Катодная защита кузова


Что такое катодная защита автомобиля и как она действует

Вряд ли стоит спорить с утверждением о том, что главной проблемой и самым распространённым заболеванием практически каждого автомобиля выступает именно коррозия или ржавчина.

Первые признаки процесса коррозии проявляются на всех автомобилях. Разница только во времени. Более дешёвые машины начинают ржаветь раньше, а качественные и дорогостоящие образцы способны выдержать несколько дольше. Эксперты считают наиболее защищёнными от воздействия коррозии современные японские модели.

Но всё равно они постепенно будут покрываться этими неприятными и опасными пятнами оранжевого цвета. Чтобы избавиться от рыжих участков, требуется потратить много времени и денег.

Против коррозии разработано достаточно большое количество различных средств, способом и методов. Одним из самых эффективных решений считается катодная защита. Только не все понимают, что это такое и как работает. Если вас беспокоит проблема коррозии, которая в ближайшее время может затронуть ваш автомобиль, в особенностях катодной защиты лучше начать разбираться уже сейчас, и в самые кротчайшие сроки установить её. Причём сделать это можно самостоятельно, не обращаясь за помощью в автосервисы.

Как это работает

Первым делом необходимо разобраться в принципе действия катодной защиты для автомобилей от коррозии. Это позволит понять степень эффективности решения и ответит на главный вопрос, который касается того, стоит ли вообще пробовать нечто подобное на своей машине.

Рассматриваемый метод катодной защиты является активным. Он основывается на известных электрохимических законах. Изначально подобную работу по защите металла применяли в трубопроводах и различных массивных металлических конструкциях. Принцип работы катода дал наглядно понять, что метод работает. А потому его успешно переняли представители других сфер производства, и начали активно использовать в автомобилестроении.

Защита основывается на окислительно-восстановительных реакциях, которые протекают на кузове автотранспортного средства. Чтобы обезопасить металл машины, на металлическую поверхность устанавливается специальный элемент с отрицательно заряженным зарядом. Дополнительно применяется так называемый сдвиг потенциала. Его реализуют одним из 2 способов. А именно:

  • за счёт применения внешнего тока,
  • путём использования протекторного анода.

Во втором случае катод соединяют с защитным анодом. При этом его конструкция предусматривает применение металла, который отличается более высоким показателем электроотрицательности, нежели металл кузова самого автотранспортного средства.

Принцип работы базируется на слабом электрическом токе, проходящем через увлажнённый воздух от машины к окружающим её предметам. Это позволяет кузову, который имеет низкую электроотрицательность, восстанавливаться за счёт процесс окисления металла, имеющего более высокую электроотрицательность.

Отсюда становится понятным обозначение защитных пластин, которые автомобилисты часто называют жертвенными анодами. Процесс образования ржавчины перетекает с кузова на закреплённый защитный элемент. Это можно считать эффектом самопожертвования, когда пластина разрушается, принимая на себя коррозийный удар, изначально направленный на саму машину. Аноды разрушаются, что позволяет кузову автомобиля восстанавливаться.

Чтобы организовать подобную защиту и обеспечить высокий уровень эффективности, требуется внимательно подходить к этому вопросу, детально изучать теоретическую часть, а также в строгой последовательности выполнять работу по установке. Современному автомобилисту лезть в учебники по химии и физике вовсе не обязательно. Производители сделали основную часть работы. Потому автовладельцу остаётся только правильно установить элемент. Сделать это не так уж и сложно.

Но важно понимать, что создание слишком большого сдвига потенциала может привести к абсолютно обратному эффекту. То есть коррозия ускорится, и ситуация значительно усугубится. В итоге кузов быстро покроется ржавчиной, на удаление и восстановление которых потребуется внушительная сумма денег.

Если сдвиг потенциала оказывается выше необходимых значений, активизируется процесс выделения водорода. Параллельно меняется состав слоя электрода, начинается деградация покрытия транспортного средства и образуются столь нелюбимые всеми следы ржавчины. Они охватывают солидную площадь кузова, что ведёт в итоге к большим затратам.

Компоненты защиты

Далее следует рассказать о составных частях катодной защиты автомобильного кузова от коррозии. Это те элементы, без которых ничего работать попросту не будет.

Если детально понять устройство катодной защиты от коррозии, которая применяется для кузова автомобиля, это позволит автомобилистам правильно её использовать и устанавливать на собственное транспортное средство.

В итоге защита состоит из:

  • катода,
  • анода,
  • тока.

Каждый из компонентов выполняет свою особенную роль.

Аноды и катоды

В действительности какого-то специального отдельного катода в составе схемы электрохимической защиты нет, поскольку его роль выполняет непосредственно сам кузов автотранспортного средства. Именно автомобиль является катодом и позиционируется в схеме как минус.

Что же касается анода, то тут применяют различные конструкции и элементы на основе металла. Что используются пластины, металлические изделия и прочие поверхности, главной отличительной чертой которых является способность проводить электроток. Теоретически сюда можно отнести даже промокший от дождя асфальт.

Если на автомобиле будет отсутствовать один из этих элементов электрохимической защиты, ничего не сможет функционировать. А потому предотвратить возникновение и распространение коррозии по кузову автомобиля не удастся.

Особое внимание стоит уделить вопросу разности потенциалов. У различных специалистов есть своё мнение на этот счёт. Они говорят о разности потенциалов и степени защиты, которая непосредственно зависит и определяется этим параметров.

Металл кузова якобы защищается полноценно от ржавчины в тех ситуациях, когда величина потенциалов составляет порядка 0,1-0,2 В. Но это условное значение, которое нельзя считать абсолютно справедливым и единственно верным.

На практике расстояние между катодом и анодом может составлять от нескольких сантиметров вплоть до нескольких метров. Но чем больше указанное расстояние между двумя электродами, тем выше параметры разница потенциалов должны быть. Плюс воздух не сможет проводить ток с небольшим показателем напряжения, что требует иметь разницу потенциалов на уровне 1 киловольта.

А вот что действительно важно в этом вопросе влияния на эффективность антикоррозийной защиты автомобиля, так это площадь, которую имеет установленный анод. Чем большую площадь получит этот составной элемент схемы, тем активнее сможет проявлять себя в работе катодная защита. Потому эксперты рекомендуют выбирать более внушительные аноды, монтируемые на авто, чтобы реально обезопасить машину от образования ржавчины и её активного распространения по всему кузову.

Ток

Также в схеме защиты особую роль отводят электрическому току. Тут важно понимать, что для эффективной работы катодного протектора не требуется наличие тока непосредственно между электродами, то есть катодом и анодом. Даже когда определённая сила электротока будет возникать, её стоит воспринимать исключительно как побочный эффект.

Подобный ток между элементами защиты порой образуется в результате намокания анода, колёс автомобиля и пр. И проявляется электроток на аккумуляторе, что позволяет батарее разряжаться с большей скоростью, нежели это происходит обычно.

Чтобы монтаж катодной защиты на автотранспортное средство не наносил никакого вреда для самого авто, а только обеспечивалась надёжная протекция против коррозии, нужно в обязательном порядке соединить анод и бортовую систему. Делается это с помощью такого простого и дешёвого приспособления как добавочный резистор.

Используя этот резистор, удастся ограничить эффект быстрого разряжения аккумуляторной батареи в ситуациях, когда анод окажется замкнутым на катоде, то есть кузове машины. Обычно подобные ситуации возникают по причине того, что схему собрали неправильно. Это ведёт к быстрому износу анода и потере его эффективности. Вплоть до полного окисления с последующим разложением.

Если вы не уверены в собственных силах и возможностях, а также плохо разбираетесь в теории электрохимических процессов, вопрос установки лучше доверить квалифицированным специалистам. Или хотя бы проконсультируйтесь с ними, дабы не допустить ошибок.

Рекомендации по выбору анода

Поскольку катод выбирать нет необходимости, то основное внимание автомобилистов уделяют именно покупке подходящего анода.

Чтобы создать качественную, эффективную и безопасную электрохимическую защиту, требуется соответствующий анод. Всего есть несколько вариантов реализации схемы, каждый из которых обладает своими определёнными нюансами.

Потому стоит отдельно рассмотреть наиболее распространённые аноды и рекомендации по их использованию.

Гаражи из металла

Считается достаточно простым, доступным, из-за чего и очень распространённым вариантом для получения эффективного анода.

Суть заключается в использовании металлического бокса, где будет храниться транспортное средство. Не обязательно, чтобы пол был полностью железным. Порой достаточно наличия открытой металлической арматуры, которой хватает для создания условий качественной антикоррозийной защиты. Летом эффективность протекции повышается, что объясняется активно протекающим парниковым эффектом.

Чтобы организовать защиту с помощью подобного анода, автовладельцу потребуется металлическое сооружение. Его металл соединяют с плюсом аккумуляторной батареи. При этом батарею следует устанавливать на машину через резистор или монтажный провод. В качестве плюса также подойдёт прикуриватель. Но такое возможно лишь при условии, что после отключения зажигания в прикуривателе останется напряжение.

Контур для заземления

Также можно применять контур заземления. При его выборе действия со стороны автовладельца будут фактически аналогичными тем, которые применяются при использовании металлического корпуса гаража.

Но тут важно понимать, что основная антикоррозийная протекция будет направлена именно на днище, в то время как остальные компоненты автомобиля окажутся менее защищёнными.

Чтобы это исправить, можно провести определённые доработки схему. В землю по периметру стоящего автомобиля вбивается 4 стержня из металла. Их объединяют между собой, используя обычную проволоку из металла. Далее выполняется аналогичный способ подключения, как и в случае с использованием металлического гаража.

Специальный хвост

Их вы можете довольно часто встретить на разных автомобилях. Причём применяются эти металлизированные хвосты на основе резины достаточно давно. Они отличаются наличием эффекта заземления, что и позволяет создавать соответствующую протекцию.

