Материал: Защита автомобилей от коррозии

Помимо перечисленных факторов, определяющих скорость атмосферной коррозии автомобиля, большое значение играют возможные загрязнения, оседающие на кузове, деталях и в элементах полых конструкций. Источниками таких загрязнений является пыль в воздухе, грязь и химические средства против обледенения на дорогах. Вблизи промышленных предприятий, особенно вблизи химических заводов, пыль и грязь на дорогах могут содержать значительное количество агрессивных веществ сульфатов, хлоридов, фосфатов, угольной пыли и других.

Пыль проникает в закрытые сечения кузова, щели и зазоры и накапливается там. При последующем увлажнении она образует коррозионно- активную среду. Грязь, прилипающая к днищу кузова автомобиля, даже в сухие периоды остается влажной, и коррозия продолжается за счет влаги, находящейся в грязи. Одним из существенных факторов, способствующих коррозии автомобилей в зимнее время, является применение химических средств против обледенения дорог, позволяющих достигнуть необходимых условий безопасности движения на зимних дорогах.

Самые распространенные средства против обледенения - хлориды натрия и кальция. Общее количество соли, разбрасываемой на дорогах, за последние десятилетия значительно возросло. Расход соли на проезжей части достигает 15 кг на 1 м2, Попадание соли вместе с водой и снегом в трудно-промываемые элементы конструкции ускоряет коррозию кузова. Скорость атмосферной коррозии автомобиля может меняться на несколько порядков в зависимости от климатических характеристик района, сезона года и условий эксплуатации.

Характеристика коррозионных процессов

электрохимический коррозия автомобиль

Коррозия кузова при несвоевременной защите металла происходит в следующей последовательности:

подслойная коррозия, развивающаяся под лакокрасочным покрытием;

шелушение и вспучивание в поврежденных коррозией местах;

сквозная коррозия кузова особенно на стыках;

растрескивание сварных швов в местах соединений деталей пола, порогов, крыльев и попадание, как следствие, влаги, пыли и грязи в салон кузова;

появление трещин в усилителях, лонжеронах и поперечинах с потерей жесткости кузова;

деформация дверных проемов из-за потери жесткости стоек и порогов кузова;

нарушение взаимного расположения агрегатов шасси автомобиля, приводящее к нарушению управляемости и равномерности торможения колес;

повреждение металлических трубопроводов тормозного привода вследствие потери жесткости в основании кузова из-за коррозии мест крепления;

механические повреждения поля кузова в местах крепления амортизаторов, рессор и других узлов автомобиля н результате коррозии мест их крепления, особенно при резком торможении и движении по пересеченной местности.

Основной причиной появления механических повреждений в кузовах является совместное действие коррозии, усталости и эрозии металла во время эксплуатации автомобиля. Влияние каждого из этих факторов неодинаково для различных элементов кузова: эрозия металла часто наблюдается и на других элементах кузова, а также на кромках автомобиля. Так, например, наблюдается на брызговиках в непосредственной близости к изгибам панелей. В то же время действие коррозионных факторов, таких как влажность, концентрация солевых растворов и серных соединений, образующихся из отработавших газов, особенно сильно проявляется в местах, где испарение влаги из щелей и швов затруднено. Разрушительные процессы в кузове часто интенсифицируются неблагоприятными условиями хранения автомобиля на открытом воздухе.

Зимой наблюдается усиление коррозионного износа в результате применения на дорогах солевых смесей и других противогололедных средств для борьбы с гололедицей.

