Материал: Защита автомобилей от коррозии

ЩК подвержены в частности трубопроводы, она может обнаруживаться в зоне контакта металла с неметаллами (резиной, полимерами, стеклом и т.д.).

ЩК могут быть подвержены все конструкционные металлы, но особенно чувствительны к ней пассивные металлы и сплавы, т.к. в щелях может произойти депассивация поверхности металла (переход из пассивного состояния в активное), вследствие чего наступает усиленная коррозия. Предупреждение ЩК в автомобилях основано, прежде всего, на создании таких конструкций, в которых отсутствуют щели с непроточным электролитом.

Щелевая коррозия развивается в узких зазорах и щелях, в которых происходит усиленная капиллярная конденсация. влаги, фиксируются дорожные загрязнения. Разрушение происходит на анодных участках поверхности, находящихся внутри щели. Наружные участки щелевого соединения со свободным доступом кислорода воздуха играют роль катода. Скрытый характер щелевой коррозии не позволяет выявить ее на ранних стадиях, что может привести к значительным коррозионным повреждениям.

Подпленочная коррозия может проявляться в виде отдельных вздутий лакокрасочного покрытия или в виде паутинообразной сети нитей под покрытием -- так называемая нитевидная коррозия (НК). В этих случаях продукты коррозии металла, как правило, не поступают на поверхность покрытия, что затрудняет визуальное обнаружение очага коррозии. Нитевидная коррозия достаточно быстро растет от центра очага коррозии во всех направлениях, не вызывая глубоких разрушений металла, в центре очага металл разрушается вглубь, вплоть до сквозного поражения.

Подпленочная коррозия развивается также в местах механических повреждений лакокрасочных покрытий. Через сколы, царапины, микро- и макротрещины в покрытии влага и атмосферные загрязнения получают доступ к поверхности металла. Эти участки становятся анодными по отношению к примыкающей поверхности, и разрушение металла происходит достаточно быстро, образуя видимые продукты коррозии - ржавчину. Анодными участками могут быть также поверхности с уменьшенной толщиной лакокрасочного покрытия, даже при отсутствии его дефектов. Подпленочная коррозия в этих случаях протекает медленнее.

Нитевидная коррозия протекает главным образом под защитным покрытием и может наблюдаться на стали (алюминии), на которые нанесены лакокрасочные и фосфатные покрытия или металлические (олово, серебро, золото). НК протекает в атмосферной среде, относительная влажность которой превышает 65% (при относительной влажности воздуха выше 90% основным видом коррозии металлов с покрытиями является пузырчатая коррозия), поэтому единственным эффективным способом предотвращения коррозии этого вида является поддержание низкой относительной влажности. Следует избегать загрязнение поверхности лакокрасочных покрытий, т.к. в определенных условиях это может ускорить развитие НК.

По степени поражения коррозию, встречающуюся на автомобилях, можно условно разделить на три основных типа -- косметическая, проникающая и.структурная.

Косметическая коррозия появляется «а наружных, видимых поверхностях. Она ухудшает внешний вид автомобиля, но не влияет на его эксплуатационные качества. Однако, если не принять своевременных мер, косметическая коррозия может развиться в проникающую.

Проникающая коррозия чаше всего развивается со стороны трудно-' доступных для визуального контроля поверхностей конструкций в местах скопления, на них грязи и влаги. В этих случаях коррозия становится заметной только тогда, когда причиненный ею ущерб трудно исправить.

Структурная коррозия -- потеря первоначальной жесткости и прочности конструкции в результате коррозионного разрушения силовых элементов, составляющих несущую структуру изделия.

Эти три типа коррозии характеризуют коррозионное разрушение кузова, которое приносит наибольший ущерб при эксплуатации автомобилей. Кузов является самой дорогостоящей и труднозаменимой частью автомобиля, так как на нем установлены все основные узлы и детали автомобиля. В то же время кузов более уязвим в коррозионном отношении, чем механические детали и узлы автомобиля, так как имеет пространственно развитую структуру с большой поверхностью, труднодоступными для обработки полостями и множеством щелей и зазоров в сварных и зафланцованных соединениях.

