Miten ruoste voidaan ohittaa sähkökemiallisilla suojamenetelmillä?

Korroosio on yksi yleisimmistä ja samalla tuhoavista tekijöistä, jotka vaikuttavat autoon käytön aikana. Korin suojaamiseksi siltä on kehitetty useita menetelmiä, ja on olemassa sekä erityisesti tätä ilmiötä vastaan ​​suunnattuja toimenpiteitä että monimutkaisia ​​​​tekniikoita auton suojaamiseksi, suojaamalla sitä erilaisilta tekijöiltä. Tässä artikkelissa tarkastellaan kehon sähkökemiallista suojaa.

Koska auton sähkökemiallinen suojausmenetelmä on suunnattu yksinomaan korroosiota vastaan, on syytä ottaa huomioon syyt, jotka aiheuttavat vaurioita korille. Tärkeimmät niistä ovat kylmällä kaudella käytettävät vesi- ja tiekemikaalit. Yhdistettynä keskenään ne muodostavat erittäin väkevän suolaliuoksen. Lisäksi vartalolle kertynyt lika säilyttää kosteuden huokosissa pitkään, ja jos se sisältää tiereagensseja, se vetää ilmasta myös vesimolekyylejä.

Tilanne pahenee, jos auton maalipinnassa on pieniäkin vikoja. Tässä tapauksessa korroosion leviäminen tapahtuu erittäin nopeasti, eivätkä edes säilyneet suojapinnoitteet pohjamaalin ja galvanoinnin muodossa ehkä pysäytä tätä prosessia. Siksi on tärkeää paitsi puhdistaa autoa jatkuvasti lialta, myös seurata sen maalipinnan kuntoa. Myös lämpötilanvaihtelut ja tärinä vaikuttavat korroosion leviämiseen.

On myös huomioitava auton alueet, jotka ovat alttiimpia korroosiovaurioille. Nämä sisältävät:

• tienpintaa lähinnä olevat osat eli kynnykset, lokasuojat ja alusta;
• korjauksen jälkeen jääneet hitsit, varsinkin jos se on tehty lukutaidottomasti. Tämä johtuu metallin korkean lämpötilan "heikkenemisestä";
• lisäksi ruoste vaikuttaa usein erilaisiin piilotettuihin huonosti tuulettuviin onteloihin, joissa kosteus kerääntyy ja ei kuivu pitkään aikaan.

Harkittua tapaa suojata runkoa ruosteelta kutsutaan aktiivisiksi menetelmiksi. Ero niiden ja passiivisten menetelmien välillä on se, että ensimmäiset luovat jonkinlaisia ​​suojatoimenpiteitä, jotka eivät anna korroosiota aiheuttavien tekijöiden vaikuttaa autoon, kun taas jälkimmäiset vain eristävät korin ilmakehän ilmasta. Tätä tekniikkaa käytettiin alun perin putkistojen ja metallirakenteiden ruostesuojaukseen. Sähkökemiallista menetelmää pidetään yhtenä tehokkaimmista.

Tämä kehon suojausmenetelmä, jota kutsutaan myös katodiseksi, perustuu redox-reaktioiden kulun ominaisuuksiin. Tärkeintä on, että suojattuun pintaan kohdistuu negatiivinen varaus.

Potentiaalisiirtymä suoritetaan käyttämällä ulkoista tasavirtalähdettä tai liittämällä uhrautuvaan anodiin, joka koostuu elektronegatiivisemmasta metallista kuin suojattu kohde.

Auton sähkökemiallisen suojan toimintaperiaate on, että korin pinnan ja ympäröivien esineiden pinnan välillä, niiden välisen potentiaalieron vuoksi, heikko virta kulkee kostean ilman edustaman piirin läpi. Tällaisissa olosuhteissa aktiivisempi metalli hapettuu, kun taas toinen päinvastoin pelkistyy. Siksi autoissa käytettyjä elektronegatiivisista metalleista valmistettuja suojalevyjä kutsutaan uhraanodeiksi. Potentiaalin liiallisella siirtymällä negatiiviseen suuntaan kuitenkin vedyn kehittyminen, lähielektrodikerroksen koostumuksen muutos ja muut ilmiöt, jotka johtavat suojapinnoitteen hajoamiseen ja suojatun kerroksen jännityskorroosion esiintymiseen. esine ovat mahdollisia.

Tarkasteltavana oleva autojen tekniikka käsittää rungon käyttämisen katodina (negatiivisesti varautunut napa) ja anodeina (positiivisesti ladatut pylväät). Tässä tapauksessa anodin tulee koostua aktiivisesta metallista, kuten magnesiumista, sinkistä, kromista, alumiinista.

Monet lähteet antavat katodin ja anodin välisen potentiaalieron. Niiden mukaisesti täydellisen suojan luomiseksi raudalle ja sen seoksille korroosiota vastaan ​​on saavutettava 0,1-0,2 V:n potentiaali. Suurilla arvoilla on vain vähän vaikutusta suojausasteeseen. Tässä tapauksessa suojavirran tiheyden tulee olla 10-30 mA/m².

