От чего ржавеет кузов машины

Как и почему появляется ржавчина на автомобиле, и как ее избежать (основные правила)

Ржавчина может появиться на любом автомобиле: причины, последствия, варианты борьбы

Зловещее коричневое пятно на крыле, пузырь на краске в нижней части двери, внезапно намокшие коврики в салоне автомобиля после проезда большой лужи – все это явные признаки того, что вашу машину начала подтачивать такая медленная убийца, как ржавчина.

Ржавчина. Многие ее недооценивают. Многие не знают, что именно эта несерьёзная на первый взгляд беда регулярно отправляет на свалку десятки тысяч автомобилей. Но проблема предотвратима, и с ней можно и нужно бороться!

С металлами на основе железа борьба с окислением может быть Сизифовым трудом, ведь даже несмотря на передовые покрытия и сплавы, разработанные профессиональными химиками и инженерами, нестабильный химический состав стали в своей изначальной форме означает, что она всегда будет подвергаться ржавлению в естественной среде. Впрочем, это вовсе не означает, что ваша машина обречена. Понимая процесс окисления металла и зная проблемные участки на кузове вашего автомобиля, вы сможете продлить жизнь своему автомобилю.

Можно ли избежать встречи с ржавчиной?

«Ржавчина» – термин неспециалиста для электрохимического разрушения металла, основанного на железе, называемого окислением. В этом процессе молекулы на поверхности вступают в реакцию с кислородом воздуха и производят новую молекулу Fe2O3, известную также как оксид железа. Железо и большинство сталей рано или поздно полностью распадутся на оксид железа и составные элементы, дайте им достаточно времени.

Примеров использования в автопромышленности сталей разного качества можно привести массу. Это не только набившие оскомину автолюбителям 90-х годов «Жигули» и «Москвичи», которые, кажется, ржавели еще на сборочной линии. Схожие проблемы были у автопроизводителей США 70-х годов, когда ржавчина начинала распространяться по автомобилям, которые еще не успели выехать за ворота дилерского центра. Или проблемы с ЛКП и металлом на совсем современных моделях. Например, Hyundai Creta. Помните? (Топ-5 самых ужасающих фактов о Hyundai Creta).

В то же время необработанная сырая листовая сталь может очень долго сопротивляться ржавлению, не рассыпаясь на составные части в течение нескольких лет.

Отсюда мы можем сделать первый вывод: если вы покупаете автомобиль (даже если это новая модель и машину забираете из салона), обязательно пробегитесь по форумам и поищите, ржавеют ли данные модели автомобилей конкретного года выпуска. Иначе вам может очень не повезти и вы попадете на какую-нибудь партию машин, в которой, по неизвестной причине, была применена сталь ненадлежащего качества. Как вы понимаете, такие автомобили будут гнить. Такие случаи редки, но бывают. Поэтому будьте бдительны.

Вот вы стали обладателем или давно являлись владельцем автомобиля. Если вы приобрели новую машину и рассчитываете использовать ее на протяжении долгого периода времени – от пяти лет и выше, поздравляем, у вас есть шанс увидеть все этапы развития разрушения кузова.

Рассмотрим три основных вида ржавчины, а затем обсудим, как ее можно избежать или «вылечить».

Поверхностная ржавчина (первая стадия)

Первые признаки проблемы появляются в трещинах и царапинах на краске. Уровень сложности: легко исправить.

Ржавчина «охотится» на структурные и химические примеси в металлических сплавах на микроскопическом и молекулярном уровнях. Чистое железо не окисляется так агрессивно, как более дешевый материал с большим количеством примесей. Это легко понять, если взглянуть на старые детали от премиальных немецких автомобилей 70-х, 80-х годов. Даже неокрашенные элементы, находясь на открытом воздухе, под дождем и снегом, хоть со временем и покроются ржавчиной, но проникновение окисления будет не настолько глубоким, как в случае с машинами 90-х и нулевых годов XXI века.

Дело в том, как вы понимаете, что в дорогих моделях престижных марок использовались более качественные сплавы, что помогало заложить большую износостойкость во все детали автомобиля, в том числе и кузов.

К сожалению, железо не особенно хороший материал для создания автомобилей. Добавление небольшого количества углерода в железо создает сталь, которая предлагает значительное улучшение гибкости, прочности на растяжение и формуемости при прессовании панелей. Но по определению это добавляет примеси – примеси, которые ускоряют процесс ржавления.

Вторая стадия (начинается проникновение в структуру металла)

Химический процесс разрушает поверхность и уменьшает прочность металла.

Распространение ржавчины вглубь стали зависит от множества разнообразных факторов:

сплава, толщины детали, окружающей среды (наличие снега, реагентов, ускоряющих процесс разложения, перепадов температуры) и типа термообработки детали.

Легирующие элементы, такие как никель и хром, могут добавляться для предотвращения ржавчины, но ничто не способно на 100% защитить деталь — все в конечном итоге корродирует.

Реагент – это вообще отдельная тема. Эффект ржавления ускоряется наличием любого вида соли. Соли с дороги и другие загрязняющие элементы, растворенные в воде, действуют как электролиты. Попадая на незащищенное место, где происходит химическая реакция, они значительно ускоряют обмен молекулярных компонентов.

