким значительным, как многие могли ожидать за последние два десятилетия. Фактически, поскольку приборная панель из Mg, отлитая под давлением под давлением, постепенно заменялась, среднее использование Mg-сплавов в автомобилях с 2008 года снизилось. ^1,2,3 Одной из основных проблем является низкая коррозионная стойкость магния и магниевых сплавов. ⁴

Низкая коррозионная стойкость магниевых сплавов является присущей им, так как магний имеет самый низкий (наименее благородный) электрохимический потенциал среди всех металлов, используемых в автомобильных конструкциях. ^5,6,7,8,9 По сравнению с Al, который также является химически активным металлом, Mg имеет пористый и незащитный поверхностный оксидный слой, не обеспечивающий пассивации от коррозии, в отличие от пассивации, наблюдаемой на сплавах Al. Текущие усилия направлены на использование различных легирующих элементов с целью достижения более «нержавеющего Mg». ^10,11 Однако не было достигнуто значительного прогресса в доступности коррозионно-стойких коммерческих сплавов Mg, таких как AZ91D (номинально Mg-9Al-1Zn(-0,4Mn), мас.%) и AM60 (номинально Mg-6Al- 1Mn, мас.%) по-прежнему остаются самыми популярными сплавами Mg для автомобильной промышленности.

Использование барьерного покрытия является одним из решений для предотвращения коррозии магниевых сплавов; однако, несмотря на эффективность таких покрытий, они также могут создавать неблагоприятные соотношения площадей анода и катода в местах дефектов покрытия. Кроме того, предыдущий опыт показал, что большинство современных покрытий на органической или эпоксидной основе не могут навсегда или полностью предотвратить проникновение водного электролита в подложку из магния. Как только водный электролит достигает любой подложки Mg, реакция коррозии может начаться и продолжиться (без необходимости в кислороде) и привести к образованию водорода. Выделение водорода приведет к образованию пузырей под покрытием и, в конечном счете, поставит под угрозу систему защиты от коррозии. В результате органические или эпоксидные покрытия нельзя наносить непосредственно на подложку из Mg. ¹² Несомненно, в течение всего срока службы транспортного средства во время эксплуатации ожидаются некоторые злоупотребления (преднамеренные или случайные) или повреждения, особенно при наружном применении, поэтому должна быть определенная терпимость к глубоким царапинам или легким повреждениям — в зависимости от требований. Для сравнения, коррозионная стойкость алюминия выше, чем у стали и магния. В случае стали возможны защитные покрытия, которые являются жертвенными, и существует множество автомобильных сталей, которые используют современные формы классических цинковых покрытий. Однако из-за реакционной способности Mg и его положения в гальваническом ряду остается сложной задачей (и еще не реализованной в коммерческом отношении) разработка расходуемого покрытия для Mg-подложек. Однако стоит отметить, что на сегодняшний день были предприняты попытки лабораторного масштаба9. 0020 13,14,15 при необходимости доработки.

Реакционная способность и вышеупомянутый низкий электрохимический потенциал Mg также делают сплавы Mg очень восприимчивыми к гальванической коррозии, ¹⁶ , при контакте практически со всеми другими автомобильными сплавами. Эта подверженность гальванической коррозии является ключевым фактором, существенно ограничивающим применение Mg в автомобильной промышленности. Что также усложняет использование сплавов Mg в автомобильных приложениях на сегодняшний день, так это то, что во многих случаях конструкция компонента Mg обычно переносится из предшествующих конструкций из стали или алюминия, где проблемы гальванического взаимодействия отсутствуют. В действительности инженер-коррозионист обычно не участвует в ранних стадиях проектирования, которые, как правило, больше сосредоточены на оптимизации анализа конечных элементов для структурных требований, а затем на моделировании потока для процесса литья. Однако такие конструкции впоследствии могут быть сочтены неподходящими из-за того, что они не прошли испытания на коррозию на более поздних этапах проверки компонентов; требуют значительных затрат времени и средств на изменение конструкции и оснастки. В некоторых случаях такая задержка неприемлема для запуска продукта, что может привести к возврату к исходной конструкции из стали или алюминия. Хотя электрическая изоляция может эффективно уменьшить гальваническую коррозию, ^17,18 этот инженерный метод, однако, часто приводит к дополнительным затратам и весу, что делает раствор Mg менее конкурентоспособным.

Для решения вышеуказанных практических вопросов следует рассмотреть следующие области применения:

• Для текущих технических применений необходимо систематическое исследование совместимости Mg и его сплавов с другими техническими материалами. Разработка передовых методов или рекомендаций по проектированию компонентов Mg для смягчения гальванической коррозии (которые могут применяться конструкторами транспортных средств).

• В краткосрочной перспективе важно разработать надежную, самовосстанавливающуюся, доступную и безвредную для окружающей среды систему покрытия для магниевых сплавов. Такая система покрытия должна обладать устойчивостью к царапинам и соответствовать существующим отраслевым требованиям, таким как стандарты GMW/SAE/ISO. Чтобы такое покрытие было конкурентоспособным, идеальная целевая стоимость должна быть ниже 1 доллара США/м ² .

