Nd-avtodrom.ru

НД Автодром
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Катодная защита кузова автомобиля от коррозии. все о ее эффективности

Катодная защита машины от воздействия коррозии

Главной болезнью любого автомобиля является коррозия. На советских машинах признаки её появления проявляются раньше, на европейских — немного позже, а модели японского автопрома считаются наиболее защищёнными. Но все они рано или поздно начинают покрываться рыжими коррозийными пятнами. Устранение таких дефектов становится дорогостоящей проблемой, на которую некоторые автовладельцы просто закрывают глаза. А выбором других становится катодная защита от коррозии. Эта тема интересна для каждого водителя, который желает сохранить как можно дольше первоначальный внешний вид авто.

Как действует защита

Способ защиты, который лёг в основу этой статьи, является активным методом, основанным на электрохимических законах. Изначально таким образом защищали трубопроводы и различного рода конструкции из металла. Со временем катодная защита металлов от коррозии перекочевала и в автомобильную сферу.

В основе лежат особенности протекания реакций окислительно-восстановительного характера. Для организации защиты на металлический объект накладывается отрицательно заряженный заряд. Также необходимо присутствие сдвига потенциала, который может быть создан двумя способами: использованием внешнего тока или соединением с протекторным анодом, конструкция которого состоит из металла с более высоким уровнем электроотрицательности по сравнению с автомобилем.

Принцип работы катодной защиты основан на слабом токе, который проходит через влажный воздух от автомобиля к окружающим предметам. В результате кузов с низкой электроотрицательностью восстанавливается за счёт окисления металла с высокой электроотрицательностью. Теперь становится понятно, почему пластины для защиты носят название жертвенных анодов — сами разрушаются, зато автомобиль восстанавливается.

Подобная защита автомобиля от коррозии требует осторожного подхода, тщательного изучения теории и точного соблюдения правил её организации. Стоит создать слишком большой сдвиг потенциала и результат будет полностью противоположным. Начнёт выделяться водород, состав электродного слоя изменится, покрытие автомобиля подвергнется деградации и на нём появятся следы стресс-коррозии.

Составные элементы катодной защиты

Есть обязательные составляющие, без которых защита просто не будет функционировать.

Катод и анод

Катодом в нашей схеме защиты является сам автомобиль, он будет служить минусом. Анодом может быть любая металлическая конструкция, пластина и любая поверхность, которая способна проводить электрический ток, даже мокрый асфальт. Без этих двух составляющих электрохимическая защита автомобиля от коррозии просто не будет функционировать.

От некоторых специалистов можно услышать про разность потенциалов и степень защиты, которая определяется этим показателем. Железо будет защищено от коррозии при величине потенциалов в пределах 0,1–0,2 В. На самом деле расстояние, которое находится между анодом и катодом, может достигать нескольких сантиметров и даже метров. Чем больше расстояние между электродами, тем большей должен быть показатель разницы потенциалов. Да и воздух не будет проводить ток небольшого напряжения, разница потенциалов должна быть на уровне киловольта.

Что действительно влияет на эффективность защиты автомобиля, так это площадь анода. Чем она больше, тем катодная защита автомобиля от коррозии будет лучше проявляться.

Электрический ток

Чтобы схема исправно работала, электрический ток между двумя электродами не нужен. Даже если он и возникнет, то будет носить характер побочного продукта. Такой ток может образоваться от мокрого анода, намокших колёс машины и т. д. А проявляться он будет на аккумуляторе, который разрядится быстрее обычного.

Чтобы установка катодной защиты не принесла вреда автомобилю, а работала в нужном нам направлении, потребуется бортовую систему соединить с анодом посредством добавочного резистора. Такое устройство позволит ограничить разряд аккумулятора в том случае, если анод будет замкнут на катоде. Причиной такой ситуации может быть неправильно собранная схема, выход из строя анода, например, полное окисление вплоть до разложения.

Выбираем правильный анод

Важным моментом в процессе формирования электрохимической защиты является выбор анода. Мы рассмотрим все наиболее удачные из распространённых вариантов, чтобы вам было проще сделать свой выбор.

Металлический гараж

Это самый простой, наиболее доступный и, соответственно, самый распространённый вариант анода. А если в этом гараже ещё и пол сделан из железа или хотя бы имеется открытая арматура, то днище машины также будет защищено от пагубного влияния коррозии. В летнее время сила защиты возрастает за счёт парникового эффекта. Для формирования защиты при таком выборе анода потребуется металлический корпус сооружения (в нашем случае это гараж) соединить с плюсом на аккумуляторе. Эта батарея должна быть установлена в машине посредством резистора или провода для монтажа. Для плюса можно использовать прикуриватель, но только в том случае, если в нём сохраняется напряжение после отключения зажигания.

Контур заземления

Такой выбор анода потребует от автовладельца аналогичных действий. Но учтите, что устройство катодной защиты по большей части будет работать на днище машины. Эту ситуацию можно исправить, проделав несложную работу. В землю, по периметру расположения машины, вбивается четыре металлических стержня и соединяются они между собой обычной металлической проволокой. Подключение контура проводится по аналогии с предыдущим случаем, когда анодом служил металлический гараж.

Металлизированный резиновый хвост с эффектом заземления

Такой способ организации защиты считается самым простым, но не менее эффективным, если разговор идёт за движущуюся машину. При повышенной влажности воздуха имеет место разность потенциалов между автомобилем и влажной дорогой. По логике влияние коррозии должно усиливаться при таких условиях, но в нашем случае за счёт наличия хвоста усиливается катодная защита. Хвост обязательно должен устанавливаться сзади автомобиля. На него должна попадать влага в виде брызг, которые вылетают из-под задних колёс.

Такое приспособление выполняет ещё и роль антистатика. Хвост должен быть правильно прикреплён к машине: в изолированном положении относительно корпуса ТС по току постоянного характера, а по переменному току он должен быть «закорочен» на корпус. Такое подключение можно организовать за счёт использования RC-цепочки, которая служит элементарным частотным фильтром.

Защитные электроды-протекторы

Как отдельную тему можно рассматривать этот вид анодов, но мы постараемся уложиться в один подзаголовок. Роль защитных протекторов выполняют элементарные пластинки, сделанные из металла. Для их установки можно выбирать самые уязвимые для коррозии места в машине. Чаще всего выбираются крылья, днище и пороги. Принцип действия схож со всеми предыдущими способами.

Защита действует непрерывно и не зависит от движения машины и влажности воздуха, что выступает преимуществом. Но организация такой защиты требует больших временных затрат, ведь таких анодов нужно будет разместить не менее 15 штук.

Стоит обратить внимание на металл, из которого будут изготовлены защитные электроды. Есть два варианта:

  1. Разрушающиеся придётся менять каждые пять, а то и четыре года. Это может быть алюминий или нержавейка.
  2. Не разрушающиеся будут служить гораздо дольше, но их стоимость возрастает в несколько раз. В качестве примера можно привести карбоксил, платину, магнетит или графит.