На практике можно сказать следующее: грязный автомобиль ржавеет быстрее чистого. Это также объясняет давно отмеченный факт, почему автомобили в странах с северным климатом, где соли и реагенты используется зимой, склонны к гниению.

Проникающая ржавчина (третья стадия)

После длительного воздействия процесса окисления сталь превращается в хрупкий оксид железа. Образуются сквозные отверстия.

Автопроизводители много делают, чтобы попытаться предотвратить коррозию. Огромное количество испытаний и целые разделы материаловедения посвящены сохранению кузова вашего автомобиля. Компоненты из алюминия и магния очень помогают в борьбе с ржавчиной. Они практически не подвержены окислению, а их запаса прочности хватит на десятилетия вперед. Однако эти металлы достаточно дороги, чтобы их можно было использовать для такой большой детали, как кузов.

Современная листовая сталь еще на этапе ее производства на сталелитейном заводе выходит с разнообразными защитными покрытиями. На автомобильном заводе к этому добавляются дополнительные защитные покрытия, в том числе оцинковка и толстый слой поверхностной защиты днища автомобиля, который в буквальном смысле запечатывает кузов от воздействия элементов кислорода и разрушительной внешней среды.

Увы, со временем любая нанесенная на металл защита стирается, истончается и в некоторых местах полностью уходит. Металл оголяется, начинается процесс разрушения.

Совет: немногие так делают, но важно минимум раз в год, после зимы, обследовать чисто вымытый (в идеале вымыть нужно и днище) автомобиль на наличие повреждений защитного слоя. В том случае если обнаружен скол или глубокая царапина, дошедшая до металла, потребуется нейтрализовать повреждение, прекратив доступ воздуха к поврежденной части поверхности.

В зависимости от глубины и места повреждения для этих целей возможно использование грунтовки с последующим нанесением краски (при небольшом повреждении), преобразователя ржавчины, с герметизацией очага от доступа кислорода, нанесение антикора на днище, если защитный слой внизу был поврежден в нескольких местах. При среднестатистической эксплуатации его повреждение происходит через три года.

Бдительность и уход за автомобилем – вот залог длительной работы кузова.

Профилактика

Лучший совет самый очевидный: регулярно мойте автомобиль, чтобы очистить кузов и днище (хотя бы раз в год, после зимы) от грязи и солей, которые приводят к коррозии. Не столь очевидный совет – проверить дренажные отверстия в нижней части дверей и порогах. Если там будет застаиваться вода, это приведет к неминуемому ржавлению.

Но если ржавчина все же появилась, это не такая уже великая проблема. Дело в том, что ржавление можно остановить на любом этапе.

Поверхностная ржавчина

В большинстве случаев поверхностная ржавчина образуется на месте слома краски из-за механического или ультрафиолетового повреждения. Первая стадия ржавления не принесет больших проблем кузову вашего автомобиля. В зависимости от толщины металла и качества сплава до третьей стадии может пройти не один год.

Несмотря на это, лучше всего избавиться от поверхностной ржавчины, как только вы ее обнаружите. Исправление не отличается от общего ремонта ЛКП. О том, как заделывать царапины и другие повреждения, мы много писали.

Начните с использования абразивного круга или наждачной бумаги, чтобы снять слой краски и счистить коррозию до тех пор, пока не появится металл. Затем нанесите грунтовку, затем краску, затем покройте лаком. Готово! Подробности читайте здесь: Как самостоятельно покрасить свой автомобиль: подробная инструкция к действию

Вторая стадия

Вы не зачистили ржавчину на первой стадии, и теперь на кузове красуется ржавый пузырь под краской. Молекулы ржавчины физически больше, чем молекулы железа или стали. В результате ржавчина самораспространяется путем расширения, затрагивая и разрушая свежий металл. Если ее полностью не убрать, процесс гниения не остановится.

При ремонте детали нужно использовать преобразователь ржавчины, а также щетку с жесткой металлической щетиной, наждачку или абразивный диск. Зачищаем очаг до ровной поверхности, затем наносим грунтовку и краску.

Проникающая ржа

В конце концов основной металл отслаивается и на его месте образуется отверстие. Теперь у вас есть большая проблема, и у вас есть два варианта. Вы можете заменить панель (если есть такая возможность), или придется вырезать сгнившие части и просить вварить заплатки из нормального металла.

А вот если проржавела рама, это означает, что структурная целостность автомобиля может быть нарушена. Раму своими силами не починить. Либо менять на новую, либо обращаться за советом к профессионалам.

Источник статьи: http://1gai.ru/baza-znaniy/520918-kak-i-pochemu-poyavlyaetsya-rzhavchina-na-avtomobile-i-kak-ee-izbezhat-osnovnye-pravila.html

Коррозия металла: почему ржавеет кузов и как с этим бороться

Что такое кузов? Конструкция из тонкого листового металла, причем разных сплавов и со множеством сварных соединений. И еще не нужно забывать о том, что кузов используется как «минус» для бортовой сети, то есть постоянно проводит ток. Да он просто обязан ржаветь! Попробуем разобраться, что же происходит с кузовом машины и как с этим бороться.