В плане организации катодной защиты установка хвоста считается наиболее простым вариантом. При этом эффективность метода ничуть не меньше, чем у альтернативных способов протекции от коррозии. Хвосты способствуют эффективной антикоррозийной защите в процессе эксплуатации транспортного средства.

Когда наблюдается повышенный уровень влажности воздуха, образуется разность потенциалов между самим транспортным средством и непосредственно дорожным покрытием. В теории при такой ситуации коррозия начинает ещё интенсивнее воздействовать на кузов, постепенно разрушая металлические элементы.

Но тут большую роль играет именно наличие металлизированного хвоста. С его помощью удаётся повысить эффективность воздействия катодной защиты, то есть наблюдается обратный результат, и машина оказывается под надёжной защитой во время движения.

При этом хвост обязательно монтируется только в задней части автотранспортного средства. Тут необходимо, чтобы на хвостовик из резины с металлическими вставками и эффектом заземления попадала влага от брызг, возникающих при вращении задних автомобильных колёс.

Не стоит забывать о дополнительных функциях металлизированного хвоста. Такое довольно простое приспособление также выполняет роль антистатического компонента.

Крайне важно правильно установить хвост на своём автомобиле. Если по переменному току, то хвост закорачивают на корпус, а если по постоянному, тогда в изолированном положении относительно автомобильного корпуса. Для подключения используют RC цепочку. Она служит как элементарный частотный фильтр.

Проекторы-электроды

В качестве отдельно рассматриваемого анода выступает специальный электрод с протекторными функциями. Фактически это обычные металлические пластины определённой формы и размеров, которые монтируются на автомобиль.

Чтобы установить такие пластины или электроды-протекторы, требуется выбирать наиболее уязвимые и подверженные возможному воздействию коррозии участки кузова автотранспортного средства. Потому чаще всего для таких целей применяются зоны крыльев, пороги и днище машины.

Если говорить про принцип действия, то никаких существенных отличий в этом плане от остальных рассмотренных ранее способов организации анода протекторы-электроды не имеют.

Но здесь есть один важный момент. Дело всё в том, что подобные протекторные металлические пластины осуществляют непрерывную работу, то есть они воздействуют на металл и защищают его от коррозии постоянно без каких-либо перерывов. Тут не имеет никакого значения, находится машина в движении или стоит на месте. Также не влияет на работоспособность текущие показатели влажности воздуха, что даёт электродам-протекторам неоспоримое преимущество перед всеми конкурирующими анодами.

Чтобы грамотно и правильно организовать качественную защиту кузова своего автомобиля от негативного и во многом пагубного воздействия коррозии с помощью электродов-протекторов, требуется затратить достаточно много времени и усилий. Действительно эффективная защита достигается путём установки минимум 15 пластин на разные участки. Но затраты по времени и силам себя оправдывают полностью. Это позволяет существенно продлить срок службы транспортного средства, и предотвратить сложные ремонтно-восстановительные работы, обусловленные разрушениями, которые были спровоцированы ржавчиной.

Планируя установку электродов-протекторов, стоит особое внимание уделить используемым материалам. В зависимости из сырья, на основе которого производятся элементы, их делят на 2 большие группы.

  1. Разрушающиеся. Это электроды, выполненные в виде металлических пластин, и предназначенные для временного использования. С течением времени материал будет разрушаться, что потребует от автовладельца замены протекторов. Достаточно качественные разрушающиеся электроды могут прослужить 4-5 лет. В качестве сырья для их изготовления обычно используется нержавеющая сталь или металл. Их характеристики и ограниченный срок службы позволяет сделать такие электроды-протекторы финансово более доступными. Если не смотреть на срок службы, элементы работают качественно и справляются с поставленными задачами.
  2. Неразрушающиеся. Подобные протекторы служат значительно дольше. Но за увеличенный интервал эксплуатации приходится платить. По цене они превосходят разрушающиеся аналоги электродов-протекторов в несколько раз. Объяснить это можно не только сроком службы, но и используемыми материалами. Тут сырьём для производства протекторов не разрушающегося типа применяют платину, графит, карбоксил, магнетит и прочие дорогостоящие материалы.

Стоит ли переплачивать за материал и срок службы, каждый решает сам. Но поскольку сама процедура достаточно длительная и сложная в плане исполнения, порой действительно есть смысл переплатить, но установить на весь срок службы автомобиля именно не разрушающиеся протекторы.

Рекомендации по установке

Поскольку теперь схема работы катодной антикоррозийной защиты для автомобиля вам понятна, и все прекрасно понимают её функции и задачи, стоит задуматься над вопросом установки.

Чтобы эффективно и своевременно бороться со ржавчиной или против коррозии, образующейся на машинах, требуется качественная катодная защита для вашего автомобиля. При этом её вполне реально установить своими руками.

Для реализации поставленной задачи нужно придерживаться нескольких простых правил.

  1. Для установки выбирают наиболее слабые места автомобиля, которые начинают первыми страдать от образования коррозии. Вне зависимости от модели и марки транспортного средства, эти уязвимые участки у всех машин примерно одинаковые. К ним относят крылья, колёсные арки, днище, пороги и пр. То есть концентрировать основное внимание нужно на слабо защищённых местах, но при этом не забывать устанавливать протекторы на другие элементы кузова.
  2. Выбирайте пластины круглой или прямоугольной формы. При этом рекомендуется придерживаться определённых ограничений в плане размеров. Площадь пластины не должна быть меньше 4 квадратных сантиметров. Но и покупать элементы размером более 10 квадратных сантиметров также не имеет особого смысла. Для них сложнее будет отыскать подходящее место при монтаже.
  3. Приобретайте необходимое количество защитных пластин. Тут важно учитывать, что один протектор указанных размеров защищает площадь около 35 квадратных сантиметров. Это объясняет, почему на автомобили устанавливается не менее 15 протекторов.
  4. Устанавливать элементы следует на лакокрасочное покрытие, используя специальный эпоксидный клей. При этом допускать прямого контакта между лакокрасочным слоем и пластиной нельзя. Эпоксидная смола должна как бы разделять их между собой.
  5. Пластины монтируются таким образом, чтобы они были направлены лицевой часть навстречу водяным брызгам и агрессивной среде, которая способствует возникновению коррозии.

В остальном же никаких особых трудностей с установкой определённого количества протекторов возникать не должно.

Не лишним будет изучить рекомендации специалистов, проконсультироваться с экспертами в области антикоррозийной защиты и даже немного полистать учебники, где описываются электрохимические процессы.

Если вы сомневаетесь в выборе подходящих протекторов и не уверены в возможности самостоятельно установить пластины, обратитесь к профессионалам. Услуга не самая дорогая, но сохранивший свою целостность кузов полностью оправдывает вложенные средства.

Как утверждают опытные автомобилисты, потраченные силы, время и деньги со временем компенсируются длительным сроком службы автомобиля. Кто-то применяет только один метод протекции, другие используют одновременно несколько мер по защите от ржавчины. Действуйте на своё усмотрение. Зачастую лучше установить нужное число качественных электродов-протекторов в правильные места, нежели вместе применять альтернативные методы.

Практика показывает, что в настоящее время именно протекторы в виде пластин из специальных материалов эффективнее всего справляются с антикоррозийной защитой. Вопрос лишь в правильной установке элементов.

Загрузка...

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]

Катодная защита автомобиля в гараже


Большую часть года я ставлю автомобиль в гараж и со временем появилось желание побороться с ржавчиной с помощью катодной защиты. В интернете рекомендации оказались скудными: нашлись две-три схемы со стабилизацией тока, но некоторые элементы которых не поддаются объяснению.

Например:
- в схемах ток стабилизируется в пределах 1-2 мА. Но сопротивление утечки массы автомобиля на землю меняется от десятков кОм, до единиц Ом в зависимости от дороги. Если машина сухая, напряжение на ней достигнет сотни вольт (если его не ограничить), если очень сырая, то этот очень маленький ток будет закорачиваться на пол гаража и минует участки коррозии. Значит, такие схемы подходят только для защиты ХРАНЯЩЕГОСЯ в гараже автомобиля при стабильных параметрах окружающей среды,

- в качестве анодного электрода всегда предлагается использовать различные суррогатные заземления (несколько прутков в грунте, металлоконструкции, железный гараж). Что очень странно,- на них могут наводиться посторонние напряжения и защита превратится в разрушение. Более того, зачем зарывать в землю анодный электрод защиты машины? Видимо, виновата аналогия с промышленной катодной станцией. Раз там анод находится в грунте, значит, предлагается сажать на землю положительный полюс защиты машины. Но при этом забывают, что в отличие от труб газопровода, кузов машины в землю обычно не зарывают)). Чтобы заземление было эффективно, надо рассчитать площадь его действия, знать параметры грунта и т. д. Например, бетонный пол с арматурой, очевидно, сведет его действие к нулю.


Не найдя ответы, я решил выполнить катодную защиту по своему разумению. В качестве источника напряжения использовал простой низковольтный стабилизатор напряжения с питанием от 220В (использование аккумулятора машины сразу же исключается, чтобы он неожиданно не оказался разряженным). Анодным электродом стал лист оцинковки площадью около квадратного метра, положенный под место стоянки машины. Принципиальная схема стабилизатора показана на рисунке 1.

Учитывая, что он будет работать постоянно и без контроля, его детали выбраны с многократным запасом по мощности. Вход и выход стабилизатора защищены плавкими предохранителями. Когда сопротивление нагрузки велико (кОмы), назовем это "сухой режим", ток идет через резистор R1. При уменьшении нагрузки до десятков Ом, "влажный режим", через диод Шоттки подключается стабилизатор, обеспечивая ток в сотни миллиампер при напряжении 1-2В. Эквивалентные схемы этих режимов показаны на рисунке 2.