Используемые растворы солей приблизительно в 13 раз усиливают коррозию кузовов по сравнению с дождевой водой. Большое влияние на коррозию металлов оказывает конденсация влаги. Процесс конденсации влаги в металле, зависит от

Механизм конденсации влаги можно представить следующим образом: в результате ночного понижения температуры автомобиля, оставленного на улице, влага воздуха конденсируется вначале на крыше, затем на других внешних и внутренних поверхностях. С этого момента все защитные покрытия начинают подвергаться разрушительному действию влаги и растворенных в ней химических соединений. Процесс коррозионного разрушения металла вследствие конденсации водяных паров протекает следующим образом. В сконденсированной воде растворяются все химические соединения, содержащиеся в воздухе, такие, как двуокись серы и сульфат аммония, выщелачивается коксовая и угольная пыль. Эти химически активные растворы осаждаются на поверхности лакокрасочного или хромового покрытия. Установлено, что двуокись серы, образующаяся в атмосфере в результате сжигания, в городе большого количества угля и жидкого топлива зимой, приводит также к интенсивному развитию коррозии металла под лакокрасочным покрытием и самого покрытия медь-никель-хром.

Для автомобилей, хранящихся на открытом воздухе, самым опасным является утро. От повышения температуры воздуха и непосредственного действия солнечных лучей начинается медленное испарение влаги, сконденсировавшейся на автомобиле. При этом в образовавшемся электролите увеличивается концентрация агрессивных соединений, вызывающих коррозию. Непосредственно перед полным испарением влаги на защитно-декоративное покрытие действуют уже насыщенные растворы электролитов. Происходящие в этот период времени процессы диффузии электролитов через органические защитные покрытия особенно опасны, так как позволяют проникать к неустойчивой против коррозии основе металла значительного количества коррозионных реагентов. Ускоряющее влияние на развитие коррозии оказывают процессы старения материалов, низкая температура окружающей среды, в результате чего происходит растрескивание покрытия, на нем образуются царапины и начинается отслаивание.

В отличие от описанной коррозии на лицевых элементах повреждения от действия воды, грязи и имеющихся в них солей возникают изнутри на плохо высыхающих поверхностях, например, на брызговиках, крыльях и т.п.

Развитие промышленности приводит к тому, что земляной покров и дорожная грязь в местах эксплуатации подвижного состава содержат также коррозионно-активные вещества в виде сульфата аммония, угольной и коксовой пыли, извести, цемента и др. Особенно неустойчивы к действию щелочных растворов органические покрытия, которые при взаимодействии со щелочами размягчаются.

Разрушительное действие коррозии усиливается в том случае, если автомобиль не подвергается систематической наружной уборке и мойке. Это одна из основных причин, ускоряющих проникновение агрессивных электролитов через защитное покрытие к металлам, вследствие чего происходит отслоение покрытия. Аналогично идет процесс коррозии на кромках деталей.

Внутренняя часть кузова также подвергается коррозионным разрушениям. Наиболее сильно повреждается пол кабины грузового автомобиля, салоны легкового автомобиля и автобуса. Коррозию вызывает влага, которая попадает вместе с грязью или снегом в салон, где впитывается войлоком или звукопоглощающей тканью, приклеенной к полу и закрытой сверху резиновыми ковриками. Постоянная влага, находящаяся в войлоке, вследствие плохого испарения приводит к непрерывной интенсивной коррозии. Кроме того, коррозия внутри кузова усиливается при резких изменениях температуры в салоне, которые бывают при зимней эксплуатации.

Коррозия дверей происходит особенно быстро из-за недостаточной защиты внутренних поверхностей. Это легко наблюдать после снятия обивки дверей. Обычно внутренняя поверхность дверей, а также стеклоподъемник покрыты только грунтовкой, что не является достаточной защитой при длительной эксплуатации автомобиля. Кроме того, коррозии внутренней поверхности дверей способствует наличие влаги, которая там часто скапливается из-за закупорки специальных дренажных отверстий грязью, стекающей по стеклу при движении и мойке автомобиля.

По характеру развития коррозия на металлической поверхности может быть сплошной или местной. Сплошная коррозия развивается на больших плохо защищенных поверхностях. Местная коррозия поражает поверхность металла на отдельных участках.

По виду коррозионного поражения металла местную коррозию можно разделить на:

коррозию пятнами - диаметр поражения больше глубины;

язвенную коррозию - диаметр и глубина поражения примерно одинаковые;

точечную или питтинговую коррозию - диаметр поражения меньше его глубины;

сквозную коррозию.