Что такое ржавчина?

Коррозия железа или стали — процесс окисления металла кислородом в присутствии воды. На выходе получается гидратированный оксид железа — рыхлый порошок, который мы все называем ржавчиной.

Разрушения автомобильного кузова относят к классическим примерам электрохимической коррозии. Но вода и воздух — это лишь часть проблемы. Помимо обычных химических процессов важную роль в нем играют гальванические пары, возникающие между электрохимически неоднородными парами поверхностей.

Уже вижу, как на лицах читателей-гуманитариев возникает скучающее выражение. Не пугайтесь термина «гальваническая пара» — мы не на лекции по химии и сложных формул приводить не будем. Эта самая пара в частном случае — всего лишь соединение двух металлов.

Металлы, они почти как люди. Не любят, когда к ним прижимается кто-то чужой. Представьте себя в автобусе. К вам прижался помятый мужчина, вчера отмечавший с друзьями какой-нибудь День монтажника-высотника. Вот это в химии называется недопустимой гальванической парой. Алюминий и медь, никель и серебро, магний и сталь. Это «заклятые враги», которые в тесном электрическом соединении очень быстро «сожрут» друг друга.

Вообще-то, ни один металл долго не выдерживает близкого контакта с чужаком. Сами подумайте: даже если к вам прижалась фигуристая блондинка (или стройная шатенка, по вкусу), то первое время будет приятно. Но не будешь же так стоять всю жизнь. Особенно под дождем. Причем тут дождь? Сейчас все станет понятно.

В автомобиле очень много мест, где образуются гальванические пары. Не недопустимые, а «обычные». Точки сварки, кузовные панели из разного металла, различные крепежные элементы и агрегаты, даже разные точки одной пластины с разной механической обработкой поверхности. Между ними всеми постоянно есть разность потенциалов, а значит, в присутствии электролита будет и коррозия.

Стоп, а что такое электролит? Пытливый автомобилист вспомнит, что это некая едкая жидкость, которую заливают в аккумуляторы. И будет прав лишь отчасти. Электролит — это вообще любая субстанция, проводящая ток. В аккумулятор заливают слабый раствор кислоты, но не обязательно поливать машину кислотой, чтобы ускорить коррозию. С функциями электролита прекрасно справляется обычная вода. В чистом (дистиллированном) виде она электролитом не является, но в природе чистой воды не встречается.

Таким образом, в каждой образовавшейся гальванической паре под воздействием воды начинается разрушение металла на стороне анода — положительно заряженной стороны. Как победить этот процесс? Запретить металлам корродировать друг от друга мы не можем, но зато можем исключить из этой системы электролит. Без него «допустимые» гальванические пары могут существовать долго. Дольше, чем служит автомобиль.

Как с ржавчиной борются производители?

Самый простой способ защиты — покрыть поверхность металла пленкой, через которую электролит не проникнет. А если еще и металл будет хорошим, с низким содержанием примесей, способствующим коррозии (например серы), то результат получится вполне достойным.

Но не воспринимайте слова буквально. Пленка — это необязательно полиэтилен. Самый распространенный вид защитной пленки — краска и грунт. Также ее можно создать из фосфатов металла, обработав поверхность фосфатирующим раствором. Входящие в его состав фосфоросодержащие кислоты окислят верхний слой металла, создав очень прочную и тонкую пленку.

Прикрыв фосфатную пленку слоями грунта и краски можно защитить кузов машины на долгие годы, именно по такому «рецепту» готовили кузова на протяжении десятков лет, и, как видите, довольно успешно — многие машины производства пятидесятых-шестидесятых годов смогли сохраниться до наших времен.

Но далеко не все, ведь со временем краска склонна к растрескиванию. Сначала не выдерживают внешние слои, потом трещины добираются до металла и фосфатной пленки. А при авариях и последующем ремонте покрытия часто наносят, не соблюдая абсолютной чистоты поверхности, оставляя на ней маленькие точки коррозии, которые всегда содержат в себе немного влаги. И под пленкой краски начинает появляться новый очаг разрушения.

Источник статьи: http://www.kolesa.ru/article/korrozija-metalla-pochemu-rzhaveet-kuzov-i-kak-s-jetim-borotsja-2014-10-21

Коррозия металла: почему ржавеет кузов и как с этим бороться

Что такое кузов? Конструкция из тонкого листового металла, причем разных сплавов и со множеством сварных соединений. И еще не нужно забывать о том, что кузов используется как «минус» для бортовой сети, то есть постоянно проводит ток. Да он просто обязан ржаветь! Попробуем разобраться, что же происходит с кузовом машины и как с этим бороться.

Что такое ржавчина?

Коррозия железа или стали — процесс окисления металла кислородом в присутствии воды. На выходе получается гидратированный оксид железа — рыхлый порошок, который мы все называем ржавчиной.

Разрушения автомобильного кузова относят к классическим примерам электрохимической коррозии. Но вода и воздух — это лишь часть проблемы. Помимо обычных химических процессов важную роль в нем играют гальванические пары, возникающие между электрохимически неоднородными парами поверхностей.