• В более долгосрочной перспективе разработка коррозионно-стойкого сплава Mg со скоростью коррозии <0,1 мм/год (обычно после 7 дней погружения в раствор NaCl с концентрацией 3,5 % по весу) или с коррозионными характеристиками, эквивалентными или лучшими, чем у конкурирующих алюминиевых сплавов (например, как Silafont 36, A356 или даже сплавы AA5xxx и AA6xxx) в коррозионных испытаниях (таких как испытание в нейтральном солевом тумане ASTM B117 или циклическое испытание в соляном тумане GMW 14872). Это может быть достигнуто путем добавления форм легирующих элементов для повышения коррозионной стойкости или содействия развитию плотной пассивной пленки на поверхности.

Гальваническая коррозия между полимером, армированным углеродным волокном, и металлом

Композиты, армированные углеродным волокном (CFRP), и другие композиты, армированные волокном, привлекательны для инженеров и производителей, поскольку они обладают высокой удельной прочностью и являются многообещающими легкими материалами для транспортных средств. Приложения. Хотя полимерные смолы могут иметь некоторую склонность к деградации, в целом композиты, армированные волокнами, считаются стабильными и устойчивыми к коррозии. Однако при армировании углеродными волокнами могут возникнуть последующие проблемы с коррозией, возникающие при соединении композитов углеродного волокна с металлами. Углеродные волокна в углепластиках являются электропроводными и электрохимически очень благородными. Следовательно, когда металл или сплав неправильно соединяются с углепластиком (таким образом, что имеется электрическое соединение), металл подвержен гальванической коррозии. При соединении с крепежом, болтом или гайкой ситуация ухудшается, поскольку большая площадь поверхности углепластика соединяется с небольшими металлическими деталями. В этих условиях скорость гальванической коррозии может быть увеличена из-за высокого отношения площади поверхности катода к поверхности анода ( A _c / A _a ).

Гальваническая коррозия металлов, соединенных с углеродными композитными материалами, на самом деле не совсем нова, о ней сообщают с 1970-х годов. ¹⁹ Этот вопрос также актуален на протяжении десятилетий в контексте аэрокосмической промышленности, ²⁰ , которая в настоящее время использует углепластики в современных самолетах. Что касается автомобильных сплавов, недавно было проведено исследование соединения углепластика со сталью с покрытием ²¹ , которое показало, что гальваническая коррозия пары углепластик/сталь в решающей степени зависит от состояния поверхностного полимерного слоя углепластика. Постоянный спрос на использование углепластика в автомобильной промышленности требует дальнейшего систематического изучения гальванической коррозии между композитами из углеродного волокна и материалами автомобильной техники, включая ряд сталей (с различными видами обработки поверхности) и многочисленные алюминиевые сплавы. Особенно важно влияние различных комбинаций материалов, геометрии и способов соединения на последующую интенсивность коррозии. Остается понять, что желаемый результат смягчения гальванической коррозии может быть достигнут путем выбора соответствующих материалов и соответствующей конструкции метода соединения.

Гальваническая коррозия для стратегии смешанных материалов в кузове в белом цвете

Так называемый кузов в белом (BIW) относится к этапу проектирования/производства автомобилей, на котором компоненты кузова соединяются вместе. Среди различных стратегий снижения веса транспортных средств одной из них является «стратегия смешанных материалов», заключающаяся в использовании нужного материала в нужном месте и в нужном количестве. Отмечается, что автомобили из смешанных материалов отнюдь не являются чем-то новым. В настоящее время весь автомобиль, как правило, изготавливается из смешанных материалов, включая алюминиевые блоки двигателя и детали подвески, стальные кузова, пластиковую отделку и опорные балки приборной панели Mg. Однако такие детали обычно прикрепляются к преимущественно стальному корпусу (т. е. к стальному BIW) при окончательной сборке. Чтобы получить еще более легкий автомобиль с большей жесткостью, для конструкции кузова требуется более сложный «гибрид» из разных материалов. Возьмем, к примеру, Cadillac CT6. Это первый полноценный автомобиль General Motors с кузовом, изготовленным из смешанных материалов, включающих в себя несколько марок стального листа, алюминиевого листа, литья и профилей, как показано на рис. можно найти в других автомобилях, таких как нынешний Chevrolet Malibu. Для удовлетворения требований структурной целостности применялись традиционные и недавно разработанные методы соединения, включая широкое использование клеев.

