Кузовные работы: Рихтовка, сварка, покраска, антикоррозийная обработка - М. Ильин

Электрохимическая коррозия протекает при соприкосновении металла с электролитом. В этом случае возникает электрический ток, который протекает как в металле, так и в растворе электролита, образующих замкнутую цепь, подобно короткозамкнутому гальваническому элементу. Этот вид коррозии охватывает все виды коррозионного разрушения автомобиля, среди которых наибольшее распространение имеет атмосферная коррозия.

Незащищенная поверхность металла адсорбирует из окружающей среды окислительные компоненты – молекулы кислорода, оксидов углерода и серы, хлора и другие, в результате чего образуется оксидная пленка, которая на воздухе содержит конденсированную влагу. Толщина пленки может быть различной в зависимости от температуры, влажности воздуха и других условий.

В сухой атмосфере происходит химическое взаимодействие металла с кислородом и другими газообразными реагентами из воздуха. Сухая атмосферная коррозия приводит к потускнению поверхности металла, но не вызывает его разрушения. Железо и сталь в сухой атмосфере не ржавеют даже при наличии агрессивных газов.

Но при увеличении влажности атмосферы толщина пленки влаги увеличивается, сопротивление пленки уменьшается, и при некотором минимальном его значении начинается электрохимическая коррозия.

На поверхности металла под пленкой влаги, как правило, образуются анодные и катодные участки, так как практически любая металлическая поверхность электрохимически неоднородна. Причинами электрохимической неоднородности могут быть микро– и макровключения, структурная неоднородность металла, наличие неравномерных пленок адсорбированных веществ, неравномерность деформации металла и внутренние напряжения, различие в температуре отдельных участков поверхности и др. Таким образом, поверхность металла представляет собой множество постоянно работающих гальванических элементов, а разрушаются при этом анодные участки поверхности.

Основной фактор, определяющий скорость атмосферной коррозии – влажность воздуха. Критическая влажность, при которой сухая атмосферная коррозия переходит во влажную, протекающую по электрохимическому принципу, зависит от состояния поверхности металла и от наличия загрязнений в самом воздухе. Например, для чистой поверхности железа при отсутствии загрязнений воздуха критическая влажность равна примерно 70 %. При наличии на поверхности пыли и грязи критическая влажность снижается до 50 %. Это объясняется тем, что мелкие твердые частицы служат центрами конденсации влаги, а крупные сами адсорбируют влагу.

Дальнейшее увеличение влажности воздуха, а также повышение температуры приводят к возрастанию скорости атмосферной коррозии, поэтому теплый гараж для намокшего под дождем автомобиля представляет собой «влажную камеру», благоприятствующую коррозии. Вследствие этого в обогреваемых и плохо вентилируемых гаражах автомобиль ржавеет быстрее, чем в необогреваемых и хорошо вентилируемых. При температурах ниже точки замерзания пленки влаги процесс электрохимической коррозии тормозится.

Важное значение имеют колебания температуры во времени в связи с конденсацией и повторным испарением влаги на поверхности металла. Даже при небольших суточных перепадах температуры в закрытых полостях кузова автомобиля конденсируется влага. Из-за недостаточной аэрации конденсат практически не высыхает.

Атмосферная коррозия усиливается различными примесями, которыми почти всегда загрязнен воздух. Источники загрязнения воздуха могут быть как естественными, так и искусственными. Естественные источники загрязнения – это продукты выветривания горных пород, солончаков, почвы, растений, испарения рек и водоемов. Искусственные источники загрязнения – отходы промышленных предприятий, топок, двигателей внутреннего сгорания, транспортных средств и др.

В последние годы значительно возросло количество сжигаемого топлива, производство химических материалов (минеральных удобрений, серной кислоты, искусственных волокон), при котором образуется большое количество агрессивных газов, паров и сточных вод. Положение усугубляется увеличивающимся количеством выхлопных газов автомобилей, количество которых у нас выросло за последние годы в десятки раз.