Также нужно знать правила размещения таких анодов:

  1. Форма должна быть прямоугольной или круглой с площадью от 4 до 10 кв. см.
  2. Один такой элемент может защитить не более 35 см площади машины.
  3. Установка производится только на лакокрасочное покрытие с помощью эпоксидного клея, который не контактирует с глянцем.
  4. Пластина должна смотреть навстречу брызгам и агрессивной среде.

Защищать автомобиль необходимо — это должен понимать каждый автовладелец. Из всех способов именно катодная защита демонстрирует хорошие результаты. Есть смысл «попотеть» над организацией одного из способов защиты, чтобы в будущем не лить слёзы над проржавевшим кузовом.

Катодная защита кузова от коррозии

Автовладельцу, который задумывается о хорошем состоянии и товарном виде своего автомобиля, очень важен вопрос защиты кузова от ржавчины. Вы, скорее всего, замечали, что купить подержанный автомобиль с идеальным лакокрасочным покрытием очень трудно. Конечно, это зависит от эксплуатации и года выпуска. В приведенной статье рассмотрена катодная защита кузова автомобиля от коррозии, этот способ также называется электрохимической защитой.

  • Где применяется катодная защита от коррозии?
  • Механизм работы катодной защиты кузова
  • Варианты размещения анода

Но особенно актуальна проблема повреждения кузова в зимнее время года, когда дороги поливают химическими реагентами. Они предотвращают обледенение проезжей части, улучшая сцепление колес, но оказывают негативное влияние на лакокрасочное покрытие.

Где применяется катодная защита от коррозии?

При любой царапине или сколе на тех местах, где имеется необработанный металл, происходит химическое взаимодействие (окисление), и как результат − появление ржавчины. Как же это предотвратить?

В Японии, например, с ее мокрым морским климатом для предотвращения ржавчины автомобили обрабатывают высокими частотами. Еще есть способ оцинковки кузова, который не очень дешевый, но действенный.

В первую очередь катодную защиту используют от коррозии:

  • массивных металлоконструкций;
  • металлических опор, контактирующих с грунтовыми покрытиями;
  • морских сооружений и металлоконструкций;
  • судов;
  • трубопроводов.

Например, если газовый трубопровод, пущенный под землей, не предохранить от «повреждения», то такая труба выйдет из строя за несколько месяцев. Поэтому метод катодной защиты хорошо зарекомендовал себя не только в автомобильной, но и в других отраслях промышленности.

Катодная защита может предотвратить как полное, так и частичное разрушение металла. Она функционирует постоянно (за ней не нужно следить), поддерживая процесс восстановления «зараженной» поверхности. Также эффективно используется при различных видах коррозии, например, точечная ржавчина в виде мелких точек по поверхности.

Механизм работы катодной защиты кузова

Если говорить простым языком, то кузов автомобиля станет катодом электродной пары. За анод берутся металлические поверхности, хорошо проводящие ток, а также влажный асфальт. Слабым проводником становится воздух. За счет малой разности потенциалов ржавчина появляется на аноде, а не на кузове.

Очень важный момент: при катодном методе защиты используется именно разность потенциалов! Для того чтобы случайно возникший ток не расходовал заряд аккумулятора, батарея подключается к аноду через резистор, принимающий на себя ненужный заряд.

В качестве положительного полюса питания используется много вариантов, но автомобиль лучше защищен при большей площади присоединения.

Варианты размещения анода

В любом случае роль катода будет выполнять кузов автомобиля. Пользователю необходимо выбрать предмет, который будет использован в качестве анода. Выбор осуществляют на основе условий эксплуатации автомобиля.

Анод – корпус гаража

За анод принимается гараж, если он сделан из металла. Так же, за счет металлических элементов на полу, будет происходить защита днища авто. Подключение анода происходит к аккумуляторной батарее.

Анод – контур заземления

Защищаемый объект – дно автомобиля, которое подвержено ржавчине сильнее. Контур состоит из четырех железных прутков (длина 1-1,5 м), забитых в землю на углах парковки. Подключение происходит через резистор.

Анод – заземлитель

Этот метод защищает автомобиль при движении. Он приспосабливается в таком месте, где по максимуму будет контактировать с водой, летящей от дорожного полотна. Также заземлитель служит для снятия статического электричества с корпуса автомобиля. При установке происходит изоляция от тока. Также необходимо с помощью интегрирующей цепи RC запитать на кузов.

Анод – протектор

Для этого метода защиты используются специальные пластины из более активного металла, по сравнению с защищаемой поверхностью. Они крепятся на автомобиле в местах, более подверженных ржавчине: пороги, крылья двери и днище. Данная защита локальная, но действует постоянно − как в стоячем состоянии, так и в движении. Однако на один сохраняемый от ржавчины элемент ставится от 15 штук. Говорят, что это действенный метод защитить автомобиль локально.

Главное при установке учитывать определенные моменты:

  • действие протектора составляет примерно 25 сантиметров;
  • для монтажа электрода необходимо иметь целое и качественное покрытие без ржавчины, царапин и рыжиков;
  • обязательно электрод крепится при помощи электропроводящей эпоксидной смолы (клей или шпатлевка на основе клея);
  • электроды снаружи ничем не нужно закрывать;
  • недопустимо применение с электродами мастики и краски, так как эти изоляционные материалы не дадут работать аноду.

Стоит отметить, что процесс окисления металлов достаточно медленный. Катодная защита начнет действовать сразу же, а заметна станет через определенное время.

Вам выбирать, по какой схеме защитить свой автомобиль от коррозии и какой анод использовать. Главное, вы надолго и надежно предохраните кузов от ржавчины и жучков, что положительно скажется на внешнем виде автомобиля на долгое время.

Электрохимическая защита кузова автомобиля от коррозии

  • 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.

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.

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.

Читать еще:  УСТАНОВКА БАГАЖНИКОВ ВСЕХ ТИПОВ НА КРЫШУ АВТОМОБИЛЯ

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.

Катодная защита — спасение автомобиля от коррозии

  • Причины появления коррозии
  • Принцип действия
  • Варианты анодов и принцип применения
  • В роли анодов применяются следующие материалы:
  • При монтаже анодов стоит учесть следующие рекомендации:
  • Вывод
  • Причины появления коррозии

Влияние на стойкость кузова имеет и регион, где эксплуатируется автомобиль. Жители прибрежных регионов применяют специальную высокочастотную обработку (такой метод популярен в Японии). В России популярна антикоррозийная обработка или оцинковка кузова. Но есть и другой вариант — катодная (электрохимическая) защита. В чем же ее сущность? Как правильно применяется защита?

Причины появления коррозии

Для защиты машины от ржавчины стоит понимать принцип данного процесса. Простыми словами коррозия — формирование ржавчины. Чтобы разобраться с причинами, стоит вспомнить физику со школьной скамьи.

