Коррозия автомобиля и ее виды

Коррозия — это разрушение металла под воздействием окружающей среды. Но ошибочно полагать, что коррозия — просто ржавчина. Металл разрушается при химическом и электрохимическом взаимодействии с окружающей средой. В данной теме мы будем рассматривать только атмосферную коррозию, характерную для кузова автомобиля. Тем более что эта тема очень важна, т.к. качественный кузовной ремонт невозможен при наличии коррозии.

Атмосферная коррозия

Сухая атмосферная коррозия:
Нахождение металла (железо или сталь) в сухой атмосфере, приводит к его потускнению, но не вызывает разрушения. Поэтому антикоррозийная обработка автомобиля заключается в том, чтобы не допустить попадания влаги на металл.

Влажная атмосферная коррозия:
Как только влажность воздуха доходит до критической отметки, то начинается влажная атмосферная коррозия. Металл начинает вступать в реакцию с влагой и зарождается очаг ржавчины. Допустим, поставив холодный автомобиль в теплый гараж — причина повышенной коррозии. Так как на деталях образуется конденсат и если гараж имеет плохую вентиляцию, то влажность воздуха возрастает, создавая идеальные условия для коррозии.
В современном городе, даже дождевая вода имеет загрязнения. Воздух загрязнен выхлопами и газами (диоксид серы, аммиак, хлор, оксид азота), все это значительно увеличивает скорость коррозии. Грязь, прилипшая к днищу автомобиля, остается влажной даже в сухую погоду, и процесс коррозии продолжается непрерывно. Поэтому чистый автомобиль подвергается разрушительному действию коррозии несколько меньше. Но в тоже время многие автомобилисты зимой не торопятся мыть автомобиль. Это происходит и из-за замерзания замков после мойки и из-за дорожных реагентов, которыми посыпаются дороги. В итоге даже в морозную погоду на зимней дороге каша и все попытки держать автомобиль в чистом состоянии сводятся практически к нулю. Но все же мы рекомендуем мыть автомобиль регулярно, тогда, возможно, покраска автомобиля Вас не будет интересовать многие годы.

Коррозионные повреждения подразделяются на

Коррозионные пятна:
Небольшая глубина поражения. Развивается скорее в сторону, захватывая все новые области.

Точечная коррозия:
Небольшие точки, которые развиваются скорее в глубину. При таком виде коррозии со временем появляются сквозные дыры в металле.

Сквозная коррозия:
Следующая стадия точечной коррозии, когда металл уже поражен насквозь.

Подпленочная коррозия:
Под пленкой покрытия образуется очаг ржавчины. В большинстве случаев поднимает краску, но может и оставаться незаметной. Развивается как в ширину, так и в глубину. Вполне может перерасти в сквозную коррозию.

Косметическая коррозия:
Образуется на местах соприкосновения кузова с накладными деталями (решетки радиатора, молдинги, фонари и т.д.). На начальном этапе не является губительной, но вполне может перерасти в подпленочную коррозию.
Самое главное условие, когда производится антикоррозийная обработка автомобиля для борьбы с коррозией — это полное ее удаление. Если ржавчина будет удалена или обработана не полностью, то процесс разрушения кузова будет продолжаться. Существуют разные способы удаления коррозии. Рассмотрим самые основные — механический и химический.

Механический — является, на сегодняшний день, самым эффективным. Рассмотрим самые распространенные способы механической обработки:

Пескоструйная обработка:
Суть в обработки с том, что частицы песка под давлением вылетают из сопла аппарата и выбивают ржавчину с поверхности металла. Этот способ является самым предпочтительным, но чаще всего, используется только в промышленности. Плюс этой обработки в том, что частицы песка очищают поверхность металла полностью, справляясь даже с порами. При этом в отличие от шлифовального метода, толщина металла не изменяется. Поэтому пескоструйная обработка является самой предпочтительной.

Шлифование вручную:
Места, пораженные ржавчиной, очищают наждачной бумагой крупной и средней зернистости. Сложнодоступные места обрабатывают скотчбрайтами, так как они не ломаются при изгибе и не создают глубоких царапин. Крупным абразивом нужно пользоваться с осторожностью, так как толщина пораженного ржавчиной металла могла существенно уменьшиться.

Шлифование машинкой:
Достаточно популярный способ. Из плюсов можно отметить скорость работы. Зато из минусов выделим то, что толщина металла при этом способе обработки существенно уменьшается. Из преимуществ отметим то, что у людей, которые выполняют кузовной ремонт, обычно есть в налии шлифовальные машинки.

