Анодная защита кузова от корозии » Полезные самоделки

О катодной защите кузова ранее писалось в здесь>>> но в этот раз немного дополним эту статью.

Ржавчина — враг номер один почти любого металла. «Рыжая чума», с завидным упорством и постоянством превращающая сотни тонн сверкающей высокосортной, легированной стали в груды коричневого порошка. Болезнь, для которой не существует преград… Но существуют лекарства и от нее: гальванические покрытия, лаки и краски, битумы и мастики — все они в принципе должны защитить металл. Но на деле все не так просто.

Очень остро проблема защиты от коррозии стоит, к примеру, перед автомобилистами. Общеизвестно, что если не принимать определенных мер, то кузов автомобиля в течение четырех-пяти лет может превратиться буквально в ржавое решето. Зачастую не помогают ни лакокрасочные покрытия, ни мастики, поскольку кузов имеет немало закрытых полостей, пазух, карманов, коробов, в которых дорожная грязь и сырость, замешанные на поваренной соли, создают великолепные условия для электрохимической коррозии. А при современной толщине автомобильного стального листа это приводит к весьма быстрому его выходу из строя.

Но от коррозии можно не только защищаться броней из лака или хрома, ее можно и обмануть, подсунув в виде приманки такой лакомый кусочек, как металл с более высоким электродным потенциалом.
Электродный потенциал? А какое он, собственно, имеет отношение к коррозии металлов? Оказывается, самое непосредственное.

Если опустить в сосуд с электролитом два электрически связанных между собой металлических электрода, то один из них начнет растворяться, другой же останется в неприкосновенности. Так вот, оказывается, растворяется металл, электродный потенциал которого выше. Это свойство гальванической пары и дало возможность использовать эффект сохранения катода для предохранения от электрохимической коррозии кузова автомобиля.

Судостроители давно уже используют этот принцип предохранения внутренней части трюма от коррозии — они размещают внутри корпуса специальные металлические аноды (из металла с более высоким электродным потенциалом, чем у металла корпуса). Этот способ недавно взяли на вооружение и автомобилисты.

Для анодной защиты применяют оребренные (для увеличения поверхности) куски цинка С помощью вделанных в них постоянных магнитов они прикрепляются в наиболее труднодоступных и загрязняемых местах кузова. Электрическая связь осуществляется многожильным проводом: с помощью винтов цинковый анод подсоединяется к кузову.

На его ребрах собирается дорожная грязь, влага, поваренная соль и комплект «цинк — сталь» начинает работать так, как работает всем известный гальванический элемент. При работе такой «батареи» происходит растворение цинкового анода, катод в данном случае не расходуется.

Рис. 1. Комплект для анодной защиты кузова автомобиля:
1 — оребренный цинковый электрод, 2 — соединительный провод.

Процесс коррозии напоминает работу гальванического элемента, поскольку сталь представляет собой, в основном, сплав железа и углерода, то есть веществ с различными электродными потенциалами. При попадании на поверхность такого сплава электролита между молекулами железа и углерода начинает идти электрохимическая реакция, сопровождающаяся растворением анода (железа) и переходом его в гидраты, а затем и в окислы.

Рис. 2. Установка электрода в колесной нише.

Присутствие же электрически связанного с основным металлом цинкового электрода в корне меняет картину. По отношению, как к железу, так и к углероду цинк представляет собой металл с более высоким электродным потенциалом, то есть выступает в роли анода. Поэтому при наличии электропроводной среды, которая практически всегда присутствует на поверхностях автомобильного кузова, электрохимическая реакция идет с растворением анода (цинка), при сохранении катода, то есть металла кузова.

Рис. 3. Установка электродов в этих точках наиболее эффективна:

1 — коробчатые усилители брызговиков, 2 — места крепления корпусов фар и подфарников, 3 — нижняя часть передней панели, 4 — полости за щитками-усилителями передних крыльев, 5 — внутренние поверхности дверей, 6, 7 — передняя нижняя часть заднего крыла и арка колеса по стыку с крылом, 8 — фартук задней панели.

Как показали эксперименты, цинкового электрода величиной со спичечную коробку хватает на 3-5 лет.

Обманите «рыжую чуму». Подсуньте ей приманку — кусочек металла с электродным потенциалом выше, чем у стали. Коррозия охотно вцепится в него, забыв про кузов вашего автомобиля как минимум на три год.

Защита кузова от коррозии: анодная, катодная, электрохимическая

При взаимодействии металлических деталей автомобиля с окружающей средой начинается их коррозия. Продуктом процесса является ржавчина, которая представляет собой оксид железа. Разрушение металла начинается с момента рождения машины и продолжается в течение эксплуатации. Ржавчина использует любую возможность, чтобы распространиться по кузову, днищу, другим деталям авто и привести машину в негодность. Постоянная защита от ржавчины – задача каждого автомобилиста, который хочет, чтобы транспортное средство оставалось на ходу как можно дольше.

От коррозии на автомобиле нужно избавляться как можно быстрее, иначе может потребоваться дорогостоящий ремонт
[contents h3 h4]

Взаимодействуя с водой, металлические детали автомобиля подвергаются воздействию двух видов коррозии. Электрохимическая коррозия возникает из-за наличия в каждой капле воды растворенных солей и газов. Химическая коррозия появляется из-за разрушающего воздействия на металл водородных ионов и кислорода. С учетом воздействия двух видов разрушения на металлические детали авто защита от коррозии имеет несколько вариантов.

Как защитить машину

Каждый владелец автомобиля сам выбирает, как защитить авто от коррозии. Выделяется три метода:

1. Пассивный – машина изолируется от вредного воздействия окружающей среды
2. Активный – проводятся систематические работы по целенаправленной защите металлических деталей автомобиля
3. Преобразующий – ведется борьба с уже появившейся ржавчиной: механическое удаление, превращение в твердый слой под покраску при помощи модификаторов ржавчины, выжигание

Каждый метод борьбы предполагает наличие определенных способов, которыми осуществляется защита от коррозии. Лучше всего работает активный метод, который постоянно совершенствуется. На сегодняшний день самой перспективной считается электрохимическая защита кузова от коррозии.

Виды защиты

В зависимости от применяемых материалов и технологий защита кузова от коррозии проводится следующими способами:

• Электрохимический – действие основано на использовании окислительно-восстановительных реакций. Ржавчину можно полностью остановить
• Барьерный – создается защита из другого материала. Используются ЛКМ, грунтование, ламинирование, пластиковые накладки. Применяются мастики, аэрозоли, жидкое стекло. Эти материалы замедляют развитие ржавчины
• Комбинированный – сочетаются электрохимический и барьерный методы борьбы с коррозией: покраска оцинкованной детали, фосфатирование

Использование электрохимической защиты

Суть метода заключается в изменении электродного потенциала автомобильного кузова, в результате чего процессы ржавления останавливаются. Электрохимическая защита кузова автомобиля от коррозии проводится двумя методами – катодным и анодным.

Применение катодной защиты

Катодная защита кузова автомобиля от коррозии основана на сдвиге потенциала корпуса в отрицательную сторону при помощи источника постоянного тока, действующего извне. В защитное устройство входят электронный блок, на котором размещается световая индикация, и вспомогательный электрод. Другое название метода – электронная защита автомобиля от коррозии.

“Срок действия защиты достигает 10 лет, а преимуществом метода является возможность сохранить в целости кузов автомобиля, труднодоступные места, крепежные элементы”

Так как со временем наблюдается дополнительное смещение потенциала, то иногда прибор нужно отключать. Катодная защита от коррозии имеет лишь один недостаток. Если электродный потенциал сместится слишком сильно, то начнется растрескивание металла – он станет хрупким.

Применение жертвенных анодов

В этом случае используются аноды, сделанные из меди, алюминия, цинка. Пластины, установленные в наиболее подверженных коррозии местах, перетягивают на себя разрушительный процесс. К таким местам на корпусе автомобиля относятся расположенные близко к дороге зоны креплений брызговиков, фар, подфарников, внутренние поверхности порожков или дверей.

Анодная защита кузова автомобиля от коррозии основана на особенностях течения окислительно-восстановительных процессов. Минусом видится необходимость присверливания пластин, при этом покрыть все поврежденные коррозией места автомобиля не получается.

Оцинковка кузова

Оцинковка кузова автомобиля делается на заводе-изготовителе. Обычно для этого детали будущего автомобиля погружаются в ванну с расплавленным цинком и металл оседает на поверхности. Толщина покрытия не превышает 2 мкм. Принцип действия метода основан на электрохимических процессах. Цинк перетягивает на себя окислительные процессы. Нанесение цинка возможно тремя способами:

1. Термический – погружение в ванну с расплавленным металлом
2. Гальванический – происходит погружение в ванную с электролитом и цинк налипает на поверхность детали
3. Холодный – поверхность окрашивается составом, содержащим цинк

Минусом защиты является то, что цинковое покрытие имеет микропоры и уже через год оцинковка кузова автомобиля не работает должным образом. Современный способ цинкового напыления – катафорез – допускает нанесение слоя цинка в 7-9 мкм. Срок защиты увеличивается до 10 лет.