Различают также виды местной коррозии но ее локализации в конструкции автомобиля:

усталостная - в местах, подверженных одновременному воздействию агрессивной среды и знакопеременных нагрузок;

контактная - в местах контакта разнородных металлов;

щелевая - в узких щелях и зазорах;

подпленочная - под лакокрасочными и полимерными покрытиями.

Последние два вида коррозии являются наиболее распространенными при эксплуатации автомобилей.

Язвенная коррозия (ЯК) - имеет место в пассивных, так и в активных металлах ( металлы в пассивном и активном состоянии) в различных электролитах, газах и жидких диэлектриках (нефтепродукты).

ЯК - вид местного коррозионного разрушения, в результате которого на отдельных участках поверхности металла образуются характерные углубления - язвы, причем остальная поверхность коррозирует весьма незначительно или вовсе оказывается незатронутой коррозией.

Несмотря на то что ЯК сопровождается сравнительно небольшой потерей массы металла, она представляет собой один из наиболее опасных видов разрушения. Ее трудно обнаружить из-за небольших размеров язв и их заполнения продуктами коррозии, практически ЯК обнаруживается только в момент аварии, вследствие образования сквозных отверстий, например, на стенках трубопроводов.

Течение процесса ЯК связано с образованием и работой на поверхности металла локальных коррозионных элементов. Примером такой работы может служить ЯК стали в месте повреждения покрытия из более благородного металла (олова, никеля, цинка). Цинковое покрытие, которое при Н.У. является анодным относительно стали, уже при 60 - 70о С становятся катодным, вследствие чего начинается интенсивная ЯК основного металла.

Характерной особенностью процессов, приводящих к ЯК независимо от их типа, является большее различие по площади анодной и катодной поверхностей, причем катодная поверхность во много раз больше анодной.

Катодный процесс протекает на всей поверхности металла, а компенсирующее его анодное растворение сосредоточено на малых участках, благодаря чему плотность анодного тока, т.е. скорость коррозии на этих участках велика.

Процесс ЯК состоит из двух стадий:

• 1) образование язвы, которое длится от нескольких минут до нескольких месяцев в зависимости от металла и характера коррозионной среды;
• 2) развитие язвы идет с возрастающей скоростью, вплоть до образования сквозного отверстия или прекращения процесса вследствие изменения состава среды.

Питтинг - точечная коррозия, имеет место только на пассивных металлах в электролитных средах под воздействием активаторов (пример, ионы CI).

Факторы, влияющие на точечную коррозию (ТК) (питтинг).

Более других подвержены ТК пассивные металлы и сплавы, чем выше содержание в стали хрома, никеля, молибдена и чем меньше углерода, тем больше ее сопротивляемость ТК. Коррозионностойкие стали тем меньше подвержены питтингу, чем однороднее их структура. Также некоторые виды термообработки, приводящие к улучшению однородности стали, благоприятно сказываются на ее сопротивляемости ТК.

Состояние поверхности. На полированных поверхностях образуется меньшее число питтингов, чем на травленных или шлифовальных, но эти питтинги имеют большой размер и развиваются быстрее.

Температура. Рост температуры ведет к увеличению скорости ТК, также при этом возрастает число питтингов на единицу поверхности.

Скорость потока электролита. ТК обычно наблюдается в условиях неподвижного электролита, а увеличение скорости потока при или интенсивности перемешивания раствора часто уменьшает степень поражения металла ТК.

Щелевой коррозией (ЩК) - называется локальное разрушение металла в щелях конструкций, это часто встречаемый на практике вид коррозионных разрушений. Возникновение ЩК обычно связано с присутствием небольших количеств неподвижного электролита в щелях и зазорах ( от 0,01 мм до нескольких миллиметров), которые образуются вследствие особенностей конструкции (соединения фланцевые, внахлест, заклепочные, болтовые и т.д.), так и в ходе эксплуатации (осаждение на поверхности металла частиц дыма, песка, продуктов коррозии).