Каждый проводник выступает в роли передатчика электронов. Если представить проводник визуально, то это какое-то металлическое тело, окруженное облаком многочисленных электронов, покидающих «убежище» под действием энергии тепла. При отсутствии помех эти же электроны приходят обратно к проводнику. Если металлические элемент окунуть в электролит, то атомы металла (со знаком «+») переходят в новый состав. Итог действия — приобретение металлом потенциала, доступного для измерения.

Особо активна коррозия в электролитической жидкости, если проводник имеет меньшую активность. Металлический элемент, обладающий большей активностью, выступает в роли анода, а меньшей — катода. В процессе взаимодействия корродирует анод. Появление ржавчины (коррозия) проходит посредством протекания следующих реакций — восстановления и окисления. При этом восстанавливается катод, а разрушается (покрывается ржавчиной) анод.

Если поместить металл в водную среду или обеспечить контакт с проводником, обладающим меньшей активностью, то происходит процесс коррозии. Ситуация усугубляется, если в воде присутствует соль. Последняя делает электролит проводимым, а это приводит к еще большей скорости окисления. Если сравнивать с автомобилем и дорожными условиями, то зимой транспорт сталкивается с описанными выше проблемами. Металл контактирует с водой и специальным составом, которым покрываются дороги. Опасны для металла и кислотные дожди, которые стали обычным явлением для многих регионов страны.

Главный показатель — скорость покрытия ржавчиной. Здесь есть специальный параметр, позволяющий определить стойкость того или иного металла к коррозии. Классическое железо характеризуется скоростью коррозии, равной — 0.03-0.05 мм в год. Это значит, что после пяти лет эксплуатации металл становится тоньше на 0.15-0.25 мм. Если никаких действий не предпринимать, то на кузове может образоваться дырка, на устранение которой пойдет немало средств.

Из рассмотренного выше напрашивается вывод, что для защиты металла от коррозии достаточно превратить его из анода в катод. Автолюбители часто используют простой вариант — они покрывают кузов специальной защитой. Но последняя эффективна только на неповрежденном кузове. Появление трещины или царапины на ЛКП приводит к контакту металла с менее активным проводником. Итог — появление коррозии. Катодная защита отличается большей эффективностью, ведь она меняет роль кузова автомобиля, превращая его из подверженного разрушению анода в стойкий катод.

Принцип действия

При использовании катодной защиты роли распределяются следующим образом:

  • Катод — корпус транспортного средства;
  • Анод — пластинки, металлические конструкции и прочие токопроводящие поверхности (покрытие на дороге в том числе).

Между защищаемым от коррозии металлом и внешней частью анода появляется ток. В роли катализатора выступает воздух, обладающий повышенной влажностью. Анод постепенно окисляется и разрушается. У катода происходит обратный процесс — коррозия останавливается.

Научные разработки в отношении катодной защиты позволяют указать точные данные по разности потенциалов между «сопрягающимися» элементами — «плюсовым» и «минусовым» проводником. Чтобы защитить простое железо или его сплавы от ржавчины, достаточно создать потенциал 0.2 Вольта. Если напряжение уменьшается, то качество защиты остается на прежнем уровне. Что касается плотности защитного тока, то данный параметр равен 20-30 мА на квадратный метр.

Интересен тот факт, что проводники можно располагать вплотную друг с другом или на расстоянии до нескольких метров. Но чем дальше анод и катод друг от друга, тем выше требования к разности потенциалов. При указанных параметрах и большом расстоянии между проводниками тока не будет.

Катодная защита основана не на электрическом токе как таковом, а на разности потенциалов. В этом случае молекулы жидкости при попадании на кузов, выступают в качестве анода, а катодом является металл. Как следствие, окисление кузова останавливается. Из-за отсутствия разности потенциалов электроны высвобождаются с небольшой скоростью. Под действием поляризации потенциал автомобиля (точнее, его кузовной части) смещается в отрицательном направлении.

Главное влияние на эффективность катодной защиты оказывает площадь анода. Чем она больше, тем ярче эффект. В роли катода, как уже упоминалось, выступает кузов машины. Остается выбрать анод, который подключается к сети машины (12 Вольт) через специальное сопротивление. Главное назначение последнего — уменьшить разрядный ток АКБ при контакте анода и катода, вероятного в случае ошибочного монтажа катодной защиты или преждевременного окисления анода.

Если с катодом удалось определиться (это кузов машины), то что использовать в роли анода? Эту функцию берет на себя гараж из металла, контур заземления на стоянке, защитные электроды и так далее.

Варианты анодов и принцип применения

Для понимания сути процесса стоит рассмотреть варианты анода:

Металлический гараж, выступающий в роли анода — доступный и простой способ защиты внешней поверхности кузова от коррозии. При наличии металлического пола в гараже или кусков арматуры возле машины, можно защитить и днище транспортного средства. К примеру, в теплую погоду в гараже из металла появляется парниковый эффект.

Наличие катодной защиты бережет кузов от разрушения. Более того, поверхность металла дополнительно очищается от ржавчины и восстанавливает свой первоначальный вид. Для организации катодной защиты необходимо металлическую основу гаража объединить с «плюсом» АКБ, смонтированного в транспортном средстве. Для выполнения работы потребуется монтажный провод и сопротивление. Роль «плюса» доверяется прикуривателю (но при условии, что в случае отключения зажигания в нем присутствует напряжение).

Заземляющий «хвост», состоящий из резины и металла — надежный метод защиты транспортного средства от коррозии в движении. Негативные условия (мокрое покрытие, дождь, туман и прочие) способствуют появлению разницы потенциалов между транспортным средством (его металлическими элементами) и дорогой. Высокая влажность и мокрая дорога только ускоряют процесс. Но наличие катодной защиты с заземляющим «хвостом» способно остановить коррозию.

Специальный «хвост» монтируется в задней части транспортного средства так, чтобы на него попадала влага. Это дает возможность повысить общие антикоррозийные качества.

Еще одна задача «хвоста» заземления — выполнение роли антистатика. Вы наверняка видели большегрузный транспорт с цепью, которая тянется в хвосте. Главное назначение конструкции — защита от появления искры, которая может привести к воспламенению топлива и взрыву. Встречается мнение, что тянущаяся цепь является не только антистатиком, но и антикоррозийной защитой. Такие выводы не имеют общего с действительностью. Для нормальной работы защиты «хвост» изолируется от металлических элементов автомобиля по постоянному току и «коротится» по переменному. Реализуется это с помощью частотного фильтра или RC-цепи.

  • Протекторы. Применение в роли анодов протекторов считается эффективным методом защиты. Протекторы представляют собой пластины небольшого размера, которые выполнены из металла и фиксируются на подверженных коррозии деталях кузова. Для автомобилей этого пороги, дно и крылья. Задача протекторов — «переманить» коррозию на себя. Принцип действия такой же, как был описан выше. Главное преимущество — наличие постоянного анода. При этом не имеет значения, движется автомобиль или стоит на месте. Минус в том, что для обеспечения надежной защиты число анодов должно быть не меньше 15. Практика показывает, что процесс монтажа трудоемкий, но способ работает.
  • В роли анодов применяются следующие материалы:

    • разрушающиеся (алюминий, сталь и прочие). Их срок службы в роли защитных проводников составляет 4-6 лет;
    • неразрушающиеся (магнетит, карбоксил и прочие). Преимущество таких материалов — длительный срок службы, который исчисляется десятилетиями.

