Kaip pergudrauti rūdis naudojant elektrocheminius apsaugos metodus?

Korozija yra vienas iš labiausiai paplitusių ir kartu destruktyvių veiksnių, turinčių įtakos automobiliui eksploatacijos metu. Kėbului nuo jo apsaugoti buvo sukurti keli metodai, yra ir priemonių, skirtų būtent nuo šio reiškinio, ir kompleksinės technologijos, skirtos apsaugoti automobilį, saugant jį nuo įvairių veiksnių. Šiame straipsnyje aptariama elektrocheminė kūno apsauga.

Kadangi elektrocheminis automobilio apsaugos būdas yra nukreiptas tik nuo korozijos, reikėtų pagalvoti apie priežastis, dėl kurių kėbulas pažeidžiamas. Pagrindinės – šaltuoju periodu naudojamos vandens ir kelių chemijos. Sujungę vienas su kitu, jie sudaro labai koncentruotą druskos tirpalą. Be to, ant kūno nusėdę nešvarumai porose ilgai išlaiko drėgmę, o jei jame yra kelių reagentų, tai iš oro pritraukia ir vandens molekules.

Situaciją apsunkina, jei automobilio dažai turi defektų, net ir nedidelių matmenų. Tokiu atveju korozija išplis labai greitai ir net išsilaikiusios apsauginės dangos grunto ir cinkavimo pavidalu gali nesustabdyti šio proceso. Todėl svarbu ne tik nuolat valyti automobilį nuo nešvarumų, bet ir stebėti jo dažų būklę. Temperatūros svyravimai, taip pat vibracija taip pat turi įtakos korozijos plitimui.

Taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į automobilio vietas, kurios yra labiausiai jautrios korozijai. Jie apima:

• arčiausiai kelio dangos esančios dalys, t. y. slenksčiai, sparnai ir dugnas;
• suvirinimo siūlių, likusių po remonto, ypač jei jis buvo atliktas neraštingai. Taip yra dėl metalo „silpnėjimo“ aukštoje temperatūroje;
• be to, rūdys dažnai paveikia įvairias paslėptas blogai vėdinamas ertmes, kuriose kaupiasi drėgmė ir ilgai neišdžiūna.

Apsvarstytas būdas apsaugoti kėbulą nuo rūdžių vadinamas aktyviais metodais. Skirtumas tarp jų ir pasyviųjų metodų yra tas, kad pirmieji sukuria kažkokias apsaugos priemones, kurios neleidžia automobilio paveikti koroziją sukeliantiems veiksniams, o antrieji tik izoliuoja kėbulą nuo atmosferos oro. Ši technologija iš pradžių buvo naudojama vamzdynų ir metalinių konstrukcijų apsaugai nuo rūdžių. Elektrocheminis metodas laikomas vienu efektyviausių.

Šis kūno apsaugos būdas, dar vadinamas katodiniu, pagrįstas redokso reakcijų eigos ypatumais. Esmė ta, kad apsaugotam paviršiui taikomas neigiamas krūvis.

Potencialų poslinkis atliekamas naudojant išorinį nuolatinės srovės šaltinį arba prijungus prie anodo, sudaryto iš labiau elektroneigiamo metalo nei saugomas objektas.

Automobilio elektrocheminės apsaugos veikimo principas yra tas, kad tarp kėbulo paviršiaus ir aplinkinių objektų paviršiaus dėl potencialų skirtumo tarp jų silpna srovė praeina per grandinę, kurią reprezentuoja drėgnas oras. Tokiomis sąlygomis aktyvesnis metalas oksiduojasi, o kitas, priešingai, redukuojamas. Štai kodėl automobiliams naudojamos apsauginės plokštės, pagamintos iš elektroneigiamų metalų, vadinamos aukojamaisiais anodais. Tačiau pernelyg pasislinkus potencialui neigiama kryptimi, atsiranda vandenilio išsiskyrimas, artimo elektrodo sluoksnio sudėties pasikeitimas ir kiti reiškiniai, dėl kurių pablogėja apsauginė danga ir atsiranda apsaugotos medžiagos įtempių korozijos. objektas yra įmanomi.

Nagrinėjamoje technologijoje automobiliams naudojamas kėbulas kaip katodas (neigiamai įkrautas stulpas), o ant automobilio sumontuoti įvairūs aplinkiniai objektai ar elementai, kurie laidi srovę, pavyzdžiui, metalinės konstrukcijos ar šlapios kelio dangos, tarnauja kaip anodai (teigiamai). įkrauti stulpai). Šiuo atveju anodas turi būti sudarytas iš aktyvaus metalo, tokio kaip magnis, cinkas, chromas, aliuminis.

Daugelis šaltinių nurodo potencialų skirtumą tarp katodo ir anodo. Remiantis jais, norint sukurti visišką geležies ir jos lydinių apsaugą nuo korozijos, reikia pasiekti 0,1–0,2 V potencialą. Didelės reikšmės turi mažai įtakos apsaugos laipsniui. Šiuo atveju apsauginės srovės tankis turi būti nuo 10 iki 30 mA/m².