Оцинковка – это комбинированный способ защиты от коррозии: барьерный и электрохимический.

Барьерные методы

К ним относится нанесение другого материала на поверхность, которую нужно уберечь от коррозии.

Грунтовки и лакокрасочные материалы

Традиционная защита машины от коррозии. Грунт предохраняет металл от попадания на него влаги, одновременно является связующим звеном между кузовом и краской. Лакокрасочные материалы повышают степень сохранности, но оба средства не предотвращают появления ржавчины.

Процесс покраски автомобиля на заводе обеспечивает максимально возможную степень защиты кузова на первоначальном этапе. Помимо обезжиривания, промывки, оцинковки корпус машины подвергается фосфатированию. Фосфатирование кузова автомобиля подразумевает погружение детали в ванную с растворенными солями фосфора. Процедура обеспечивает дополнительную антикоррозийную сохранность и беспроблемную грунтовку.

Современные лакокрасочные материалы предлагают максимальную защиту и постоянно совершенствуются. Защитное покрытие Raptor Upol выпускается специально для внедорожников. Средство ложится на поверхность авто полиуретановой пленкой, защищая от коррозии. Единственным недостатком считается матовый вид покрытия.

Ламинирование

Защита кузова автомобиля этим способом представляет собой обтягивание машины пленкой. Ламинат приклеивается к кузову и повышает сохранность любой его части. Перед проведением процедуры поверхность автомобиля проходит тщательную подготовку – моется, сушится, заделываются царапины, сколы, трещины, очаги коррозии. На правильно подготовленной детали пленка держится пару лет, причем она выдерживает максимально интенсивный режим использования автомобиля.

Жидкое стекло

Защитить лакокрасочное покрытие автомобиля помогает нанесение жидкого стекла. Оно взаимодействует с поверхностью авто на молекулярном уровне и создает непроницаемый для грязи, воды, химических реагентов слой, предупреждает появление трещин и царапин. Состав держится на машине до 12-ти месяцев. Обработка кузова автомобиля жидким стеклом позволяет надолго уберечь поверхность от коррозии.

О защите днища и кузова

Уберечь видимые части кузова от ржавчины проще, чем скрытые от глаз внутренности автомобиля. Для начала следует максимально защитить те конструктивные элементы, которые каждый день подвергаются воздействию грязи, камней, реагентов. Это пороги и колесные ниши. Барьерные средства против коррозии в данном случае – это подкрылки, пластиковые накладки на пороги или днище. Установить пороги из нержавейки для авто, значит, обеспечить максимально надежную защиту одной из самых подверженных коррозии частей автомобиля.

Своевременная защита автомобиля избавит от серьезных последствий

Защитить кузов от коррозии изнутри можно при помощи следующих средств:

1. Жидкие масла – обволакивают поверхность, вытесняют влагу, в них содержатся ингибиторы коррозии
2. Парафины и воск – создают защитную пленку после распыления. Антикоррозийный спрей для авто, в состав которого входит воск, выступает в качестве консерванта, прост в применении, эффективен в действии

Работа с днищем

Защитить днище автомобиля от коррозии можно следующими средствами:

• Мастики – выпускаются высыхающими и невысыхающими, содержат металлическую пудру, которая придает покрытию особую прочность
• Жидкие средства для распыления подходят для обработки днища в труднодоступных местах
• Преобразователи ржавчины – используются для устранения коррозии перед нанесением мастики или другого средства

Несмотря на наличие современных средств против ржавчины, считается, что лучше обработать днище автомобиля от коррозии привычной битумной мастикой. Цель использования состава – консервация и защита элементов конструкции, подверженных максимальному износу. Мастика наносится на полностью очищенную от старого покрытия поверхность. После засыхания она превращается в эластичную пленку с повышенными показателями прочности. Средство для защиты от коррозии кладется слоем 400 мкм и обладает отличными шумоизоляционными свойствами. Этим же средством проводится обработка колесных ниш.

Советы по антикоррозийной обработке днища

Обработка машины от коррозии – дело серьезное и ответственное. При этом особенно важным является целостность днища автомобиля.

Обновление антикоррозийного покрытия днища проводится раз в два года.

Проводя антикоррозийные работы, следует обратить внимание на следующие моменты:

1. Работать нужно в проветриваемом помещении или на улице
2. Температура выбирается плюсовой от 5 до 30 градусов
3. Антикоррозийная защита покрытия автомобиля обычно легковоспламеняема, поэтому источники огня убираются
4. Мастика подогревается в специальном приборе
5. Необходимо обеспечить защиту рук, лица, глаз

Если защита от ржавчины авто не проводится, то коррозия нанесет серьезные повреждения транспортному средству за короткое время. Заменить испорченные детали часто нельзя или это стоит очень дорого.

Подводя итоги

Антикоррозийное покрытие всех частей автомобиля необходимо проводить вовремя. Учитывая климатические особенности, даже новая машина нуждается в такой процедуре.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕОИНСТРУКЦИЮ

Борьба против ржавчины ведется как современными средствами – используются электронная защита от коррозии или обработка кузова автомобиля жидким стеклом, так и зарекомендовавшими себя составами в виде битумной мастики. Внешняя поверхность кузова, днище, скрытые полости – ни одна деталь машины не должна остаться без антикора.

Анодная защита кузова автомобиля от коррозии

Главной болезнью любого автомобиля является коррозия. На советских машинах признаки её появления проявляются раньше, на европейских — немного позже, а модели японского автопрома считаются наиболее защищёнными. Но все они рано или поздно начинают покрываться рыжими коррозийными пятнами. Устранение таких дефектов становится дорогостоящей проблемой, на которую некоторые автовладельцы просто закрывают глаза. А выбором других становится катодная защита от коррозии. Эта тема интересна для каждого водителя, который желает сохранить как можно дольше первоначальный внешний вид авто.

Как действует защита

Способ защиты, который лёг в основу этой статьи, является активным методом, основанным на электрохимических законах. Изначально таким образом защищали трубопроводы и различного рода конструкции из металла. Со временем катодная защита металлов от коррозии перекочевала и в автомобильную сферу.

В основе лежат особенности протекания реакций окислительно-восстановительного характера. Для организации защиты на металлический объект накладывается отрицательно заряженный заряд. Также необходимо присутствие сдвига потенциала, который может быть создан двумя способами: использованием внешнего тока или соединением с протекторным анодом, конструкция которого состоит из металла с более высоким уровнем электроотрицательности по сравнению с автомобилем.

Принцип работы катодной защиты основан на слабом токе, который проходит через влажный воздух от автомобиля к окружающим предметам. В результате кузов с низкой электроотрицательностью восстанавливается за счёт окисления металла с высокой электроотрицательностью. Теперь становится понятно, почему пластины для защиты носят название жертвенных анодов — сами разрушаются, зато автомобиль восстанавливается.

Подобная защита автомобиля от коррозии требует осторожного подхода, тщательного изучения теории и точного соблюдения правил её организации. Стоит создать слишком большой сдвиг потенциала и результат будет полностью противоположным. Начнёт выделяться водород, состав электродного слоя изменится, покрытие автомобиля подвергнется деградации и на нём появятся следы стресс-коррозии.

Составные элементы катодной защиты

Есть обязательные составляющие, без которых защита просто не будет функционировать.

Катод и анод

Катодом в нашей схеме защиты является сам автомобиль, он будет служить минусом. Анодом может быть любая металлическая конструкция, пластина и любая поверхность, которая способна проводить электрический ток, даже мокрый асфальт. Без этих двух составляющих электрохимическая защита автомобиля от коррозии просто не будет функционировать.

От некоторых специалистов можно услышать про разность потенциалов и степень защиты, которая определяется этим показателем. Железо будет защищено от коррозии при величине потенциалов в пределах 0,1–0,2 В. На самом деле расстояние, которое находится между анодом и катодом, может достигать нескольких сантиметров и даже метров. Чем больше расстояние между электродами, тем большей должен быть показатель разницы потенциалов. Да и воздух не будет проводить ток небольшого напряжения, разница потенциалов должна быть на уровне киловольта.

Что действительно влияет на эффективность защиты автомобиля, так это площадь анода. Чем она больше, тем катодная защита автомобиля от коррозии будет лучше проявляться.

Электрический ток

Чтобы схема исправно работала, электрический ток между двумя электродами не нужен. Даже если он и возникнет, то будет носить характер побочного продукта. Такой ток может образоваться от мокрого анода, намокших колёс машины и т. д. А проявляться он будет на аккумуляторе, который разрядится быстрее обычного.