Уже вижу, как на лицах читателей-гуманитариев возникает скучающее выражение. Не пугайтесь термина «гальваническая пара» — мы не на лекции по химии и сложных формул приводить не будем. Эта самая пара в частном случае — всего лишь соединение двух металлов.

Металлы, они почти как люди. Не любят, когда к ним прижимается кто-то чужой. Представьте себя в автобусе. К вам прижался помятый мужчина, вчера отмечавший с друзьями какой-нибудь День монтажника-высотника. Вот это в химии называется недопустимой гальванической парой. Алюминий и медь, никель и серебро, магний и сталь. Это «заклятые враги», которые в тесном электрическом соединении очень быстро «сожрут» друг друга.

Вообще-то, ни один металл долго не выдерживает близкого контакта с чужаком. Сами подумайте: даже если к вам прижалась фигуристая блондинка (или стройная шатенка, по вкусу), то первое время будет приятно. Но не будешь же так стоять всю жизнь. Особенно под дождем. Причем тут дождь? Сейчас все станет понятно.

В автомобиле очень много мест, где образуются гальванические пары. Не недопустимые, а «обычные». Точки сварки, кузовные панели из разного металла, различные крепежные элементы и агрегаты, даже разные точки одной пластины с разной механической обработкой поверхности. Между ними всеми постоянно есть разность потенциалов, а значит, в присутствии электролита будет и коррозия.

Стоп, а что такое электролит? Пытливый автомобилист вспомнит, что это некая едкая жидкость, которую заливают в аккумуляторы. И будет прав лишь отчасти. Электролит — это вообще любая субстанция, проводящая ток. В аккумулятор заливают слабый раствор кислоты, но не обязательно поливать машину кислотой, чтобы ускорить коррозию. С функциями электролита прекрасно справляется обычная вода. В чистом (дистиллированном) виде она электролитом не является, но в природе чистой воды не встречается.

Таким образом, в каждой образовавшейся гальванической паре под воздействием воды начинается разрушение металла на стороне анода — положительно заряженной стороны. Как победить этот процесс? Запретить металлам корродировать друг от друга мы не можем, но зато можем исключить из этой системы электролит. Без него «допустимые» гальванические пары могут существовать долго. Дольше, чем служит автомобиль.

Как с ржавчиной борются производители?

Самый простой способ защиты — покрыть поверхность металла пленкой, через которую электролит не проникнет. А если еще и металл будет хорошим, с низким содержанием примесей, способствующим коррозии (например серы), то результат получится вполне достойным.

Но не воспринимайте слова буквально. Пленка — это необязательно полиэтилен. Самый распространенный вид защитной пленки — краска и грунт. Также ее можно создать из фосфатов металла, обработав поверхность фосфатирующим раствором. Входящие в его состав фосфоросодержащие кислоты окислят верхний слой металла, создав очень прочную и тонкую пленку.

Прикрыв фосфатную пленку слоями грунта и краски можно защитить кузов машины на долгие годы, именно по такому «рецепту» готовили кузова на протяжении десятков лет, и, как видите, довольно успешно — многие машины производства пятидесятых-шестидесятых годов смогли сохраниться до наших времен.

Но далеко не все, ведь со временем краска склонна к растрескиванию. Сначала не выдерживают внешние слои, потом трещины добираются до металла и фосфатной пленки. А при авариях и последующем ремонте покрытия часто наносят, не соблюдая абсолютной чистоты поверхности, оставляя на ней маленькие точки коррозии, которые всегда содержат в себе немного влаги. И под пленкой краски начинает появляться новый очаг разрушения.

Источник статьи: http://www.kolesa.ru/article/korrozija-metalla-pochemu-rzhaveet-kuzov-i-kak-s-jetim-borotsja-2014-10-21

Почему ржавеют автомобильные кузова. Немного теории и страшная сказка на ночь

Проблема борьбы с коррозией стара как мир. И журнал «АБС-авто» уделяет ей самое пристальное внимание. Так, первая антикоррозионная статья увидела свет еще в марте 1997 года – одновременно с рождением журнала.

С той поры редакция опубликовала десятки статей по борьбе с коррозией. И даже выпустила тематическую брошюру совместно с компанией ЮВК, нашим давним партнером и консультантом. Сегодня мы предлагаем вам фрагменты из этого издания, посвященные теории коррозионных процессов. Знания – сила, и чтобы победить врага, надо хорошо изучить его повадки.

Терминология

Что такое коррозия металлов? Это слово происходит от латинского «corrodo – грызу». В литературе встречаются ссылки и на позднелатинское «corrosio – разъедание». Но так, или иначе, коррозия – это процесс разрушения металлов в результате химического и электрохимического взаимодействия с внешней средой.

Мы не зря подчеркнули слово процесс в определении коррозии. Дело в том, что многие водители и механики в бытовых и даже в профессиональных разговорах частенько отождествляют термины «коррозия» и «ржавчина». Однако это не синонимы, разница в следующем.

Слово «коррозия» применимо ко многим металлам (включая цветные), сплавам, а также бетону и некоторым пластмассам. А ржавчина – это результат коррозионного процесса. Этот термин относится только к железу, входящему в состав стали и чугуна. И говоря «ржавеет (или корродирует) сталь», мы подразумеваем, что ржавеет (окисляется) железо, входящее в ее состав.