Tačiau šie duomenys nėra visiškai teisingi – vadovaujantis elektrochemijos dėsniais, atstumas tarp katodo ir anodo yra tiesiogiai proporcingas potencialų skirtumo dydžiui. Todėl kiekvienu konkrečiu atveju būtina pasiekti tam tikrą potencialų skirtumo reikšmę. Be to, oras, šiame procese laikomas elektrolitu, gali pravesti elektros srovę, kuriai būdingas didelis potencialų skirtumas (apytiksliai kW), todėl srovė, kurios tankis 10-30 mA / m², nebus praleidžiama oro. Anodui sušlapus, gali atsirasti tik „šoninė“ srovė.

Kalbant apie potencialų skirtumą, stebima koncentracijos poliarizacija deguonies atžvilgiu. Tuo pačiu metu vandens molekulės, nukritusios ant elektrodų paviršiaus, yra nukreiptos į juos taip, kad išsiskiria elektronai, tai yra oksidacijos reakcija. Prie katodo ši reakcija, priešingai, sustoja. Kadangi nėra elektros srovės, elektronai išsiskiria lėtai, todėl procesas yra saugus ir nematomas. Dėl poliarizacijos poveikio atsiranda papildomas kūno potencialo poslinkis neigiama kryptimi, todėl galima periodiškai išjungti apsaugos nuo korozijos įtaisą. Pažymėtina, kad anodo plotas tiesiogiai proporcingai nulemia elektrocheminės apsaugos efektyvumą.

Bet kokiu atveju katodo vaidmenį atliks automobilio kėbulas. Vartotojas turi pasirinkti objektą, kuris bus naudojamas kaip anodas. Pasirinkimas atliekamas atsižvelgiant į automobilio eksploatavimo sąlygas:

• Stacionariems automobiliams tinka šalia esantis metalinis objektas, pvz., garažas (jei jis pastatytas iš metalo ar turi metalinius elementus), įžeminimo kilpa, kurią galima įrengti nesant garažo atviroje automobilių stovėjimo aikštelėje. katodas.
• Važiuojančiame automobilyje gali būti naudojami tokie įtaisai kaip guma metalizuota įžeminimo „uodega“, ant kėbulo sumontuotos apsaugos (apsauginiai elektrodai).

Kadangi tarp elektrodų neteka srovė, užtenka per papildomą rezistorių prijungti +12 voltų automobilio borto tinklą prie vieno ar kelių anodų. Pastarasis įrenginys skirtas apriboti akumuliatoriaus iškrovimo srovę trumpojo jungimo tarp anodo ir katodo atveju. Pagrindinės trumpojo jungimo priežastys – neraštingas įrangos montavimas, anodo pažeidimas arba jo cheminis skilimas dėl oksidacijos. Be to, atsižvelgiama į anksčiau išvardytų elementų, kaip anodų, naudojimo ypatybes.

Garažo kaip anodo panaudojimas laikomas paprasčiausiu stovinčio automobilio kėbulo elektrocheminės apsaugos būdu. Jei patalpoje yra metalinės grindys arba grindų danga su atviromis geležinių jungiamųjų detalių dalimis, taip pat bus užtikrinta dugno apsauga. Šiltuoju metų laiku metaliniuose garažuose pastebimas šiltnamio efektas, tačiau, sukuriant elektrocheminę apsaugą, jis nenaikina automobilio, o yra skirtas apsaugoti jo kėbulą nuo korozijos.

Labai paprasta sukurti elektrocheminę apsaugą esant metaliniam garažui. Norėdami tai padaryti, pakanka prijungti šį objektą prie teigiamos automobilio akumuliatoriaus jungties per papildomą rezistorių ir tvirtinimo laidą.

Net cigarečių žiebtuvėlis gali būti naudojamas kaip teigiama jungtis, jei jame yra įtampa, kai išjungiamas degimas (ne visuose automobiliuose šis įrenginys veikia išjungus variklį).

Kuriant elektrocheminę apsaugą, įžeminimo kilpa naudojama kaip anodas pagal tą patį principą, kaip ir aukščiau aptartas metalinis garažas. Skirtumas tas, kad garažas apsaugo visą automobilio kėbulą, o šis metodas yra tik jo dugnas. Įžeminimo kilpa sukuriama įsmeigus keturis bent 1 m ilgio metalinius strypus į žemę aplink automobilio perimetrą ir tarp jų traukiant laidą. Grandinė prijungta prie automobilio, taip pat ir garažo, per papildomą rezistorių.

Guma metalizuota įžeminimo „uodega“ yra paprasčiausias važiuojančio automobilio elektrocheminės apsaugos nuo korozijos būdas. Šis prietaisas yra guminė juostelė su metaliniais elementais. Jo veikimo principas yra tas, kad esant didelei drėgmei susidaro potencialų skirtumas tarp automobilio kėbulo ir kelio dangos. Be to, kuo didesnė drėgmė, tuo didesnis atitinkamo elemento sukuriamos elektrocheminės apsaugos efektyvumas. Įžeminimo „uodega“ sumontuota automobilio gale taip, kad važiuojant šlapia kelio danga ją apipuršktų iš po galinio rato išskrendantis vanduo, nes tai padidina elektrocheminės apsaugos efektyvumą.

