xn—-7sbgjfsnhxbk7a.xn--p1ai

Что такое катодная защита автомобиля и как она действует

Вряд ли стоит спорить с утверждением о том, что главной проблемой и самым распространённым заболеванием практически каждого автомобиля выступает именно коррозия или ржавчина.

Первые признаки процесса коррозии проявляются на всех автомобилях. Разница только во времени. Более дешёвые машины начинают ржаветь раньше, а качественные и дорогостоящие образцы способны выдержать несколько дольше. Эксперты считают наиболее защищёнными от воздействия коррозии современные японские модели.

Но всё равно они постепенно будут покрываться этими неприятными и опасными пятнами оранжевого цвета. Чтобы избавиться от рыжих участков, требуется потратить много времени и денег.

Против коррозии разработано достаточно большое количество различных средств, способом и методов. Одним из самых эффективных решений считается катодная защита. Только не все понимают, что это такое и как работает. Если вас беспокоит проблема коррозии, которая в ближайшее время может затронуть ваш автомобиль, в особенностях катодной защиты лучше начать разбираться уже сейчас, и в самые кротчайшие сроки установить её. Причём сделать это можно самостоятельно, не обращаясь за помощью в автосервисы.

Как это работает

Первым делом необходимо разобраться в принципе действия катодной защиты для автомобилей от коррозии. Это позволит понять степень эффективности решения и ответит на главный вопрос, который касается того, стоит ли вообще пробовать нечто подобное на своей машине.

Рассматриваемый метод катодной защиты является активным. Он основывается на известных электрохимических законах. Изначально подобную работу по защите металла применяли в трубопроводах и различных массивных металлических конструкциях. Принцип работы катода дал наглядно понять, что метод работает. А потому его успешно переняли представители других сфер производства, и начали активно использовать в автомобилестроении.

Защита основывается на окислительно-восстановительных реакциях, которые протекают на кузове автотранспортного средства. Чтобы обезопасить металл машины, на металлическую поверхность устанавливается специальный элемент с отрицательно заряженным зарядом. Дополнительно применяется так называемый сдвиг потенциала. Его реализуют одним из 2 способов. А именно:

• за счёт применения внешнего тока;
• путём использования протекторного анода.

Во втором случае катод соединяют с защитным анодом. При этом его конструкция предусматривает применение металла, который отличается более высоким показателем электроотрицательности, нежели металл кузова самого автотранспортного средства.

Принцип работы базируется на слабом электрическом токе, проходящем через увлажнённый воздух от машины к окружающим её предметам. Это позволяет кузову, который имеет низкую электроотрицательность, восстанавливаться за счёт процесс окисления металла, имеющего более высокую электроотрицательность.

Отсюда становится понятным обозначение защитных пластин, которые автомобилисты часто называют жертвенными анодами. Процесс образования ржавчины перетекает с кузова на закреплённый защитный элемент. Это можно считать эффектом самопожертвования, когда пластина разрушается, принимая на себя коррозийный удар, изначально направленный на саму машину. Аноды разрушаются, что позволяет кузову автомобиля восстанавливаться.

Чтобы организовать подобную защиту и обеспечить высокий уровень эффективности, требуется внимательно подходить к этому вопросу, детально изучать теоретическую часть, а также в строгой последовательности выполнять работу по установке. Современному автомобилисту лезть в учебники по химии и физике вовсе не обязательно. Производители сделали основную часть работы. Потому автовладельцу остаётся только правильно установить элемент. Сделать это не так уж и сложно.

Но важно понимать, что создание слишком большого сдвига потенциала может привести к абсолютно обратному эффекту. То есть коррозия ускорится, и ситуация значительно усугубится. В итоге кузов быстро покроется ржавчиной, на удаление и восстановление которых потребуется внушительная сумма денег.

Если сдвиг потенциала оказывается выше необходимых значений, активизируется процесс выделения водорода. Параллельно меняется состав слоя электрода, начинается деградация покрытия транспортного средства и образуются столь нелюбимые всеми следы ржавчины. Они охватывают солидную площадь кузова, что ведёт в итоге к большим затратам.

Компоненты защиты

Далее следует рассказать о составных частях катодной защиты автомобильного кузова от коррозии. Это те элементы, без которых ничего работать попросту не будет.