Известно, что в промышленных районах дождевая вода имеет, как правило, кислую реакцию; это объясняется тем, что находящиеся в промышленной атмосфере газообразные примеси растворяются в дождевой воде и подкисляют ее.

Наиболее заметную роль из промышленных загрязнений воздуха играет диоксид серы (сернистый газ). Даже при содержании его в воздухе менее 0,0001 % наблюдается ускорение коррозии металлов.

При повышении содержания диоксида серы скорость коррозии увеличивается. Аналогичное влияние на скорость коррозии оказывают хлор, аммиак, оксиды азота и ряд других газообразных примесей.

Из естественных загрязнений воздуха самым распространенным является тонкодисперсный аэрозоль хлорида натрия в атмосфере приморских районов. Разрушительное действие соли не пропорционально ее концентрации в электролите, и резкое возрастание коррозии наблюдается при малых процентах содержания – до 1 %. Так что даже небольшое содержание соли в пленке электролита на поверхности металла может быть причиной значительной коррозии.

Кроме перечисленных факторов, определяющих скорость атмосферной коррозии автомобиля, большое значение имеют всевозможные загрязнения, оседающие на кузове, деталях и в элементах полых конструкций. Их источниками являются пыль в воздухе, грязь и химические средства против обледенения на дорогах.

Вблизи промышленных предприятий, особенно химических заводов, пыль и грязь на дорогах могут содержать значительное количество агрессивных веществ – сульфатов, хлоридов, фосфатов, угольной пыли и др. Пыль проникает в закрытые полости кузова, щели, зазоры и накапливается там. При последующем увлажнении пыль образует коррозионно-активную среду.

Грязь, прилипающая к днищу кузова автомобиля, даже в сухие периоды остается влажной, и коррозия продолжается за счет влаги, находящейся в грязи.

Существенным фактором, способствующим коррозии автомобилей в зимнее время, является применение химических средств борьбы против обледенения дорог. Наиболее распространенные средства против обледенения – хлориды натрия и кальция. Общее количество соли, разбрасываемой на дорогах, за последние десятилетия постоянно растет. Расход соли на проезжей части достигает 5 кг на 1 м2. Попадание соли вместе с водой и снегом в углубления кузова и малодоступные элементы конструкции ускоряет коррозию.

Скорость атмосферной коррозии автомобиля меняется на несколько порядков в зависимости от климата, сезона года и условий эксплуатации.

Коррозия по характеру развития на металлической поверхности может быть сплошной или местной. Сплошная развивается на больших плохо защищенных поверхностях. Местная коррозия поражает поверхность металла на отдельных участках.

По виду коррозионного поражения металла местную коррозию разделяют на:

– коррозию пятнами (диаметр поражения больше глубины);

– язвенную (диаметр и глубина поражения примерно одинаковые);

– точечную, или питтинговую (диаметр поражения меньше глубины);

– сквозную коррозию.

Виды местной коррозии различают также по ее локализации в конструкции автомобиля:

– усталостная (в местах, подверженных одновременному воздействию агрессивной среды и знакопеременных нагрузок);

– контактная (в местах контакта разнородных металлов);

– щелевая (в узких щелях и зазорах);

– подпленочная (под лакокрасочными и полимерными покрытиями).

Наиболее распространенными при эксплуатации автомобилей являются последние два вида коррозии. Щелевая коррозия развивается в узких зазорах и щелях, в которых происходит усиленная капиллярная конденсация влаги и задерживаются дорожные загрязнения. Разрушение происходит на анодных участках поверхности, находящихся внутри щели. Наружные участки щелевого соединения со свободным доступом кислорода воздуха играют роль катода. Скрытый характер щелевой коррозии не позволяет выявить ее на ранних стадиях, что часто приводит к значительным коррозионным повреждениям.

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