Чтобы установка катодной защиты не принесла вреда автомобилю, а работала в нужном нам направлении, потребуется бортовую систему соединить с анодом посредством добавочного резистора. Такое устройство позволит ограничить разряд аккумулятора в том случае, если анод будет замкнут на катоде. Причиной такой ситуации может быть неправильно собранная схема, выход из строя анода, например, полное окисление вплоть до разложения.

Выбираем правильный анод

Важным моментом в процессе формирования электрохимической защиты является выбор анода. Мы рассмотрим все наиболее удачные из распространённых вариантов, чтобы вам было проще сделать свой выбор.

Металлический гараж

Это самый простой, наиболее доступный и, соответственно, самый распространённый вариант анода. А если в этом гараже ещё и пол сделан из железа или хотя бы имеется открытая арматура, то днище машины также будет защищено от пагубного влияния коррозии. В летнее время сила защиты возрастает за счёт парникового эффекта. Для формирования защиты при таком выборе анода потребуется металлический корпус сооружения (в нашем случае это гараж) соединить с плюсом на аккумуляторе. Эта батарея должна быть установлена в машине посредством резистора или провода для монтажа. Для плюса можно использовать прикуриватель, но только в том случае, если в нём сохраняется напряжение после отключения зажигания.

Контур заземления

Такой выбор анода потребует от автовладельца аналогичных действий. Но учтите, что устройство катодной защиты по большей части будет работать на днище машины. Эту ситуацию можно исправить, проделав несложную работу. В землю, по периметру расположения машины, вбивается четыре металлических стержня и соединяются они между собой обычной металлической проволокой. Подключение контура проводится по аналогии с предыдущим случаем, когда анодом служил металлический гараж.

Металлизированный резиновый хвост с эффектом заземления

Такой способ организации защиты считается самым простым, но не менее эффективным, если разговор идёт за движущуюся машину. При повышенной влажности воздуха имеет место разность потенциалов между автомобилем и влажной дорогой. По логике влияние коррозии должно усиливаться при таких условиях, но в нашем случае за счёт наличия хвоста усиливается катодная защита. Хвост обязательно должен устанавливаться сзади автомобиля. На него должна попадать влага в виде брызг, которые вылетают из-под задних колёс.

Такое приспособление выполняет ещё и роль антистатика. Хвост должен быть правильно прикреплён к машине: в изолированном положении относительно корпуса ТС по току постоянного характера, а по переменному току он должен быть «закорочен» на корпус. Такое подключение можно организовать за счёт использования RC-цепочки, которая служит элементарным частотным фильтром.

Защитные электроды-протекторы

Как отдельную тему можно рассматривать этот вид анодов, но мы постараемся уложиться в один подзаголовок. Роль защитных протекторов выполняют элементарные пластинки, сделанные из металла. Для их установки можно выбирать самые уязвимые для коррозии места в машине. Чаще всего выбираются крылья, днище и пороги. Принцип действия схож со всеми предыдущими способами.

Защита действует непрерывно и не зависит от движения машины и влажности воздуха, что выступает преимуществом. Но организация такой защиты требует больших временных затрат, ведь таких анодов нужно будет разместить не менее 15 штук.

Стоит обратить внимание на металл, из которого будут изготовлены защитные электроды. Есть два варианта:

1. Разрушающиеся придётся менять каждые пять, а то и четыре года. Это может быть алюминий или нержавейка.
2. Не разрушающиеся будут служить гораздо дольше, но их стоимость возрастает в несколько раз. В качестве примера можно привести карбоксил, платину, магнетит или графит.

Также нужно знать правила размещения таких анодов:

1. Форма должна быть прямоугольной или круглой с площадью от 4 до 10 кв. см.
2. Один такой элемент может защитить не более 35 см площади машины.
3. Установка производится только на лакокрасочное покрытие с помощью эпоксидного клея, который не контактирует с глянцем.
4. Пластина должна смотреть навстречу брызгам и агрессивной среде.

Защищать автомобиль необходимо — это должен понимать каждый автовладелец. Из всех способов именно катодная защита демонстрирует хорошие результаты. Есть смысл «попотеть» над организацией одного из способов защиты, чтобы в будущем не лить слёзы над проржавевшим кузовом.

Недавно пришлось ремонтировать ГАЗ-2401 1980 года выпуска, и я просто поразился состоянию кузова: ни капли коррозии. Можно конечно сослаться на возраст, все же не сорок лет машине, и на хорошего хозяина: но на той машине в самых грязных и мокнущих местах стояли цинковые электроды, соединенные проводом с «массой», т.н. «анодная защита».

Суть этого метода защиты кузова ясно, наверное всякому, кто изучал химию в школе. Цинк стоит левее в электрохимическом ряду напряжений металлов. Кузов и электрод представляют собой гальваническую пару, где катодам является сталь кузова, а анодом — цинковые электроды. Как известно, при этом анод вступает в реакцию, превращаясь в соль или оксид, а катод остается цел и невредим. Подобное происходит, когда сталь покрывают слоем цинка. Вспомните, если случайно поцарапать цинк, ржавчина все равно не образуется. Так и здесь.

Конструкция эта мне до боли знакома. Ее когда-то опубликовал «Моделист конструктор», ссылаясь на опыт Америки. Еще в 1992 году хотел я ее применить на чуть было не приобретенной Победе, но не приобрел. И вот теперь решил таки применить на наших с женой двух Волгах ГАЗ 21. В сочетании и с другими методами защиты конечно. Конструктивно нужно в мокнущих местах кузова поставить цинковые электроды (можно оребренные, для увеличения площади), и соединить их с кузовом при помощи достаточно толстого (2,5-4 кв. мм) провода. Причем подсоединить их к массе желательно в сухом месте (чтобы не создать вторую гальваническую пару). Места для установки как мне кажется: под передними и задними крыльями, на полу кузова внутри (очень много грязи заносят на ногах водитель и пассажиры) и под машиной, места крепления лонжеронов и рессор к кузову, неплохо внутри порогов, если туда попадает вода.

Есть также мысль, что вместо цинковых электродов можно использовать тонкие листы оцинкованного железа, через резиновые прокладки привернутого к полу, под арками, в багажнике, и разумеется, соединенные с массой. Они хороши еще и тем, что работают как дополнительные силовые элементы. Что-то можно также еще и оцинковать см. «цинкор» (когда попробую этот метод, напишу).

Большинству автолюбителей известно, что появление даже небольшой царапины может привести к стремительному распространению ржавчины по кузову. И борьба с этой проблемой заключает в себе массу сложностей. Всевозможные виды покрытий, антикоров, мастик – чем только не пытаются защитить машину автомобилисты.

Вот только для качественной обработки всех мест, наиболее подверженных поражениям ржавчиной, автомобиль иногда приходится разбирать почти полностью. На это дело может уйти масса времени.

Помимо этого, во время эксплуатации автомобиля все покрытия постепенно разрушаются. Вибрация в движении приводит к появлению микротрещин, а удары песчинок и камней появляются сколы на краске. И всё это делает вполне понятным желание каждого автомобилиста найти волшебный прибор, в который придётся вложиться один раз и потом забыть о проблеме ржавчины на кузове навсегда.

Применение прибора в различных сферах

Уже на протяжении долгого времени самые разнообразные объекты защищаются от коррозии катодным методом. К примеру, на судах практикуется установка специальных протекторов, растворение которых в морской воде обеспечивает защищенность всего корпуса судна. А если говорить о подземных коммуникациях – трубы до укладки обрабатываются антикорами, а затем обматываются лентами из специального материала.

На некотором удалении от труб в землю укладывается анод (электрод) – металлическая болванка, на которую накинут «плюс» от постоянного тока. На саму трубу накидывается «минус». Разность потенциалов защищаемого металла и электрода в цепи электролита проходит ток. На аноде высвобождаются электроны (окислительная реакция) и за счет этого прекращается саморастворение катода (1,2)

Принцип катодной защиты

Необходимо, чтобы в процессе катодной поляризации металлу сообщался отрицательный потенциал, делающий термодинамически маловероятным его окисление. Потенциал в 0,1 – 0,2 В даёт железу и его сплавам полную защиту от коррозии.

Любой сдвиг потенциала может отразиться на степени защиты. По плотности защитный ток должен быть в районе от 10 до 30 мА/м 2 . Помимо этого, с течением времени из-за концентрационной поляризации (по кислороду) на металле потенциал смещается дополнительно в минус. Это даёт возможность время от времени отключать прибор (зарядка аккумулятора, ремонт автомобиля и т. д.). (3)

Прибор, защищающий кузов от коррозии включает в себя электронный блок и защитные электроды. На корпусе блока размещается световая индикация процесс работы. Устройство обеспечивает поддержку значения потенциала на влажных участках поверхности на том уровне, который необходим для полного прекращения процессов коррозии.