Светодиод на входе стабилизатора предназначен для индикации включенного состояния. Параллельный резистору на 5,1 Ом светодиод загорается при малом напряжении между катодом и анодом. Это несрочная сигнализация, напоминающая о необходимости найти причину увеличения тока защиты (не коротнуло ли что-нибудь). Напряжения и гасящие сопротивления могут, наверное, быть разными. Главное- применение двухступенчатой подачи катодного напряжения и близкорасположенного анода. Это должно обеспечить малую зависимость процесса защиты от температуры, влажности и загрязнения кузова автомобиля.

Стабилизатор напряжения без корпуса на фото 1.



Прежде чем подключать защиту автомобиля хочется получить объективные данные о действии самодельной катодной защиты, чтобы не повторять заблуждения легковерных пользователей различных приборов экономии электричества, состоящих из конденсатора, увлажнителей и аэроионизаторов воздуха, вырабатывающих опасный для организма озон.

Если нет возможности количественно оценить происходящие процессы (а у меня нет специальных приборов и оборудования), то надо действовать методом сравнения. Поэтому я взял два образца из плохого, сильно ржавеющего металла, зачистил их, оставил в гараже и ежедневно обрызгивал водой. Один - защищенный катодным напряжением, второй - без защиты. Это показано на фото 2.

По прошествии десяти дней образцы осмотрел и сфотографировал. Результат на фото 3 (большие пятна ржавчины не в счет - это следы капель воды). Левый, защищенный, образец немного светлее, но отличия практически нет.

А результаты съемки под микроскопом с увеличением в 100 раз оказались интереснее. Защищенный образец (фото 4) выглядит заметно лучше незащищенного (фото 5).
Катодная защита автомобиля в гараже

Это уже результат. Он не гарантирует эффективность катодной защиты кузова, но позволяет надеяться, что потраченное на изготовление время будет не потеряно впустую.

Теперь о подключении защиты. Анодный электрод состоит из листа оцинковки размером метр на метр с приклепанной полосой вывода (Фото 6).

Лист железа без покрытия подошел бы лучше, но его не оказалось. Электрод лежит под машиной, т.е. по нему нужно проезжать (Фото7).

Поэтому он не должен иметь зазубрин и острых углов. Изолировать его от пола не требуется. Сопротивление металла в любом случае намного меньше сопротивления бетона, поэтому пол гаража в работе схемы не участвует. Катодный провод подвешен к потолку гаража и опускается вниз над лобовым стеклом (снаружи). Он соединяется с кузовом с помощью крокодила, зацепляемого за привод дворника (Фото8).

Садясь в машину, водитель видит этот провод перед собой и не забудет отсоединить. Если водитель вообще ничего не видит )), то крокодил отцепится с минимальными повреждениями при выезде из гаража.

По ряду соображений я не жду от проведенных работ чудес, но надеюсь, что через несколько месяцев или полгода эффект можно будет объективно подтвердить фотографиями.

Примечание очень мелким шрифтом )). "Данная публикация не является рекламой или руководством. Поэтому представленная информация не налагает на автора материальной и иной ответственности."

Что такое катодная защита автомобиля и как она действует

Вряд ли стоит спорить с утверждением о том, что главной проблемой и самым распространённым заболеванием практически каждого автомобиля выступает именно коррозия или ржавчина.

Первые признаки процесса коррозии проявляются на всех автомобилях. Разница только во времени. Более дешёвые машины начинают ржаветь раньше, а качественные и дорогостоящие образцы способны выдержать несколько дольше. Эксперты считают наиболее защищёнными от воздействия коррозии современные японские модели.

Но всё равно они постепенно будут покрываться этими неприятными и опасными пятнами оранжевого цвета. Чтобы избавиться от рыжих участков, требуется потратить много времени и денег.

Против коррозии разработано достаточно большое количество различных средств, способом и методов. Одним из самых эффективных решений считается катодная защита. Только не все понимают, что это такое и как работает. Если вас беспокоит проблема коррозии, которая в ближайшее время может затронуть ваш автомобиль, в особенностях катодной защиты лучше начать разбираться уже сейчас, и в самые кротчайшие сроки установить её. Причём сделать это можно самостоятельно, не обращаясь за помощью в автосервисы.

Как это работает

Первым делом необходимо разобраться в принципе действия катодной защиты для автомобилей от коррозии. Это позволит понять степень эффективности решения и ответит на главный вопрос, который касается того, стоит ли вообще пробовать нечто подобное на своей машине.

Рассматриваемый метод катодной защиты является активным. Он основывается на известных электрохимических законах. Изначально подобную работу по защите металла применяли в трубопроводах и различных массивных металлических конструкциях. Принцип работы катода дал наглядно понять, что метод работает. А потому его успешно переняли представители других сфер производства, и начали активно использовать в автомобилестроении.

Защита основывается на окислительно-восстановительных реакциях, которые протекают на кузове автотранспортного средства. Чтобы обезопасить металл машины, на металлическую поверхность устанавливается специальный элемент с отрицательно заряженным зарядом. Дополнительно применяется так называемый сдвиг потенциала. Его реализуют одним из 2 способов. А именно:

  • за счёт применения внешнего тока;
  • путём использования протекторного анода.

Во втором случае катод соединяют с защитным анодом. При этом его конструкция предусматривает применение металла, который отличается более высоким показателем электроотрицательности, нежели металл кузова самого автотранспортного средства.

Принцип работы базируется на слабом электрическом токе, проходящем через увлажнённый воздух от машины к окружающим её предметам. Это позволяет кузову, который имеет низкую электроотрицательность, восстанавливаться за счёт процесс окисления металла, имеющего более высокую электроотрицательность.

Отсюда становится понятным обозначение защитных пластин, которые автомобилисты часто называют жертвенными анодами. Процесс образования ржавчины перетекает с кузова на закреплённый защитный элемент. Это можно считать эффектом самопожертвования, когда пластина разрушается, принимая на себя коррозийный удар, изначально направленный на саму машину. Аноды разрушаются, что позволяет кузову автомобиля восстанавливаться.

Чтобы организовать подобную защиту и обеспечить высокий уровень эффективности, требуется внимательно подходить к этому вопросу, детально изучать теоретическую часть, а также в строгой последовательности выполнять работу по установке. Современному автомобилисту лезть в учебники по химии и физике вовсе не обязательно. Производители сделали основную часть работы. Потому автовладельцу остаётся только правильно установить элемент. Сделать это не так уж и сложно.

Но важно понимать, что создание слишком большого сдвига потенциала может привести к абсолютно обратному эффекту. То есть коррозия ускорится, и ситуация значительно усугубится. В итоге кузов быстро покроется ржавчиной, на удаление и восстановление которых потребуется внушительная сумма денег.

Если сдвиг потенциала оказывается выше необходимых значений, активизируется процесс выделения водорода. Параллельно меняется состав слоя электрода, начинается деградация покрытия транспортного средства и образуются столь нелюбимые всеми следы ржавчины. Они охватывают солидную площадь кузова, что ведёт в итоге к большим затратам.

Компоненты защиты

Далее следует рассказать о составных частях катодной защиты автомобильного кузова от коррозии. Это те элементы, без которых ничего работать попросту не будет.

Если детально понять устройство катодной защиты от коррозии, которая применяется для кузова автомобиля, это позволит автомобилистам правильно её использовать и устанавливать на собственное транспортное средство.

В итоге защита состоит из:

  • катода;
  • анода;
  • тока.

Каждый из компонентов выполняет свою особенную роль.

Аноды и катоды

В действительности какого-то специального отдельного катода в составе схемы электрохимической защиты нет, поскольку его роль выполняет непосредственно сам кузов автотранспортного средства. Именно автомобиль является катодом и позиционируется в схеме как минус.

Что же касается анода, то тут применяют различные конструкции и элементы на основе металла. Что используются пластины, металлические изделия и прочие поверхности, главной отличительной чертой которых является способность проводить электроток. Теоретически сюда можно отнести даже промокший от дождя асфальт.

Если на автомобиле будет отсутствовать один из этих элементов электрохимической защиты, ничего не сможет функционировать. А потому предотвратить возникновение и распространение коррозии по кузову автомобиля не удастся.

Особое внимание стоит уделить вопросу разности потенциалов. У различных специалистов есть своё мнение на этот счёт. Они говорят о разности потенциалов и степени защиты, которая непосредственно зависит и определяется этим параметров.

Металл кузова якобы защищается полноценно от ржавчины в тех ситуациях, когда величина потенциалов составляет порядка 0,1-0,2 В. Но это условное значение, которое нельзя считать абсолютно справедливым и единственно верным.

На практике расстояние между катодом и анодом может составлять от нескольких сантиметров вплоть до нескольких метров. Но чем больше указанное расстояние между двумя электродами, тем выше параметры разница потенциалов должны быть. Плюс воздух не сможет проводить ток с небольшим показателем напряжения, что требует иметь разницу потенциалов на уровне 1 киловольта.

А вот что действительно важно в этом вопросе влияния на эффективность антикоррозийной защиты автомобиля, так это площадь, которую имеет установленный анод. Чем большую площадь получит этот составной элемент схемы, тем активнее сможет проявлять себя в работе катодная защита. Потому эксперты рекомендуют выбирать более внушительные аноды, монтируемые на авто, чтобы реально обезопасить машину от образования ржавчины и её активного распространения по всему кузову.

Ток

Также в схеме защиты особую роль отводят электрическому току. Тут важно понимать, что для эффективной работы катодного протектора не требуется наличие тока непосредственно между электродами, то есть катодом и анодом. Даже когда определённая сила электротока будет возникать, её стоит воспринимать исключительно как побочный эффект.