Столь подробное разъяснение тривиальных, в общем-то, вещей, приводится с единственной целью: подчеркнуть, что бороться надлежит не со ржавчиной, а именно с коррозией. Иными словами, не с результатом, а с процессом, на что и нацелены все современные системы антикоррозионной защиты. И чем раньше начата эта борьба, тем дольше проживет авомобильный кузов.

И еще. В определении коррозии мы подчеркнули слова химического и электрохимического взаимодействия. Это тоже не зря. В некоторых публикациях, включая рекламные, встречается мнение, что коррозия – процесс сугубо химический. Дескать, окисление кислородом воздуха, и все тут. Это далеко не так – едва ли не главную роль в разрушении автомобильного кузова играют электрохимические процессы, и мы подробно поговорим об этом ниже. А пока немного истории.

«От Ромула до наших дней…»

Коррозия отравляет жизнь человечеству уже давно. Еще в первом веке нашей эры римский ученый Плиний-старший писал: «На железо обрушилась месть человеческой крови… Оно ржавеет быстрее, когда соприкасается с нею».

Немало воды утекло с момента высказывания Плиния. А сколько железа превратилось в бурый порошок! Зато процесс коррозии металлов получил теоретическое объяснение – правда, не сразу.

Например, Лавуазье рассматривал коррозию железа как процесс простого окисления – прямо как некоторые наши современники, упомянутые в предыдущем разделе. Однако и великие иногда ошибаются – в 1837 году М. Пайен показал, что при температуре ниже 200 °С в атмосфере сухого кислорода (т.е. среде, не содержащей водяных паров) железо практически не ржавеет! Значит, дело не только в наличии кислорода?

Волей-неволей от взглядов Лавуазье на коррозию пришлось отказаться. Но что предложить взамен, ведь «природа на терпит пустоты»? Какое-то время механизм коррозии увязывали с кислотностью соприкасающейся с железом среды. И лишь электрохимическая теория коррозии металлов смогла объяснить все тонкости этого коварного процесса.

В заключение этого раздела отметим, что в результате коррозии по разным данным теряется от 10 до 25% мировой добычи железа. Значит, железная руда, изначально сконцентрированная в земной коре, в поте лица добытая и искусно переработанная в чугун и сталь, безвозвратно рассеивается, распыляется по всему белому свету. И не борясь с коррозией, мы наказываем не только себя, любимых, но и потомков своих, оставляя их без ценнейшего конструкционного материала – железа. А оно, несмотря на успешные опыты с алюминиевыми сплавами и пластиками, пока что играет ведущую роль в производстве автомобильных кузовов.

Химическая коррозия

Итак, коррозия может быть химической и электрохимической. Их отличие в следующем: первая протекает в среде, не проводящей электрический ток, вторая – в водных растворах электролитов.

В документации некоторых фирм, производящих защитные антикоррозионные материалы, химическую коррозию иногда называют «сухой», а электрохимическую – «мокрой». Однако следует знать, что в присутствии влаги, углекислого газа и кислорода воздуха химическая коррозия также активизируется.

В результате окислительных процессов на поверхности железных изделий образуется ржавчина, состоящая из слоя частично гидратированных оксидов железа. Формула ржавчины – Fe3O4 (или FeO•Fe2O3), а под действием кислорода во влажном воздухе образуется соединение Fe2O3•nH2O. Слой этот хрупок и порист, поэтому не предохраняет железо (сталь) от дальнейшего корродирования.

Электрохимическая коррозия

В отличие от окислительных, процессы электрохимической коррозии протекают по законам электрохимической кинетики. Вспомним тот же курс химии, посмотрев на рисунок внизу.

Элементы, расположенные в указанном на схеме порядке, образуют электрохимический ряд напряжений металлов. Смысл его в следующем: металл, стоящий в этом ряду левее, способен вытеснить из растворов электролитов металл, стоящий правее. Поэтому, глядя на рисунок, можно с уверенностью сказать, что железо будет вытеснять медь из раствора ее солей.

В электрохимический ряд напряжений металлов включен также водород. Казалось бы, зачем? А вот зачем: его положение показывает, какие металлы могут вытеснять водород из растворов кислот, а какие – нет. Так, железо вытесняет водород из растворов кислот, поскольку находится левее его. Медь же на такой подвиг не способна, так как находится правее. Из этого следует вывод: кислотные дожди для железа опасны, а для чистой меди – нет. Чего нельзя сказать о бронзе и других сплавах на основе меди: они содержат алюминий, олово и другие металлы, расположенные левее водорода.

Но вернемся к электрохимической коррозии как таковой. Все, в общем-то, просто: если в каком-либо узле имеется соединение двух металлов с различными потенциалами, то в присутствии электролита они образуют гальваническую пару. И чем дальше разнесены металлы в электрохимическом ряду напряжений, тем больше гальванический ток, активнее переход электронов и, соответственно, сильнее разрушения металла – какого? Правильно, «левого».