Химическая обработка — Заключается в уничтожении ржавчины химическим путем. Обычно используется кислота или составы на ее основе. Применяется в местах, где нет возможности удалить ржавчину физически. Наносятся кисточкой или из аэрозоли. На сегодняшний день рынок преобразователей ржавчины достаточно велик. Рассмотрим основные категории:

Смываемые:
Преобразователи, которые после применения необходимо смывать водой. Из плюсов отметим, что подобные растворы достаточно неплохо справляются со своей задачей и растворяют ржавчину вплоть до чистого металла. Из недостатков заметим, что после использования их необходимо смывать водой, которая и является основным источником коррозии. Поэтому после промывки водой, поверхность необходимо как можно быстрее высушить и защитить антикоррозионными средствами. Если надолго оставить обработанный металл незащищенным, то дальнейший кузовной ремонт может принять очень затяжной характер.

Несмываемые:
Составы, которые вступают в реакцию с ржавчиной и преобразуют ее в покрытие, пригодное для покраски. Обычно они называются грунт — преобразователи. Хотя получившееся покрытие обычно сложно назвать полноценным грунтом. Все же нанесенное покрытие на чистый металл, обычно по качеству значительно выше, чем покрытие, нанесенное на преобразованную ржавчину. Но не нужно забывать, что прогресс не стоит на месте и с каждым днем преобразователи выполняют свою работу все лучше и лучше.

Заделка сквозных дыр:
Достаточно часто при сквозной коррозии появляются сквозные дыры. В таком случае необходимо зачистить поверхность до металла (который еще не поражен). Если дыры не очень большие, то можно применить шпатлевку со стекловолокном. Эта шпатлевка является самой прочной из существующих и специально предназначена для заделки крупных вмятин или сквозных дыр.

Также существуют ремонтные наборы со стеклотканью и эпоксидной смолой. Они хорошо подходят для заделки сквозных отверстий в металле. Перед их использованием поверхность необходимо очистить от ржавчины и грязи. Затем из стеклоткани нужно вырезать куски соответствующие размеру отверстия. С внутренней стороны отверстия необходимо подложить что-то в виде положки (временно). Затем на отверстие накладывается стеклоткань и заливается эпоксидной смолой. После высыхание поверхность готова для дальнейшей обработки. Для улучшения эффекта, ту же операцию необходимо сделать с внутренней стороны отверстия (где была временная подложка).

Механизм коррозионного разрушения материалов

КОРРОЗИОННОЕ РАЗРУШЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Классификация коррозионных процессов

Коррозия является одним из наиболее опасных видов разрушения деталей машин. Из-за коррозии ежегодно теряется до 10% выплавляемого металла. Только на капитальный и текущий ремонт машин и оборудования, преждевременно вышедших из строя вследствие коррозионного разрушения, ежегодно расходуется в нашей стране 5—7 млрд. руб. Кроме того, народное хозяйство несет огромные убытки, связанные с вынужденными простоями машин в ремонте, со снижением их производительности и сокращением сроков службы основных сборочных единиц. Так, мощность двигателей внутреннего сгорания, у которых поражены коррозией зеркала цилиндров, снижается на 20—25 %. При этом увеличивается на 50—80 % расход моторного масла и почти вдвое сокращаются сроки службы двигателей.

Машины используют в различных и в том числе очень сложных климатических условиях, характерными особенностями которых являются высокая влажность, запыленность и большие перепады температуры окружающего воздуха. Под действием влаги, солнечных лучей, ветра, колебаний температуры и других факторов происходят процессы постепенного разупрочнения и разрушения деталей и покрытий, возникают неисправности, которые часто трудно обнаружить даже после разборки сопряжения во время технического обслуживания и ремонта.

Особенно сильно коррозионному разрушению подвержены де­тали машин, выполненные из тонколистовой стали (детали кузовов, стенки резервуаров), а также рабочие органы, резьбовые соединения, сварные швы, детали топливной аппаратуры двигателей.

Отрицательное влияние коррозии на долговечность машин, как правило, сказывается косвенно через снижение усталостной прочности и износостойкости деталей. Так, усталостная прочность тонколистовых сталей Ст3 и Ст08 в результате коррозионного воздействия снижается на 35—40 %. Износостойкость деталей сопряжений из стали 45 и ста­ли 20, чугуна СЧ 18 и стали 20 под действием коррозии уменьшается в 1,5—4 раза.

Под термином «коррозия» подразумевают процесс разрушения материалов вследствие их химического или электрохимического взаи­модействия со средой.

Классификация коррозионных процессов дает представление об их многообразии, сложности, а также позволяет вы­делить те из них, которые наиболее характерны для машин. В основе классификации коррозионных процессов, приведенной ниже, лежат четыре классификационных признака.