Это происходит за счет того, что защитные электроды разрушаются.В качестве анодов (защитных электродов) могут использоваться материалы и разрушающиеся (алюминий, нерж. Сталь) и неразрушающиеся. Если говорить о неразрушающихся – это могут быть магнетит, платина, графит, карбоксил. По виду электроды изготавливаются как прямоугольные или круглые пластины с площадью от 4 до 9 см 2 .

Рисунок показывает схему довольно простого устройства для антикоррозийной защиты, которое отлично справится с проблемой. Конечно, самый примитивный вариант подобного устройства может содержать в себе только провода, подключаемые к «плюсу» аккумулятора и защитные электроды. Но в таком случае будет отсутствовать возможность контроля возникновений коротких замыканий электродов и кузова автомобиля, и слежения за работой самого устройства.

Поэтому здесь в цепи делителя напряжения (R1, R2 и R3) встроен светодиод (VD1), ровно светящийся в рабочем режиме. От аккумулятора ток он потребляет в незначительном количестве, всего где-то 2мА. В случае, если происходит замыкание одного из электродов на кузов машины, диод погасает. Тогда вам нужно обнаружить и устранить проблему. Светодиод может немного изменяться в свечении, если влажность кузова повышена – так работает катодная защита. Стоит отметить, что прибор надежен, потому что во время короткого замыкания выхода на кузов даёт ток перегрузки не больше, чем 25-30 мА.

Что необходимо помнить при монтаже и сборке устройства

• Один электрод способен обеспечить защиту площади, радиус которой равен примерно 0,25-0,35 м.
• Устанавливать электроды можно только на участки, которые защищены лакокрасочным покрытием.
• Может использоваться шпаклевка на основе эпоксидного клея или сам клей.
• Наружная сторона электродов не должна покрываться электроизоляционными покрытиями (краски, клеи, мастики и т. д.).
• Установка электронного блока осуществляется в любом удобном месте автомобиля, подсоединять его нужно в общую схему электрооборудования.
• Электронный блок должен постоянно находиться во включенном состоянии, даже если отключено всё электрооборудование автомобиля.

Затрачивание ресурсов батареи прибором не превышает того, что потребляется автомобильными часами. Даже если аккумулятор будет сильно разряжен, работа прибора будет по-прежнему эффективной.

Еще один вид электрической схемы несложного устройства приведен на рис. 2

Здесь содержится делитель напряжения, выполненный с двумя резисторами, сопротивлениекоторыхR1 и R2. Вывод от резистора R1 (верхний на схеме) соединяется с плюсовым выводом аккумулятора. Вывод отR2 (нижний на схеме) соединяется с «минусом» аккумулятора. Такое соединение резисторов на точке Б даёт на металл кузова потенциал V1, определяемый в выражении U = ExR2 (R1 + R2), где Е – это напряжение аккумулятора (12 В).

Необходимо, чтобы потенциал U равнялся потенциалу защитному, во время которого останавливаются коррозийные процессы. Последовательное соединение резисторов обеспечивает течение тока, равного I = E/(R1 + R2). Сила тока (это от 01 до 100 мА)определяется тем условием, что обычная влажность даёт одному аноду возможность надежной защиты около 4-10 дм 2 поверхности. R2 = V/I; R1 = (E/I) – R2.

В случае необходимости внесения изменений в значения потенциала (защитного) и в силу тока, значения для сопротивлений резисторов можно определить исходя из соотношений, приведённых выше. К точке делителя №1 припаиваются изолированные провода, с противоположного конца которых должны быть припаяны стальные пластины анодов.

Анод – это пластина, сделанная из стали с низким содержанием углерода, размером 2х2 см. В качестве защиты могут использоваться аноды и внешние, это будет описано ниже. Применение прибора заставляет корпус автомобиля брать на себя функцию катода, восстанавливающегося во время эксплуатации из-за окисления анодов. Конструкция может быть произвольной.

Вот так будет выглядеть в собранном виде с использованием заглушки кнопки

Рис. 3. Электроды, установленные в этих точках будут наиболее эффективны:

1 – коробчатые усилители брызговиков, 2 – места крепления подфарников и фар, 3 – нижняя часть передней панели, 4 – полости за щитками усилителями передних крыльев, 5 – внутренние поверхности дверей и порогов, 6, 7 – передние нижние части заднего крыла и арка колеса по cтыку с крылом, 8 – фартуки задней панели.

катодный, анодный методы борьбы с ржавчиной

Коррозия – наиболее распространенная причина разрушения металлических поверхностей вашего автомобиля. Продукт коррозионного процесса – это ржавчина – оксид железа. Коррозия металла не останавливается ни на секунду – она начинается в момент рождения автомобиля и распространяется по кузову, днищу, что неизменно приведет в негодность автомобиль, если ничего с этим не делать. Электрохимическая защита автомобиля от коррозии – один из лучших вариантов уберечь свою машину от ржавения.

Причины коррозии

Зачастую виновниками появления коррозии выступают вода и дорожные реагенты, используемые дорожными службами в холодный период. Таким образом, железо в сочетании с соленым раствором, который создается в результате, подвергается разрушительному влиянию коррозии. Осевшая грязь выполняет роль губки, притягивая молекулы воды из воздуха. Колебания температуры, вибрация, состояние лакокрасочного покрытия – все это влияет на скорость коррозии.

Как защитить автомобиль

Есть три эффективных способа электрохимической защиты от коррозии:

1. Пассивные методы борьбы. Принцип базируется на изоляции автомобиля от губительного воздействия агрессивной среды.
2. Метод активной защиты. Это комплекс работ по защите металлических поверхностей автомобиля.
3. Преобразующий метод. Направлен на борьбу с уже возникшей ржавчиной: удаление, выжигание, модификация ржавчины.

Наиболее действенный способ – активный, а самой перспективной считают электрохимическую защиту кузова от коррозии. Методов защиты от электрохимической коррозии есть два:

• катодный метод;
• анодный метод.

Катодная электрохимическая защита

Самым популярным методом является катодная защита – это метод подразумевает сдвиг потенциала корпуса в отрицательную сторону.

Принцип катодной защиты заключается в прохождении тока, вызванного разницей потенциалов между металлом кузовных деталей машины и средой вокруг нее. Более активный материал при этом окисляется, менее активный — восстанавливается.

Электрозащита выполняется с помощью прибора, подключенного к источнику постоянного тока, – этот тип принято называть электронной защитой.

Для этого нужен электронный модуль, который можно приобрести либо изготовить самостоятельно. Он монтируется в салоне автомобиля и подсоединяется к бортовой сети.

Защитный прибор временами следует отключать, так как слишком сильное смещение потенциала может спровоцировать растрескивание металла – этот нюанс можно назвать единственным недостатком катодной защиты от коррозии.

Гаражное хранение – отличный способ защиты

Обезопасить автомашины от ржавения, которые находятся в неподвижном состоянии, можно в гараже, поскольку он предохраняет автомобиль от негативного воздействия. Достаточно подключить кузов к одной из металлических стен. Использование металлического гаража в качестве анода – самый простой и доступный метод электрохимической защиты. Если гаража нет, можно также использовать контур заземления на открытой стоянке.

Если в гараже пол выполнен из металла или есть открытые участки с железной арматурой, то днище машины тоже будет защищено. Летом металлические гаражи создают парниковый эффект, но если выполнить электрохимическую защиту, то он не будет разрушать металлические поверхности, а, наоборот, будет защищать кузов от коррозии.

Есть смысл обеспечить оградить свою технику от коррозии, чтобы не подвергать ее действиям ржавчины и в будущем не плакать над изможденным кузовом.

Для эффективной работы любой из систем, изучите принцип действия электрохимической защиты, придерживайтесь рекомендаций, следуйте инструкциям и тогда ваш автомобиль получит хороший щит, который обеспечит внешний вид машине и отличное настроение ее владельцу.

Катодная защита от коррозии для движущегося автомобиля

Как своими руками защитить движущуюся машину? Автомобиль в этом случае выступает в качестве катода, а в роли анода водители используют заземление, как защиту автомобиля – резиновый «хвост» или защитные электроды.

«Хвост» — простейший метод профилактики коррозии. С виду это резиновая полоска с вставленными металлизированными элементами. Как правило, ее крепят к задней части машины таким образом, чтобы она свисала и создавала разницу потенциалов между кузовом автомобиля и покрытием дороги.

Огромный плюс «хвоста» — контроль над статическим напряжением. К примеру, на транспортных средствах, перевозящих огнеопасные грузы, применяют в качестве анодов-«хвостов» металлические цепи, которые контактируют с дорогой – так удаляется статика, по причине которой может возникнуть возгорание.