Рис. 1

BIW из смешанных материалов для Chevrolet Malibu и Cadillac CT6 (любезно предоставлено General Motors)

Изображение в натуральную величину

Гальваническая коррозия, различное термическое расширение и другие эффекты тесного сближения двух или более разнородных материалов и сплавов должны быть рассмотрены. Для коррозии это означает сочетание различных материалов с разными электродными потенциалами, что может привести к гальванической коррозии. Традиционно гальваническую коррозию оценивали в основном экспериментальными методами. Что касается понимания (или оценки) гальванической коррозии априори, то о применении численных методов, таких как метод граничных элементов, к гальванической коррозии сообщалось многими авторами ^{22,23,24,25,26,27} и коммерчески доступное программное обеспечение, такое как BEASY®, продемонстрировали возможность прогнозирования распределения гальванического тока в морских приложениях. Однако следует отметить, что большинство этих попыток моделирования гальванической коррозии были проведены для систем, полностью погруженных в электролит. Однако в случае автомобильных применений среда фактического использования — это среда, в которой материалы находятся под тонкопленочным электролитом, с большими колебаниями влажности и влажности окружающей среды. В таких случаях коррозионное поведение (и гальваническое коррозионное поведение) будет сложным из-за электрохимической системы и пути проводимости, постоянно изменяющегося/изменяющегося. Недавно компания BEASY® разработала тонкопленочную модель для имитации гальванической коррозии в тонкопленочном электролите, логичным продолжением которой является более широкое распространение экспериментальной проверки таких моделей. Первоначальное исследование было многообещающим, указывая на перспективу прогнозирования результатов испытаний в солевом тумане на уровне компонентов. ²⁸ При дальнейшей разработке такие комбинированные моделирующие и экспериментальные подходы могут оказаться полезными для моделирования распределения полного тока и потенциала всего транспортного средства из смешанных материалов в условиях коррозии, помогая при проектировании.

Лабораторная корреляция и стандарт коррозии для новых материалов. материалы, такие как новые марки сплавов или материалы с передовой обработкой поверхности и т. д.), скоро войдут в процесс производства автомобилей. Эта неизбежность влечет за собой множество проблем при проверке коррозионной стойкости. Существующие автомобили обычно имеют требования к коррозионной стойкости от 10 до 15 лет, а OEM-производители часто предоставляют покупателю гарантию примерно от 3 до 6 лет. Инженеры по коррозии транспортных средств и многочисленные OEM-производители накопили исторические данные за десятилетия, чтобы разработать комплексную методологию предотвращения коррозии и проверки. Таким образом, OEM-производители и их поставщики традиционно проводят точную (и относительно быструю) оценку долговечности автомобильных материалов и компонентов, используя разумные ресурсы и время в течение типичного 3-4-летнего полного цикла разработки автомобиля. Такой подход доказал свою эффективность на сегодняшний день, поскольку продукты и детали, которые могут пройти эти валидационные испытания, исторически сохраняли свою долговечность в реальных рыночных условиях.

Однако, как можно догадаться, большинство методов проверки, используемых на сегодняшний день, основаны на данных испытаний, основанных на черных металлах, при этом большинство автомобилей массового рынка долгое время изготавливались из низкоуглеродистой стали. Как подчеркивается в этом комментарии, спрос на новые автомобильные материалы (обусловленный сочетанием эффективности и правил) означает, что нынешние оценки, методологии и стандарты могут неточно соотноситься с будущей долговечностью в реальных условиях эксплуатации. Такое обстоятельство может привести либо к недоинжинирингу, либо к перепроектированию. Таким образом, систематическое изучение корреляции между результатами лабораторных испытаний (которые обязательно являются ускоренными по своей природе) и реальными условиями использования новых материалов становится очень важным, чтобы обеспечить эффективное и действенное внедрение новых материалов.

Коррозия для аккумуляторных электромобилей

Появление автомобилей с альтернативными источниками энергии (не бензиновыми) вдохновляет на новую эру инноваций в автомобильной промышленности для нескольких OEM-производителей. Кроме того, как можно увидеть в случае с транспортными средствами на альтернативных источниках энергии, произошли значительные изменения в способах проектирования и изготовления таких транспортных средств. Например, это особенно верно в случае аккумуляторного электромобиля, где отказ от двигателя внутреннего сгорания и трансмиссии дает инженерам большую свободу проектирования. Такие изменения конструкции влияют на использование материалов и сопутствующие условия коррозии. Например, Tesla интегрировала аккумуляторные блоки и электродвигатель в шасси своей модели S, при этом компоненты силовой установки не расположены под капотом. Чтобы увеличить количество доступной мощности или повысить эффективность, в других случаях может применяться прямая конфигурация «двигатель-колесо» или даже двигатели в ступицах колес. В любом таком случае электродвигатели размещаются намного ближе к колесу, где условия работы (и окружающая среда) гораздо более суровые, чем под капотом; это включает в себя воздействие пыли и грязи, сколов камней и даже брызг соленой воды. В таких местах автомобиля необходимо разработать и внедрить надежную стратегию защиты от коррозии.

В противоположность этому исторически сложилось так, что обычные системы двигателей внутреннего сгорания и трансмиссии больше похожи на закрытые системы. Хотя коррозия может воздействовать на вспомогательные системы (например, систему охлаждения, кабели и т. д.), коррозия не может привести к немедленной функциональной потере транспортного средства. Однако для электромобилей коррозия в определенных областях, таких как соединительные блоки и клеммы, может вызвать короткое замыкание электрического тока и привести к возгоранию дуги. Все аспекты в настоящее время являются ключевыми вопросами рассмотрения (в настоящее время и в ближайшем будущем) и нуждаются в систематическом изучении и подтверждении.