Подобный ток между элементами защиты порой образуется в результате намокания анода, колёс автомобиля и пр. И проявляется электроток на аккумуляторе, что позволяет батарее разряжаться с большей скоростью, нежели это происходит обычно.

Чтобы монтаж катодной защиты на автотранспортное средство не наносил никакого вреда для самого авто, а только обеспечивалась надёжная протекция против коррозии, нужно в обязательном порядке соединить анод и бортовую систему. Делается это с помощью такого простого и дешёвого приспособления как добавочный резистор.

Используя этот резистор, удастся ограничить эффект быстрого разряжения аккумуляторной батареи в ситуациях, когда анод окажется замкнутым на катоде, то есть кузове машины. Обычно подобные ситуации возникают по причине того, что схему собрали неправильно. Это ведёт к быстрому износу анода и потере его эффективности. Вплоть до полного окисления с последующим разложением.

Если вы не уверены в собственных силах и возможностях, а также плохо разбираетесь в теории электрохимических процессов, вопрос установки лучше доверить квалифицированным специалистам. Или хотя бы проконсультируйтесь с ними, дабы не допустить ошибок.

Рекомендации по выбору анода

Поскольку катод выбирать нет необходимости, то основное внимание автомобилистов уделяют именно покупке подходящего анода.

Чтобы создать качественную, эффективную и безопасную электрохимическую защиту, требуется соответствующий анод. Всего есть несколько вариантов реализации схемы, каждый из которых обладает своими определёнными нюансами.

Потому стоит отдельно рассмотреть наиболее распространённые аноды и рекомендации по их использованию.

Гаражи из металла

Считается достаточно простым, доступным, из-за чего и очень распространённым вариантом для получения эффективного анода.

Суть заключается в использовании металлического бокса, где будет храниться транспортное средство. Не обязательно, чтобы пол был полностью железным. Порой достаточно наличия открытой металлической арматуры, которой хватает для создания условий качественной антикоррозийной защиты. Летом эффективность протекции повышается, что объясняется активно протекающим парниковым эффектом.

Чтобы организовать защиту с помощью подобного анода, автовладельцу потребуется металлическое сооружение. Его металл соединяют с плюсом аккумуляторной батареи. При этом батарею следует устанавливать на машину через резистор или монтажный провод. В качестве плюса также подойдёт прикуриватель. Но такое возможно лишь при условии, что после отключения зажигания в прикуривателе останется напряжение.

Контур для заземления

Также можно применять контур заземления. При его выборе действия со стороны автовладельца будут фактически аналогичными тем, которые применяются при использовании металлического корпуса гаража.

Но тут важно понимать, что основная антикоррозийная протекция будет направлена именно на днище, в то время как остальные компоненты автомобиля окажутся менее защищёнными.

Чтобы это исправить, можно провести определённые доработки схему. В землю по периметру стоящего автомобиля вбивается 4 стержня из металла. Их объединяют между собой, используя обычную проволоку из металла. Далее выполняется аналогичный способ подключения, как и в случае с использованием металлического гаража.

Специальный хвост

Их вы можете довольно часто встретить на разных автомобилях. Причём применяются эти металлизированные хвосты на основе резины достаточно давно. Они отличаются наличием эффекта заземления, что и позволяет создавать соответствующую протекцию.

В плане организации катодной защиты установка хвоста считается наиболее простым вариантом. При этом эффективность метода ничуть не меньше, чем у альтернативных способов протекции от коррозии. Хвосты способствуют эффективной антикоррозийной защите в процессе эксплуатации транспортного средства.

Когда наблюдается повышенный уровень влажности воздуха, образуется разность потенциалов между самим транспортным средством и непосредственно дорожным покрытием. В теории при такой ситуации коррозия начинает ещё интенсивнее воздействовать на кузов, постепенно разрушая металлические элементы.

Но тут большую роль играет именно наличие металлизированного хвоста. С его помощью удаётся повысить эффективность воздействия катодной защиты, то есть наблюдается обратный результат, и машина оказывается под надёжной защитой во время движения.

При этом хвост обязательно монтируется только в задней части автотранспортного средства. Тут необходимо, чтобы на хвостовик из резины с металлическими вставками и эффектом заземления попадала влага от брызг, возникающих при вращении задних автомобильных колёс.

Не стоит забывать о дополнительных функциях металлизированного хвоста. Такое довольно простое приспособление также выполняет роль антистатического компонента.

Крайне важно правильно установить хвост на своём автомобиле. Если по переменному току, то хвост закорачивают на корпус, а если по постоянному, тогда в изолированном положении относительно автомобильного корпуса. Для подключения используют RC цепочку. Она служит как элементарный частотный фильтр.

Проекторы-электроды

В качестве отдельно рассматриваемого анода выступает специальный электрод с протекторными функциями. Фактически это обычные металлические пластины определённой формы и размеров, которые монтируются на автомобиль.

Чтобы установить такие пластины или электроды-протекторы, требуется выбирать наиболее уязвимые и подверженные возможному воздействию коррозии участки кузова автотранспортного средства. Потому чаще всего для таких целей применяются зоны крыльев, пороги и днище машины.

Если говорить про принцип действия, то никаких существенных отличий в этом плане от остальных рассмотренных ранее способов организации анода протекторы-электроды не имеют.

Но здесь есть один важный момент. Дело всё в том, что подобные протекторные металлические пластины осуществляют непрерывную работу, то есть они воздействуют на металл и защищают его от коррозии постоянно без каких-либо перерывов. Тут не имеет никакого значения, находится машина в движении или стоит на месте. Также не влияет на работоспособность текущие показатели влажности воздуха, что даёт электродам-протекторам неоспоримое преимущество перед всеми конкурирующими анодами.

Чтобы грамотно и правильно организовать качественную защиту кузова своего автомобиля от негативного и во многом пагубного воздействия коррозии с помощью электродов-протекторов, требуется затратить достаточно много времени и усилий. Действительно эффективная защита достигается путём установки минимум 15 пластин на разные участки. Но затраты по времени и силам себя оправдывают полностью. Это позволяет существенно продлить срок службы транспортного средства, и предотвратить сложные ремонтно-восстановительные работы, обусловленные разрушениями, которые были спровоцированы ржавчиной.

Планируя установку электродов-протекторов, стоит особое внимание уделить используемым материалам. В зависимости из сырья, на основе которого производятся элементы, их делят на 2 большие группы.

  1. Разрушающиеся. Это электроды, выполненные в виде металлических пластин, и предназначенные для временного использования. С течением времени материал будет разрушаться, что потребует от автовладельца замены протекторов. Достаточно качественные разрушающиеся электроды могут прослужить 4-5 лет. В качестве сырья для их изготовления обычно используется нержавеющая сталь или металл. Их характеристики и ограниченный срок службы позволяет сделать такие электроды-протекторы финансово более доступными. Если не смотреть на срок службы, элементы работают качественно и справляются с поставленными задачами.
  2. Неразрушающиеся. Подобные протекторы служат значительно дольше. Но за увеличенный интервал эксплуатации приходится платить. По цене они превосходят разрушающиеся аналоги электродов-протекторов в несколько раз. Объяснить это можно не только сроком службы, но и используемыми материалами. Тут сырьём для производства протекторов не разрушающегося типа применяют платину, графит, карбоксил, магнетит и прочие дорогостоящие материалы.

Стоит ли переплачивать за материал и срок службы, каждый решает сам. Но поскольку сама процедура достаточно длительная и сложная в плане исполнения, порой действительно есть смысл переплатить, но установить на весь срок службы автомобиля именно не разрушающиеся протекторы.

Рекомендации по установке

Поскольку теперь схема работы катодной антикоррозийной защиты для автомобиля вам понятна, и все прекрасно понимают её функции и задачи, стоит задуматься над вопросом установки.

Чтобы эффективно и своевременно бороться со ржавчиной или против коррозии, образующейся на машинах, требуется качественная катодная защита для вашего автомобиля. При этом её вполне реально установить своими руками.

Для реализации поставленной задачи нужно придерживаться нескольких простых правил.

  1. Для установки выбирают наиболее слабые места автомобиля, которые начинают первыми страдать от образования коррозии. Вне зависимости от модели и марки транспортного средства, эти уязвимые участки у всех машин примерно одинаковые. К ним относят крылья, колёсные арки, днище, пороги и пр. То есть концентрировать основное внимание нужно на слабо защищённых местах, но при этом не забывать устанавливать протекторы на другие элементы кузова.
  2. Выбирайте пластины круглой или прямоугольной формы. При этом рекомендуется придерживаться определённых ограничений в плане размеров. Площадь пластины не должна быть меньше 4 квадратных сантиметров. Но и покупать элементы размером более 10 квадратных сантиметров также не имеет особого смысла. Для них сложнее будет отыскать подходящее место при монтаже.
  3. Приобретайте необходимое количество защитных пластин. Тут важно учитывать, что один протектор указанных размеров защищает площадь около 35 квадратных сантиметров. Это объясняет, почему на автомобили устанавливается не менее 15 протекторов.
  4. Устанавливать элементы следует на лакокрасочное покрытие, используя специальный эпоксидный клей. При этом допускать прямого контакта между лакокрасочным слоем и пластиной нельзя. Эпоксидная смола должна как бы разделять их между собой.
  5. Пластины монтируются таким образом, чтобы они были направлены лицевой часть навстречу водяным брызгам и агрессивной среде, которая способствует возникновению коррозии.

В остальном же никаких особых трудностей с установкой определённого количества протекторов возникать не должно.

Не лишним будет изучить рекомендации специалистов, проконсультироваться с экспертами в области антикоррозийной защиты и даже немного полистать учебники, где описываются электрохимические процессы.