    Особенность защитных пластин — особое сечение (прямоугольное или круглое) и площадь в 5-10 квадратных сантиметров.

    При монтаже анодов стоит учесть следующие рекомендации:

    • Один электрод способен защитить небольшой участок кузова, имеющий радиус 0.2-0.4 метра;
    • Установка анодов производится на местах, которые покрыты краской;
    • для фиксации защитных анодов стоит применять шпатлевку с эпоксидкой в составе или непосредственно эпоксидный клей. Перед выполнением работ место для установки стоит зачистить;
    • внешняя часть анода (защитного проводника) без пайки не должна ничем покрываться. В частности, требование касается клея, краски, мастики и прочих материалов;
    • протекторы стоит изолировать от катода — кузова автомобиля, создав небольшое расстояние между пластинками. Это необходимо для сохранения хотя бы минимального уровня напряжения. Роль диэлектрика выполняет эпоксидка и ЛКП машины.

    Вывод

    Катодная защита — действенный метод защиты кузова транспортного средства от коррозии. С ее помощью проще защитить днище автомобиля, его пороги (передние и задние), внутренние элементы крыльев (задних и передних). Главное — правильно организовать защиту и следовать рекомендациям по монтажу.

    Технология и основные методы катодной защиты от коррозии

    Для металлических листов и деталей применяют разные технологии антикоррозийной защиты. Большое распространение получила катодная защита от коррозии. Этот способ обладает рядом характерных особенностей, а чаще всего катодную защиту применяют для крупных объектов. Это могут быть трубы, автомобили, металлические свайные конструкции, морские судна. Как именно происходит защита трубопроводов от коррозии на физическом и химическом уровне?

    Основные технологии катодной защиты

    Катодная защита — это специальный метод электрохимической защиты металлических объектов от ржавления и коррозии. Главный принцип заключается в том, что на защищаемый металлический объект накладывается отрицательный потенциал электрического тока. Это позволяет минимизировать контакт металла с внешними ионами и веществами, обладающими электрическим зарядом. Технология была разработана примерно 200 лет назад британским ученым Гемфри Дэви. Для подтверждения своей теории он составил несколько докладов, которые были переданы правительству. На основании этих докладов было произведена первая в мире катодная защита крупного промышленного корабля.

    Антикоррозийная защита распространяется на различные объекты — трубопроводы, автомобили, дороги, самолеты и так далее. Обратите внимание, что тип металла значения не имеет — это может быть железо, медь, серебро, золото, алюминий, титан и любой другой металл, а также различные сплавы (с лигирующими добавками или без них). Одинаково успешно может выполняться защита от коррозии автомобиля, отдельных фрагментов труб, различных декоративных изделий сложной формы и так далее.

    1 способ

    Подключение детали к внешнему источнику электрического тока (обычно эту роль выполняются компактные подстанции). В случае применения технологии металлический объект выполняет функцию катода, а электрическая подстанция — функцию анода. Благодаря этому происходит сдвиг электрического потенциала, что позволяет защитить металлический объект от электрически активных частиц. Основные сферы применение данной технологии — защита трубопроводов, сварных конструкций, различных платформ, элементов дорожного покрытия и так далее. Эта технология является достаточно простой и универсальной, поэтому в мире она пользуется высокой популярностью. Ее главный минус — необходимость подключения защитного контура к внешнему источнику тока, что может быть неудобно в случае объектов, которые располагаются вдали от человеческой цивилизации (частично эта проблема решается за счет применения автономных источников энергии).

    2 способ

    Метод гальванической поляризации (технология гальванических анодов). Эта методика также является достаточно простой и интуитивно понятной: металлический объект присоединяется к другому, который обладает отрицательным зарядом (чаще всего этот элемент из легких металлов — из алюминия, цинка, магния). Технологию гальванической поляризации обычно применяют в тех случаях, когда на поверхности объекта есть защитный слой. Эта технология популярна в Америке, где есть большое количество малонаселенных пунктов и где наблюдается дефицит внешних источников энергии. Эксперты утверждают, что гальваническая поляризации могла бы стать очень популярной в России из-за особенностей нашей географии, если бы на отечественные трубопроводы наносилось защитное покрытие (при таком сценарии применение первой технологии было бы весьма затруднительно, что вынуждало бы людей искать альтернативу).

    Технология катодной поляризации

    В данном случае используется так называемый наложенный ток. Для его подачи на металлический объект используется внешний проводник (часто) или источник тока (редко). При контакте с электрически активной частицей происходит следующее — частица под действием сил электрического притяжения перемещается к защитному элементу с отрицательным зарядом, где происходит «утилизация» этих частиц.

    Последствия такой «утилизации» очевидны — защитный элемент со временем сам покрывается коррозией и приходит в негодность. Поэтому данную технологию очень часто называют методом жертвенного электрода (вместо нашей детали происходит ржавление «электрода-жертвы»).

    Помимо силы тока и напряжения при работе с катодной поляризацией нужно учитывать еще один важный параметр — это омическое напряжение. В техническом смысле этот параметр отражает тот факт, что по мере протекания электрического заряда со временем напряжение тока в контуре падает. Само падение происходит из-за того, что протекание катодного тока происходит по контуру с более низким зарядом. В случае правильной сборки контура этот показатель является достаточно маленьким — благодаря этому в контуре будет всегда сохраняться один и тот же ток одинаковой мощности.

    Технология создания станций защиты

    Еще одной технологией создания катодной защиты является подключение элемента к внешним источникам тока. В большинстве случаев для этих целей сооружаются специальные станции катодной защиты (СКЗ), которые состоят из нескольких элементов — главный источник тока, анодное заземление, различные кабели и провода, соединяющие отдельные элементы конструкции и вспомогательные пункты с механическим или компьютерным управлением, которые позволяют контролировать параметры.

    Чаще всего данная технология используется для объектов, расположенных рядом с проводами электропередач — это могут быть трубопроводы, различные фабричные постройки и так далее. СКЗ могут работать во многопоточном режиме — в таком случае они будут обслуживать сразу несколько защитных систем. На трубах большое распространение получила практика, при которой на трубы ставится несколько отдельных блоков для более эффективного распределения тока. Дело все в том, что в случае протяженных трубопроводов в местах подключения труб к источникам тока формируются специальные точки с повышенным уровнем напряжения электрического поля — из-за этого может происходить повреждение труб. Применение подобных блоков позволяет распределить электричество равномерно по всему защитному контуру.

    Автоматизация

    Контрольные пункты могут работать как в ручном, так и в автоматическое режиме:

    • В случае ручного управления изменение параметров напряжения регулируется оператором. На физическом уровне регуляция осуществляется путем переключения работы трансформатора. Регулируется работа обмотки, что позволяет менять параметры электрического тока.
    • В случае автоматического управления изменение параметров напряжения регулируется самим устройством на основе параметров, которые когда-то задал оператор. На физическом уровне управление осуществляется с помощью специальных полупроводников-тиристоров. Они включаются или выключаются при отклонении параметров электрического тока от заданных параметров.