Применение анодной методики

Принцип анодной защиты от коррозии – это принцип некой жертвенности. Пластины, выполненные из цинка, алюминия или меди, устанавливаются в местах, где коррозионные процессы наиболее активны, и перетягивают губительный процесс окисления на себя – в данном случае корпус автомобиля является анодом. Протекторы зачастую устанавливают в зоне крепления брызговиков, на внутренних поверхностях порожков и т.п.

Защитить кузов автомобиля от коррозии можно своими руками, изготовив подобные защитные протекторы. Металл, из которого выполнены защитные электроды, может быть разным. Существует два варианта:

Разрушающиеся протекторы. Такие электроды недолговечны – их нужно менять раз в четыре года. Это алюминиевые протекторы, магниевые протекторы, нержавейка, цинковые протекторы.
Неразрушающиеся. Служат намного дольше, однако, и стоимость их гораздо выше. Платина, графит, магнетит – все эти металлы используют в качестве протекторов.
Необходимо знать правила инсталляции таких анодов:

• форма протектора прямоугольная или круглая. Площадь колеблется от 4 до 10 кв. см.;
• один элемент способен обезопасить до 35 см площади автомобиля;
• устанавливать электрод можно на лакокрасочное покрытие при помощи эпоксидного клея, но в некоторых случаях пластины нужно присверливать к корпусу – это уже определенный недостаток, которым располагает протекторная защита автомобиля;
• пластину следует устанавливать навстречу брызгам.

Оцинковка кузова

Оцинковку кузова выполняет завод-изготовитель. Как правило, кузовные элементы будущей машины погружаются в емкость с расплавленным цинком. Толщина металла, который осядет на поверхности, не больше 2 мкм. Здесь действует принцип, основанный на электрохимических процессах, а именно цинк отбирает окислительные процессы на себя.

Вообще, оцинковка может выполняться тремя способами:

1. Термический, о котором говорилось выше.
2. Гальванический способ. Деталь погружают в электролит и цинк налипает на деталь.
3. Холодный способ. Деталь окрашивают цинкосодержащим составом.

Цинковое покрытие имеет один недостаток – все дело в микропорах, которые есть в цинке.

Буквально через год оцинковка перестает работать должным образом. Большую эффективность предоставляет современный метод катафорез, который предусматривает нанесение 7-9 мкм. цинка. Таким образом срок эксплуатации покрытия возрастает до 10 лет.

Защита машины – процесс обязательный и автовладелец должен это понимать. Все перечисленные способы хороши и действенны, но катодный способ все же намного лучше остальных.

Анодная защита кузова

Недавно пришлось ремонтировать ГАЗ-2401 1980 года выпуска, и я просто поразился состоянию кузова: ни капли коррозии. Можно конечно сослаться на возраст, все же не сорок лет машине, и на хорошего хозяина: но на той машине в самых грязных и мокнущих местах стояли цинковые электроды, соединенные проводом с «массой», т.н. «анодная защита».

Суть этого метода защиты кузова ясно, наверное всякому, кто изучал химию в школе. Цинк стоит левее в электрохимическом ряду напряжений металлов. Кузов и электрод представляют собой гальваническую пару, где катодам является сталь кузова, а анодом — цинковые электроды. Как известно, при этом анод вступает в реакцию, превращаясь в соль или оксид, а катод остается цел и невредим. Подобное происходит, когда сталь покрывают слоем цинка. Вспомните, если случайно поцарапать цинк, ржавчина все равно не образуется. Так и здесь.

Конструкция эта мне до боли знакома. Ее когда-то опубликовал «Моделист конструктор», ссылаясь на опыт Америки. Еще в 1992 году хотел я ее применить на чуть было не приобретенной Победе, но не приобрел. И вот теперь решил таки применить на наших с женой двух Волгах ГАЗ 21. В сочетании и с другими методами защиты конечно. Конструктивно нужно в мокнущих местах кузова поставить цинковые электроды (можно оребренные, для увеличения площади), и соединить их с кузовом при помощи достаточно толстого (2,5-4 кв. мм) провода. Причем подсоединить их к массе желательно в сухом месте (чтобы не создать вторую гальваническую пару). Места для установки как мне кажется: под передними и задними крыльями, на полу кузова внутри (очень много грязи заносят на ногах водитель и пассажиры) и под машиной, места крепления лонжеронов и рессор к кузову, неплохо внутри порогов, если туда попадает вода.

Есть также мысль, что вместо цинковых электродов можно использовать тонкие листы оцинкованного железа, через резиновые прокладки привернутого к полу, под арками, в багажнике, и разумеется, соединенные с массой. Они хороши еще и тем, что работают как дополнительные силовые элементы. Что-то можно также еще и оцинковать см. «цинкор» (когда попробую этот метод, напишу).

Катодная (электрохимическая) защита кузова автомобиля от коррозии

Возникновение коррозии — одна из самых распространённых причин выхода автомобиля из строя. Под действием ржавчины поверхность кузова машины очень быстро приходит в негодность и разрушается. Поэтому защита кузова от коррозии — одна из самых важных и обязательных задач, стоящих перед каждым владельцем автомобиля. Перед тем как говорить о том, каким образом может быть организована защита кузова автомобиля от ржавчины, давайте рассмотрим, что собой представляет процесс коррозии и каковы причины его возникновения.

Коррозия капота автомобиля

По сути, процесс коррозии — это окисление металла, которое ведёт к дальнейшему его разрушению. От появления ржавчины большую часть кузова автомобиля защищает лакокрасочное покрытие. Нарушение этого покрытия создаёт незащищённые участки на поверхности кузова автомобиля. Туда попадает влага с различными химически активными добавками. Слой грязи способствует тому, что влага задерживается в трещинках и микроповреждениях лакокрасочного слоя, что приводит к появлению ржавчины. Можно выделить следующие участки автомобиля, где повышена опасность возникновения очагов коррозии:

• элементы, расположенные в непосредственной близости к поверхности дороги;
• швы после неграмотно выполненной сварки после ремонта автомобиля;
• незащищённые участки с плохой вентиляцией, где проблематично быстрое высыхание влаги.

Очень важно помнить, что своевременное удаление ржавчины — необходимый пункт автомобильного сервиса. Периодически осматривайте свою машину и в случае обнаружения очагов окисления обеспечьте их немедленное удаление. Игнорирование очагов ржавчины или несвоевременное устранение приведут к разрушению структуры металла.

Ржавчина на дверях авто

Катодная (электрохимическая) защита: принцип функционирования

Защита кузова автомобиля от коррозии может осуществляться разными путями. Одним из интересных вариантов решения проблемы является катодная (электрохимическая) защита, носящая название «нержавейка».

Это активный способ защиты, он препятствует возникновению причин для развития коррозии. Он использует особенности окислительно-восстановительных химических реакций. Мы при помощи отрицательного электрического заряда воздействуем на тот участок, которому требуется защита от ржавчины.

Потенциал на аноде

Принцип этого метода заключается в том, что между металлом кузова и средой вокруг машины проходит электрический ток, вызванный разницей потенциалов. При этом более активный материал окисляется, а менее активный — восстанавливается.

Поэтому пластины из негативно заряженных металлов принято называть жертвенными анодами. Однако здесь нужно соблюдать определённую осторожность: если сдвиг потенциала слишком велик, может выделяться водород, меняться структура при электродного слоя, наблюдаться «деградация» материала, а не его защита. Катодом в данной схеме выступает поверхность кузова, а положительным зарядом назначаются любые объекты из окружающей среды. Это могут быть части автомобиля, влажная поверхность дороги и т.п. Следует помнить, что для анода нужен активный материал: магний, алюминий, цинк или хром. Эффективность работы такой схемы напрямую зависит от размера анода.

Катодная защита кузова от коррозии — цинковый анод

Катодная защита от коррозии своими руками для авто в гараже

Для автомобиля, который неподвижно хранится в гараже, организовать своими руками электрохимический заслон очень просто. Как уже говорилось выше, в качестве катода выступает сама машина. Анодом может быть назначено само здание гаража, если он сделан из металла. Либо это может быть заземляющий контур, если гараж неметаллический, или машина стоит на стоянке. Металлический пол или открытые участки из металла снизу будут препятствовать появлению ржавчины на днище машины.

Заземляющий контур создаётся таким образом — вокруг машины забиваем в землю 4 металлических штыря. Их длина должна быть не менее 1 метра. Натягиваем вокруг этих штырей металлическую проволоку. Контур готов — в отличие от металлического здания он будет взаимодействовать только с днищем вашего авто.

Подключение контура или гаража выполняем через резистор — коммутируем его с положительным разъёмом автомобильного аккумулятора.