В первую очередь, как правило, косметическая коррозия появляется в местах сопряжения кузова с накладными деталями -- молдингами, фонарями, ручками, замками, решеткой радиатора. Наиболее подвержены косметической коррозии также кромки металла на фланцах дверей, капота и крышки багажника, на водосточных желобах и других деталях кузова. Кромки металла, а также места точек сварки панелей кузова наименее защищены лакокрасочным покрытием из-за наличия микрозаусенцев и выплесков металла, образующихся при резке и сварке листового металла.

В зависимости от конструктивных особенностей, а также от условий транспортирования, хранения и эксплуатации автомобилей косметическая коррозия на кузовах может появляться в первые месяцы после выпуска автомобиля. Срок до появления первых очагов коррозии может быть от нескольких месяцев до нескольких лет.

В процессе эксплуатации автомобиля, косметическая коррозия неизбежно появляется в местах растрескиваниями механических повреждений лакокрасочных покрытий, чаще всего на лицевых панелях ниже поясной линии, подверженных при движении автомобиля «обстрелу» гравием и щебнем.

Проникающая коррозия кузова со стороны внутренних поверхностей чаще всего встречается на передних крыльях, в порогах и других коробчатых сечениях нижней части кузова, в нижней части панелей дверей; Полости, из которых развивается проникающая коррозия, труднодоступны для окраски и антикоррозионной обработки.

Структурная коррозия развивается на кузове в местах крепления силовых агрегатов, в элементах жесткости кузова, работающих при больших знакопеременных нагрузках. Наиболее подвержены структурной коррозии элементы днища кузова. На днище сосредоточена большая часть крепления силовых агрегатов. В то же время днище подвержено наибольшему абразивно-коррозионному воздействию. Потеря жесткости в конструкции кузова может привести к его деформации и смещению закрепленных на нем узлов, что делает дальнейшую эксплуатацию автомобиля невозможной.

В условиях сильного коррозионного воздействия находятся также все подкузовные узлы и детали: задняя и передняя подвески, трансмиссия и другие. Однако, благодаря тому что они изготовлены из металла значительной толщины, коррозия снаружи не приводит к ухудшению их эксплуатационных характеристик, но может вызывать потерю товарного вида автомобиля еще в предпродажный период.

Значительно более опасны коррозионные поражения внутренних поверхностей гидравлических систем тормозов, сцепления и систем охлаждения. Такие системы бывают обычно закрытыми, и защита их от коррозии обеспечивается применением ингибиторов коррозии в рабочих жидкостях, а также своевременной заменой последних.-

При конструировании автомобилей наряду с выполнением таких требований, как минимальная собственная масса при высоких конструкционной жесткости и грузоподъемности, минимальные стоимость изготовления и материалоемкость при высоких потребительских свойствах и комфортабельности, необходимо обеспечить эффективную антикоррозионную защиту автомобиля. Зачастую при конструировании не удается С равным успехом удовлетворить все требования из-за их противоречивости.

Подавляющее большинство деталей и узлов современного массового легкового автомобиля изготавливается из некоррозионностойких сталей и нуждается в нанесении тех или иных защитных покрытий. Модели автомобилей различных марок имеют различные конструктивные особенности, от которых зависят затраты на обеспечение коррозионной стойкости. Так, объем затрат на антикоррозионную защиту кузова определяется площадью его поверхности, общей протяженностью сварных швов.

Автомобильная специфика

Коррозия автомобильного кузова имеет много специфических особенностей. Известно, что различные его участки корродируют с разной скоростью, т.к. при эксплуатации находятся в разных условиях. Одно из основных уязвимых мест - сварные швы, с помощью которых конструкция сохраняет свою форму. Именно там чаще всего и возникают очаги ржавчины. Дело в том, что в местах сварки всегда есть микротрещины, которые без труда заполняются влагой. В механизме щелевой коррозии важную роль играют вибрации автомобиля при езде, а также перепады температур в зимний период. В последнем случае влага, превращаясь в лед, увеличивает щель, т.к. в твердом состоянии занимает уже больший объем. Поэтому в следующий раз образовавшийся зазор заполнится большим количеством воды, которая, замерзнув, снова его увеличит. Такой циклический процесс в конечном счете приводит к серьезным последствиям. Следует также отметить, что коррозионная стойкость стали в местах швов существенно ниже из-за воздействия высокой температуры в момент сварки как на саму сталь, так и на гальваническое покрытие в случае его наличия.