Проиллюстрируем это простым примером. Положим, в стальной автомобильной панели появилась медная заклепка. Она будет являться катодом, а стальной лист – анодом. Коррозионное разрушение железа в месте соединения обеспечено.

Итак, контакт данного «левого» металла с менее активным «правым» усиливает коррозию первого. Теперь понятно, почему цинковое покрытие защищает железо от коррозии, а поврежденное медное – усиливает его коррозионное разрушение в местах, медью не покрытых.

Покрытия слоем более активных металлов называют «безопасными», а слоем менее активных – «опасными». Безопасные покрытия давно и успешно применяют в мировом автомобилестроении. Это, в частности, оцинковка кузовных панелей и хромирование некоторых деталей.

Заканчивая этот раздел, еще раз подчерк­нем, что автомобильный кузов подвергается действию обоих видов коррозии – химической и электрохимической. Но главная роль все же принадлежит электрохимическим процессам. Дело в том, что при относительной влажности воздуха более 60% на металлической поверхности образуется слой влаги, играющий роль электролита. А для средних широт показатель 60%, как правило, превышается в течение всего года.

Кроме того, в реальных условиях эксплуатции оба вида коррозии усиливаются неоднородностью металла, воздействием напряжений, деформаций, трения, износа и других факторов. А теперь посмотрим, что влияет на коррозию автомобильного кузова.

Химический состав и структура металла

Если бы кузовные панели штамповались из технически чистого железа, их коррозионная стойкойсть была бы выше всяких похвал. Но по многим причинам это невозможно. В частности, применяющееся в электротехнической промышленности железо ARMKO (99,85% Fe), для автомобиля слишком дорого и недостаточно прочно. Хотя оно обладает великолепной пластичностью и ржавеет крайне неохотно – в чем автор убедился лично, работая в свое время с этим материалом.

А вот конструкционные металлы и тем более сплавы пасуют перед коррозией. Например, сталь марки 08КП, широко применяемая в нашей стране для штамповки деталей автомобильных кузовов, при исследовании под микроскопом являет такую картину: мелкие зерна чистого железа, обильно перемешанные с зернами карбида железа (цементита Fe3C) и другими включениями.

Думаем, дальше все понятно: подобная структура порождает множество гальванических пар, в которых примеси играют роль положительных электродов, а зерна железа – отрицательных. При соприкосновении с влажным воздухом в этой системе возникают гальванические токи, вызывающие коррозию железа. Аналогично работают на коррозию примеси и в других металлах.

Так что в рассуждениях опытных мастеров и водителей – дескать, раньше металл был чище, кузова долго не ржавели, содержится изрядная доля истины. Любые отклонения от стандартов и ТУ при изготовлении стального листа сулят будущему автомобилю весьма недолгую жизнь.

Кстати, почему, извините за невольный каламбур, не ржавеют нержавеющие стали? Да потому, что фактически это сплавы, по составу близкие к однородным твердым растворам. Кроме того, в их состав входят изрядные порции хрома и никеля, стоящих в электрохимическом ряду напряжений рядом с железом. И еще: хром и никель на воздухе почти не окисляются, поскольку образуют на своей поверхности прочную оксидную пленку. Поэтому гальванические и окислительные процессы на поверхности нержавеющей стали практически не возникают.

Конструкция кузова и его технологи

Кузов современного легкового автомобиля состоит из большого числа деталей (панелей), собранных в единое целое. Толщина листовой стали, из которой эти детали изготавливаются, как правило, менее 1 мм. Кроме того, в процессе штамповки эта толщина в некоторых местах уменьшается.

Теория обработки металлов давлением гласит, что в любом технологическом процесе – будь то вытяжка, гибка и тому подобные операции, пластическая деформация металла сопровождается возникновением нежелательных остаточных напряжений. Если оборудование и скорости деформирования подобраны правильно, а штамповая оснастка не изношена, эти напряжения незначительны.

В противном случае в кузовную панель закладывается этакая «бомба замедленного действия»: атомы в некоторых кристаллических зернах располагаютя нехарактерно, по­этому механически напряженный металл корродирует интенсивнее, чем ненапряженный. Кстати, нечто подобное поисходит в панелях, востановленных после аварии, а также в старых «уставших» кузовах.

Но вернемся к заводским технологиям. После сборки (сварки) в кузове образуется множество щелей, полостей, нахлестов, кромок, в которых скапливается грязь и влага. И что очень важно – сварные швы образуют с основным металлом все те же гальванические пары. Надо ли указывать, что перечисленные факторы способствуют возникновению и развитию коррозионных процессов?

Влияние окружающей среды при эксплуатации

В результате человеческой деятельности, прежде всего развития промышленности, окружающая среда становится все более агрессивной. В последние годы в атмосфере повысилось содержание оксидов серы, азота, углерода. А значит, автомобиль омывается кислотными дождями, фактически – электролитом, ускоряюющим коррозионные процессы.

Можно и формально утверждать, что в городских условиях кузова живут меньше. Здесь мы можем сослаться на Шведский институт коррозии (о нем будет рассказано далее), опубликовавший следующие данные:

• скорость разрушения стали и цинка в сельской местности в Швеции составляет 8 и 0,8 мкм в год;
• для города эти цифры составляют соответственно 30 и 5 мкм в год.