Nämä tiedot eivät kuitenkaan ole täysin oikeita - sähkökemian lakien mukaisesti katodin ja anodin välinen etäisyys on suoraan verrannollinen potentiaalieron suuruuteen. Siksi kussakin erityistapauksessa on saavutettava tietty potentiaalieron arvo. Lisäksi ilma, jota tässä prosessissa pidetään elektrolyyttinä, pystyy johtamaan sähkövirtaa, jolle on ominaista suuri potentiaaliero (noin kW), joten virtaa, jonka tiheys on 10-30 mA / m², ei johdeta ilmaa. Vain "sivuvirta" voi esiintyä anodin kastumisen seurauksena.

Mitä tulee potentiaalieroon, havaitaan konsentraatiopolarisaatio hapen suhteen. Samalla elektrodien pinnalle pudonneet vesimolekyylit suuntautuvat niitä kohti siten, että elektroneja vapautuu, eli hapetusreaktio. Katodilla tämä reaktio päinvastoin pysähtyy. Sähkövirran puuttumisen vuoksi elektronien vapautuminen on hidasta, joten prosessi on turvallinen ja näkymätön. Polarisaatiovaikutuksesta johtuen kehon potentiaalissa tapahtuu lisäsiirtymä negatiiviseen suuntaan, mikä mahdollistaa korroosiosuojalaitteen ajoittain kytkemisen pois päältä. On huomattava, että anodin pinta-ala määrää suoraan verrannollisesti sähkökemiallisen suojauksen tehokkuuden.

Joka tapauksessa katodin roolin suorittaa auton runko. Käyttäjän on valittava objekti, jota käytetään anodina. Valinta tehdään auton käyttöolosuhteiden perusteella:

• Pysyviin autoihin sopii läheinen metalliesine, kuten autotalli (jos se on metallista rakennettu tai siinä on metallielementtejä), maasilmukka, joka voidaan asentaa autotallin puuttuessa avoimelle parkkipaikalle. katodi.
• Liikkuvassa autossa voidaan käyttää sellaisia ​​laitteita, kuten kumimetallisoitu maadoitus "häntä", runkoon asennettuja suojia (suojaelektrodeja).

Elektrodien välisen virran puuttumisen vuoksi riittää, että +12 voltin auton sisäinen verkko liitetään yhteen tai useampaan anodiin lisävastuksen kautta. Jälkimmäinen laite rajoittaa akun purkausvirtaa anodin ja katodin välisen oikosulun sattuessa. Oikosulun pääasialliset syyt ovat laitteiden lukutaidoton asennus, anodin vaurioituminen tai sen kemiallinen hajoaminen hapettumisen seurauksena. Lisäksi tarkastellaan aiemmin lueteltujen kohteiden käytön anodeina ominaisuuksia.

Autotallin käyttöä anodina pidetään yksinkertaisimpana tapana seisovan auton korin sähkökemiallisessa suojauksessa. Jos huoneessa on metallilattia tai lattiapäällyste, jossa on avoimia rautaosia, myös pohjan suojaus tarjotaan. Lämpimänä aikana metallitalleissa havaitaan kasvihuoneilmiötä, mutta sähkökemiallisen suojan luomisen tapauksessa se ei tuhoa autoa, vaan sen tarkoituksena on suojata sen koria korroosiolta.

Sähkökemiallisen suojan luominen metallitallin läsnäollessa on erittäin helppoa. Tätä varten riittää, että liität tämän esineen auton akun positiiviseen liittimeen lisävastuksen ja asennusjohdon kautta.

Jopa tupakansytytintä voidaan käyttää positiivisena liittimenä, jos siinä on jännite, kun sytytysvirta katkaistaan ​​(ei kaikissa autoissa tämä laite pysy toiminnassa, kun moottori sammutetaan).

Sähkökemiallista suojausta luotaessa maasilmukkaa käytetään anodina samalla periaatteella kuin edellä käsitelty metallitalli. Erona on, että autotalli suojaa koko auton runkoa, kun taas tämä menetelmä on vain sen pohja. Maasilmukka luodaan työntämällä neljä vähintään 1 metrin pituista metallitankoa maahan auton kehän ympäri ja vetämällä lanka niiden väliin. Piiri on kytketty autoon, samoin kuin autotalliin, lisävastuksen kautta.

Kumimetallisoitu maadoitus "häntä" on yksinkertaisin tapa suojata liikkuvaa autoa sähkökemiallisesti korroosiolta. Tämä laite on kuminauha metallielementeillä. Sen toimintaperiaate on, että korkean kosteuden olosuhteissa syntyy potentiaaliero auton korin ja tienpinnan välillä. Lisäksi mitä korkeampi kosteus on, sitä suurempi on kyseisen elementin luoman sähkökemiallisen suojan tehokkuus. Maadoitus "häntä" on asennettu auton takaosaan siten, että siihen roiskuu märällä tienpinnalla ajettaessa takapyörän alta ulos lentävää vettä, mikä lisää sähkökemiallisen suojauksen tehokkuutta.