    Особенности катодной защиты труб

    Коррозия в трубопроводах обычно возникает из-за различных дефектов и повреждений труб — разрывы, растрескивание, появление щелей и так далее. Из-за коррозии нарушается герметизация труб, что может привести к полной или частичной поломке трубопровода. Особенно остро эта проблема стоит для подземных трубопроводов. При расположении труб под землей создаются участки с разным электрическим потенциалом. Это связано с неоднородностью грунта и наличия в земли различного мусора неорганического происхождения. При наличии серьезной разности потенциалов отрицательно заряженные ионы в земле начинают вступать в реакцию в металлом. Это приводит к коррозии, которая быстро разрушает трубопровод.

    Электрический потенциал

    Катодная защита трубопроводов от коррозии осуществляется по двум стандартным схемам. С помощью катодной поляризации и с помощью создания внешних станций. Защита трубопроводов должна быть направлена в первую очередь на снижения скорости разрушения материала трубы. Делается это с помощью уменьшения электрического потенциала трубы в сравнении с электрическим потенциалом грунта:

    • Электрический потенциал большинства современных труб составляет приблизительно 0,8-0,9 вольт.
    • Экспериментальным путем было показано, что основные породы грунта обладают потенциалом приблизительно 0,5-0,6 вольт.
    Читать еще:  Как рассчитать, сколько горючего потребляет авто

    Для уравнения электрических потенциалов необходимо снизить потенциал труб всего на 0,3-0,4 вольт. Это позволяет практически полностью остановить появление ржавчины. В случае правильного проведения работ скорость естественного ржавления составит менее 1 мм в год.

    Выбор способа

    Для труб подходит технология создания внешних станций защиты. В качестве источников питания в данном случае используют воздушные электролинии с напряжением от 500 до 10000 вольт. Чем больше напряжение, тем больше труб можно обслужить. Иногда таких линий нет на том или ином участке. В таком случае имеет смысл монтаж различных генераторов.

    У технологии внешних станций есть один крупный недостаток. Для создания защиты придется проводить трудоемкие и сложные работы. Это значительно увеличивает стоимость создания трубопровода. При работе с большим напряжением в точке подачи электричества может создаваться избыточное электрическое напряжение — из-за этого может возникнуть водородное растрескивание труб, поэтому при проведении монтажных работ разводку электричества нужно производить аккуратно.

    Вместо технологии защитных станций можно использовать методику применения гальванических анодов для создания эффекта поляризации. Эта технология подходит для грунтов с малым удельным сопротивлением (до 50 Ом на 1 кв. м). Если же удельное сопротивление грунта будет очень большим, то технология применения гальванических анодов является практически бесполезной в связи с ее малой эффективностью.

    Особенности катодной защиты автомобилей

    Коррозия на автомобилях часто появляется внезапно. Скорость её распространения очень высокая, поскольку у авто есть большое количество подвижных элементов. Во время эксплуатации в таких элементах могут образовываться различные маленькие трещины и вмятины. Это значительно увеличивает риск появления коррозии. Катодная защита автомобиля от коррозии обычно осуществляется путем перераспределения электрического потенциала.

    Обычно используются специальные электронные модули, которые имеют компактные размеры и монтируются внутри автомобиля. Монтаж подобных блоков занимает не более 20 минут.

    Дополнительная обработка

    Также стоит обратить внимание, что метод катодной защиты обычно комбинируется с другими техниками:

    • Все основные детали автомобиля покрываются специальными красками и мастиками. Они создают на поверхности металла защитный слой. Этот слой обладает электрической нейтральностью. Поэтому при контакте с электрически активными веществами или ионами ржавление не происходит.
    • Некоторые элементы автомобиля могут покрываться защитными катодными пластинами, которые также минимизируют риск появления ржавчины. Пластинами обычно покрывают подвижные части, которые растрескиваются и повреждаются чаще всего. Это днище автомобиля, арки задних колес, фары, внутренние поверхности дверей и так далее.

    Заключение

    Коррозия ухудшает технико-эксплуатационные характеристики металла, из-за нее может происходить обрушение металлического объекта и так далее. Чтобы избежать этого сценария, может применяться катодная защита от коррозии. Принцип работы весьма прост — на поверхности металлического тока создается напряжение, которое приводит к оперативному удалению заряженных частиц, что позволяет избежать ржавления металла. Применяются две технологии катодной защиты — подключение к детали внешнего источника тока или подключение к детали дополнительного проводника, который обладает отрицательным зарядом.

    Катодная защита кузова автомобиля от коррозии. Все о ее эффективности »

    Катодная защита кузова автомобиля от коррозии. Все о ее эффективности

    Конечно, они весомо снижают риск аварий. Однако к автомобильным кузовам реагенты довольно агрессивны, как бы ни уверяли нас в обратном их производители. Даже обработанные антикоррозийкой корпуса не защищены в достаточной степени. Малейшая царапина – ржа через нее проникнет и начнет свое черное дело.

    Катодная защита кузова автомобиля от коррозии является активной. Это значит, что она функционирует постоянно, не требуя изредка какого-то обновления и восстановления.

    Примитивно говоря, автомобиль становится катодом электродной пары. В качестве плюса (анода) выступают металлические сооружения или любые другие поверхности, способные проводить ток. В частности – асфальт, если он мокрый. Проводником (очень слабым; но именно за счет слабости катодная защита становится абсолютно безопасной для окружающего мира) является воздух. Разность потенциалов весьма невелика, однако благодаря этому, окисление с кузова переключается на анод. Тот постепенно разрушается, а корпус остается целым.

    В качестве плюса питания можно использовать разные варианты. Но стоит помнить, что чем больше его площадь, тем надежнее защищен ваш автомобиль.

    Анод – гараж: Наиболее простой и эффективный плюс, если, конечно, гараж не капитальный, а металлический. Если же в нем и пол железный (или содержит металлические элементы), то защищаться будет и днище машины. Анод подключается или напрямую к плюсу аккумулятора, или в прикуриватель, если при не включенном зажигании в нем есть напряжение.

    Анод – контур заземления: Здесь основной объект защите – не корпус, а днище, которое, как известно, страдает от коррозии куда сильнее кузова. Контур создается 4 железными стержнями хотя бы в метр длиной, вбитыми по углам парковочного места и соединенными проволокой в цепь. Подключается он, опять же, через резистор.

    Анод – заземляющий хвост: Уберегает от ржавления движущееся авто. Вешается он с таким расчетом, чтобы на ходу на него попадало как можно больше воды, летящей из-под заднего колеса. Заодно хвост будет бороться со статикой – вроде того, как цепь, прицепленная сзади на бензовоз и волочащаяся по асфальту. При монтаже главное заизолировать хвост от постоянного тока и закоротить на корпус по переменному. Для этого используется RC-цепочка.