Если вы сомневаетесь в выборе подходящих протекторов и не уверены в возможности самостоятельно установить пластины, обратитесь к профессионалам. Услуга не самая дорогая, но сохранивший свою целостность кузов полностью оправдывает вложенные средства.

Как утверждают опытные автомобилисты, потраченные силы, время и деньги со временем компенсируются длительным сроком службы автомобиля. Кто-то применяет только один метод протекции, другие используют одновременно несколько мер по защите от ржавчины. Действуйте на своё усмотрение. Зачастую лучше установить нужное число качественных электродов-протекторов в правильные места, нежели вместе применять альтернативные методы.

Практика показывает, что в настоящее время именно протекторы в виде пластин из специальных материалов эффективнее всего справляются с антикоррозийной защитой. Вопрос лишь в правильной установке элементов.

Защита от коррозии кузова (катодная защита).



Защита от коррозии кузова (катодная защита).   Рубрики сайта

Защита от коррозии кузова (катодная защита).

Теория и практика установки на автомобиль магниевых жертвенных анодов. Они разрушаются, а кузов перестает ржаветь.


Коррозия – основной враг металлоконструкций. Рассмотрим применение электрохимической протекторной защиты. Наиболее применима в настоящий момент защита методом «оцинковки». Однако этот способ при ремонте сложно применим и дорогостоящ, и вообще не применим к готовым покрашенным конструкциям. Интерес вызвал катодно-протекторный способ защиты с «жертвенными» анодами. К готовой конструкции прикрепляем эти аноды и коррозируют они, а конструкция перестаёт ржаветь. Способ издавна применяют в судостроении.
Сначала немного теории:
Коррозия ни что иное как электрохимическая реакция на поверхности металлоконструкции. Электрохимическая защита, должна создать на поверхности защищаемой конструкции электрический потенциал препятствующий этой реакции. Оптимальный защитный потенциал для металлоконструкции из низколегированной стали 0,85В при выходе из диапазона от 0,75 до 1,05В, начинается коррозия (ориентировочная плотность тока защиты 0,04А/м2), повышение потенциала выше 1,05В приведет к отслоению лакокрасочного покрытия. По сути, управляем направление движения электронов. Необходимо обеспечит направление от «жертвенного» анода к защищаемой металлоконструкции. Из чего сделать «жертвенный» анод? Рассмотрим электрохимический ряд активности доступных металлов:
-2,372В - магний
-1,700В - алюминий
-0,763В - цинк
-0,441В – железо
+0,522В - медь
    Следовательно:
  1. Медные детали на металлоконструкции недопустимы (например медные трубки тормозных магистралей)! Сдвигают электрический потенциал конструкции в положительную область и «жертвенным» анодом становится сама металлоконструкция.
  2. Цинк – хороший вариант при покрытии большими площадями, но из-за небольшой разницы в электрохимическом потенциале с железом плохо применим в качестве «жертвенного» анода в протекторной защите на воздухе. Т.е. хорош в качестве покрытия, но слаб для точечного применения.
  3. Остаётся алюминий и магний. (Получается, что алюминиевые силовые конструкции, например вытяжные заклёпки, не стоит применять в стальных металлоконструкциях в агрессивных средах.) Магний значительно активнее и следовательно более предпочтителен для «жертвенного» анода.

Инструменты:

электростамеска
ножовка по металлу
дрель

Материалы:

магниевый анод для водогрейных котлов (продаётся в магазинах сантехники)
резиновые прокладки для водопроводных кранов
самозасверливающиеся саморезы по металлу

    Порядок выполнения работ:

  1. Материалы, которые будем использовать:

  2. Нарезаем магниевый анод дольками по 5-6 мм и сверлим отверстие под саморез.

  3. Собираем комплекты "жертвенных" анодов из расчета 6 на один борт.

  4. Устанавливаем аноды под порогами автомобиля:

  5. Прошел год:
    Насколько снизилась коррозия сказать сложно, но через год эксплуатации аноды частично разрушились (похоже еще год выдержат и под замену):

Ссылки по теме

  1. Электрохимический ряд активности металлов.
  2. Катодная защита.
  3. Схемы размещения протекторов 'Анодъ' на автотранспорте.

Комментарии к статье:

Гость2019-02-25 17:16:19саморез не смог защититьГость2019-02-25 17:16:39Саморез проржавелАдмин2019-03-10 09:58:16Согласен, саморез поржавел. Но если посмотреть внимательно, только та чать, что закручена в полость (за резинкой). Головка самореза чистая, значит защищает там где есть контакт жидкости между магнием и сталью.Гость2019-03-20 04:34:08Крепитесь анод без резинки так крепят на лодках и катерах и будет Вам счастье.Гость2020-11-07 21:51:12Нельзя использовать стальной саморез!Админ2020-12-03 08:27:41Интересно, а какие саморезы еще бывают:)

Электрохимическая защита автомобиля от коррозии: 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.

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.

Читайте также: Как помыть и высушить фары изнутри при этом не разбирая их

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.

Читайте также: 7 секретов и особенностей полировки автомобильного кузова

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.

Загрузка...

Что такое катодная защита и как она работает?

Что такое катодная защита и как она работает?

Коррозия - это естественный процесс, который может привести к разрушению металлических конструкций и причинить значительный ущерб вашему бизнесу.

Для возникновения коррозии должны присутствовать четыре элемента: принимающая площадка, из которой течет ток, место назначения, где ток не течет, среда, способная проводить ток (например, вода, бетон или почва), и металлический путь между хост и целевой сайт.

Электрохимическая коррозия металлов - это процесс, при котором ионы на поверхности металла переносятся на другое вещество (деполяризатор, менее активное вещество или металл). Такими деполяризаторами являются кислород, кислоты или катионы более пассивных металлов.

Для чего используется катодная защита?

Катодная защита часто используется для уменьшения коррозионных повреждений активных металлических поверхностей. Катодная защита используется во всем мире для защиты трубопроводов, водоочистных сооружений, надводных и подводных резервуаров для хранения, корпусов судов и лодок, морских производственных платформ, арматурных стержней в бетонных конструкциях и пирсах и т. Д.

Катодная защита часто используется для защиты стали от коррозии. Коррозия возникает, когда два разнородных металла погружаются в электролитическое вещество, такое как вода, почва или бетон. Этот тип металлического проводящего пути между двумя разнородными металлами обеспечивает путь, по которому свободные электроны перемещаются от более активного металла (анода) к менее активному металлу (катоду). Если свободные электроны с анода не достигают активных центров катода до поступления кислорода, ионы в активных центрах могут затем рекомбинировать с образованием гидроксида железа, т.е.е. ржавчина.

Как работает катодная защита?

По сути, катодная защита соединяет основной металл, подверженный риску (сталь), с жертвенным металлом, который подвергается коррозии вместо основного металла. Метод обеспечения катодной защиты стали сохраняет металл, обеспечивая высокоактивный металл, который может действовать как анод и обеспечивать свободные электроны. Вводя эти свободные электроны, активный металл жертвует своими ионами и предохраняет менее активную сталь от коррозии.

Типы катодной защиты

Существует два основных типа катодной защиты: гальваническая и катодная защита наложенным током.

Гальванический

Гальваническая защита заключается в нанесении на сталь защитного цинкового покрытия для предотвращения коррозии. Цинк корродирует вместо инкапсулированной стали. Эти системы имеют ограниченный срок службы, поскольку расходуемый анод, защищающий лежащий под ним металл, будет продолжать разрушаться со временем до тех пор, пока расходуемый анод не перестанет обеспечивать защиту.

Катодная защита наложенным током

Системы катодной защиты с наложенным током состоят из анодов, подключенных к источнику питания, который обеспечивает постоянный источник электрического тока.В методе защиты с протекторным анодом для «жертвоприношения» ионов используется металл, более активный, чем основной металл. Эти «расходуемые аноды» (обычно сплавы, такие как магний, алюминий или цинк) имеют более сильный электрохимический потенциал. Этот метод часто может обеспечить гораздо более длительную защиту, чем жертвенный анод, поскольку анод питается от неограниченного источника энергии.

Недостатки катодной защиты

Катодная защита использовалась в течение многих лет для защиты конструкций, которые подвергаются длительному воздействию агрессивных сред.Но сама установка катодной защиты может быть дорогостоящей. Конкретные детали конструкции конструкций также могут усложнять катодную защиту и, следовательно, увеличивать ее стоимость. Помимо этой стоимости, система также требует текущего обслуживания, включая периодический визуальный осмотр. В случае катодной защиты наложенным током также возникают постоянные расходы на электроэнергию. В частности, расходные аноды имеют ограниченный доступный ток, подвержены быстрой коррозии и, следовательно, имеют ограниченный срок службы.

Таким образом, катодная защита - это широко используемый метод защиты стальных конструкций, но он может быть дорогостоящим и требовать регулярного обслуживания и замены. Продукты, обеспечивающие защитный слой с нулевой реактивностью, с большей вероятностью продлят срок службы стальных конструкций и создадут нереактивный слой защиты.

Для получения дополнительной информации о EonCoat, наиболее долговечном и наиболее экономичном методе защиты от коррозии на рынке, свяжитесь с нами сегодня.

.

Системы катодной защиты - катодная морская

Преимущества и использование катодной защиты

Основным преимуществом катодной защиты по сравнению с другими системами защиты от коррозии является ее способность развертываться только за счет обслуживания цепи постоянного тока. Кроме того, эффективность применяемой катодной защиты можно легко контролировать, а также регулировать, регулируя свойства постоянного тока, проходящего через систему.Он также может работать рука об руку с антикоррозийными покрытиями, где покрытия могли быть несовместимы. Он также применяется к морским архитектурным сооружениям, чтобы противостоять эффектам коррозии, тем самым увеличивая срок службы этих конструкций.

Почему мы должны выбрать CATHODIC marine engineering

Cathodic обладает более чем 14-летним опытом производства и проектирования в обеспечении комплексной катодной защиты (CP) и систем предотвращения роста морских судов (MGPS) для морской, морской нефтегазовой, морской и морской гражданской промышленности.

Cathodic, где это необходимо, может также помочь инженерам по коррозии при проектировании CP, сервисных работах, а также при проверке и испытаниях на коррозию.

Катодный

очень строго соответствует требованиям спецификации, которые соответствуют DNV-RP-B401, ISO 15589-2 и NORSOK M-503, MIL-A-18001K, ASTM B418 тип I и тип II.

Наш полный ассортимент морских и морских анодов, изготовленных в соответствии с требованиями NACE и ASTM. Техническое исполнение соответствует BS 7361, DNV RP B401 и стандарту NORSOK M-503.

.

Все о системах катодной защиты и катодной защиты

Коррозия - основная причина преждевременного разрушения металлических конструкций. Операторы могут продлить срок службы своих объектов и оборудования, установив системы катодной защиты и регулярно их проверяя.

Эти системы используются для предотвращения коррозии в течение многих лет в широком спектре гражданских и промышленных применений. Обычно они устанавливаются во время первоначального строительства, крупных расширений или обновлений.

Этот пост охватывает два типа систем катодной защиты, типы защищаемых конструкций и предоставляет пример CP для предотвращения коррозии трубопроводов. Чтобы получить более подробную информацию, просмотрите обучающее видео ниже или ознакомьтесь с нашими часто задаваемыми вопросами внизу этой страницы.

Существует два типа систем катодной защиты: гальваническая и с наложенным током.

В гальванической системе аноды, подключенные к защищаемой конструкции, имеют естественный потенциал, более отрицательный, чем у самой конструкции.При включении в цепь ток катодной защиты течет от анода (более отрицательный) к конструкции (менее отрицательный).

Гальванические аноды (также называемые расходуемыми анодами) при правильном применении могут защитить подземные стальные, морские, внутренние и промышленные конструкции от коррозии. Для работы им не требуется внешний источник энергии, поэтому их использование ограничено. При правильном применении они могут быть спроектированы так, чтобы обеспечить долгий срок службы при простоте эксплуатации.

Во многих случаях разность потенциалов между гальваническим / протекторным анодом и стальной конструкцией недостаточна для генерирования тока, достаточного для срабатывания защиты.В этих случаях источник питания (выпрямитель) может генерировать большую разность потенциалов, позволяя протекать большему току к защищаемой конструкции. Это называется системой катодной защиты наложенным током (ICCP).

CP Systems защищает объекты инфраструктуры от коррозии. MATCOR обычно разрабатывает системы для работы в течение 30 лет или дольше. Эти структуры включают:

Инженеры CP могут спроектировать системы для максимального срока службы и простоты замены. MATCOR обычно разрабатывает системы для работы в течение 30 лет или дольше.

Чтобы системы CP были наиболее эффективными и экономичными, они должны быть правильно спроектированы. Проектирование CP - это научная дисциплина, в которой участвуют:

Инженеры-проектировщики, обладающие необходимыми знаниями и знаниями о конструкции, которую необходимо защитить от коррозии, должны выполнять все этапы проектирования системы.

На незащищенном трубопроводе потенциальные отклонения возникают естественным образом. Везде, где вы переходите от незначительного положительного к незначительному отрицательному, будут происходить токи и гальваническая коррозия трубопровода.Если вы примените CP к этому трубопроводу - например, линейный анод MATCOR, который проходит параллельно трубопроводу, - ток от анода переходит в трубопровод, предотвращая коррозию.

Что такое катодная защита?

Катодная защита (CP) - это электрохимический процесс, который замедляет или останавливает токи коррозии путем подачи постоянного тока на металл. При правильном применении CP предотвращает реакцию коррозии для защиты целостности металлических конструкций.

Как работает катодная защита?

Катодная защита работает путем помещения анода или анодов (внешних устройств) в электролит для создания цепи.Ток течет от анода через электролит к поверхности конструкции. Коррозия перемещается к аноду, чтобы остановить дальнейшую коррозию конструкции.

Какие два типа систем катодной защиты?

Двумя основными типами систем катодной защиты являются гальванические и с наложенным током.

Что такое анод?

Анод - один из ключевых компонентов системы катодной защиты. Это компонент, из которого будет разряжаться постоянный ток.Это источник электронов в системе CP. Это компонент, более отрицательный по отношению к защищаемой конструкции.

Что такое катод?

Катод - это структура, имеющая катодную защиту, в которую протекает ток после разрядки с анода. Это компонент, более положительный по отношению к защищаемой конструкции. Когда катод принимает электроны, он становится поляризованным или более электрически отрицательным.

Что такое электролит?

Электролит для целей катодной защиты - это среда вокруг катода (защищаемой конструкции), которая обладает достаточной электропроводностью, чтобы позволить току течь от анода к катоду.И анод, и катод должны находиться в такой среде, которая позволяет току катодной защиты течь от анода к катоду. В некоторых случаях может быть несколько слоев или типов электролита, через которые может протекать ток.

Какие конструкции обычно требуют катодной защиты?

Некоторые подземные или подводные конструкции требуют или могут выиграть от надлежащего применения катодной защиты. Сюда входят все стальные трубопроводы для нефти и газа, системы водяных трубопроводов из стали и чугуна с шаровидным графитом, днища резервуаров на больших диаметрах надземных резервуаров, стояки пожарных гидрантов из ковкого чугуна и анкеры для направляющих тросов опоры HVAC являются примерами конструкций, которые обычно защищаются с помощью CP.Для морских сооружений катодная защита обычно применяется к стальным сваям и стенкам из шпунтовых свай на широком диапазоне морских прибрежных сооружений. Кроме того, корабли и другие крупные суда обычно используют CP. Это некоторые из распространенных приложений CP, но есть и множество других.

Что такое поляризация?

Когда ток катодной защиты течет от анода к защищаемой конструкции (катод в цепи), электрический потенциал конструкции будет сдвигаться в более отрицательную сторону - обычно это измеряется в мВ.Этот сдвиг потенциала называется поляризацией. Величина поляризации является мерой эффективности тока катодной защиты, и как только поляризация становится достаточной, конструкция считается катодно защищенной. Время, необходимое для полной поляризации структуры, может варьироваться в зависимости от структуры и окружающей среды, но в некоторых случаях для полной поляризации структуры могут потребоваться недели.

Что такое деполяризация?

Когда ток катодной защиты перестанет течь от анода к катодно защищаемой структуре, поляризованная структура начнет деполяризоваться.Скорость деполяризации может варьироваться в зависимости от структуры и окружающей среды.

Когда моя конструкция имеет катодную защиту? Каковы критерии катодной защиты?

В соответствии с международными стандартами NACE существует два основных критерия, которые можно использовать для подтверждения того, что конструкция считается катодно защищенной. Первым критерием является 100 мВ поляризации - это довольно простой критерий для применения, поскольку вы измеряете потенциал конструкции без применения какого-либо CP (собственный потенциал), а затем, применяя катодную защиту в течение достаточного периода времени для поляризации, измеряете потенциал снова, и если разность потенциалов больше 100 мВ - это обычно известно как критерий сдвига 100 мВ.Другой критерий - это критерий отключения напряжения 850 мВ. В этом случае нет необходимости иметь собственный потенциал для использования в качестве базовой линии - этот критерий просто требует, чтобы потенциал структуры был более отрицательным, чем -850 мВ после учета всех источников тока (путем отключения их на некоторое время). мгновенный).

Что такое «Мгновенное отключение»?

Мгновенное выключение относится к процессу выполнения измерений в момент отключения питания системы CP с подаваемым током.При наличии нескольких источников тока все они должны быть отключены одновременно с помощью синхронизированных прерывателей. Целью отключения всех источников тока является устранение ИК-падений в цепи. Поскольку ток (I) течет по кабелю, возникает сопротивление (R), которое ток должен преодолеть - это называется падением напряжения, потому что V = I x R.Пытаясь измерить уровень поляризации, важно исключить IR. падения в цепи, которые являются результатом протекания тока, создающего эти IR капли.При мгновенном отключении тока эти показания падения ИК-излучения немедленно уменьшаются до нуля, поскольку ток (I) теперь равен нулю. Это означает, что поляризация, измеряемая сразу после отключения тока, является истинным током поляризации. Выбор времени имеет решающее значение, поскольку при отключении тока структура немедленно деполяризуется, и потенциал поляризации начинает уменьшаться. Цель мгновенных показаний отключения поляризации - уловить уровень поляризации при выключении питания и до начала процесса деполяризации.

Какие бывают типы анодов?

Аноды можно разделить на два основных типа анодов - гальванические аноды (часто называемые расходуемыми анодами) и аноды с подаваемым током. Аноды гальванической серии используют естественный перепад напряжения между анодом и структурой для отвода тока от анода к конструкции. Аноды с наложенным током используют внешний источник питания для отвода тока от анода к конструкции.

Что такое гальванический или расходный анод?

Гальванические аноды - это в основном металлические отливки, в которых не используется внешний источник питания для подачи тока.Они полагаются на естественные разности потенциалов между двумя металлами, чтобы управлять током катодной защиты. Существует три основных типа гальванических анодов. Магний, который является наиболее активным из гальванических анодов и используется в основном в почве. Цинк, который является менее активным металлом, обычно используется в почвах с низким удельным сопротивлением и солоноватой воде. Цинк также является основным металлом при гальванике. И, наконец, алюминий, который в основном используется в морской воде. Обратите внимание, что гальванические аноды часто называют расходными анодами, потому что они расходуются во время реакции CP - это также верно для многих анодов с подаваемым током.Термин «жертвенный» подразумевает отсутствие источника питания и использование анодов этих анодов, которые более активны, чем защищаемая конструкция.

Каковы преимущества гальванической анодной системы?

Гальванические анодные системы обладают двумя основными преимуществами. Для них не требуется источник питания - во многих приложениях затраты на обеспечение и установку источника питания могут быть весьма значительными. Они практически не требуют регулярного обслуживания, поскольку отсутствует блок питания.В правильном применении эти два преимущества делают эти анодные системы рентабельными.

Какие недостатки у гальванических анодных систем?

Ограниченная мощность, с гальваническими анодными системами движущая сила между анодом и структурой ограничена максимумом около 1 В и часто намного меньше, чем движущая сила 1 В. Для более крупных конструкций часто требуется больший ток, чем то, что можно получить с помощью гальванических анодов.
Гальванические аноды с ограниченным сроком службы потребляют относительно большие объемы - несколько кг / ампер в год.Это значительно ограничивает срок службы анода в некоторых приложениях.

Ограниченное управление, гальванические аноды не имеют источника питания, выход которого можно регулировать путем изменения мощности, подаваемой на анод - в системах с гальваническими анодами они работают исключительно на основе сопротивления системы, зависящего от разницы напряжений между анодом и структурой.

Что такое анод с наведенным током?

Аноды с наложенным током предназначены для разряда тока при питании от внешнего источника постоянного тока.Обычно этот внешний источник представляет собой трансформатор / выпрямитель, преобразующий мощность переменного тока в мощность постоянного тока. При наличии достаточного количества внешних источников питания анодные системы с подаваемым током могут разряжать достаточный ток для защиты практически любой конструкции независимо от размера или состояния покрытия. Поскольку аноды выбираются не на основе их уровня активности, они могут быть выбраны на основе их текущих характеристик разряда - сколько тока они могут выдержать. Три наиболее распространенных анода с подаваемым током - это графитовый, высококремнистый чугун и аноды электрокаталитического типа.

Каков ожидаемый срок службы анода?

Существует два основных класса анодов - это те аноды, которые электрохимически реагируют, генерируя электрический ток. В эту группу входят магниевые, цинковые и алюминиевые аноды, а также аноды из графита и чугуна с высоким содержанием кремния. Эти аноды потребляют с определенной скоростью, основанной на генерируемом токе, и скорость их потребления может быть определена в килограммах массы, потребляемой на каждое такое количество ампер-лет работы.Всегда есть соображения по поводу использования анода - вы никогда не сможете полностью израсходовать 100% массы анода - в какой-то момент деградация анода влияет на способность анодов работать. Таким образом, эти электрохимически активные аноды вполне могут рассчитать ожидаемый срок службы анода.

Существует второй класс анодов - это те аноды, которые являются электрокаталитическими и не являются реагентами, но способствуют электрохимическим реакциям. Эти аноды каталитического типа изготавливаются на основе платины или типа MMO.MMO - это сокращение от смешанного оксида металлов, и это покрытие, состоящее из оксидов металлов иридия (или рутения) и других компонентов. Поскольку эти аноды являются каталитическими, они потребляют не так, как электрохимически активные аноды. У MMO-анодов нет измеримой потери массы, поскольку они не вступают в прямую реакцию с электролитом. Однако у этих каталитических анодов действительно есть свой определяемый срок службы анодов, также основанный на ампер-годах эксплуатации.

Что такое анод из смешанного оксида металла (MMO)?

MMO - это покрытие, состоящее из смеси оксидов редкоземельных металлов с иридием или рутением в качестве активного катализатора.Иридий подходит для всех сред CP, в то время как аноды на основе рутения подходят только для морской воды. Точная смесь, используемая в покрытии, может варьироваться от производителя, но ключевым моментом является то, что производитель имеет проверенный рецепт и что его рабочие характеристики, включая срок службы анода, могут быть предсказуемо рассчитаны на основе программ ускоренных испытаний на срок службы. Эти анодные покрытия MMO наносятся на подложку из технически чистого титана Grade I или Grade II. Некоторые из распространенных форм анодов MMO включают проволоку, стержни, трубки, полосы, полосы и листы из ленточной сетки, пластины и диски.

Что такое выпрямитель?

Выпрямитель - это просто источник питания, который преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока. Для большинства систем катодной защиты наложенным током выпрямитель является неотъемлемым компонентом конструкции системы. Выпрямители доступны в широком диапазоне типов корпусов в зависимости от окружающей среды и классификации опасной зоны расположения. Размер выпрямителя рассчитывается исходя из максимальной номинальной мощности постоянного тока - например, 50 В x 50 А означало бы, что выпрямитель способен выдавать мощность 2500 Вт.

Какая правильная проводка постоянного тока для выпрямителя катодной защиты?

Крайне важно, чтобы полярность выхода выпрямителя постоянного тока была правильно установлена ​​до подачи питания на выпрямитель или источник питания. Положительный полюс постоянного тока всегда должен быть подключен к анодной системе, в то время как отрицательный полюс постоянного тока всегда подключается к проводам конструкции, подключенным к конструкции. Повторюсь, анод всегда должен быть подключен к положительной - структуре к отрицательной. Если анод и выводы структуры связаны с противоположной полярностью - ток будет отводиться от конструкции в сторону анодной системы.Это может иметь катастрофические последствия, поскольку это вызовет ускоренную коррозию конструкции - для стали это будет со скоростью 20 фунтов / ампер в год.

Что такое испытательная станция катодной защиты?

Испытательные станции - еще один ключевой компонент в конструкции системы катодной защиты. Эти испытательные станции обычно устанавливаются в стратегически важных местах, чтобы обеспечить доступ для тестирования. Испытательные станции - это общее название, которое может варьироваться от простого вывода от трубы или заглубленной конструкции к испытательной станции, чтобы обеспечить простое электрическое соединение, до очень сложных с датчиками скорости коррозии, купонами переменного и постоянного тока и оборудованием для удаленного сбора данных и мониторинга. .

Что такое кабель HMWPE? Что такое кабель HMWPE / Kynar или HMWPE / Halar?

В промышленности катодной защиты аноды часто закапывают в землю или размещают в суровых условиях эксплуатации. Чтобы защитить целостность анодной кабельной системы, в промышленности используется кабельная система «прямого захоронения». Наиболее распространенным в США является кабель из высокомолекулярного полиэтилена или HMWPE. Эта изоляция кабеля обычно имеет толщину 110 мил или более и чрезвычайно прочна и ее трудно повредить даже при самом жестком обращении.Для некоторых сильно хлорированных сред обычно используется двойная изоляция с внутренней оболочкой из фторполимера. Обычно используются такие типы, как PVDV (Kynar) и ECTFE (Halar), и они имеют очень похожие характеристики химической стойкости.

Где используется кабель HMWPE / Kynar или HMWPE / Halar с двойной изоляцией?

Прямой подземный кабель с двойной изоляцией имеет внутренний слой из химически стойкого фторполимера (Kynar или Halar) для обеспечения дополнительной химической стойкости в сильно хлорированной среде.Если соли присутствуют, эти соли могут привести к образованию газообразного хлора, который реагирует с водой с образованием соляной кислоты. Это может серьезно повредить стандартные кабели, и дополнительная химическая защита кабелей с двойной изоляцией настоятельно рекомендуется в областях, где возникают высокие плотности тока в среде с высоким содержанием хлоридов с минимальной подвижностью газа или электролита. Глубокие слои анодного заземления, засоленные почвы, заболоченные участки могут создавать проблемы для стандартного кабеля, требуя более химически инертной изоляции кабеля.

В чем заключается проблема соединений кабеля с анодом в катодной защите?

Для систем катодной защиты наложенным током критически важно, чтобы в кабельной разводке или каких-либо кабельных соединениях / стыках не было задиров, порезов или трещин. Это особенно важно для анодных кабелей, подключенных к положительной стороне источника питания. Если какая-либо часть анодной кабельной системы будет нарушена, а медный проводник имеет электрический путь обратно в окружающую среду, тогда медь станет непреднамеренным анодом и начнет очень быстро потреблять, что приведет к обрыву цепи и неработоспособной системе CP.Таким образом, на анодной стороне очень важно, чтобы все стыки и соединения были полностью водонепроницаемыми и чтобы вся изоляция кабеля была в хорошем состоянии.

Что такое RMU? Как RMU используются в катодной защите?

RMU - это сокращение от Remote Monitoring Unit. При удаленном мониторинге катодной защиты RMU обычно используются для мониторинга и в большинстве случаев управления производительностью выпрямителей в системах катодной защиты с наложенным током. RMU также могут быть применены к испытательным станциям, критическим соединениям и другим приложениям мониторинга.Доступны различные технологии, включая широкополосную, сотовую и спутниковую связь, позволяющие осуществлять мониторинг и управление системой.

Что такое опрос CIS (или CIPS)?

CIS или исследование с близким интервалом, более широко известное как CIPS (исследование потенциала с близким интервалом), является распространенным средством проверки надлежащей работы систем катодной защиты вдоль длинных трубопроводов или внутри трубопроводных сетей станций / заводов. Обследование заключается в снятии возможных показаний, когда бригада проходит по центру заглубленного трубопровода.Эти показания обычно снимаются, когда все влияющие источники тока периодически включаются и выключаются через равные промежутки времени. Таким образом, снимаются показания, фиксирующие потенциал между трубой и электродом сравнения. Регистрируются показания как текущего включенного, так и текущего выключенного цикла. Этот процесс повторяется по всей длине трубопровода. Затем данные включения / выключения анализируются, чтобы подтвердить, что система CP работает правильно и обеспечивает требуемую поляризацию системы.

Что такое «прерыватель»?

Прерыватель - это сложный переключатель, который можно использовать для прерывания работы выпрямителя.Прерыватели, которые используются сегодня, автоматически синхронизируются по спутниковому сигналу, что позволяет синхронизировать множество прерывателей по одному и тому же времени, чтобы собранные данные о выключении были точными. Многие новые выпрямители для трубопроводов поставляются со встроенными прерывателями, которые можно запитывать дистанционно для обследований и тестирования системы CP.

Что такое система с глубоким анодом?

Иногда называемая глубоким анодным колодцем или глубоким анодным заземляющим слоем, система глубокого анода часто является эффективным средством подачи большого количества тока в землю из одного места с очень малой площадью контакта с поверхностью.Обычное буровое оборудование используется для бурения скважины глубиной примерно 200-400 футов и опускания одного или нескольких анодов в скважину перед ее обратной засыпкой. Аноды расположены достаточно далеко от поверхности, чтобы можно было считать их электрически удаленными от конструкции и, таким образом, пропускать ток в перегруженную подземную среду или распределять ток на многие мили в каждом направлении для изолированных трубопроводов.

Что такое газовая блокировка анода?

Во время электрохимической реакции катодной защиты в процессе реакции образуется газ, который также высвобождает электроны, позволяя току распространяться через электролит.В большинстве сред этот газ может куда-то диффундировать или выходить; однако в тех редких случаях, когда генерируемый газ не может мигрировать от поверхности анода, газ может фактически блокировать поток электронов и подавлять реакцию катодной защиты. Это более распространено в системах с глубоким анодом, где отверстие пробивается с поверхности в землю, а окружающая среда вокруг ствола скважины может быть не очень проницаемой, что приводит к улавливанию газов. В большинстве систем с глубоким анодом используется вентиляционная труба, позволяющая газам выходить наружу и предотвращать закупорку газа.

Что такое вентиляционная труба?

Вентиляционные трубы - это трубы небольшого диаметра, в которых просверлены отверстия или прорезаны щели, которые позволяют газам, образующимся на аноде во время процесса катодной защиты, выходить в сторону от анода. Это может помочь уменьшить скопление газов вокруг анода или концентрацию соляной кислоты с низким pH, которая может образовываться, когда избыток газообразного хлора доступен и не удаляется. Эта среда с низким уровнем pH может повредить изоляцию кабеля из HMWPE и привести к преждевременному выходу кабеля из строя.

Какова роль материала для засыпки кокса?

Почти все заглубленные аноды имеют ту или иную форму засыпки, которая либо встроена в анодную упаковку, либо поставляется извне для установки. Для анодов с подаваемым током обычно используется засыпка из кокса. Основная роль засыпки кокса заключается в обеспечении однородной среды с низким сопротивлением, в которой анод может легко разряжать ток. Это помогает уменьшить любые проблемы с плохим контактом с землей скрытого анода, а также увеличивает эффективный размер анода, уменьшая анодную засыпку до сопротивления заземления.

Расходуется ли также засыпка кокса, и если да, то сколько?

Углерод сам по себе может действовать как анод с подаваемым током, и когда другой анод с подаваемым током устанавливается в засыпку из кокса, часть засыпки из кокса будет действовать как продолжение анода с подаваемым током, и в той степени, в которой углерод расходуется, текущее потребление анода, вероятно, уменьшится. Скорость расходования коксовой засыпки и степень положительного влияния, оказываемого на фактический срок службы анода, во многом зависит от конкретной площадки и зависит от таких переменных, как качество коксовой колонны, уплотнение коксовых частиц, уровень влажности и форма частиц.По сути, существует два режима проводимости для электронов - это электронная проводимость, при которой электроны текут от анода через кокс, как продолжение реального анода, происходит электрохимическая анодная реакция от углерода к окружающей среде. Это приводит к тому, что углерод является реагентом, и происходит ионный перенос, когда ток генерируется на аноде, а затем течет по пути влаги на внешней стороне коксовых частиц, таким образом не вовлекая углерод в качестве первичного реагента и, следовательно, не потребляя.Суть в том, что трудно знать, как будет работать отдельная установка или с какой скоростью будет потребляться засыпка.

Где я могу узнать больше о катодной защите?

Конечно, вы всегда можете связаться с MATCOR, однако темы ScienceDirect включают в себя книги и рецензируемые журналы по теме CP.

Мы ответим на ваш вопрос по электронной почте и разместим его здесь.

.

Катодная защита 101

Ричард Бакстер и Джим Бриттон

Как сталь разъедает в воде?

Чтобы понять катодную защиту, вы должны сначала понять, как вызывается коррозия. Для возникновения коррозии должны присутствовать три вещи:

1. Два разнородных металла
2. Электролит (вода с любым типом соли или растворенных в ней солей)
3. Металлический (проводящий) путь между разнородными металлами

Два разнородных металла могут быть совершенно разными сплавами, такими как сталь и алюминий, но более вероятно, что это будут микроскопические или макроскопические металлургические различия на поверхности цельного куска стали.В данном случае мы будем рассматривать свободно корродирующую сталь, которая неоднородна.

Если указанные выше условия существуют, то в более активных центрах происходит следующая реакция: (два иона железа плюс четыре свободных электрона).

2Fe => 2Fe ++ + 4e -

Свободные электроны проходят по пути металла к менее активным центрам, где происходит следующая реакция: (газообразный кислород превращается в ион кислорода - путем объединения с четырьмя свободными электронами - который соединяется с водой с образованием гидроксильных ионов).

O 2 + 4e - + 2H 2 0 => 4 OH -

Рекомбинация этих ионов на активной поверхности приводит к следующей реакции, которая дает продукт коррозии железа - гидроксид железа: (железо соединяется с кислородом и водой с образованием гидроксида железа).

2Fe + O 2 + 2H 2 O => 2Fe (OH) 2

Эту реакцию чаще описывают как «протекание тока через воду от анода (более активный участок) к катоду (менее активный участок)».'

Как катодная защита останавливает коррозию?

Катодная защита предотвращает коррозию за счет преобразования всех анодных (активных) участков на поверхности металла в катодные (пассивные) путем подачи электрического тока (или свободных электронов) от альтернативного источника.

Обычно это гальванические аноды, которые более активны, чем сталь. Эту практику также называют жертвенной системой, поскольку гальванические аноды жертвуют собой, чтобы защитить конструкционную сталь или трубопровод от коррозии.

В случае алюминиевых анодов реакция на поверхности алюминия: (четыре иона алюминия плюс двенадцать свободных электронов)

4Al => 4AL +++ + 12 e -

и на стальной поверхности: (газообразный кислород превращается в ионы кислорода, которые соединяются с водой с образованием гидроксильных ионов).

3O 2 + 12e - + 6H 2 0 => 12OH -

Пока ток (свободные электроны) достигает катода (стали) быстрее, чем кислород, коррозия не происходит.

Рисунок 1: Система расходуемого анода в морской воде

Основные соображения при проектировании расходуемых анодных систем

Электрический ток анодного разряда регулируется законом Ома, который равен:

I = E / R

I = ток в амперах
E = разница потенциалов между анодом и катодом в вольтах
R = полное сопротивление цепи в омах

Первоначально ток будет высоким, потому что разница потенциалов между анодом и катодом велика, но по мере того, как разность потенциалов уменьшается из-за влияния тока на катод, ток постепенно уменьшается из-за поляризации катода.Сопротивление цепи включает как водяной путь, так и металлический путь, который включает любой кабель в цепи. Преобладающая ценность здесь - сопротивление анода морской воде.

Для большинства применений сопротивление металла настолько мало по сравнению с водонепроницаемостью, что им можно пренебречь (хотя это не относится к саням или длинным трубопроводам, защищенным с обоих концов). Как правило, длинные и тонкие аноды имеют меньшее сопротивление, чем короткие толстые аноды. Они будут разряжать больше тока, но не прослужат долго.

Следовательно, разработчик катодной защиты должен подобрать аноды таким образом, чтобы они имели правильную форму и площадь поверхности для разрядки достаточного тока для защиты конструкции и достаточный вес, чтобы прослужить желаемый срок службы при разрядке этого тока.

Как правило:

Длина анода определяет, какой ток может производить анод, и, следовательно, сколько квадратных футов стали можно защитить. Поперечное сечение (вес) определяет, как долго анод может выдерживать этот уровень защиты.

Системы катодной защиты с постоянным током (анодные системы ICCP)

Из-за высоких токов, присутствующих во многих системах с морской водой, нередко используют системы с подаваемым током, в которых используются аноды того типа (аноды ICCP), которые нелегко растворяются в ионах металлов. Это вызывает альтернативную реакцию: окисление растворенных ионов хлора.

2Cl - => Cl 2 + 2e -

Питание осуществляется от внешнего блока питания постоянного тока.

Рисунок 2: Система катодной защиты наложенным током в морской воде

Как мы узнаем, что у нас достаточно катодной защиты?

Мы можем проверить наличие достаточного тока, измерив потенциал стали относительно стандартного электрода сравнения, обычно серебра / хлорида серебра (Ag / AgCl sw.), Но иногда и цинка (sw.).

Ток, протекающий через любой металл, сместит его нормальный потенциал в отрицательную сторону.История показала, что если сталь получает достаточно тока, чтобы сместить потенциал до (-) 0,800 В по сравнению с серебром / хлоридом серебра (Ag / AgCl), коррозия практически останавливается.

Из-за природы образующихся пленок минимальный (-0,800 В) потенциал редко бывает оптимальным, поэтому разработчики стараются достичь потенциала от (-) 0,950 В до (-) 1,000 В относительно Ag / AgCl sw.

Рисунок 3: Защищенные и незащищенные конструкции, подтвержденные потенциалом катодной защиты
.

Смотрите также