Автомобильный кузов в силу своих конструктивных особенностей обладает большим количеством внутренних полостей. Мало того что они скрыты от глаз автомобилиста (это часто приводит к позднему обнаружению ржавчины), так еще и плохо вентилируются. В результате там скапливается вода и прочие пагубные для металла вещества и образуется зона повышенной влажности. Так что коррозия в скрытых полостях протекает особенно быстро и, что самое опасное, незаметно.

Еще одно уязвимое для коррозии место автомобильного кузова - поверхность днища. И это вполне очевидно, т.к. постоянное механическое воздействие щебня и песка вместе с водой и солью, в избытке летящих из-под колес, в состоянии «пробить» даже надежные защитные покрытия.

Работа двигателя и выхлопной системы автомобиля также может спровоцировать появление ржавчины, т.к. функционирование данных узлов связано с существенным повышением температуры.

Таким образом, современный автомобиль, обладая сложной конструкцией кузова, весьма сильно подвержен воздействию коррозии. Причем, с точки зрения защиты, разные его компоненты требуют индивидуального подхода, что заметно усложняет процедуру антикоррозионной обработки.

Влияние конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов на интенсивность коррозии

Среди возможных причин, способствующих интенсивному развитию коррозии кузовов, можно выделить несколько основных, к которым относятся: неправильное конструктивное решение кузова, его деталей и узлов; технологические недостатки при изготовлении кузова; несоблюдение правил предпродажного хранения и транспортировки автомобиля; неправильный уход за кузовом во время эксплуатации автомобиля.

Борьба с коррозией на этапе конструирования кузова

Известно, что основы противокоррозионной защиты кузова закладывает его конструктор. Однако практика часто показывает, что кузова не выдерживают коррозионную агрессивность среды, и которой эксплуатируется автомобиль, и значительно повреждаются.

Конструкции, изготовленные из тонкой листовой стали путем штамповки и последующей сварки, относятся к трудно защищаемым ввиду негерметичности в местах соединений деталей сваркой и низкой коррозионной устойчивости стального листа. Такие конструкции практически невозможно тщательно герметизировать, трудно удалить, применяемые при фосфатировании химические вещества из стыков и щелей, а защитные покрытия часто не проникают до внутренних поверхностей полых деталей.

Более интенсивно развивается коррозия в несущих кузовах. Это объясняется одновременным действием механического напряжения в элементах сложного каркаса кузова и язвенной коррозией. Коррозионные трещины появляются на сгибах малого радиуса, причем основное влияние в этом случае имеют внутренние напряжения, возникающие при штамповке.

Кузова с различным типом конструкции подвержены механическим разрушениям от коррозии в неодинаковой степени. Так, например, панельные и лонжеронные рамы автомобиля остаются достаточно жесткими даже в случае их сильной коррозии. Если применяются решетчатые (рамные) конструкции, коррозия очень опасна, так как элементы рамы соединены сваркой. Однако все же рамные кузова в коррозионном отношении более безопасны, чем полунесущие и несущие.

Основание несущего кузова в случае даже незначительной коррозии теряет жесткость и подвергается деформациям, а узлы шасси, прикрепленные к нему, смещаются. Следует отметить, что большинство современных легковых автомобилей имеет несущий кузов. При проектировании многих из них проблема защиты от коррозии решалась на недостаточном уровне.

Это, как правило, конструкции, имеющие толщину большинства панелей 0,6--0,8 мм и лишь незначительно утолщенные некоторые несущие элементы. Но даже при правильном конструктивном решении кузова надо иметь в виду, что это лишь один из аспектов проблемы борьбы с коррозией, не избавляющий от необходимости проведения мероприятий.