Įžeminimo uodegos privalumas yra tai, kad be elektrocheminės apsaugos funkcijos jis atleidžia automobilio kėbulą nuo statinės įtampos. Tai ypač pasakytina apie degalus vežančias transporto priemones, nes elektrostatinė kibirkštis, kuri atsiranda dėl statinio krūvio susikaupimo judėjimo metu, yra pavojinga ja vežamam kroviniui. Todėl metalinių grandinių pavidalo įtaisai, vilkintys kelio paviršiumi, randami, pavyzdžiui, kuro sunkvežimiuose.

Bet kokiu atveju būtina atskirti įžeminimo uodegą nuo automobilio kėbulo esant nuolatinei srovei ir, atvirkščiai, nuo „trumpojo jungimo“ kintamoje srovėje. Tai pasiekiama naudojant RC grandinę, kuri yra elementarus dažnio filtras.

Automobilio apsauga nuo korozijos elektrocheminiu metodu naudojant apsauginius elektrodus kaip anodus taip pat skirta darbui judant. Apsaugos įrengiamos labiausiai pažeidžiamose kėbulo vietose, kurias vaizduoja slenksčiai, sparnai, dugnas.

Apsauginiai elektrodai, kaip ir visais anksčiau svarstytais atvejais, veikia potencialų skirtumo kūrimo principu. Šio metodo privalumas – nuolatinis anodų buvimas, nepriklausomai nuo to, ar automobilis stovi, ar juda. Todėl ši technologija laikoma labai efektyvia, tačiau ją sunkiausia sukurti. Tai paaiškinama tuo, kad norint užtikrinti aukštą apsaugos efektyvumą, ant automobilio kėbulo reikia sumontuoti 15-20 apsaugų.

Elementai, pagaminti iš tokių medžiagų kaip aliuminis, nerūdijantis plienas, magnetitas, platina, karboksilas ir grafitas, gali būti naudojami kaip apsauginiai elektrodai. Pirmieji du variantai yra klasifikuojami kaip griūvantys, tai yra, apsauginiai elektrodai, susidedantys iš jų, turi būti keičiami kas 4-5 metus, o likusieji vadinami neardomaisiais, nes jiems būdingas žymiai didesnis patvarumas. Bet kokiu atveju apsaugos yra apvalios arba stačiakampės plokštės, kurių plotas yra 4-10 cm².

Kuriant tokią apsaugą būtina atsižvelgti į kai kurias apsaugas:

• apsauginio veikimo spindulys tęsiasi iki 0,25-0,35 m;
• elektrodai turi būti montuojami tik dažytose vietose;
• atitinkamiems elementams pritvirtinti reikia naudoti epoksidinius klijus arba glaistą;
• prieš montavimą rekomenduojama nuvalyti blizgesį;
• nepriimtina išorinę apsaugų pusę dengti dažais, mastika, klijais ir kitomis elektros izoliacinėmis medžiagomis;
• kadangi apsauginiai elektrodai yra teigiamai įkrautos kondensatorių plokštės, jie turi būti izoliuoti nuo neigiamai įkrauto automobilio kėbulo paviršiaus.

Kondensatoriaus dielektrinio tarpiklio vaidmenį atliks tarp apsaugų ir automobilio kėbulo esantys dažai ir klijai. Taip pat reikia atsižvelgti į tai, kad atstumas tarp apsaugų yra tiesiogiai proporcingas elektriniam laukui, todėl jas reikia įrengti nedideliu atstumu vienas nuo kito, kad būtų užtikrinta pakankama kondensatoriaus talpa.

Laidai prie apsauginių elektrodų yra vedami per guminių kamščių pradūrimus, kurie uždaro automobilio dugne esančias skylutes. Ant transporto priemonės galima sumontuoti daug mažų apsaugų arba mažiau didesnių apsauginių elektrodų. Bet kokiu atveju šiuos elementus būtina naudoti labiausiai pažeidžiamose korozijos vietose, nukreiptose į išorę, nes elektrolito vaidmenį šiuo atveju atlieka oras.

Sumontavus tokio tipo elektrocheminę apsaugą, automobilio kėbulas nesusitrenks, nes sukuria labai mažos jėgos elektrą. Net jei žmogus palies apsauginį elektrodą, smūgio jis nesulauks. Tai paaiškinama tuo, kad elektrocheminėje antikorozinėje apsaugoje naudojama mažos galios nuolatinė srovė, kuri sukuria silpną elektrinį lauką. Be to, egzistuoja alternatyvi teorija, pagal kurią magnetinis laukas egzistuoja tik tarp kūno paviršiaus ir apsauginių elektrodų įrengimo vietos. Todėl elektrocheminės apsaugos sukuriamas elektromagnetinis laukas yra daugiau nei 100 kartų silpnesnis nei mobiliojo telefono elektromagnetinis laukas.