Защита и предотвращение коррозии, вдохновленные новыми технологиями

В настоящее время можно считать, что транспортные средства — это больше, чем просто транспортные средства. В настоящее время автомобили включают в себя значительное количество функций, становясь умными и интеллектуальными. Мониторинг давления в шинах и другие интеллектуальные диагностические системы стали стандартным оборудованием для многих автомобилей на рынке, и поэтому можно ожидать, что система мониторинга коррозии может появиться в будущем. Например, соответствующие датчики (принимая во внимание, что именно снижение стоимости и повышение надежности датчиков позволило быстро разработать беспилотные транспортные средства), способные отслеживать скорость коррозии в критических точках в режиме реального времени, потенциально могли бы позволить упреждающие предупреждения перед сбоем системы. Такая система может быть интегрирована в другие модули диагностики состояния транспортного средства для формирования комплексной системы мониторинга транспортного средства.

Наконец, недавние разработки в области машинного обучения и искусственного интеллекта открыли новые возможности для предотвращения коррозии, от разработки решений по защите от коррозии до мониторинга данных о коррозии во время проверки и обслуживания. Подобно тому, как оцифровка, а затем и автоматизация значительно повысили эффективность измерения коррозии в прошлом, машинное обучение и искусственный интеллект могут предоставить новые решения и экспертные системы для сбора полевых данных о коррозии и проведения анализа больших данных для создания более точной корреляции между лабораторией и полевыми данными. . Это тема, которая здесь не рассматривается, но является важной и актуальной для более широкой области коррозии, как при разработке материалов, так и при разработке антикоррозионных материалов, выходящей за рамки индивидуального опыта существующих инженеров.

Ссылки

1. Луо, А. Технология литья магния для структурных применений. Дж. Магнес. Сплавы 1 , 2–22 (2013).

   Артикул

   Google ученый

2. Joost, W. J. & Krajewski, P. E. К магниевым сплавам для крупносерийного автомобильного производства. Штрих. Матер. 128 , 107–112 (2017).

   Артикул

   Google ученый

3. Ван, X., Сюй, Д., Ву, Р., Чен, X. и Пэн, Q. и др. Что происходит в магниевых сплавах. Дж. Матер. науч. Технол. 34 , 245–247 (2018).

   Артикул

   Google ученый

4. Брейди, М. П., Джуст, В. Дж. и Уоррен, К. Д. Результаты недавней встречи: текущее состояние и будущие направления исследований коррозии магния. Коррозия 73 , 452–462 (2017).

   Артикул

   Google ученый

5. Сонг Г. и Атренс А. Механизмы коррозии магниевых сплавов. Доп. англ. Матер. 1 , 11–33 (1999).

   Артикул

   Google ученый

6. Сонг Г. и Атренс А. Понимание коррозии магния. Доп. англ. Матер. 5 , 837–858 (2003).

   Артикул

   Google ученый

7. Сонг Г. Последние достижения в области защиты от коррозии и защиты магниевых сплавов. Доп. англ. Матер. 7 , 563–586 (2005).

   Артикул

   Google ученый

8. Сонг, Г. и Атренс, А. Недавнее понимание механизма коррозии магния и исследовательские предложения. Доп. англ. Матер. 9 , 177–183 (2007).

   Артикул

   Google ученый

9. Атренс А., Сонг Г.-Л., Лю М., Ши З. и Цао Ф. и др. Обзор последних разработок в области коррозии магния. Доп. англ. Матер. 17 , 400–453 (2015).

   Артикул

   Google ученый

10. Бербиллс, Н., Уильямс, Г., Гусиева, К., Саманьего, А. и Гибсон, М. и др. Отравление коррозией магния. Электрохим. коммун. 34 , 295–298 (2013).

    Артикул

    Google ученый

11. Лю, Р., Херли, М., Кврян, А., Уильямс, Г., Скалли, Дж. и др. Контроль коррозии и катодной активации магния микролегирующими добавками Ge. науч. Респ. 6 , 28747 (2016).

    Артикул

    Google ученый

12. Ван С., Цзян Б., Лю М. и Ге Ю. Характеристика коррозии композитного электрофоретического покрытия микродугового оксидирования на магниевом сплаве AZ31B. Дж. Сплав. комп. 621 , 53–61 (2015).

    Артикул

    Google ученый

13. Лю, М. и Гао, Л. Способ получения коррозионностойкого и глянцевого покрытия для деталей из легкого металла. Патент США 9 797 036 (2017 г.).

14. «>

    Xu, W., Birbilis, N., Sha, G., Wang, Y., Daniels, J.E. et al. Высокопрочный и коррозионностойкий магниевый сплав. Нац. Матер. 14 , 1229–1235 (2015).

    Артикул

    Google ученый

15. Лю Р., Томас С., Скалли Дж., Уильямс Г. и Бирбилис Н. Экспериментальное исследование катодной активации металлов, включая Mg, Sc, Gd, La, Al, Sn, Pb и Ge в разбавленных хлоридных растворах с переменным рН. Коррозия 73 , 494–505 (2017).

    Артикул

    Google ученый

16. Кейн, Т., Мелиа, М., Фитц-Джеральд, Дж. и Скалли, Дж. Оценка диапазона потенциалов расходуемых магниевых анодов для катодной защиты магниевого сплава AZ31B-h34. Коррозия 73 , 544–562 (2017).