Maadoitushännän etuna on, että se vapauttaa sähkökemiallisen suojan lisäksi auton koria staattisesta jännitteestä. Tämä koskee erityisesti polttoainetta kuljettavia ajoneuvoja, koska staattisen varauksen kertymisestä liikkeen aikana aiheutuva sähköstaattinen kipinä on vaarallinen sen kuljettamalle lastille. Siksi tienpintaa pitkin raahaavia metalliketjujen muotoisia laitteita löytyy esimerkiksi polttoaineautoista.

Joka tapauksessa on tarpeen eristää maadoituspää auton rungosta tasavirralla ja päinvastoin "oikosulku" vaihtovirralla. Tämä saavutetaan käyttämällä RC-ketjua, joka on perustaajuussuodatin.

Auton suojaus korroosiota vastaan ​​sähkökemiallisella menetelmällä käyttämällä suojaelektrodeja anodeina on suunniteltu myös liikkeessä käytettäväksi. Suojat asennetaan korroosion alttiimpiin paikkoihin, joita edustavat kynnykset, siivet, pohja.

Suojaelektrodit, kuten kaikissa aiemmin tarkasteluissa tapauksissa, toimivat potentiaalieron luomisen periaatteella. Tämän menetelmän etuna on anodien jatkuva läsnäolo riippumatta siitä, onko auto seisomassa vai liikkeessä. Siksi tätä tekniikkaa pidetään erittäin tehokkaana, mutta se on vaikein luoda. Tämä selittyy sillä, että korkean suojan tehokkuuden varmistamiseksi on tarpeen asentaa 15-20 suojinta auton koriin.

Suojaelektrodeina voidaan käyttää elementtejä, jotka on valmistettu materiaaleista, kuten alumiinista, ruostumattomasta teräksestä, magnetiitista, platinasta, karboksyylistä ja grafiitista. Kaksi ensimmäistä vaihtoehtoa luokitellaan romahtaviksi, toisin sanoen niistä koostuvat suojaelektrodit on vaihdettava 4-5 vuoden välein, kun taas loput kutsutaan tuhoamattomiksi, koska niille on ominaista huomattavasti suurempi kestävyys. Joka tapauksessa suojat ovat pyöreitä tai suorakaiteen muotoisia levyjä, joiden pinta-ala on 4-10 cm².

Tällaisen suojan luomisen yhteydessä on otettava huomioon joitain suojien ominaisuuksia:

• suojatoiminnan säde ulottuu 0,25-0,35 metriin;
• elektrodit tulee asentaa vain maalipinnoille;
• käytä epoksiliimaa tai kittiä kyseisten elementtien kiinnittämiseen;
• on suositeltavaa puhdistaa kiilto ennen asennusta;
• ei ole hyväksyttävää peittää suojusten ulkopuolta maalilla, mastiksilla, liimalla ja muilla sähköeristysaineilla;
• koska suojaelektrodit ovat positiivisesti varautuneita kondensaattorilevyjä, ne on eristettävä auton korin negatiivisesti varautuneesta pinnasta.

Kondensaattorin dielektrisen tiivisteen roolia suorittavat suojien ja auton korin välissä oleva maali ja liima. On myös otettava huomioon, että suojien välinen etäisyys on suoraan verrannollinen sähkökenttään, joten ne tulisi asentaa pienelle etäisyydelle toisistaan, jotta kondensaattorin kapasitanssi on riittävä.

Suojaelektrodeihin menevät johdot johdetaan kumitulppien reikien läpi, jotka sulkevat auton pohjassa olevat reiät. Ajoneuvoon on mahdollista asentaa useita pieniä suojia tai vähemmän suurempia suojaelektrodeja. Joka tapauksessa on välttämätöntä käyttää näitä elementtejä alueilla, jotka ovat alttiimpia korroosiolle ja jotka ovat ulospäin, koska elektrolyytin rooli tässä tapauksessa on ilmalla.

Tämän tyyppisen sähkökemiallisen suojan asennuksen jälkeen auton kori ei joudu iskuihin, koska se luo sähköä, jolla on hyvin pieni voima. Vaikka henkilö koskettaisi suojaelektrodia, hän ei saa iskua. Tämä selittyy sillä, että sähkökemiallisessa korroosiosuojauksessa käytetään pienitehoista tasavirtaa, joka luo heikon sähkökentän. Lisäksi on olemassa vaihtoehtoinen teoria, jonka mukaan magneettikenttä on olemassa vain kehon pinnan ja suojaelektrodien asennuspaikan välillä. Siksi sähkökemiallisen suojauksen tuottama sähkömagneettinen kenttä on yli 100 kertaa heikompi kuin matkapuhelimen sähkömagneettinen kenttä.