Подключаем контур через резистор к аккумулятору

Катодная защита от коррозии для движущегося автомобиля

Теперь давайте разберём, как своими руками защитить таким способом от коррозии движущуюся машину. Как и в описанном выше способе, авто выступает в роли катода. В качестве анода мы можем использовать заземляющийся«хвост» из резины или защитные электроды.

«Хвост» — это самый простой метод профилактики возникновения ржавчины. Это полоска резины с прикреплёнными металлизированными элементами. Он крепится на задней части транспортного средства таким образом, чтобы свисать и создавать разницу потенциалов между машиной и мокрым покрытием дороги.

С увеличением влажности автоматически возрастает эффективность защиты от окисления. На него попадают брызги из-под колёс машины, что служит на пользу для протекания электрохимического процесса. Дополнительным плюсом «хвоста» является удаление статического напряжения. Например, транспорт с огнеопасным грузом использует даже такое средство, как металлические цепи, которые волочатся по дороге — таким образом происходит удаление статического заряда, по причине которого может возникнуть искра и спровоцировать возгорание.

Заземляющий «хвост» из резины

Использование защитных электродов годится как для движущихся машин, так и для неподвижного транспорта. Для создания эффективной системы нужно поставить на авто около 15—20 элементов. Это круглые или квадратные пластинки размером от 4 до 10 квадратных сантиметров. Для их изготовления годятся алюминий, нержавейка, магнетит, графит, платина. Алюминий и нержавейка со временем разрушаются — их нужно будет менять через каждые 4 года.

Такие элементы имеют следующие свойства:

• действуют в радиусе до 0,35 м;
• ставятся лишь на окрашенные участки машины;
• крепятся при помощи эпоксидного клея или шпатлёвки;
• перед монтажом необходима зачистка;
• наружная сторона не покрывается никакими изолирующими материалами;
• необходима изоляция электродов от отрицательно заряженного кузова авто

Заключение

Каждый владелец авто должен уделять должное внимание профилактике возникновения коррозии на кузове авто. Для этого следует периодически проводить осмотр и удаление очагов ржавчины, контролировать целостность лакокрасочного покрытия и пользоваться антикоррозионными мастиками для незащищённых участков.

Очень эффективным средством профилактики процессов окисления является катодная защита кузова машины. Такая схема выглядит довольно несложно и может быть реализована без особых проблем своими руками.

Чтобы такая система работала эффективно, хорошо изучите принцип действия электрохимического метода и придерживайтесь всех рекомендаций в процессе работы. Если вы будете точно следовать всем пунктам инструкции, ваше авто получит надёжный щит, который будет препятствовать возникновению ржавчины на любых участках.

[democracy]

[democracy]