Если детально понять устройство катодной защиты от коррозии, которая применяется для кузова автомобиля, это позволит автомобилистам правильно её использовать и устанавливать на собственное транспортное средство.

В итоге защита состоит из:

• катода;
• анода;
• тока.

Каждый из компонентов выполняет свою особенную роль.

Аноды и катоды

В действительности какого-то специального отдельного катода в составе схемы электрохимической защиты нет, поскольку его роль выполняет непосредственно сам кузов автотранспортного средства. Именно автомобиль является катодом и позиционируется в схеме как минус.

Что же касается анода, то тут применяют различные конструкции и элементы на основе металла. Что используются пластины, металлические изделия и прочие поверхности, главной отличительной чертой которых является способность проводить электроток. Теоретически сюда можно отнести даже промокший от дождя асфальт.

Если на автомобиле будет отсутствовать один из этих элементов электрохимической защиты, ничего не сможет функционировать. А потому предотвратить возникновение и распространение коррозии по кузову автомобиля не удастся.

Особое внимание стоит уделить вопросу разности потенциалов. У различных специалистов есть своё мнение на этот счёт. Они говорят о разности потенциалов и степени защиты, которая непосредственно зависит и определяется этим параметров.

Металл кузова якобы защищается полноценно от ржавчины в тех ситуациях, когда величина потенциалов составляет порядка 0,1-0,2 В. Но это условное значение, которое нельзя считать абсолютно справедливым и единственно верным.

На практике расстояние между катодом и анодом может составлять от нескольких сантиметров вплоть до нескольких метров. Но чем больше указанное расстояние между двумя электродами, тем выше параметры разница потенциалов должны быть. Плюс воздух не сможет проводить ток с небольшим показателем напряжения, что требует иметь разницу потенциалов на уровне 1 киловольта.

А вот что действительно важно в этом вопросе влияния на эффективность антикоррозийной защиты автомобиля, так это площадь, которую имеет установленный анод. Чем большую площадь получит этот составной элемент схемы, тем активнее сможет проявлять себя в работе катодная защита. Потому эксперты рекомендуют выбирать более внушительные аноды, монтируемые на авто, чтобы реально обезопасить машину от образования ржавчины и её активного распространения по всему кузову.

Ток

Также в схеме защиты особую роль отводят электрическому току. Тут важно понимать, что для эффективной работы катодного протектора не требуется наличие тока непосредственно между электродами, то есть катодом и анодом. Даже когда определённая сила электротока будет возникать, её стоит воспринимать исключительно как побочный эффект.

Подобный ток между элементами защиты порой образуется в результате намокания анода, колёс автомобиля и пр. И проявляется электроток на аккумуляторе, что позволяет батарее разряжаться с большей скоростью, нежели это происходит обычно.

Чтобы монтаж катодной защиты на автотранспортное средство не наносил никакого вреда для самого авто, а только обеспечивалась надёжная протекция против коррозии, нужно в обязательном порядке соединить анод и бортовую систему. Делается это с помощью такого простого и дешёвого приспособления как добавочный резистор.

Используя этот резистор, удастся ограничить эффект быстрого разряжения аккумуляторной батареи в ситуациях, когда анод окажется замкнутым на катоде, то есть кузове машины. Обычно подобные ситуации возникают по причине того, что схему собрали неправильно. Это ведёт к быстрому износу анода и потере его эффективности. Вплоть до полного окисления с последующим разложением.

Если вы не уверены в собственных силах и возможностях, а также плохо разбираетесь в теории электрохимических процессов, вопрос установки лучше доверить квалифицированным специалистам. Или хотя бы проконсультируйтесь с ними, дабы не допустить ошибок.

Рекомендации по выбору анода

Поскольку катод выбирать нет необходимости, то основное внимание автомобилистов уделяют именно покупке подходящего анода.

Чтобы создать качественную, эффективную и безопасную электрохимическую защиту, требуется соответствующий анод. Всего есть несколько вариантов реализации схемы, каждый из которых обладает своими определёнными нюансами.

Потому стоит отдельно рассмотреть наиболее распространённые аноды и рекомендации по их использованию.

Гаражи из металла

Считается достаточно простым, доступным, из-за чего и очень распространённым вариантом для получения эффективного анода.

Суть заключается в использовании металлического бокса, где будет храниться транспортное средство. Не обязательно, чтобы пол был полностью железным. Порой достаточно наличия открытой металлической арматуры, которой хватает для создания условий качественной антикоррозийной защиты. Летом эффективность протекции повышается, что объясняется активно протекающим парниковым эффектом.

Чтобы организовать защиту с помощью подобного анода, автовладельцу потребуется металлическое сооружение. Его металл соединяют с плюсом аккумуляторной батареи. При этом батарею следует устанавливать на машину через резистор или монтажный провод. В качестве плюса также подойдёт прикуриватель. Но такое возможно лишь при условии, что после отключения зажигания в прикуривателе останется напряжение.

Контур для заземления

Также можно применять контур заземления. При его выборе действия со стороны автовладельца будут фактически аналогичными тем, которые применяются при использовании металлического корпуса гаража.

Но тут важно понимать, что основная антикоррозийная протекция будет направлена именно на днище, в то время как остальные компоненты автомобиля окажутся менее защищёнными.

Чтобы это исправить, можно провести определённые доработки схему. В землю по периметру стоящего автомобиля вбивается 4 стержня из металла. Их объединяют между собой, используя обычную проволоку из металла. Далее выполняется аналогичный способ подключения, как и в случае с использованием металлического гаража.

Специальный хвост

Их вы можете довольно часто встретить на разных автомобилях. Причём применяются эти металлизированные хвосты на основе резины достаточно давно. Они отличаются наличием эффекта заземления, что и позволяет создавать соответствующую протекцию.

В плане организации катодной защиты установка хвоста считается наиболее простым вариантом. При этом эффективность метода ничуть не меньше, чем у альтернативных способов протекции от коррозии. Хвосты способствуют эффективной антикоррозийной защите в процессе эксплуатации транспортного средства.

Когда наблюдается повышенный уровень влажности воздуха, образуется разность потенциалов между самим транспортным средством и непосредственно дорожным покрытием. В теории при такой ситуации коррозия начинает ещё интенсивнее воздействовать на кузов, постепенно разрушая металлические элементы.

Но тут большую роль играет именно наличие металлизированного хвоста. С его помощью удаётся повысить эффективность воздействия катодной защиты, то есть наблюдается обратный результат, и машина оказывается под надёжной защитой во время движения.

При этом хвост обязательно монтируется только в задней части автотранспортного средства. Тут необходимо, чтобы на хвостовик из резины с металлическими вставками и эффектом заземления попадала влага от брызг, возникающих при вращении задних автомобильных колёс.

Не стоит забывать о дополнительных функциях металлизированного хвоста. Такое довольно простое приспособление также выполняет роль антистатического компонента.

Крайне важно правильно установить хвост на своём автомобиле. Если по переменному току, то хвост закорачивают на корпус, а если по постоянному, тогда в изолированном положении относительно автомобильного корпуса. Для подключения используют RC цепочку. Она служит как элементарный частотный фильтр.

Проекторы-электроды

В качестве отдельно рассматриваемого анода выступает специальный электрод с протекторными функциями. Фактически это обычные металлические пластины определённой формы и размеров, которые монтируются на автомобиль.

Чтобы установить такие пластины или электроды-протекторы, требуется выбирать наиболее уязвимые и подверженные возможному воздействию коррозии участки кузова автотранспортного средства. Потому чаще всего для таких целей применяются зоны крыльев, пороги и днище машины.

Если говорить про принцип действия, то никаких существенных отличий в этом плане от остальных рассмотренных ранее способов организации анода протекторы-электроды не имеют.

Но здесь есть один важный момент. Дело всё в том, что подобные протекторные металлические пластины осуществляют непрерывную работу, то есть они воздействуют на металл и защищают его от коррозии постоянно без каких-либо перерывов. Тут не имеет никакого значения, находится машина в движении или стоит на месте. Также не влияет на работоспособность текущие показатели влажности воздуха, что даёт электродам-протекторам неоспоримое преимущество перед всеми конкурирующими анодами.

Чтобы грамотно и правильно организовать качественную защиту кузова своего автомобиля от негативного и во многом пагубного воздействия коррозии с помощью электродов-протекторов, требуется затратить достаточно много времени и усилий. Действительно эффективная защита достигается путём установки минимум 15 пластин на разные участки. Но затраты по времени и силам себя оправдывают полностью. Это позволяет существенно продлить срок службы транспортного средства, и предотвратить сложные ремонтно-восстановительные работы, обусловленные разрушениями, которые были спровоцированы ржавчиной.

Планируя установку электродов-протекторов, стоит особое внимание уделить используемым материалам. В зависимости из сырья, на основе которого производятся элементы, их делят на 2 большие группы.

1. Разрушающиеся. Это электроды, выполненные в виде металлических пластин, и предназначенные для временного использования. С течением времени материал будет разрушаться, что потребует от автовладельца замены протекторов. Достаточно качественные разрушающиеся электроды могут прослужить 4-5 лет. В качестве сырья для их изготовления обычно используется нержавеющая сталь или металл. Их характеристики и ограниченный срок службы позволяет сделать такие электроды-протекторы финансово более доступными. Если не смотреть на срок службы, элементы работают качественно и справляются с поставленными задачами.
2. Неразрушающиеся. Подобные протекторы служат значительно дольше. Но за увеличенный интервал эксплуатации приходится платить. По цене они превосходят разрушающиеся аналоги электродов-протекторов в несколько раз. Объяснить это можно не только сроком службы, но и используемыми материалами. Тут сырьём для производства протекторов не разрушающегося типа применяют платину, графит, карбоксил, магнетит и прочие дорогостоящие материалы.

Стоит ли переплачивать за материал и срок службы, каждый решает сам. Но поскольку сама процедура достаточно длительная и сложная в плане исполнения, порой действительно есть смысл переплатить, но установить на весь срок службы автомобиля именно не разрушающиеся протекторы.

Рекомендации по установке

Поскольку теперь схема работы катодной антикоррозийной защиты для автомобиля вам понятна, и все прекрасно понимают её функции и задачи, стоит задуматься над вопросом установки.

Чтобы эффективно и своевременно бороться со ржавчиной или против коррозии, образующейся на машинах, требуется качественная катодная защита для вашего автомобиля. При этом её вполне реально установить своими руками.

Для реализации поставленной задачи нужно придерживаться нескольких простых правил.

1. Для установки выбирают наиболее слабые места автомобиля, которые начинают первыми страдать от образования коррозии. Вне зависимости от модели и марки транспортного средства, эти уязвимые участки у всех машин примерно одинаковые. К ним относят крылья, колёсные арки, днище, пороги и пр. То есть концентрировать основное внимание нужно на слабо защищённых местах, но при этом не забывать устанавливать протекторы на другие элементы кузова.
2. Выбирайте пластины круглой или прямоугольной формы. При этом рекомендуется придерживаться определённых ограничений в плане размеров. Площадь пластины не должна быть меньше 4 квадратных сантиметров. Но и покупать элементы размером более 10 квадратных сантиметров также не имеет особого смысла. Для них сложнее будет отыскать подходящее место при монтаже.
3. Приобретайте необходимое количество защитных пластин. Тут важно учитывать, что один протектор указанных размеров защищает площадь около 35 квадратных сантиметров. Это объясняет, почему на автомобили устанавливается не менее 15 протекторов.
4. Устанавливать элементы следует на лакокрасочное покрытие, используя специальный эпоксидный клей. При этом допускать прямого контакта между лакокрасочным слоем и пластиной нельзя. Эпоксидная смола должна как бы разделять их между собой.
5. Пластины монтируются таким образом, чтобы они были направлены лицевой часть навстречу водяным брызгам и агрессивной среде, которая способствует возникновению коррозии.

В остальном же никаких особых трудностей с установкой определённого количества протекторов возникать не должно.

Не лишним будет изучить рекомендации специалистов, проконсультироваться с экспертами в области антикоррозийной защиты и даже немного полистать учебники, где описываются электрохимические процессы.

Если вы сомневаетесь в выборе подходящих протекторов и не уверены в возможности самостоятельно установить пластины, обратитесь к профессионалам. Услуга не самая дорогая, но сохранивший свою целостность кузов полностью оправдывает вложенные средства.

Как утверждают опытные автомобилисты, потраченные силы, время и деньги со временем компенсируются длительным сроком службы автомобиля. Кто-то применяет только один метод протекции, другие используют одновременно несколько мер по защите от ржавчины. Действуйте на своё усмотрение. Зачастую лучше установить нужное число качественных электродов-протекторов в правильные места, нежели вместе применять альтернативные методы.

Практика показывает, что в настоящее время именно протекторы в виде пластин из специальных материалов эффективнее всего справляются с антикоррозийной защитой. Вопрос лишь в правильной установке элементов.

Лучшие цены и условия на покупку новых авто

drivertip.ru

Катодная защита кузова автомобиля

Автомобили ВАЗ классических моделей до сих пор вызывают интерес автолюбителей. Тюнинг ВАЗ-2104, ВАЗ-2101, ВАЗ-2106 до сих пор интересен их почитателям, хотя время этих машин прошло. Главная проблема любителей этих машин то, что они больше не выпускаются и надо сберечь те, которые есть.

Известно, что коррозия усиливается, если есть повышенная влажность, соль и контакт различных металлов. Раствор соли и два разных металла образуют гальванический элемент. Очень часто, замкнутый накоротко. Электрический ток усиливает разрушительное действие. Причем в паре пострадает тот металл, который химически более активен. В паре меди и железа, это будет железо.

Возможных способов защиты стальных конструкций несколько. Металл изолируют от атмосферы с помощью лакокрасочного покрытия. В конструкцию добавляют более активный металл, чем сталь: в виде цинкового покрытия или отдельного анода.

Но есть дугой способ: к стальной конструкции, которую нужно защитить подводят отрицательный потенциал от источника тока. В результате к детали притягиваются положительные ионы водорода, а отрицательные — кислорода, оказываются на катоде. Последний можно сделать из любого материала, например, дешевой углеродистой стали.

Есть немало конструкций катодной защиты, промышленного производства и самодельных. К сожалению, их авторы не всегда понимают, что требуется получить.

Взгляните на схему, на первом рисунке. Я видел ее на нескольких сайтах, именно в таком виде. Её недостатки:
 1. Резисторы R1 и R2 подключены параллельно. Нет смысла ставить два резистора, можно один, на 450 Ом.
 2. Схема делителя напряжения изображена не совсем удачно. На мой взгляд, ее стоит показать как на          рисунке 2.
 3. Светодиод не может работать вообще. Его назначение — указать факт замыкания катода на кузов. Но  попробуйте на этой схеме, соединить накоротко выход и минус. Что получится? Получится, что тока через  светодиод не будет вовсе. А при нормальной работе схемы ток недостаточен для его зажигания.
 4. На рисунке 2 я изложил эту же схему более понятно. Я определил напряжение на выходе при заданных  значениях сопротивлений. Получается, что делитель напряжения здесь вообще не особенно нужен.

Посмотрите рисунок 3. Проще придумать невозможно и не нужно. При замыкании накоротко ток составит 0,027А. Это может произойти, если нарушена изоляция между кузовом и катодом или если днище мокрое после лужи. Что приведет к разрядке аккумулятора через 2062 часа=86 дней. При этом всё напряжение будет падать на резистере. Если катод катод и кузов сухие и чистые напряжение между ними 12 вольт, но тока нет. Что мы боимся ограничивая напряжение? Водородного охрупчивания металла? Но для мягкой штамповочной  стали 08кп это не критично. Ей никогда не стать хрупкой.

 

Как можно реализовать анодную защиту на практике? Сигнальный светодиод нужен вам на приборной панели. Например, в заглушке. Там же логично расположить резистор. Питание можно взять от замка зажигания или блока предохранителей. Питание нужно подключить независимо от зажигания, но пожалуй, оно будет отключаться при снятии клемы. Протянуть провод наружу мимо рукоятки коробки передач. Далее надо протянуть провод ко всем катодам. Но так, чтобы исключить возможность обрыва провода и надежно закрепить.

Анод представляет собой пластинку из стали (черной, нержавеющей, оцинкованной – любой) приклеенную на кузов эпоксидной смолой, шпатлёвкой на ее основе или клеем холодная сварка. Я намерен на катоды распилить детали неисправного домкрата.

Вот занимательное видео о защите от коррозии

www.ladatuning.net

Защита от коррозии кузова (катодная защита).

Защита от коррозии кузова (катодная защита).   Рубрики сайта

---

Защита от коррозии кузова (катодная защита).

Теория и практика установки на автомобиль магниевых жертвенных анодов. Они разрушаются, а кузов перестает ржаветь.

Коррозия – основной враг металлоконструкций. Рассмотрим применение электрохимической протекторной защиты. Наиболее применима в настоящий момент защита методом «оцинковки». Однако этот способ при ремонте сложно применим и дорогостоящ, и вообще не применим к готовым покрашенным конструкциям. Интерес вызвал катодно-протекторный способ защиты с «жертвенными» анодами. К готовой конструкции прикрепляем эти аноды и коррозируют они, а конструкция перестаёт ржаветь. Способ издавна применяют в судостроении.
Сначала немного теории:
Коррозия ни что иное как электрохимическая реакция на поверхности металлоконструкции. Электрохимическая защита, должна создать на поверхности защищаемой конструкции электрический потенциал препятствующий этой реакции. Оптимальный защитный потенциал для металлоконструкции из низколегированной стали 0,85В при выходе из диапазона от 0,75 до 1,05В, начинается коррозия (ориентировочная плотность тока защиты 0,04А/м2), повышение потенциала выше 1,05В приведет к отслоению лакокрасочного покрытия. По сути, управляем направление движения электронов. Необходимо обеспечит направление от «жертвенного» анода к защищаемой металлоконструкции. Из чего сделать «жертвенный» анод? Рассмотрим электрохимический ряд активности доступных металлов:

-2,372В – магний

-1,700В – алюминий

-0,763В – цинк

-0,441В – железо

+0,522В – медь

Следовательно:

1. Медные детали на металлоконструкции недопустимы (например медные трубки тормозных магистралей)! Сдвигают электрический потенциал конструкции в положительную область и «жертвенным» анодом становится сама металлоконструкция.
2. Цинк – хороший вариант при покрытии большими площадями, но из-за небольшой разницы в электрохимическом потенциале с железом плохо применим в качестве «жертвенного» анода в протекторной защите на воздухе. Т.е. хорош в качестве покрытия, но слаб для точечного применения.
3. Остаётся алюминий и магний. (Получается, что алюминиевые силовые конструкции, например вытяжные заклёпки, не стоит применять в стальных металлоконструкциях в агрессивных средах.) Магний значительно активнее и следовательно более предпочтителен для «жертвенного» анода.

---

Инструменты:

электростамеска

ножовка по металлу

дрель

Материалы:

магниевый анод для водогрейных котлов (продаётся в магазинах сантехники)

резиновые прокладки для водопроводных кранов

самозасверливающиеся саморезы по металлу

---

Порядок выполнения работ:

1. Материалы, которые будем использовать:

   
   

2. Нарезаем магниевый анод дольками по 5-6 мм и сверлим отверстие под саморез.

   
   

3. Собираем комплекты “жертвенных” анодов из расчета 6 на один борт.

   
   

4. Устанавливаем аноды под порогами автомобиля:

   
   

5. Прошел год:

   Насколько снизилась коррозия сказать сложно, но через год эксплуатации аноды частично разрушились (похоже еще год выдержат и под замену):
   

---

Ссылки по теме

1. Электрохимический ряд активности металлов.
2. Катодная защита.
3. Схемы размещения протекторов ‘Анодъ’ на автотранспорте.

---

Комментарии к статье:

 

foler.ru

Катодная защита автомобиля от коррозии

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, использлована 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.

sqezo.ru

Катодная защита автомобиля | AvtoCarNews.com

Май 29 • Советы от Петровича • 3457 Просмотров • Комментариев к записи Катодная защита автомобиля от коррозии нет

Загрузка…

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

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!

Интересное в Сети

Рекомендуем к прочтению

« Что делать с авто после ДТП — автовыкуп Автомобили Porsche под микроскопом »

www.avtocarnews.com