Немалую роль играет и географическое положение местности, где эксплуатируется автомобиль. Так, морской климат делает коррозию примерно в 2 раза активнее, чем резкоконтинентальный.

Влияние доступа воздуха

В теории коррозии есть так называемый принцип дифференциальной аэрации, гласящий: неравномерный доступ воздуха к различным участкам металлической поверхности приводит к образованию гальванического элемента.

При этом участок, хуже снабжаемый кислородом, будет разъедаться, а участок, интенсивно снабжаемый им, наоборот, останется невредимым. Так, блестящая поверхность витого стального троса вовсе не означает, что он не проржавел внутри: в местах, куда доступ воздуха затруднен, угроза коррозии больше.

Проецируя сказанное на внутренние полости автомобильных кузовов, можно представить, сколько возможностей существует для возникновения коррозии в скрытых, плохо вентилируемых сечениях.

Кроме того, коррозия скрытых полостей начинает свою разрушительную деятельность невидимкой. Когда же она «выходит наружу» в виде перфорированной ржавчины, бороться с ней уже бесполезно. Зачастую ответственные участки кузова становятся ненадежными и дальнейшая эксплуатация такого автомобиля может иметь катастрофические последствия.

Влияние влажности и температуры

Важнейшим фактором, влияющим на скорость коррозии, является время, в течение которого металлическая поверхность остается влажной.

Ясно, что внутренние поверхности коробов, щелей, кромок, отбортовок сохнут гораздо медленнее открытых частей кузова. Немалую роль здесь играет посыпание зимних дорог солью, особенно хлоридом натрия NaCl. Когда снег и лед подтаивают, в результате электролитической диссоциации образуется очень сильный электролит. А поскольку внутренние полости не герметичны, он проникает и в них. Тем самым создаются прекрасные условия для электрохимической коррозии.

Вот еще важный пример: холодное время года. Утром водитель прогревает машину, ночью она остывает – в дверях и порожках образуется конденсат. И так каждый день. А вот, казалось бы, мелочь: в машине мы дышим, выдыхаем углекислый газ, а коррозии это только на руку.

Отметим также, что повышение температуры активизирует коррозию. Так, вблизи выхлопной системы следов коррозии всегда больше.

Ржавеют любые кузова

Как писали сатирики, «статистика знает все». Есть в Стокгольме такая организация – Шведский институт коррозии, далее просто ШИК. Его экспертизы пользуются огромным авторитетом, причем не только в Скандинавии.

Раз в три-четыре года шведские ученые организуют масштабное изучение коррозионного поражения автомобильных кузовов. В этих работах участвуют и автопроизводители, охотно предоставляющие автомобили на испытания. Не остались в стороне и металлургические компании, поставляющие листовой прокат для изготовления кузовов, а также разработчики технологий цинковых и цинко-никелевых покрытий.

Для определения степени коррозионного поражения шведские ученые выбирают сотни кузовов хорошо потрудившихся автомобилей. Вырезают участки вблизи порогов, угловых участков дверей, соединений арок колеса с порогом и тому подобных местах, и оценивают степень их поражения.

Исследованные кузовные панели были защищены от коррозии оцинковкой и (или) антикоррозионными препаратами. Итак, оцинковка и антикор.

Поделим оцинковку на три группы: «толстый» слой – от 7 до 10 мкм; «тонкий» слой – от 2 до 5 мкм; и «нулевой» слой (панель не оцинкована).

Под словом «антикор» будем понимать современные профессиональные антикоррозионные материалы. Получается шесть видов обработки панели:

• «толстая» оцинковка плюс антикор;
• «толстая» оцинковка без антикора;
• «тонкая» оцинковка плюс антикор;
• «тонкая» оцинковка без антикора;
• «нулевая» оцинковка плюс антикор;
• «нулевая» оцинковка без антикора, что означает просто окрашенную панель без дополнительной защиты.

ШИК утверждает, что пять вариантов из шести – плохи. Лишь владелец автомобиля с «толстой» оцинковкой и (внимание!) дополнительной антикоррозионной обработкой может ездить спокойно – 5%-ная поверхностная коррозия грозит ему лишь через семь лет эксплуатации. Выводы очевидны: оцинковка – не панацея; основа долголетия кузова – регулярная дополнительная антикоррозионная защита.

Работы ШИКа дают колоссальный статистический материал по коррозионной стойкости автомобильных кузовов. Именно он ложится в основу совершенствования технологий защиты от коррозии – как заводских, так и послепродажных.

К сожалению, у нас в России столь масштабные исследования не проводятся. А тем временем многие популярные иномарки (новые, «с иголочки»!) прибывают к российским дилерам с голым днищем. Катафорезный грунт, штатная окраска да скромные полоски пластизоля на сварных швах – вот и вся защита. Надолго ли ее хватит на наших дорогах?