    Это специальные пластинки из металла, крепящиеся в местах, наиболее часто поражающихся ржой: на днище, на крыльях, на порогах. Защита получается локальной (не на весь корпус), зато действует и на стоянке, и в движении. Правда, поставить их придется хотя бы штук 15, но те, кто уже опробовал протекторы, говорят, работает очень действенно.

      радиус действия одного анода – четверть метра;

    ставить электрод можно только на участок с целым лакокрасочным покрытием – никаких царапин, сколов или рыжиков (см. статью «»);

    по рекомендациям производителей крепить протекторы положено исключительно электропроводной эпоксидкой – или в виде клея, или в виде шпатлевки с ней в основе. Наверное, это не обязательно. Однако, выбирая другой фиксатор, поинтересуйтесь его электропроводностью;

  • снаружи электрод не должен быть ничем покрыт. Недопустимы ни клей, ни мастика, ни краска – они являются изоляторами электричества и сведут все старания анода к нулю.
  • Катодная защита автомобиля в гараже

    Например:
    — в схемах ток стабилизируется в пределах 1-2 мА. Но сопротивление утечки массы автомобиля на землю меняется от десятков кОм, до единиц Ом в зависимости от дороги. Если машина сухая, напряжение на ней достигнет сотни вольт (если его не ограничить), если очень сырая, то этот очень маленький ток будет закорачиваться на пол гаража и минует участки коррозии. Значит, такие схемы подходят только для защиты ХРАНЯЩЕГОСЯ в гараже автомобиля при стабильных параметрах окружающей среды,

    — в качестве анодного электрода всегда предлагается использовать различные суррогатные заземления (несколько прутков в грунте, металлоконструкции, железный гараж). Что очень странно,- на них могут наводиться посторонние напряжения и защита превратится в разрушение. Более того, зачем зарывать в землю анодный электрод защиты машины? Видимо, виновата аналогия с промышленной катодной станцией. Раз там анод находится в грунте, значит, предлагается сажать на землю положительный полюс защиты машины. Но при этом забывают, что в отличие от труб газопровода, кузов машины в землю обычно не зарывают)). Чтобы заземление было эффективно, надо рассчитать площадь его действия, знать параметры грунта и т. д. Например, бетонный пол с арматурой, очевидно, сведет его действие к нулю.

    Светодиод на входе стабилизатора предназначен для индикации включенного состояния. Параллельный резистору на 5,1 Ом светодиод загорается при малом напряжении между катодом и анодом. Это несрочная сигнализация, напоминающая о необходимости найти причину увеличения тока защиты (не коротнуло ли что-нибудь). Напряжения и гасящие сопротивления могут, наверное, быть разными. Главное- применение двухступенчатой подачи катодного напряжения и близкорасположенного анода. Это должно обеспечить малую зависимость процесса защиты от температуры, влажности и загрязнения кузова автомобиля.

    Катодная защита автомобиля

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

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

    Суть катодной защиты

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

    Напыляемая звукоизоляция коррозии

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

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

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

    Что такое коррозия железа

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

    Коррозия кузова автомобиля

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

    Возможности предотвратить коррозию

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

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

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

    Антикоррозийная обработка автомобиля

    Электрохимические технологии защиты можно разделить на две технологии:

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

    Рассмотрим каждый из способов.

    Как выбрать анод

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

    Металлический гараж

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

    Контур заземления

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

    Металлизированный резиновый хвост с эффектом заземления

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

    Защитные электроды-протекторы

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

    Как смонтировать защиту

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

    Электронная антикоррозийная защита авто

    Размещают электроды в наиболее уязвимых для атмосферной коррозии местах:

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

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

    Какие приборы используются

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

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

    Как сделать устройство для катодной защиты самому

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

    Катодная защита кузова (схема)

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

    Отзывы об эффективности катодной защиты

    Сообщения пользователей приборов дают разные оценки.

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

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

    Другие способы защиты

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

    Анодная методика

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

    Анодная защита авто от коррозии

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

    Оцинковка кузова

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

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

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

    Грунтовки и лакокрасочные материалы

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

    Читать еще:  Что делать, если не работает спидометр на ВАЗ-2109

    Нанесение лакокрасочных материалов

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

    Ламинирование

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

    Жидкое стекло

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

    Керамика жидкое стекло для авто

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

    Работа с днищем

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

    Работа с днищем авто

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

    Как раз и навсегда защитить кузов авто от коррозии

    Общество потребления, а нас с вами таковым считают и всячески взращивают, должно потреблять. А значит, человечеству не видать надежных вещей, бытовой техники и машин, которые бы не портились, не ломались и не гнили. Безотказным должен быть только автомат «Калашникова». Остальное, отслужив гарантийный срок, обязано ломаться, чтобы шли продажи комплектующих, и стимулировалось желание конечного потребителя постоянно обновлять свой парк товаров, техники и вещей. На этом строится практически весь бизнес. И автомобильное направление — не исключение, а даже локомотив такого подхода.

    Возьмем, для примера, антикоррозийную обработку. Нам рассказывают о различных ее видах, о новых покрытиях, более толстых слоях и инновационных технологиях нанесения. Но в конечном итоге, все это топтание на месте. Новоиспеченные автовладельцы получают на свои автомобили гарантию 5—7 лет от сквозной коррозии, которую, из-за тонкого слоя краски и способов обработки кузова может не хватить и на три. А все потому, что нержавеющие автомобили невыгодны производителям. Если все будут ездить на неубиваемых машинах, то гигантские концерны долго не протянут — им попросту не на что будет содержать громадные заводы, многотысячные штаты рабочих, дилеров и другого персонала из-за медленного обновление парка автомобилей.

    А значит, и незачем защищать кузова машин так, будто это последний бастион. Не нужно использовать все известные методы. Лучше навешать потребителю лапши про то, что ненадолго сохраняют свежесть кузова, преподнося все это, как манну небесную и лучшее, что может быть на этом свете среди передовых технологий. А между тем, все давно уже придумано и широко используется. Например, катодная защита от коррозии.

    Ведь не секрет что метод катодной защиты используется для купирования коррозии трубопроводов, важных стальных конструкций или морских судов. Его так же успешно можно перенести и в мир автомобилей. Всего-то нужно подать на кузов отрицательный, относительно земли, потенциал. А дальше физика все сделает сама.

    Мокрые колеса, при наличии растворенных в воде солей, проводят электрический ток, и цепь замыкается, вызывая электролиз тех самых солей. А по закону электролиза металлический электрод с отрицательным потенциалом (катод) будет восстанавливаться, а тот, что с положительным (анод) — разрушаться или попросту ржаветь. Иными словами, кузов автомобиля станет вечным, а менять придется только лишь элемент, выполняющий роль «положительного электрода» (цинковых пластин). Разумеется при наличии исправного источника питания системы катодной антикоррозийной защиты, ее правильной установки и надлежащего качества.