Аэстимо – оценочная компанияЗащита автомобиля от коррозии навсегда

Автомобиль, проехавший по дороге, посыпанной реагентом, становится жертвой коррозии. И чем больше автомобиль будет забрызган грязью с дорожного полотна, тем активнее будет коррозия кузова. Реагент, находящийся на поверхности кузова, даже в сухом гараже притягивает к себе молекулы воды из воздуха, как любая соль. И чем выше влажность воздуха, тем активнее пагубное воздействие реагента. Соль делает своё коварное дело в любых условиях, разница лишь в скорости коррозии металла. Хорошо, если металл окрашен, а если имеется хотя бы небольшая царапина, то ржавчина сразу туда проникает. И не везде помогут антикоррозийные покрытия, или мастики. Ведь мелкую царапину изначально трудно заметить, а когда она превратится в сквозную коррозию, будет уже поздно. Да и необходимо постоянно следить за кузовом, чтобы своевременно закрасить краской, или замазать антикорозийкой появившийся скол краски от удара камня.
Думаю Вы замечали, отечественные автомобили ржавеют очень быстро, европейские немного медленнее, а японские автомобили – наиболее стойкие к коррозии. Для уменьшения коррозии, ещё на этапе производства автомобиля применяют различные способы защиты кузова. Например, японцы, живущие на островах, в условиях влажного морского климата применяют специальную обработку кузова автомобиля высокими частотами. Один из способов защиты от коррозии – оцинковка поверхности металла. Замечено, что после ремонта автомобиля, сварные швы наиболее подвержены коррозии. Ускорение коррозии происходит из-за высокотемпературного “ослабления” металла.
Наиболее простым и действенным способом защиты кузова автомобиля от коррозии является – катодная защита. Это вид активной – электрохимической защиты.
Изучая эту тему в Интернете, я столкнулся с тем, что она описывается не совсем “специалистами”. Статьи либо пишутся автолюбителями, мало соображающими в электронике, либо электронщиками, мало понимающими в электрохимических процессах и плохо представляющими принцип катодной защиты на автомобилях. Поэтому, в основном у них получается экспериментальный, не оптимальный и малоэффективный вариант устройств защиты. В этой статье, мы рассмотрим принцип и способы реализации катодной защиты от коррозии и разработаем оптимальный её вариант.
Принцип действия катодной защиты состоит в следующем:
В качестве катода (минуса) используется корпус автомобиля, а в качестве анода (плюса) – металлические сооружения, различные пластины и другие окружающие поверхности, проводящие ток, в том числе и влажное дорожное покрытие. Из-за разности потенциалов между защищаемой поверхностью металла и поверхностью “анода” по цепи, образующейся через влажный воздух, проходит слабый ток. На аноде происходит реакция окисления — освобождение электронов. Анод, постепенно окисляясь, разрушается, а разрушение катода наоборот прекращается.
В некоторых статьях Интернета по теме катодной защиты приводится разность потенциалов между катодом и анодом: Для железа и его сплавов полная защита от коррозии достигается при потенциале 0,1…0,2 В. Дальнейший сдвиг потенциала в сторону увеличения мало влияет на степень защиты. Плотность защитного тока должна быть в пределах 10…30 мА/м2.
На самом деле эти цифры кем-то “надуманы” для тех, кто не знает, что такое электрический ток. Но мы то с Вами знаем. Анод и катод можно расположить на расстоянии одного сантиметра друг от друга, а можно и на расстоянии нескольких сантиметров и даже метров. По законам электрохимии, для эффективности, чем дальше электроды находятся друг от друга, тем больше должна быть разница потенциалов. Поэтому говорить о конкретном значении в 0,1…0,2 вольта – неправильно. Кроме того, воздух, который используется в качестве электролита, проводит электрический ток только с большой разницей потенциалов – порядка киловольт, а маленькое напряжение ему “как слону дробина”. Поэтому, по закону Ома, о наличии защитного тока, как и о его плотности в пределах 10…30 мА/м2 говорить также нелепо. Этого тока просто не будет!
Другое дело, если мы будем рассуждать не об электрическом токе, а о разности зарядов (или потенциалов). Тогда можно будет говорить о концентрационной поляризации по кислороду, при котором молекулы воды, попадая на поверхность металла, ориентируются на поверхностях электродов так, что на аноде происходит освобождение электронов — реакция окисления, а на катоде наоборот, окисление прекращается. Так как электрический ток отсутствует, то освобождение электронов происходит очень медленно. Этот процесс безопасен и не заметен для глаз. Учитывая эффект поляризации молекул воды, наблюдается дополнительное смещение потенциала кузова автомобиля в отрицательную сторону, что позволяет периодически выключать устройство защиты от коррозии (при ремонте автомобиля, зарядке аккумулятора и т.п.). Особо необходимо отметить важный момент, чем больше площадь анода (анодов), тем эффективнее защита.
В качестве защищаемого катода, как было описано ранее, используется корпус автомобиля. Нам необходимо выбрать, что мы будем использовать в качестве анода.
Ещё раз повторюсь, для работы схемы защиты нам не требуется ток, протекающий между электродами. Если он будет, то это будет “побочный” ток, который может возникнуть в результате намокания анодов, колёс автомобиля и т.д. Это ток разряжающий аккумулятор и не более того. Поэтому автомобильную бортовую сеть + 12 вольт достаточно подключить к аноду (нескольким анодам) через добавочный резистор. Основное назначение резистора – ограничение тока разряда аккумуляторной батареи в случае замыкания анода на катод, которое может произойти по причинам “неудачной установки”, повреждения анода, его химического разложения в результате окисления и т.д.
Варианты анодов, применяемых на автомобиле, находящемся на стоянке (гараже): металлическое сооружение, находящееся в непосредственной близости от автомобиля, например металлический гараж, в котором хранится автомобиль; контур заземления, используемый при отсутствии металлического гаража, в том числе на открытой стоянке. Другие варианты анодов, применяемых на движущемся, или находящемся на стоянке (гараже) автомобиле: металлизированный резиновый заземляющий “хвост”; защитные электроды (протекторы) на кузове автомобиля.
Рассмотрим все перечисленные варианты
1. Использование металлического гаража в качестве анода является наиболее простым способом защиты главным образом внешних металлических поверхностей облицовки автомобиля. Если пол в гараже также железный, или содержит открытые участки металлической арматуры, то тогда защищается и поверхность днища автомобиля. Летом, как правило, в металлическом гараже – парниковый эффект, который при катодной защите не разрушает, а наоборот сохраняет и очищает кузов автомобиля от коррозии. Для создания такой защиты достаточно корпус гаража подключить к плюсу аккумуляторной батареи, установленной в автомобиле через обыкновенный добавочный резистор и монтажный провод. В качестве плюса, можно использовать прикуриватель, при условии, что в нём есть напряжение в режиме стоянки при отключенном замке зажигания (не у всех автомобилей при отключенном зажигании работает прикуриватель).
2. Использование контура заземления в качестве анода подобно использованию металлического гаража. Разница состоит лишь в том, что главным образом от коррозии защищается днище автомобиля. Для создания лучшего контура заземления, по периметру автомобиля необходимо забить в грунт четыре металлических кола (стержня) длиной не менее одного метра. Колы, электрически соединяются друг с другом с помощью проволоки. Контур подключается к автомобилю точно так же, как и корпус гаража – через добавочный резистор.
3. Металлизированный резиновый заземляющий “хвост” — простой и эффективный способ защиты движущегося автомобиля. В условиях влажного воздуха – дождя, мокрого дорожного покрытия, создается разность потенциалов между кузовом автомобиля и дорожным покрытием. Влажный воздух и мокрое дорожное полотно усиливает коррозию кузова автомобиля, но в данном случае наблюдается обратное — чем больше влажность, тем эффективнее антикоррозийная работа заземляющего хвоста. Хвост устанавливается сзади автомобиля так, чтобы в сырую погоду, при движении автомобиля, на хвост летели брызги воды от заднего колеса. Это улучшает эффективность антикоррозийной защиты.
Вторая функция заземляющего хвоста – он выполняет функцию антистатического приспособления. Я думаю, вы замечали, на бензовозах всегда волочится и гремит металлическая цепь, предназначенная для исключения накопления статического заряда на корпусе автомобиля и как следствие – исключения возникновения электрической искры, опасной для перевозимого груза. В некоторых статьях Интернета пишут, что цепь, волочащаяся за бензовозом – это антикоррозийное приспособление. К таким наблюдениям можно отнестись только с улыбкой.
Хвост должен быть изолирован от корпуса автомобиля по постоянному току и наоборот “закорочен” на корпус по переменному току. Достигается это RC-цепочкой, представляющей собой элементарный частотный фильтр.
4. Использование в качестве анодов защитных электродов — протекторов, практически отдельная тема. Элементарные металлические пластинки — “защитные протекторы” прикрепляются в наиболее уязвимых для коррозии местах — под крыльями, на днище кузова, на порогах. Они отвлекают на себя ржавчину за счёт того же эффекта, что и все предыдущие варианты анодов. Достоинство такого способа – постоянное наличие анода, стоит машина или едет. Такая локальная защита, говорят, дает хорошие результаты. Правда, анодов надо установить штук 15-20. Это трудоемко, но думаю “овчинка выделки стоит”.
В качестве защитных электродов (анодов) могут использоваться как разрушающиеся материалы (нержавеющая сталь, алюминий), требующие замены через 4…5 лет, так и неразрушающиеся. В качестве неразрушающихся электродов можно применять карбоксил, магнетит, графит или платину. Защитные электроды выполняются в виде прямоугольных либо круглых пластин площадью 4…10 см2.
При установке и монтаже электродов следует помнить, что:
— один защитный электрод защищает площадь с радиусом около 0,25…0,35 м;
— защитные электроды устанавливаются только на места, защищенные лакокрасочным покрытием;
— для крепления электродов рекомендуется использовать только эпоксидный клей или шпатлевку на его основе, предварительно зачистив глянец (эпоксидный клей на глянец не прилипает), но думаю, что это не догма;
— наружную сторону защитных электродов (где нет пайки) нельзя покрывать мастикой, краской, клеем или другим электроизоляционным покрытием.
Пластины-протекторы — это положительные пластины конденсатора, которые должны быть изолированы от отрицательной пластины — кузова автомобиля. Но расстояние между пластинами должно быть небольшим, чтобы ёмкость этого конденсатора была достаточной — на большом расстоянии между пластинами электрическое поле будет стремиться к нулю. Лакокрасочное покрытие автомобиля и эпоксидный клей, находящиеся в промежутке между кузовом и пластинами — это диэлектрическая прокладка конденсатора.
Установка электродов в этих точках наиболее эффективна:
1 — коробчатые усилители брызговиков; 2 — места крепления фар и подфарников; 3 — нижняя часть передней панели; 4 — полости за щитками-усилителями передних крыльев; 5 — внутренние поверхности дверей и порогов; 6, 7 — передняя нижняя часть заднего крыла и арка колеса по стыку с крылом; 8 — фартук задней панели.
Провода к протекторным пластинам подключаются через проколы в резиновых заглушках, закрывающих отверстия в днище автомобиля, которые предусмотрены его конструкцией.
Другой вариант использования меньшего количества электродов, но с большей площадью самих пластин:
Выглядит вполне логично, зачем устанавливать много электродов малой площади, если можно установить мало электродов, но большего размера. Главное, установить их в местах наиболее подверженных коррозии, или вблизи этих мест. Кроме того, в связи с тем, что в качестве “электролита” выступает влажный воздух, пластины должны располагаться обращёнными не внутрь (внутри короба, куда не проникает влага), а наружу – навстречу агрессивной среде, например брызгам от колеса.
Кузов автомобиля током бить не может, так как токи антикоррозийной защиты очень слабые. Даже если вы положите голую пластину под обнажённое “седалище”, вы почувствуете только твёрдый металл этой пластины, не более. В антикоррозийной защите используется слабый постоянный ток, который создает слабое электрическое поле, а по альтернативной теории электрического тока — магнитное поле, только в промежутках между кузовом и местом установки протекторов. Поэтому электромагнитное поле обыкновенного сотового телефона более, чем в 100 раз сильнее, поля создаваемого катодной защитой.
Думаю, что элементарных теоретических понятий достаточно, поэтому перейдём к разработке устройства антикоррозийной защиты.
Учитывая особенности и специфику использования различных вариантов анодов, конечно лучшим вариантом является одновременное использование всех перечисленных ранее способов.
Схема устройства простейшая. Самое сложное – изготовление “заземляющего хвоста” и установка “протекторных пластин”.
Изучая вопрос протекторной защиты в Интернете, я не встретил ни одной схемы, которая оптимально выполняет задачу защиты от ржавчины. Вернёмся к тому, что в некоторых статьях пишут, что полная защита от коррозии достигается при потенциале 0,1…0,2 В. Дальнейший сдвиг потенциала в сторону увеличения мало влияет на степень защиты. Мы не будем оспаривать этого предлагаемого значения. Защитного тока фактически не существует, он возникает только в случае “появления” проводника, образующегося за счёт проводимости воды, попадающей на пластины протекторов, или на покрышки колёс. Исходя из этого, можно сделать вывод: Если мы будем стремиться к значению 0,1…0,2 вольта, тогда придется ставить делитель напряжения, а это — лишний – паразитный разряд аккумулятора впустую. Если увеличение потенциала, не ухудшает степень защиты, тогда проще подать на аноды все 12 вольт, которые будут сами по себе “падать” в зависимости от влажности пластин. Достигается это обыкновенным добавочным резистором. Необходимо рассчитать его на такой ток, при котором в случае замыкания протекторных пластин на корпус автомобиля, происходит “безопасный” разряд аккумуляторной батареи. Абсолютно все, встречающиеся в Интернете схемы катодной защиты либо имеют фиксировано малую разницу потенциалов между анодом и катодом (до 1,8 вольта), либо имеют большую разницу потенциалов (до 8…11 вольт), но авторы этих схем описывают их, как “выдающие” 0,1…0,2 вольта. Разница этих схем – в максимальном токе, определяемом добавочным резистором. Непонятно, они или сами не умеют рассчитать простейший делитель напряжения, или пытаются обмануть Вас?
Из руководства по эксплуатации автомобиля, автомобилисты знают, что устойчивый пуск двигателя с помощью стартера возможен, если емкость аккумулятора составляет не менее 60% номинальной. Если использовать одно из устройств, публикуемых авторами разных статей с током потребления 5 мА, то время, в течение которого аккумулятор можно не подзаряжать составит 40 дней. С учетом саморазряда аккумулятора это время будет еще меньше. При постоянном использовании автомобиля это не опасно, но если Вы собрались в отпуск, или длительную командировку, то такое устройство следует отключить от аккумулятора автомобиля.
Приведу популярную схему катодной защиты, даже с рисунками протекторов:
На рисунке, вывод “Вых.” подсоединяется на пластины-протекторы. Против таких протекторов я ничего не имею, поскольку их геометрия мало влияет на степень защиты (можете вырезать хоть звездочку), а влияет лишь площадь пластин.
Определим, какое же напряжение подается на пластины, и какой ток потребляет устройство?
На кристалле светодиода HL1 типа АЛ307БМ падение постоянного прямого напряжения равно 2 В (из справочника).
Остальные 10 В падают на резисторах.
Общее сопротивление R1+R2+R3 будет равно 4855 Ом (R1+R2 в параллель и R3 последовательно).
Ток делителя будет равен Iдел = U / Rобщ. = 10/4855 = 2,1 mA.
Отсюда: Напряжение на выходе Uвых = Iдел * R3 + UHL1 = 2,26 * 4300 + 1 = 10,8 B.
Где же заявляемые 0,1…0,2 вольта? Мало того, в этой схеме, проходящий через светодиод ток 2,1 mA его толком и не зажжёт, у светодиода номинальный ток 10 mA.
Кроме того, на лицо “паразитный” ток разряда аккумуляторной батареи – через делитель. Вывод: схема придумана малограмотным экспериментатором.
Подобная схема с “паразитным” разрядом аккумуляторной батареи приводится в схеме с заземляющим хвостом:

