Общие сведения по антикоррозийной обработке кузова

2. Общие сведения

Коррозия – процесс разрушения металла при его физико-химическом или химическом взаимодействии с окружающей средой.

Коррозию подразделяют на:

• химическую, происходящую без возникновения электрического тока. Примером химической коррозии является газовая коррозия выпускного тракта автомобильного двигателя отработавшими газами;
• электрохимическую, сопровождаемую появлением электрического тока (тока коррозии);
• механохимическую (коррозионно-механическое изнашивание), при которой к первым двум процессам добавляются механические воздействия: трение, циклические изгибающие нагрузки, вибрация и т.п.

Коррозия окрашенных поверхностей происходит по следующему принципу, смотри Схема развития коррозии металла под лакокрасочным покрытием с повреждениями. В процессе эксплуатации автомобиля лакокрасочные покрытия под действием перенапряжений, высоких перепадов температур, интенсивной солнечной радиации растрескиваются. Трещины являются основными очагами коррозии. Поры и трещины в лакокрасочных покрытиях позволяют воде и растворенному кислороду контактировать с незащищенной сталью. Более высокое содержание кислорода в верхней части открывшейся области стали по сравнению с содержанием кислорода на краю поверхности соприкосновения стали с покрытием приводит к тому, что область контакта стали с покрытием становится анодной (см. а). Эта область подвергается коррозии и в сильнощелочной среде быстро образуется ржавчина, разрушающая защитное покрытие (см. б).

В тех областях, где процессы коррозии прогрессируют, первоначально образовавшиеся продукты коррозии переходят в конечное низкоэнергетическое стабильное состояние в виде окиси железа (см. в).

Схема развития коррозии металла под лакокрасочным покрытием с повреждениями: 1 – лакокрасочное покрытие; 2 – грунтовка; 3 – защитное фосфатное покрытие; 4 – металл (сталь): I – область большой концентрации кислорода; II – область малой концентрации кислорода.

Для автомобиля в основном характерна электрохимическая коррозия, так как условия ее возникновения создаются постоянно:

Схема электрохимической коррозии металла: I – анодный участок; II – катодный участок.

• при дожде, снегопаде, изменениях температуры на наружных и внутренних поверхностях кузова образуется водяная пленка (конденсат, «роса»). При ее загрязнении кислотами и щелочами, содержащимися в воздухе, или солью, посыпаемой зимой на дороги, получается электролит;
• в металле после штамповки и сварки появляются участки с измененной структурой. Неоднородность, а также микровключения шлаков и мелкие дефекты (раковинки) провоцируют возникновение гальванических пар, т.е. электрохимической коррозии в стальных деталях кузова.

Примечание:

При контакте двух металлов с разными электрическими потенциалами в присутствии электролита возникают гальванические пары (анод и катод), в которых появляется электрический ток. В результате разрушается металл с меньшим потенциалом.

Многочисленными исследованиями установлено, что на поверхности любого металла, находящегося в атмосфере образуется тонкая пленка воды. Толщина такой пленки может быть различной в зависимости от температуры и влажности воздуха и других атмосферных условий. Газы, находящиеся в воздухе, растворяются в пленке воды и создают электролит на металлической поверхности. Так возникают условия для электрохимической коррозии. Она особенно интенсивна при относительной влажности воздуха более 60% (в средней полосе практически круглый год) и в больших городах с загрязненной атмосферой (в сельской местности – примерно в три раза медленнее).

Элементы кузова наиболее интенсивно подверженные коррозии

Результаты наблюдений за коррозионными разрушениями автомобилей показали, что различные узлы и детали автомобилей подвержены коррозии в разной степени. Это обуславливается их конструкцией, расстоянием от поверхности дороги, возможностью вентиляции закрытых сечений, применяемым металлом, а также характером эксплуатации и местонахождением автомобиля.

Шведская фирма «AB Svensk Bilprovning» и Шведский институт коррозии в течение нескольких лет проводили осмотры состояния несущих элементов кузова легковых автомобилей различных моделей для оценки их подверженности коррозии и выявления ее причин. Было установлено, что для большинства моделей автомобилей коррозии в наибольшей степени подвержены следующие элементы: стойки, поперечины, лонжероны, кронштейны пружин и другие опоры, воспринимающие нагрузки, днище кузова, двери, крылья, ниши фар, бамперы. Причинами коррозии являются влага, дорожная грязь, противогололедные средства, агрессивные газы из воздуха, выхлопные газы, а также повреждения лакокрасочных и защитных покрытий частицами щебня и гравия.

В результате проведенных научно-техническим центром автомобильной промышленности исследований, были выявлены места кузова наиболее интенсивно подверженные коррозии, см. рисунок 1.

Рис. 1. Элементы кузова наиболее интенсивно подверженные коррозии.

По характеру распространения коррозия бывает сплошной и местной.

Сплошная появляется на всем кузове, начинаясь на нижней поверхности днища, изнутри крыльев, и во внутренних полостях дверей и силовых элементов (порогов, поперечин, усилителей). Внутри салона она обычно возникает под ковриками пола, см. рис 1, 2.

Рис. 1.

Местная бывает в местах соединения металлических листов сваркой и завальцовкой (кромки капота и крышки багажника, периметр дверей), см. рис. 3, 4.

Рис. 3.

Элементы, образующие щели. К ним относятся привалочные поверхности деталей кузова, собираемых на болтах до окраски (передних крыльев, брызговиков облицовки радиатора, петель дверей, капота и других деталей), швы точечной сварки и фальцевые соединения наружных и внутренних панелей дверей, капота, крышки багажника и других деталей. Примеры таких соединений даны на рисунке 5.

Рис. 5. Основные виды соединений кузовных деталей, в которых образуются щели (точками показан нанесенный Мовиль): а, б, в – разновидности швов точечной сварки; г – фальцевое соединение; д – болтовое соединение.

Местная коррозия опаснее сплошной, так как протекает быстрее, ведет к сквозным повреждениям деталей и, как следствие, к потере прочности и жесткости кузова.

Машина корродирует непрерывно: при изготовлении, транспортировании, хранении и эксплуатации. Процесс остановить нельзя, но замедлить можно.

Борьба начинается на автозаводах. Кузова грунтуют и красят, на днище, как правило, наносят мастику (пластизольное покрытие), а в скрытые полости – защитные составы. Некоторые кузовные детали оцинковывают. В зависимости от объема работ, применяемых материалов и технологии изготовители иногда гарантируют время до появления сквозных повреждений кузова. Чтобы дольше сохранить его первоначальные внешний вид и механическую прочность, надо периодически делать дополнительную антикоррозионную обработку.

Полный комплекс антикоррозионной обработки обеспечивает защиту:

• скрытых полостей, сварных швов и «загибочных» соединений;
• днища и колесных арок;
• лакокрасочного покрытия.

Для предохранения наружных поверхностей машины от воздействия воды, песка и гравия, кроме применения химических препаратов, устанавливают подкрылки и брызговики (фартуки). Их делают из морозостойких эластичных материалов, хорошо сохраняющих форму (полиэтилен, резина). Конструкция и форма подкрылков должны обеспечивать вентиляцию закрываемых арок и свободное перемещение колеса.