    Электрохимическая защита – надежная методика в борьбе с коррозией

    Электрохимическая защита конструкций из металла от коррозионных проявлений базируется на наложении на предохраняемое изделие отрицательного потенциала. Высокий уровень эффективности она демонстрирует в тех случаях, когда металлоконструкции подвергаются активному электрохимическому разрушению.

    1 Суть антикоррозионной электрохимической защиты

    Любая конструкция из металла с течением времени начинает разрушаться в результате коррозионного воздействия. По этой причине металлические поверхности перед эксплуатацией в обязательном порядке покрывают специальными составами, состоящими из различных неорганических и органических элементов. Такие материалы в течение определенного периода надежно предохраняют металл от окисления (ржавления). Но через некоторое время их необходимо обновлять (наносить новые составы).

    Тогда, когда защитный слой не удается возобновить, защита от коррозии трубопроводов, кузова автомобиля и других конструкций выполняется при помощи электрохимической методики. Она незаменима для предохранения от ржавления резервуаров и емкостей, работающих под землей, днищ морских кораблей, разнообразных подземных коммуникаций, когда потенциал коррозии (ее называют свободной) находится в зоне перепассивации основного металла изделия или активного его растворения.

    Суть электрохимической защиты заключается в том, что к конструкции из металла подключают извне постоянный электроток, который формирует на поверхности металлоконструкции поляризацию катодного типа электродов микрогальванопар. В итоге на металлической поверхности наблюдается преобразование анодных областей в катодные. После такого превращения негативное влияние среды воспринимает анод, а не сам материал, из которого изготовлено защищаемое изделие.

    Электрохимическая защита может быть либо катодной, либо анодной. При катодной потенциал металла смещается в отрицательную сторону, при анодной – в положительную.

    2 Катодная электрозащита – как она действует?

    Механизм процесса, если разобраться в нем, достаточно прост. Погруженный в электролитический раствор металл является системой с большим количеством электронов, которая включает в себя разделенные в пространстве катодные и анодные зоны, электрически замкнутые друг с другом. Подобное положение вещей обусловлено гетерогенной электрохимической структурой металлических изделий (например, подземных трубопроводов). Коррозионные проявления образуются на анодных областях металла из-за его ионизации.

    При присоединении материала с большим потенциалом (отрицательным) к основному металлу, находящемуся в электролите, наблюдается образование общего катода за счет процесса поляризации катодных и анодных зон. Под большим потенциалом при этом понимают такую его величину, которая превосходит потенциал анодной реакции. В сформированной гальванопаре материал с малым потенциалом электрода растворяется, что приводит к приостановке коррозии (так как ионы предохраняемого металлического изделия не могут попадать в раствор).

    Требуемый для защиты кузова автомобиля, подземных резервуаров и трубопроводов, днищ кораблей электрический ток может поступать от внешнего источника, а не только от функционирования микрогальванической пары. В подобной ситуации предохраняемая конструкция подключается к «минусу» источника электротока. Анод же, сделанный из материалов с малой степенью растворимости, подсоединяют к «плюсу» системы.

    Если ток получают только от гальванопар, говорят о процессе с расходуемыми анодами. А при использовании тока от внешнего источника речь идет уже о защите трубопроводов, деталей транспортных и водных средств при помощи наложенного тока. Применение любой из этих схем обеспечивает качественную защиту объекта от общего коррозионного распада и от ряда особых его вариантов (селективная, питтинговая, растрескивающая, межкристаллитная, контактная виды коррозии).

    3 Как работает анодная методика?

    Данная электрохимическая методика предохранения металлов от коррозии применяется для конструкций из:

    • углеродистых сталей;
    • пассивирующихся разнородных материалов;
    • высоколегированных и нержавеющих сталей;
    • титановых сплавов.

    Анодная схема предполагает смещение потенциала предохраняемой стали в положительную сторону. Причем этот процесс ведется до тех пор, пока система не входит в устойчиво пассивное состояние. Такая защита от коррозии возможна в средах, хорошо проводящих электрический ток. Преимущество анодной методики состоит в том, что она существенно замедляет скорость окисления защищаемых поверхностей.

    Кроме того, подобная защита может осуществляться посредством насыщения специальными компонентами-окислителями (нитраты, бихроматы и другие) коррозионной среды. В этом случае ее механизм примерно идентичен традиционному методу анодной поляризации металлов. Окислители значительно увеличивают на поверхности стали эффект от катодного процесса, но они обычно негативно влияют на окружающую среду, выбрасывая в нее агрессивные элементы.

    Анодная защита используется реже, чем катодная, так как к предохраняемому объекту выдвигается множество специфических требований (например, безупречное качество сварных швов трубопроводов или кузова автомобиля, постоянное нахождение электродов в растворе и пр.). Катоды при анодной технологии располагают по строго определенной схеме, которая принимает во внимание все особенности металлоконструкции.

    Для анодной методики используются малорастворимые элементы (из них делают катоды) – платину, никель, нержавеющие высоколегированные сплавы, свинец, тантал. Сама же установка для такой защиты от коррозии состоит из следующих компонентов:

    • защищаемая конструкция;
    • источник тока;
    • катод;
    • специальный электрод сравнения.

    Допускается применять анодную защиту для емкостей, где хранятся минеральные удобрения, аммиачные составы, серная кислота, для цилиндрических установок и теплообменников, эксплуатируемых на химических предприятиях, для резервуаров, в которых выполняют химическое никелирование.

    4 Особенности протекторной защиты стали и металла

    Достаточно часто применяемым вариантом катодной защиты является технология использования специальных материалов-протекторов. При подобной методике электроотрицательный металл подсоединяется к конструкции. На протяжении заданного временного промежутка коррозия воздействует именно на протектор, а не на предохраняемый объект. После того, как протектор разрушается до определенного уровня, вместо него ставят нового «защитника».

    Протекторная электрохимическая защита рекомендована для обработки объектов, находящихся в грунте, воздухе, воде (то есть в нейтральных с точки зрения химии средах). При этом эффективной она будет лишь тогда, когда между средой и материалом-протектором имеется некоторое переходное сопротивление (его величина варьируется, но в любом случае является небольшой).

    На практике протекторы используют при экономической нецелесообразности либо физической невозможности подвести требуемый заряд электрического тока к объекту из стали или металла. Стоит отдельно отметить тот факт, что защитные материалы характеризуются определенным радиусом, на который распространяется их положительное действие. По этой причине следует правильно высчитывать дистанцию для удаления их от металлоконструкции.

    • Магниевые. Применяются в средах с рН 9,5–10,5 единиц (земля, пресная и малосоленая вода). Производятся из сплавов на основе магния с дополнительным легированием алюминием (не более 6–7 %) и цинком (до 5 %). Для экологии такие протекторы, защищающие объекты от коррозии, потенциально небезопасны из-за того, что они могут стать причиной растрескивания и водородного охрупчивания металлических изделий.
    • Цинковые. Данные «защитники» незаменимы для конструкций, функционирующих в воде с большим содержанием соли. В других средах применять их нет смысла, так как на их поверхности появляются гидроксиды и оксиды в виде толстой пленки. В составе протекторов на базе цинка имеются незначительные (до 0,5 %) добавки железа, свинца, кадмия, алюминия и некоторых других химических элементов.
    • Алюминиевые. Их используют в морской проточной воде и на объектах, находящихся на прибрежном шельфе. В алюминиевых протекторах имеется магний (около 5 %) и цинк (около 8%), а также в очень малых количествах таллий, кадмий, кремний, индий.