В соответствии с описанием этой схемы, на кузов автомобиля, относительно земли, подаётся отрицательный потенциал, напряжением около 1,9 вольт. При наличии в воздухе даже небольшой влажности поверхность колёс (за счёт наличия солей) становится электропроводящей и электрическая цепь замыкается.
В схеме существует важный недочёт — цепь уже и так замкнута по пути: “+” аккумуляторной батареи, резистор R1, стабистор V1, “-” аккумуляторной батареи.
Паразитный ток разряда аккумуляторной батареи, протекающий через стабистор приблизительно составляет: I = UR1 / R1 = 10,1 / 240 = 42 mA, это довольно много. Защитный ток, использующий влажность воздуха такой схемы будет на порядок меньше “паразитного”. Получается, что эта схема ещё хуже предыдущей.
Встречались и другие статьи, в которых по плотности тока на протекторах вычислялись значения резисторов делителей напряжения – что является заблуждением.
________________________________________
Закончим критику, и приступим к делу. Как я и писал ранее, нет смысла стремиться к уменьшению разности напряжений между анодом и катодом. Все предлагаемые схемы катодной защиты, построенные на делителях напряжения способны принести не только пользу, но и вред. Особенно активно вы будете лить слёзы в случае осыпания пластин аккумуляторной батареи, когда произойдёт случайное замыкание протектора на корпус, а Вы этого не заметите. Если напряжение катодной защиты будет больше, то хуже от этого не будет, а даже наоборот – лучше. В то же время, ток ограниченный добавочным резистором делает такое напряжение безопасным.
Предлагаю оптимальное устройство катодной защиты, использующее все варианты анодов, которое фактически не разряжает аккумулятор, что особенно важно при длительном хранении автомобиля. Время использования может составлять до бесконечности, пока сам аккумулятор не умрёт своей смертью, даже если регулярно четвероногий друг будет мочиться на протекторы.
За шаблон, на котором мы изобразим схему, мы возьмём предыдущее схематичное изображение автомобиля, доработав его простой, но “толковой” схемой защиты.
Устройство позволяет поддерживать значение потенциала влажных участков поверхности кузова на уровне, необходимом для полной остановки и прекращения коррозийных процессов за счет разрушения защитных электродов, в качестве которых выступают стенки металлического гаража, защитные протекторы. Кроме того, во время осадков в качестве защитного анода используется и мокрая поверхность дорожного полотна.

В схеме имеется три цепи защиты:
Первая цепь катодной защиты – цепь “стационарной” защиты с использованием контура заземления, или корпуса металлического гаража (ракушки). Является самым эффективным способом защиты автомобиля от коррозии в условиях “парника” металлического гаража. Применяется с дополнительным проводом, подключаемым одним концом в гнездо Гн1, другим соединяется с соответствующим анодом. Гнездо Гн1 можно расположить в любом удобном для Вас месте автомобиля. Удобнее всего – в салоне, у водительского места. В состав первой “стационарной” цепи защиты входят светодиод VD1, резистор R1, гнездо Гн1 и многожильный монтажный изолированный провод. Если у Вас нет условий для использования этого вида защиты, не переживайте, значит у Вас и нет металлического гаража, а так же есть остальные цепи защиты.
Вторая цепь катодной защиты – цепь “мобильной” защиты с использованием заземляющего «хвоста». Это наиболее эффективная защита от коррозии во время дождя, тумана, мокрого дорожного полотна. Электрод-хвост располагается сзади автомобиля, на одной линии с колесом, для того, чтобы брызги воды от колеса попадали на хвост. В состав второй “мобильной” цепи защиты входят светодиод VD2, резистор R2, изолятор (на рисунке — коричневый), заземляющий электрод — хвост Э1. Дополнительно в состав второй цепи входят элементы R3 и С1, которые совместно с Э1 выполняют функцию защиты кузова автомобиля от статического напряжения. Обратите внимание, что хвост прицепляется не непосредственно к металлическому кузову автомобиля, а через изоляционный материал. В качестве хвоста используйте тонкую металлизированную резиновую ленту. Как вариант, можно использовать тонкостенный резиновый шланг с продетым в него тонким металлическим тросиком, выглядывающим на конце.
Третья цепь катодной защиты – цепь “постоянной” защиты от коррозии с использованием протекторных пластин. Эта защита от коррозии действует постоянно, как на стоянке, так и в движении, как во время дождя, так и в сухую погоду. Её эффективность зависит от количества, размеров и мест расположения пластин-электродов. Чем суммарная площадь электродов больше, тем лучше. Но учтите, что электроды должны быть распределены по кузову автомобиля в наиболее уязвимых для коррозии местах. О самих протекторах было написано выше. Наиболее приемлемый не дорогой материал для протекторов – нержавеющая сталь. В состав третьей “постоянной” цепи защиты входят светодиод VD3, резистор R4 и протекторы (на рисунке — синие). Пластины крепят на клей, но думаю, что конструкция на болтах будет работать не хуже и при умелом соединении, безусловно, будет надёжнее.
Номиналы резисторов R1, R2, R4 схемы защиты выбраны такими, чтобы в случае замыкания протекторов, хвоста, или гаражной конструкции на кузов автомобиля максимальный ток был ограничен номинальным значением тока светодиодов – 10mA. Другими словами, в условиях сухого воздуха (сухого кузова автомобиля) светодиоды не должны гореть. Если в сырую погоду, светодиоды загораются, то это свидетельствует о работе катодной защиты. Чем больше влажности, тем ярче будут гореть светодиоды. Если один из светодиодов горит максимально ярко на “сухом” автомобиле, то это означает, что имеет место неисправность – замыкание элементов защиты от коррозии на корпус автомобиля. Тогда необходимо, не позднее чем в течение недели после загорания светодиода определить место замыкания и устранить его. Основное назначение светодиодов – контроль исправности цепей катодной защиты. В условиях минимального воздействия влаги они не должны ярко светиться. Слабое свечение допускается.
Проверку исправности цепей защиты на обрыв проводят приблизительно 1 раз в месяц путем замыкания на корпус автомобиля: первую цепь проверяют замыканием провода, который должен крепиться к стенке металлического гаража; вторую – замыканием заземляющего хвоста; третью – замыканием одного из протекторов. При замыкании, соответствующий светодиод должен загореться. Для удобства, можно использовать дополнительный монтажный провод. Неплохо, при проверке исправности схемы катодной защиты ещё и осмотреть защитные протекторы.
Само нехитрое устройство можно разместить в любом удобном для Вас месте. Нет необходимости размещать его на панели приборов, перед глазами водителя. Там оно будет только отвлекать. Устройство защиты, размещённое в моторном отсеке, не позволит своевременно отреагировать на замыкание анодов на корпус автомобиля, потому как многие не заглядывают под капот своего коня от одной, до другой смены масла в двигателе. Поэтому, по моему мнению, оптимальное место расположения устройства – под приборной панелью, в нише, на 10-20 сантиметров выше педалей управления. Перед выходом из машины, водитель обычно опускает глаза для изъятия ключа из замка зажигания, поэтому светодиоды устройства защиты окажутся в поле его зрения. А красный горящий светодиод обязательно привлечёт внимание.
Необходимо, чтобы устройство оставалось подключенным к аккумулятору даже при отключенном общем электрооборудовании автомобиля (выключенном зажигании). В простейшем случае устройство можно расположить на небольшой изоляционной пластине (гетинакс, текстолит, пластмасса). Лучший вариант, если устройство поместить в какую-либо изолированную коробочку, или залить эпоксидной смолой.