    Артикул

    Google ученый

17. Сонг Г., Луо А. А. и Гайден К. К. Методы уменьшения коррозии между магнием и другим металлом. Патент США 8 231 936 (2012 г.).

18. Луо, А. А., Вербрюгге, М. В. и Сачдев, А. К. Защита от гальванической коррозии для компонентов из магния с использованием монолитных изоляторов. Патент США 7 845 388 (2010 г.).

19. Браун А. и Кумбер Д. Э. Поведение пар из алюминия и пластика, армированных углеродным волокном, в водном растворе соли. руб. Коррос. J. 7 , 232–235 (1972).

    Артикул

    Google ученый

20. Палани, С., Хак, Т., Деконинк, Дж. и Лонер, Х. Проверка прогностической модели гальванической коррозии под тонкими слоями электролита: применение к комбинации материалов алюминий 2024-углепластик. Коррос. науч. 78 , 89–100 (2014).

    Артикул

    Google ученый

21. Чжан, К. , Чжэн, Д.-Дж. и Сонг, Г.-Л. Гальванический эффект между оцинкованной сталью и полимерами, армированными углеродным волокном. Акта Металл. Грех. 30 , 342–35 (2017).

    Артикул

    Google ученый

22. Ши, З., Цзя, Дж. и Атренс, А. Гальваностатические кривые анодной поляризации и гальваническая коррозия AZ31B в 0,01 M Na ₂ SO ₄ насыщенный Mg(OH) ₂ . Доп. англ. Матер. 14 , 324–334 (2012).

    Артикул

    Google ученый

23. Jia, J. X., Song, G. & Atrens, A. Экспериментальные измерения и компьютерное моделирование гальванической коррозии магния, связанного со сталью. Доп. англ. Матер. 9 , 65–74 (2007).

    Артикул

    Google ученый

24. Jia, J. X., Song, G. & Atrens, A. Влияние геометрии на гальваническую коррозию AZ91D, соединенного со сталью. Коррос. науч. 48 , 2133–2153 (2006).

    Артикул

    Google ученый

25. Jia, J. X., Song, G. & Atrens, A. Метод граничных элементов прогнозирует влияние электролита на гальваническую коррозию AZ91D, связанного со сталью. Матер. Коррос. 56 , 259–270 (2005).

    Артикул

    Google ученый

26. Jia, J. X., Atrens, A., Song, G. & Muster, T. Моделирование гальванической коррозии магния, соединенного со стальной застежкой, в растворе NaCl. Матер. Коррос. 56 , 468–474 (2005).

    Артикул

    Google ученый

27. Цзя, Дж. К., Сонг, Г., Атренс, А. и Сент-Джон, Д. Оценка программы BEASY с использованием линейного и кусочно-линейного подходов для граничных условий. Матер. Коррос. 55 , 845–852 (2004).

    Артикул

    Google ученый

28. «>

    Чен Ю., Лю М., Зенг С. и Дин В. Исследование влияния геометрического дизайна на гальваническую коррозию магниевого компонента. Матер. Коррос. 66 , 949–962 (2015).

    Артикул

    Google ученый

Ссылки на скачивание

Благодарности

Мы благодарим доктора Марка Вербрюгге и доктора Анила Сачдева из General Motors Global R&D за ценные обсуждения и предложения.

Author information

Authors and Affiliations

1. China Science Lab, GM Global R&D56, Jinwan Road, Pudong, 201206, Shanghai, China

   Ming Liu, Yang Guo & Jeff Wang

2. GM Corrosion Engineering and Laboratory , 3300 General Motors Road, Милфорд, Мичиган, 48380, США

   Марк Ергин

Авторы

1. Мин Лю

   Посмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

2. Yang Guo

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

3. Jeff Wang

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Академия

4. Марк Ергин

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

Взносы

М. Л. подготовил рукопись и внес вклад в разделы «Коррозия и защитные решения для магния» и «Коррозия аккумуляторных электромобилей». Ю.Г. участвовал в разделах «Гальваническая коррозия между армированным углеродным волокном полимером (CFRP) и металлом» и «Гальваническая коррозия для стратегии смешанных материалов в кузове в белом». Дж. В. внес вклад в раздел «Защита и предотвращение коррозии, вдохновленные новыми технологиями». МОЙ. внес свой вклад в раздел «Лабораторная корреляция и стандарт коррозии для новых материалов» и представил свои инженерные перспективы в других разделах рукописи.

Автор, ответственный за переписку

Переписка с
Мин Лю.

Заявление об этике

Конкурирующие интересы

Авторы не заявляют о конкурирующих интересах.

Дополнительная информация

Примечание издателя: Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

Права и разрешения

Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License, которая разрешает использование, совместное использование, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или в любом формате при условии, что вы укажете соответствующую ссылку на оригинальный автор(ы) и источник, предоставьте ссылку на лицензию Creative Commons и укажите, были ли внесены изменения. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons для статьи, если иное не указано в кредитной строке материала. Если материал не включен в лицензию Creative Commons статьи, а ваше предполагаемое использование не разрешено законом или выходит за рамки разрешенного использования, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Перепечатка и разрешения

Об этой статье

Дополнительная литература

• Влияние добавки кремния на механические свойства и поведение при износе магниевого сплава AZ91D методом литья с перемешиванием

  • И. Аттисуган
  • Р. Муругасан

  Кремний (2022)

• Оптимизация параметров сварки для контактной точечной сварки AA3003 с оцинкованной сталью DP780 с использованием метода поверхности отклика

  • Джин Хи Бэ
  • Парк Ён-До
  • Мокён Ли

  Международный журнал автомобильных технологий (2021)

• Высокоскоростная реакция восстановления кислорода при коррозии магния сверхвысокой чистоты

  • Ченг Ван
  • Ди Мэй
  • Желудкевич Михаил Львович

  npj Деградация материалов (2020)

• Влияние кальция на прочность и изменение микроструктуры прессованных сплавов на основе Mg-3Al-1Zn-0,3Mn

  • З. Р. Цзэн
  • Ю. М. Чжу
  • Н. Бирбилис

  Металлургические операции и материалы A (2019)

Скачать PDF

Коррозия легких автомобильных материалов

В автомобильной промышленности растет интерес к легким конструкционным материалам для достижения большей экономии топлива и соответствия нормативным требованиям. Большинство производителей автомобилей используют последние достижения в области высокопрочных сталей, сверхвысокопрочных сталей, алюминиевых сплавов, магниевых сплавов и композитов. Исторически алюминий был популярен, потому что он обеспечивает превосходную коррозионную стойкость по сравнению с традиционными железом и сталью. В этой статье будет рассмотрен поиск еще более легких материалов, которые могут обеспечивать или не обеспечивать столь же хорошую коррозионную стойкость.

Реклама

Решения по защите от коррозии и коррозии в автомобильной промышленности

Магний — самый легкий конструкционный металл, используемый для конструкционных применений. Однако рост использования магния в автомобильном секторе был относительно ограничен из-за плохой коррозионной стойкости магния и его сплавов. Магний имеет самый низкий (наименее благородный) электрохимический потенциал среди всех металлов, используемых в автомобильных деталях. По сравнению с алюминием, который также является химически активным металлом, магний имеет пористый и незащитный поверхностный оксидный слой, не обеспечивающий пассивации от коррозии.

Важным шагом в улучшении коррозионной стойкости магниевых сплавов стало внедрение сплавов высокой чистоты, но это не меняет проблемы гальванической коррозии, возникающей при контакте магния с другим металлом и электролитом. (Узнайте больше о гальванической коррозии в статье Почему два разнородных металла вызывают коррозию?)

Реклама

Использование барьерного покрытия является одним из возможных решений для предотвращения коррозии магниевого сплава. Однако барьерные покрытия также могут создавать неблагоприятное соотношение площадей анода и катода в местах дефектов покрытия. Предыдущий опыт показал, что большинство современных органических покрытий или покрытий на основе эпоксидной смолы не могут постоянно предотвращать проникновение водного электролита в нижележащую магниевую подложку. Как только водный электролит достигает любого магниевого субстрата, реакция коррозии может начаться без необходимости в кислороде и привести к образованию водорода. Затем водород приведет к образованию пузырей под покрытием и в конечном итоге нарушит систему защиты от коррозии.

Инженер-коррозионист обычно не участвует в ранних стадиях автомобильного проектирования, которые, как правило, больше сосредоточены на анализе конечных элементов (МКЭ) для структурных требований и моделировании потока для процесса литья. Для решения вышеуказанных проблем необходимо учитывать следующие ключевые моменты:

• В краткосрочной перспективе приоритетом должна стать разработка надежной, самовосстанавливающейся, доступной и экологически чистой системы покрытия для магниевых сплавов. Система покрытия должна обладать устойчивостью к царапинам и соответствовать существующим отраслевым требованиям, таким как стандарты GMW/SAE/ISO. Чтобы быть экономически конкурентоспособными, идеальная целевая стоимость должна быть ниже 1 доллара США/м ² .
• В долгосрочной перспективе коррозионно-стойкий магниевый сплав должен иметь скорость коррозии менее 0,1 мм/год (обычно после 7 дней погружения в раствор NaCl с концентрацией 3,5 мас. %) или иметь коррозионные характеристики, равные или лучше, чем у конкурентоспособного алюминия сплавы (такие как Silafont 36, A356 или даже сплавы AA5xxx и AA6xxx) в стандартных отраслевых испытаниях на коррозию. Это может быть достигнуто путем добавления форм легирующих элементов для повышения коррозионной стойкости или содействия развитию плотной пассивной пленки на поверхности.
• Поверхностные покрытия могут расширить спектр возможных применений магния в автомобилях. Плазменно-электролитическое оксидирование (ПЭО) в качестве поверхностного покрытия — это решение для инженеров-автомобилестроителей, проектирующих и определяющих автомобильные компоненты и узлы. Уникальная технология PEO использует электролитную ванну и плазму с тремя отдельными стадиями, которые формируют керамическое дуплексное покрытие на магниевых сплавах. Процесс можно регулировать на каждом этапе для создания покрытий, адаптированных к конкретным потребностям. Верхний слой многослойного покрытия также является высокопористым и может включать содержимое электролитической ванны в поверхностное покрытие для придания дополнительных свойств.

Углерод используется в качестве армирующей фазы в полимерных композитах, армированных углеродным волокном (CFRP). Углепластики привлекательны для инженеров, потому что они обладают высокой удельной прочностью и являются легкими материалами для автомобильных применений.

Только композиты, армированные волокном, считаются коррозионностойкими. Однако при соединении с металлами это может создать проблемы с коррозией. Углепластики электропроводны и электрохимически очень благородны. Следовательно, когда металл или сплав неправильно соединяются с углепластиками (таким образом, что имеется электрическое соединение), металл подвержен гальванической коррозии. (Для получения дополнительной информации см. Гальваническая коррозия металлов, связанных с полимерами, армированными углеродным волокном.)

Реклама

При соединении с крепежом, болтом или гайкой ситуация ухудшается, поскольку большая площадь поверхности углепластика соединяется с небольшими металлическими деталями. В этих условиях скорость гальванической коррозии может быть увеличена из-за высокого отношения площади поверхности катода к площади анода (Ac/Aa).

О гальванической коррозии металлов, соединенных с углеродными композитными материалами, сообщалось с 1970-х годов. Тем не менее, подходящие материалы и соответствующие конструкции методов соединения материалов еще предстоит определить.

Сохраняющийся спрос на углепластики в автомобильной промышленности требует дальнейшего систематического изучения гальванической коррозии между композитами из углеродного волокна и автомобильными конструкционными материалами, включая ряд сталей (с различной обработкой поверхности) и многочисленные алюминиевые сплавы. Особенно важно влияние различных комбинаций материалов, геометрии и способов соединения на последующую интенсивность коррозии.

Гальваническая коррозия для стратегии смешанных материалов на корпусе в белом цвете, этап

Этап кузова в белом цвете (BIW) относится к этапу производства автомобилей, на котором компоненты кузова соединяются вместе. Традиционно все транспортное средство изготавливается из смешанных материалов, которые при окончательной сборке последовательно крепятся к преимущественно стальному кузову. Чтобы получить еще более легкий автомобиль с большей жесткостью, для конструкции кузова требуется более сложный «гибрид» из разных материалов. (Связанное чтение: Что новые исследования в области материаловедения говорят о борьбе с коррозией в будущем.)

Cadillac CT6, который является первым автомобилем General Motors, изготовленным из смешанных материалов, включает в себя несколько сортов стального листа, алюминиевого листа, литья и профилей, как показано на рис. 1. Другие автомобили, такие как Chevrolet Malibu, также следуют аналогичному принципу. тенденция.

Рис. 1. Белый кузов из смешанных материалов для Chevrolet Malibu и Cadillac CT6
Источник: Предотвращение коррозии в легких материалах для автомобильной промышленности тепловое расширение. Методы численного моделирования продемонстрировали возможность прогнозирования распределения гальванического тока.

В автомобилестроении можно считать, что материал находится под тонкой пленкой электролита. Следовательно, коррозионное поведение (и поведение гальванической коррозии) будет сложным из-за электрохимической системы и пути проводимости, которые постоянно развиваются или изменяются.

Недавно компания-разработчик программного обеспечения разработала тонкопленочную модель для моделирования гальванической коррозии в тонкопленочном электролите, при этом логическим продолжением является широкомасштабная экспериментальная проверка таких моделей. Первоначальное исследование было многообещающим, указывая на перспективу прогнозирования результатов испытаний в солевом тумане на уровне компонентов. При дальнейшем развитии такие комбинированные модельно-экспериментальные подходы могут оказаться полезными для моделирования полного распределения тока и потенциала всего транспортного средства из смешанных материалов.

Моделирование предлагает более простой подход к моделированию коррозии

Моделирование коррозии позволяет инженеру прогнозировать вероятность коррозии любого компонента в течение заданного периода времени. В качестве параметров можно ввести такие параметры, как относительная влажность и плотность солевой нагрузки. Результаты моделирования можно сравнить с реальными испытаниями в солевом тумане, чтобы проверить срок службы покрытия с точки зрения коррозионной стойкости, а также проверить корреляцию результатов.

Будущее защиты от коррозии благодаря новым технологиям

В настоящее время автомобили включают значительное количество «умных» функций, таких как контроль давления в шинах и другие интеллектуальные диагностические системы, ставшие отраслевым стандартом. Поэтому можно ожидать, что в будущем может быть создана система мониторинга коррозии. Например, соответствующие датчики, способные отслеживать скорость коррозии в критических точках в режиме реального времени, потенциально могут выдавать предупреждения до отказа системы.

Кроме того, машинное обучение и искусственный интеллект могут собирать данные о коррозии в полевых условиях и проводить удаленный анализ данных для получения более точной корреляции между лабораторией и полевыми данными. Это очень важно и актуально для более широкой области коррозии, которая может дополнить и расширить опыт отдельных инженеров.