    Кроме того, иногда применяются железные протекторы, которые производят из железа без каких-либо добавок либо из обычных углеродистых сталей.

    5 Как выполняется катодная схема?

    Температурные перепады и ультрафиолетовые лучи наносят серьезный вред всем внешним узлам и составным частям транспортных средств. Защита кузова автомобиля и некоторых других его элементов от коррозии электрохимическими методами признается весьма эффективным способом продления идеального внешнего вида машины.

    Принцип действия такой защиты ничем не отличается от схемы, описанной выше. При предохранении от ржавления кузова автомобиля функцию анода может выполнить почти любая поверхность, которая способна качественно проводить электроток (влажное покрытие автодороги, металлические пластины, сооружения из стали). Катодом при этом является непосредственно корпус транспортного средства.

    Элементарные способы электрохимической защиты кузова автомобиля:

    1. Подключаем через монтажный провод и дополнительный резистор к плюсу АКБ корпус гаража, в котором стоит машина. Данная защита от коррозии кузова автомобиля особенно продуктивна в летний период, когда в автогараже присутствует парниковый эффект. Этот эффект как раз и предохраняет наружные части авто от окисления.
    2. Монтируем специальный заземляющий металлизированный «хвост» из резины в задней части транспортного средства так, чтобы на него во время движения в дождливую погоду попадали капли влаги. При высокой влажности между автотрассой и кузовом автомобиля образуется разность потенциалов, которая и предохраняет наружные части ТС от окисления.

    Также защита кузова автомобиля осуществляется при помощи протекторов. Их крепят на порогах машины, на днище, под крыльями. Протекторами в данном случае являются небольшие пластинки из платины, магнетита, карбоксила, графита (неразрушающиеся с течением времени аноды), а также из алюминия и «нержавейки» (их следует менять каждый несколько лет).

    6 Нюансы антикоррозионной защиты трубопроводов

    Системы труб в настоящее время защищаются посредством дренажной и катодной электрохимической методики. При предохранении трубопроводов от коррозии по катодной схеме используются:

    • Внешние источники тока. Их плюс подключат к анодному заземлению, а минус – к самой трубе.
    • Аноды-защитники, использующие ток от гальванических пар.

    Катодная методика предполагает поляризацию предохраняемой стальной поверхности. При этом осуществляется подключение подземных трубопроводов к «минусу» комплекса катодной защиты (по сути, он представляет собой источник тока). «Плюс» подключают к добавочному внешнему электроду при помощи специального кабеля, который изготавливается из проводящей резины или графита. Данная схема позволяет получать электроцепь замкнутого типа, включающую в себя следующие компоненты:

    • электрод (наружный);
    • электролит, находящийся в почве, где выполнена прокладка трубопроводов;
    • непосредственно трубы;
    • кабель (катодный);
    • источник тока;
    • кабель (анодный).

    Для протекторной защиты трубопроводов применяют материалы на основе алюминий, магния и цинка, коэффициент полезного действия которых равняется 90 % при использовании протекторов на базе алюминия и цинка и 50 % для протекторов из магниевых сплавов и чистого магния.

    Для дренажной защиты систем труб применяется технология отвода в грунт блуждающих токов. Существует четыре варианта дренажной антикоррозионной защиты трубопроводов – поляризованный, земляной, усиленный и прямой. При прямом и поляризованном дренаже между «минусом» блуждающих токов и трубой ставят перемычки. Для земляной защитной схемы необходимо произвести посредством добавочных электродов заземление. А при усиленном дренаже трубных систем в цепь добавляют преобразователь, который необходим для повышения величины дренажного тока.

    Катодная защита автомобиля от коррозии

    Проблема коррозии существует во всех автомобилях. И ее причина заключается в том, что производители применяют для изготовления корпусов автомобилей сталь, которая, будем откровенно говорить, не самого лучшего качества в плане устойчивости коррозии. И производителей в этом смысле вполне можно понять.

    Если они будут использовать металл с легирующими добавками, которые будут противостоять коррозии, пропадает главное свойство металла, которое так важно производителям: металл перестанет качественно соединяться при помощи сварочной технологии. Поэтому и применяются обычные листы из конструкционной стали.

    Кроме этого если делать автомобиль из более дорогой легированной стали, цена автомобиля, учитывая и другую технологию сборки кузовов, взлетит до космических высот. Ну и кому это нужно? Проще попытаться защитить корпус автомобиля при помощи различных покрытий, включая лакокрасочное, а также покрытие цинком при помощи гальваники.

    Но лакокрасочное покрытие полностью не снижает риск начала коррозии. В результате различных ударов, деформаций покрытие трескается, откалывается. Кроме того, под слоем покрытия могут оставаться маленькие пузырьки воздуха, где в результате конденсации появляется влага. И все – процесс коррозии запустился. Но есть вариант, когда коррозионные процессы можно замедлить – это катодная защита автомобиля от коррозии.

    Принцип такой защиты известен достаточно давно и в двух словах заключается в следующем: отрицательный заряд должен быть подключен к участку, который нужно защищать от коррозии.

    На корпусе автомобиля крепятся специальные электроды, которые и будут являться катодами. При расчете количества электродов, нужно пользоваться простой пропорцией: один электрод способен защитить площадь кузова, представляющий круг диаметром в 0,7 м.

    Электроды могут быть сделаны из самых разных материалов (разрушаемых и нет). У разрушаемых электродов есть определенный срок службы, который зависит от материала, из которого сделан электрод.

    Система из защитных электродов подключается к специальному блоку, который дает напряжение 0,1-0,2 В. Блок электроники устанавливается внутри салона и подключается к аккумулятору. Блок не только преобразует напряжение и силу тока, но и еще снабжен индикаций, которая подаст сигнал в случае возникновения короткого замыкания.

    Сами электроды представляют собой пластинки из металла площадью 5-10 квадратных сантиметров. Пластинки нужно монтировать в самые проблемные места. Катодная защита автомобиля от коррозии должна устанавливаться с обязательным соблюдением следующих правил:

    • Защитные электроды нужно устанавливать только в те места, где есть лакокрасочное покрытие.

    • Для того чтобы установить электроды применяется шпаклевка на основе эпоксидной смолы или так называемая «холодная сварка», которая тоже имеет в своем составе эпоксидную смолу.

    • Гладкую сторону электродов (там, где отсутствует пайка) нельзя покрывать любым покрытием, которое не проводит электрический ток.

    • Даже при выключенном зажигании система должна быть подключена к аккумулятору, чтобы процесс защиты был непрерывным.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector