Методы защиты кузова от коррозии и применяемые антикоррозионные средства

Для борьбы с коррозией принимают разнообразные меры, учитывающие особенности не только самого металла, но и условий его эксплуатации.

Все используемые в практике методы защиты от коррозии можно классифицировать по характеру их воздействия на: металл, коррозионную среду, конструкцию изделия.

К числу методов противокоррозионного воздействия на металл можно отнести: коррозионное легирование, термообработку, покрытия (металлические, неорганические, органические), применение ингибиторов коррозии и специальных защитных смазок, электрохимическая защита.

Очень важен правильный учёт различных конструктивных факторов, которые могут оказать существенное влияние на степень защищённости металлоизделий. При контакте с другим металлом возникает опасность контактной коррозии металлов, существенно отличающихся по величине потенциалов. При контакте с неметаллами – войлок, асбест, древесина, которые удерживают влагу, возникновению очагов коррозии начинает возрастать.

Полимерные материалы также при старении выделяют коррозионно активные агенты. Для предотвращения скопления влаги в различных элементах конструкции необходимо предусмотреть возможность проветривания полостей, опасные в коррозионном отношении щели и зазоры требуется обрабатывать изолирующими составами, избегать углублений, канавок, пазов, где может скапливаться влага.

По характеру соединения элементов конструкции сварка предпочтительней клёпаных и болтовых соединений, т.к. исключено образование пор, зазоров и т.д., опасны внутренние напряжения металла, т.к. приводят к возникновению разности потенциалов и возникновению электрохимической коррозии.

При конструировании автомобилей необходимо учитывать возможность нанесения и возобновления различных защитных покрытий в процессе эксплуатации.

Одним из наиболее эффективных средств, предупреждения коррозии при эксплуатации автомобиля, является мойка, позволяющая обнаружить очаги коррозии на ранней стадии их развития, удалить дорожно-солевые смеси с элементов кузова.

Установлено, что применение при мойке ингибитора коррозии даёт её снижение на 47% и более. Особенно эффективным оказалось применение ингибитора для сваренных швов и участков с повреждённым покрытием.

Большое значение при хранении и эксплуатации автомобилей имеет герметизация и уход за внутренними полостями кузова, используя специальные консервационные материалы.

В целях защиты от коррозии металл кузовов современных автомобилей покрывается односторонним или двухсторонним слоем цинка. Сталь начинает окисляться лишь тогда, когда защитный слой цинка полностью окислился.

Однако во время проведения точечной сварки при изготовлении кузова в местах сварки тонкий слой цинка сгорает, в то же время оголенная сталь образует в местах сварки гальванический элемент с цинком, что приводит к коррозии металла кузова.

Исследования защитной спо­собности заводских покрытий эксперты коррозии автомобилей из института коррозии (Швеция) и практический опыт показывают, что после трех лет эксплуатации следы коррозии можно обнаружить на всех автомобилях, независимо от фирмы производителя. Эти факты свидетельствуют о том, что в процессе эксплуатации автомобиля необходимо проводить противокоррозионную обработку кузова.

Факторы, влияющие на скорость коррозии металла под защитным покрытием, многочисленны и раз­нообразны: повреждения дорож­ными абразивными выбросами, воздействие воды и соли, воздейст­вие продуктов сгорания топлива, температурные перепады, периоди­ческий характер эксплуатации авто­мобиля, контакт разнородных металлов и т.д. Для днищ и кузовов ав­томобилей опаснейшим фактором является воздействие растворов электролитов, образующихся при растворении в талой и дождевой воде солей и агрессивных газов (продуктов сгорания топлива и дея­тельности промышленных пред­приятий, образующих в контакте с водой электролиты).

Разрушение кузова автомобиля при годичной эксплуатации без осуществления про­филактической антикоррозионной защиты может наступить через 4…5 лет, если автомобиль эксплуатируется не только в теплое время года, но и зимой.Установлено, что при прочих рав­ных условиях в городской местнос­ти износ днища автомобилей проте­кает в 3…5 раз быстрее, чем в сель­ской. В этой связи возникает необ­ходимость в регулярной профилак­тической антикоррозионной защите автомобиля, которая может быть осуществлена с помощью различ­ных химических средств. Защитные покрытия могут быть использованы как для восстановления старого ан­тикоррозионного покрытия, так и для дополнительного нанесения на соответствующие заводские.

Изолировать металл от доступа кислорода очень трудная задача. Основная концепция систем защиты от коррозии – это изолирование поверхности металла от доступа электролита, например, воды. Для изолирования металлов от внешних воздействий применяют специальные антикоррозионные составы, которые можно условно разделить на три поколения.

Первое — консервационные, изготовленные на основе загущенных масел с добавками ингибиторов коррозии. На вертикальных поверхностях (двери, пороги) эти материалы держатся недолго. Они стекают вниз, оставляя пленку, нестойкую к механическим воздействиям и проницаемую для паров воды.

Второе — пленкообразующие ингибированные нефтяные составы (ПИНС), хорошо сцепляющиеся с защищаемым металлом. Воскообразная пленка механически изолирует его от воздействия атмосферы, а ингибиторы блокируют коррозию. Иногда препараты дополнительно содержат модификаторы ржавчины. Они восстанавливают металл, превращая продукты коррозии в дополнительную защитную пленку толщиной около 100 мкм, схожую с грунтом. Некоторые фирмы предлагают составы, в основу которых введен алюминиевый наполнитель. Наполнитель увеличивает ее абразивостойкость и затрудняет проникновение агрессивных ионов (например, хлора) к защищаемому металлу. Кроме того, в последнее время появились препараты с цинковым наполнителем. Его частички, повышая абразивостойкость покрытия, способствуют замедлению электрохимической коррозии. Поскольку электродный потенциал железа больше (положительнее), цинк разрушается вместо стали.

Третье поколение – материалы, вместо летучих нефтяных растворителей содержащие воду или высокоочищенные масла. Поэтому такие составы не отравляют окружающую среду.

В качестве примера антикоррозионного защитного покрытия можно привести антикоррозионный состав Dinol. Состав, содержит три основных компонента: ингибитор, пленкообразователь и специальные химические вещества (рис. 4.4).

Ингибитор – предназначен для остановки реакции коррозии. Молекулы ингибитора эффективно покрывают поверхность металла и образуют водонепроницаемый слой, а также увеличивают адгезию пленки к поверхности.

Пленкообразователь – создает механический барьер на поверхности металла от механического воздействия. Он может формировать масляную, восковую или твердую пленку. Первая обладает наименьшей механической прочностью, последняя – наибольшей.

Третий компонент содержит специальные химические вещества, такие как обезвоживатель и активаторы поверхности, которые активно вытесняют влагу.

Указанный антикоррозионный состав, как и другие составы такого вида, с помощью капиллярного эффекта заполняет поры, сварные швы, вытесняет влагу изо всех щелей и пор и покрывает внутренние поверхности кузовных деталей. На них образуется тонкая пленка около 50 микрон, которая защищает скрытые полости в течении нескольких лет.

Рынок материалов для антикоррозионной обработки кузовов представлен многими фирмами производителями. Ниже рассматриваются некоторые из них.

Автоконсервант “Мовиль” используется для обработки скрытых полостей в процессе эксплуатации. Допускается нанесение автоконсерванта на поверхности, ранее покрытые маслами, а также на ржавую поверхность. Рекомендуется обрабатывать полости через каждые два года. Недостатком автоконсерванта «Мовиль» является его непригодность использования для открытых мест кузова и слабая проникаемость в ржавчину.

Разработчики современных технологий предлагают материалы, ко­торые позволят снизить число по­следовательных операций и приме­нять меньшее число химических продуктов. Шведская фирма AUSON АВ рекомендует для применения 11 типов материалов «Noxudol», каж­дый из которых для определенных частей и узлов автомобиля сочетает в себе свойства грунтовки и лако­красочного покрытия. Так, напри­мер, Noxudol 900 – композиция, формирующая жесткие и стойкие к механическим воздействиям по­крытия, рекомендуется для нанесения на днища кузовов и колесные арки, где особенно ощутимо влия­ние дорожных абразивных выбро­сов. Напротив, Noxudol 750 – воскообразный мягкий материал с высо­кой проникающей способностью и рекомендуется для изоляции закры­тых полостей автомобиля внутри по­рогов, лонжеронов, стоек. Анало­гичные предложения поступают от другой шведской фирмы — «Dinol», выпускающей материалы «Dinitrol». Интерес представляет антикоррозионный материал Dinitrol 4942 RAL «Titan», который основан на восковых компонентах, но дополнительно содержит 20% диспергированного алюминия, что резко повышает устойчивость покрытия не только к антикоррозионному, но и к абразивному износу.

НП 000 «Алкид» (Беларусь) для надежной защиты от коррозии предлагает использовать в ком­плексе антикоры «Аутокрин» и «Ауокрин-177». Антикор «Аутокрин» обладает высокой эластичностью и механической прочностью и ис­пользуется для нанесения грунто­вочного слоя, обеспечивающего на­дежную защиту всех подверженных воздействию коррозии деталей и узлов автомобиля; «Аутокрин-177» обладает высокой адгезией к раз­личным материалам, отличной эла­стичностью и прочностью, наносит­ся вторым слоем, обеспечивающим дополнительную защиту обрабаты­ваемой поверхности.

Защитное пленочное покрытие НГ-216Б используется для покрытия узлов и частей автомобиля под кузовом на период транспортирования.

Пластизоль Д-11А применяется для защиты днища кузова от коррозии, абразивного износа и для шумоизоляции новых автомобилей. Толщина покрытия 1,0…1,5 мм.

Мастика противошумная битумная БПМ-1 используется для защиты от коррозии днища кузова в процессе эксплуатации автомобиля. Мастика наносится слоем толщиной 1,0…1,5 мм. Она хорошо снижает шум, но не обладает достаточными противокоррозионными свойствами и не может длительное время противостоять растворам солей, абразивам и другим веществам.

Более качественны мастики Tectyl и Dinitrol, изготавливаемые на восково-олифитической основе, не растрескиваются и не затвердевают в процессе старения, что выгодно отличает их от мастик на битумно-полимерной основе и очень важно при термодинамической и физической подвижности железа кузова.

Пластизоль Д-4А применяется для герметизации сварных швов и стыков деталей на внешних и внутренних поверхностях кузова.

Невысыхающая мастика 51-Г-7 используется для герметизации сочленений кузова, угловых стыков и зазоров.