Столь же безрадостно выглядят скрытые сечения кузова, если заглянуть в них с помощью соединенного с компьютером технического эндоскопа. Редко, очень редко в автомобильных внутренностях можно встретить антикоррозионный барьер из воскообразного ML-препарата. Чаще монитор показывает точки и даже очаги ржавчины – и в порогах, и в дверях, и в полостях капота и багажника. Вот тебе, бабушка, и новая иномарка…

Но автомобильные мифы живучи, иномарки заманчиво блестящи, а сознание потребителя инертно. Значит, будем развенчивать мифы: рассказывать, доказывать, убеждать.

Опасен ли ржавый кузов?

Регламентирует ли государство эксплуатацию ржавых автомобилей? Много лет назад появился ГОСТ Р 51709–2001 «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки». Иными словами – руководство для проведения Государственного технического осмотра. Все было в этом ГОСТе – только вот о коррозии кузова ничего не говорилось.

В марте 2006 года родилась новая редакция документа. Среди многочисленных поправок и дополнений появились и такие:

«4.7.25. Нe допускаются:

• ненадежное крепление амортизаторов вследствие сквозной коррозии мест или деталей крепления;
• чрезмерная общая коррозия рамы и связанных с ней деталей крепления или элементов усиления прочности основания кузова автобуса, грозящая разрушением всей конструкции;
• сквозная коррозия или разрушение пола пассажирского помещения автобуса, способные служить причиной травмы;
• коррозия либо трещины и разрушения стоек кузова, нарушающие их прочность;
• вмятины и разрушения кузова, нарушающие внешние очертания и узнаваемость модели АТС.

4.7.26. Грозящие разрушением грубые повреждения и трещины или разрушения лонжеронов и поперечин рамы, щек кронштейнов подвески, стоек либо каркасов бортов и приспособлений для крепления грузов не допускаются».

Мы еще в 2006 году отметили: в документе нет количественных оценок коррозионного поражения! И методик нет, и приборы не прописаны. Вот для двигателя есть свои нормативы и оборудование. И для тормозов, и для фар… А для коррозии – нет. Сплошь визуальные, а значит, субъективные оценки.

Старый ГОСТ…

Вдумаемся. Что такое «ненадежное крепление амортизаторов вследствие сквозной коррозии мест или деталей крепления»? Поговорку помните: «Поздно пить ”боржоми“»?

А чего стоит сентенция «вмятины и разрушения кузова, нарушающие внешние очертания и узнаваемость модели АТС»? Это как? Несется по шоссе смятый и разрушенный кузов. Внешние очертания настолько нарушены, что его и опознать-то невозможно. Это значит нельзя. А если не совсем разрушенный, очертания сохранивший, это значит – можно…

Господа разработчики! Тревогу надо бить задолго до потери внешних очертаний. И до появления сквозной коррозии. Необходимо периодически защищать автомобиль специа­лизированными антикоррозионными препаратами, о чем наш журнал пишет регулярно. Но вы же не читатели, а писатели. Вам не до журналов.

По уму надо было делать так. Прописать в ГОСТе обязательный контроль скрытых полостей кузова и прежде всего лонжеронов, порогов, стоек и других силовых элементов. В несущем кузове они играют роль каркаса, скелета. Именно от него зависит, способен кузов что-либо «нести» или пора выносить его самого. В последний путь под шредеры и прессы.

Проконтролировать скрытые полости просто: надо лишь обзавестись уже упомянутым эндоскопом. Подключенный к компьютеру, он дает возможность наблюдать на экране любую внутреннюю поверхность. И оценить степень коррозионного поражения. И тогда можно решать – опасен данный кузов или нет. Неужели разработчики ГОСТов о них ничего не знают? Похоже, что нет. То ли дело «узнаваемость модели», «сквозная коррозия» и прочие страшные сказки на ночь…

…и новый Регламент

Впрочем, ГОСТы – это пройденный этап. Теперь во всех отраслях живут по новым нормативным документам: Техническим регламентам Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств». Когда он готовился, затеплилась надежда: теперь методика инструментального контроля состояния кузова уж точно появится. Но когда Регламент вышел, оказалось, что о коррозии кузова в нем не сказано ничего.

Правда, Правительство РФ распоряжением от 12 октября 2010 года № 1750-р утвердило перечень документов для исполнения Технического регламента. И оказалось тех документов целых 139. И под номером 35 там значится… внимание! – все тот же ГОСТ Р 51709–2001. С теми же страшилками о потере узнаваемости и сквозной коррозии. И опять ни слова об инструментальных методах контроля коррозионных поражений. Не проваливается пол в автобусе, и ладно… Авось, доедет.

Смотрите: Технический регламент разрабатывали не один год. Как тут не вспомнить блестящий скетч Аркадия Райкина. «А работал он в тресте ”Заготбревно“. Они там за год бревно выпускали. За год – бревно!»

Знаете, для треста бревно за год – это нормально. Тут за несколько лет громадный коллектив два десятка строк для Технического регламента не осилил. Вот это я понимаю – темпы! Значит, так у нас и будет: кузов отдельно, коррозия отдельно, нормативные документы отдельно, а безопасность… да кого она волнует, безопасность?

Иллюстрации предоставлены компанией ЮВК

Источник статьи: http://abs-magazine.ru/article/pochemu-rzhavejut-avtomobilnye-kuzova-nemnogo-teorii-i-strashnaja-skazka-na-noch