Реклама

Связанные термины

• Магниевый сплав
• Композитный
• Коррозионная стойкость
• Магний
• Гальваническая коррозия

• Полимер, армированный углеродным волокном
• Электропроводность
• Коррозия разнородных металлов
• Дистанционный анализ данных
• Удельная прочность

Поделиться этой статьей

General Motors усиливает защиту от коррозии на новом сборочном заводе

General Motors (GM) инвестирует более 1,4 миллиарда долларов в расширение своего сборочного завода в Арлингтоне, штат Техас, США, площадью 1,6 миллиона футов ² (148 644,9 м ² ). , чтобы повысить эффективность производства и качество сборки линейки внедорожников (внедорожников) Chevrolet Tahoe и Suburban.

Расширение завода в Арлингтоне направлено на повышение коррозионной стойкости каждого автомобиля. ¹

Инвестиции включают новый кузовной цех площадью 1 миллион футов ² (92,903 м ² ) и 600 000 футов ² (55 741,8 м ² ) вместе с новым, покрасочным цехом высокоточные системы контроля на основе камер и лазеров, которые предлагают более сложные проверки качества.

Кузовной цех

Согласно GM, кузовной цех представляет собой самый крупный этап расширения и модернизации завода. «GM использует новейшие технологии сборки и обеспечения качества для сборки кузовов Tahoe и Suburban с исключительной точностью», — говорится в сообщении компании. ¹

Новые функции кузовного цеха включают:

• Абсолютно новые роботы — 1450 из них — включая новые шестиосевые роботизированные системы, что почти вдвое превышает их количество по сравнению с предыдущим кузовным цехом;

• Станции измерения и размещения деталей на основе автоматизированной системы машинного зрения с камерами и лазерами для определения местоположения компонентов кузова для сборки и обеспечения точности размеров перед сваркой для обеспечения надлежащих зазоров и заподлицо;

• Системы бесконтактного контроля для учета колебаний температуры и других переменных параметров на предприятии;

•Камеры и лазерные сканеры для определения мест в панелях кузова, которые необходимо просверлить для крепления, что способствует более точному выравниванию панелей при сборке; и

• Лазерная система контроля качества, в которой используются установленные на роботах сканеры Leica для быстрого создания цветных карт собранных тел для обеспечения точности размеров.

Модернизированные системы кузовного цеха поддерживают новую конструкцию кузова внедорожников, которая имеет интегрированную переднюю часть, которая приваривается к остальной части кузова, а не прикручивается болтами позже в процессе сборки. По словам GM, это улучшает визуальное качество за счет улучшения заподлицо передних панелей кузова с остальной частью кузова.

«Новый кузовной цех — это эпицентр качества, заложенного в новых внедорожниках, — говорит Майк Стивенс, менеджер по запуску Tahoe и Suburban. «Это более прочная и точная основа, на которой собираются автомобили. Благодаря внедрению всех новых технологий контроля мы подняли контроль качества на еще более высокий уровень».

Покрасочный цех

После выхода из кузовного цеха кузовные сборки отправляются через модернизированный покрасочный цех. После обновления в магазине используется много новых процедур и пересмотренных процессов, в том числе:

• Новый процесс предварительной обработки «тонкой пленкой», который подготавливает стальной и алюминиевый кузов к покраске. По словам GM, это более экологичный процесс, чем предыдущий метод, в котором для травления металла использовалось больше каустического материала.

• После тонкопленочного процесса корпуса промываются перед погружением в другой резервуар для электроосаждения, обычно называемого Elpo или E-dip. Это помогает герметизировать металл для защиты от коррозии.

• Кузова перемещаются рядом со станцией герметизации днища, в которой используются роботы для точного и последовательного нанесения жидкого материала на швы и нахлесты кузовных панелей на нижней части кузова в сборе. Эта новая процедура предназначена для повышения коррозионной стойкости.

• Более экологически безопасная система верхнего покрытия на водной основе заменяет материалы на основе растворителей, ранее использовавшиеся в покрасочных цехах. Это также требует меньше времени и меньше материала, чем краски на основе растворителей, объясняет GM.

• Наконец, камеры системы технического зрения используются для проверки различных характеристик цвета и качества окраски.

Поскольку передние крылья и капот каждого автомобиля теперь окрашены в тон остальной части кузова, по словам GM, интегрированная передняя часть в целом выглядит более гладкой.

«Теперь мы можем выполнять однократное непрерывное нанесение краски на весь кузов, — говорит Бенито Гарсия, руководитель проекта покрасочного цеха. «Более однородное напыление цвета создает более однородную отделку спереди назад. Это большая победа в плане качества лакокрасочного покрытия».

Следующие шаги

Усовершенствования завода также поддерживаются новым расположенным поблизости парком поставщиков, который включает в себя два промышленных производственных и складских помещения. По словам GM, это должно обеспечить более быстрый оборот запчастей для автомобилей.

Изменения будут включены в модели производителя автомобилей 2021 года, которые поступят в продажу в середине 2020 года.

«Это стратегическое расширение включает в себя новейшие технологии производства и контроля, а также добавляет процедуры, предназначенные для повышения качества и долговечности автомобилей Tahoe и Suburban», — говорит Билл Кулханек, исполнительный директор сборочного предприятия в Арлингтоне.