Классификационный признак	Коррозия
I. Механизм взаимодействия мате­риала со средой	Химическая, электрохимическая
II. Характер коррозионной среды	Газовая, атмосферная, жидкостная, под­земная (почвенная), биологическая
III. Условия протекания коррозион­ного процесса	Структурная, контактная, щелевая, коррозия под напряжением, фреттинг-коррозия, коррозионная кавитация
IV. Вид коррозионного разрушения поверхности детали	Сплошная, местная (локальная)

Механизм коррозионного разрушения материалов

В зависимости от механизма процесса коррозионного разрушения материалов деталей различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая коррозия — процесс разрушения материала детали в результате химического воздействия окружающей среды. Процесс коррозионно-химического разрушения развивается как в газовоз­душной, так и в жидкой среде.

Примером химической коррозии в газовой среде может служить разрушение поршней, клапанов и других деталей двигателей внутреннего сгорания в результате взаимодействия металлов с кислородом, сероводородом, сернистым газом и т. п. Химический характер имеет и разрушение материалов, работающих в жидкой среде, не проводящей электрический ток, но способной к химическому взаимодействию с металлом (например, в смазочных материалах).

Интенсивность химического коррозионного разрушения зависит от химической активности среды, коррозионной стойкости материалов деталей, а также от температуры среды. С повышением температуры коррозионные процессы активизируются.

Основным условием возникновения химической коррозии является отсутствие электропроводящей среды. Для реальных механизмов это условие редко соблюдается, так как на поверхности деталей присутствуют влага и электропроводящие загрязнения, поэтому такая коррозия в машинах наблюдается редко.

Электрохимическая коррозия возникает в результате воздействия на материал детали электропроводящей среды — электролита. Электролитом может быть вода или водные растворы кислот и щелочей, образующиеся в результате взаимодействия воды с топливом, маслом или продуктами окисления. При электрохимической коррозии разрушение металла связано с возникновением и перетеканием электрического тока с одних участков поверхности на другие.

Электрохимический механизм разрушения металлов является коррозией наиболее распространенного типа и наблюдается в той или иной степени практически во всех элементах машин. Большинство деталей машин в условиях эксплуатации взаимодействуют с раствором электролитов. В процессе работы при изменении температуры поверхностей деталей на них конденсируются из воздуха пленки воды. Газы, находящиеся в атмосфере, легко растворяются в воде, образуя такие кислоты, как серная, сернистая, азотная, азотистая и другие, а также щелочные соединения, являющиеся типичными электролитами.

Все металлы термодинамически неустойчивы и стремятся вступить во взаимодействие с окружающей средой с образованием различных окисных соединений. Реакции окисления металлов сопровождаются перемещением электронов и имеют электрохимический характер. Металлы обладают различной склонностью к электрохимической коррозии. Кроме того, в зависимости от свойств среды и соотношения материалов деталей сопряжений возможен анодный или катодный характер коррозионного разрушения. Например, в паре медь—сталь стальная деталь будет выступать в роли анода, а в паре сталь—цинк — в роли като­да в процессе электрохимического взаимодействия материалов.

Процессы, происходящие при электрохимической коррозии, можно представить следующим образом. Железо в анодной зоне теряет электроны. Электроны, перемещаясь в катодную зону, взаимодействуют с водой и кислородом, образуя гидроксильные ионы. В свою очередь, гидроксильные ионы вступают в реакцию с двухвалентными ионами железа, образовавшимися на аноде. В результате этой реакции образуется гидроокись двухвалентного железа. Под действием кисло­рода воздуха гидроокись железа окисляется с образованием гидратированной окиси железа Fe₂0₃(H₂0)₂, т. е. ржавчины.

Для некоторых сплавов и, в частности, различных сталей характерна так называемая межкристаллитная коррозия. Из-за неоднородности сплава в его структуре встречаются участки, отличающиеся по свойствам. На границах кристаллов существуют неодинаковые электрические потенциалы. В результате этого отдельные кристаллитные зерна выступают в роли анодных, в то время как другие выполняют роль катодных участков. Возникают электрохимические процессы разрушения металла, которые приводят к точечному разъеданию анодных участков.

Под действием коррозии на анодных участках раскрываются новые границы кристаллитных зерен, которые могут быть катодными по отношению к участкам, не подвергавшимся ранее коррозионному разрушению. Это ведет к распространению процесса на остальные не­поврежденные участки материала.

Таким образом, существуют два варианта процессов коррозион­ного разрушения.

При катодном характере разрушения нерастворимые продукты коррозии образуют защитную пленку на металле. Это ведет к снижению скорости протекания коррозионных процессов разрушения. При анодном характере процесс разрушения развивается прогрессивно с образованием рыхлых продуктов коррозии.