Ржавчина на авто: окисление и защита от окисления

Кузов автомобиля красиво окрашен снаружи. Этот слой краски защищает кузов от ржавчины. Но что такое ржавчина?




Ржавчина — это итог повреждения металла, вступившего в контакт с водой и кислородом. Если этим металлом является железо, то в итоге образуется оксид железа. Именно поэтому ржавчину часто называют окислением. Окисление является формой коррозии.

Коррозия — это химическое разрушение материала окружающей средой. Так, например, коррозия может сделать несущий кузов автомобиля менее прочным. Поэтому желательно не доводить Ваш автомобиль до состояния, при котором может появится коррозия.

Окисление железа

Окисление железа, т.е. ржавчина, имеет коричнево-красный цвет. Ржавчина снижает прочность и объем металла. Именно поэтому её стоит избегать, а при возникновении необходимо избавиться от неё.

Объем ржавчины больше объема самого металла. Таким образом, если трещина в металле заполнена ржавчиной, это значит, что ржавчина начала разрушать материал на части. При этом конструкция становится слабой или начинает разрушаться.

Причины окисления железа: окисление железа может быть вызвано:

• Кислородом и водой. При контакте железа с кислородом и водой образуется ржавчина.
• Благородным и менее благородным металлами. Когда благородный и неблагородный металл вступают в контакт друг с другом в присутствии воды и кислорода, наименее благородный металл начинает ржаветь, т.к. он подвергается в большей степени окислению, по сравнению с благородным металлом. Это явление также называется гальванической коррозией. Окисление железа усиливается за счет:
  • Соли. Так, например, морская вода или дорожная соль зимой могут усилить окисление.
  • Кислот. Кислоты способствую распространению ржавчины.
  
  Окисление алюминия
  
  Алюминий, как и железо, может окисляться.  Разница между окислением железа и алюминия заключается в следующем:
  
  • Железо имеет пористый (проницаемый) оксидный слой, что позволяет окислению продолжаться. 
  • Алюминий имеет непористый оксидный слой .Поэтому окисление алюминия прекращается, как только этот слой формируется снаружи.
  
  

  Как предотвратить окисление?

  Лучший способ предотвратить окисление — нанести слой защитного покрытия на металл. Таким образом Вы предотвратите контакт металла с кислородом, солями, кислотами или другими металлами. 
  
  
  Виды защитных покрытий:
  
  • Цинковое: после нанесения цинковый слой похож на ледяной узор. Лаковые слои часто наносятся поверх этого слоя.
  • Гальваническое (гальваническое цинкование): лаковые слои могут также наноситься поверх данного покрытия.
  • Лаковое: лак наносится после нанесения грунтовки. Именно поэтому наносятся несколько слоев краски.
  • Восковое или смазочное: жидкий воск или смазка распыляется в полые пространства, моторный отсек и днище кабины.
  • ПВХ: внутренняя часть защитных колёс часто снабжена толстым слоем ПВХ или полиуретаном.
  • Изолирующее: изолирующий слой алюминия можно нанести как на алюминий, так и на другие неблагородные металлы.
  Принято наносить несколько защитных слоёв.  

Механические способы удаления окисления железа

Легкодоступную ржавчину можно удалить механически. Однако в случае с шасси грузовика данный способ окажется неприменимым.

Ржавчину можно убрать с помощью следующих приспособлений:

• Скалывание.
• Очистка с помощью щётки.
• Шлифование.
• Пескоструйная очистка.

Химические средства для удаления окисления железа

В труднодоступных местах, таких как петли или болты, необходимо использовать химические средства для удаления ржавчины. 

Химическое средство для удаления ржавчины останавливает процесс ржавления. Данное средство также обладает защитным и смазывающим эффектом.

Используйте химические средства для удаления ржавчины только на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении, т.к. при удалении ржавчины могут выделяться (кислотные) вредные пары. Уравнения реакции Оксид железа образуется, когда вода и кислород вступают в контакт с железом.

Шаг 1. Молекула железа (Fe) высвобождает два электрона в воду (H₂O). Эти электроны используются для преобразования кислорода (O₂) и воды (H₂O) в новый гидрооксид (OH^-). 
2 Fe → 2 Fe²⁺ + 4 e^- O₂ + 2 H₂O + 4 e^- → 4 OH^- 

Шаг 2. Железо выпустило два электрона и теперь его можно представить как Fe²⁺. OH^- и Fe²⁺ вступают в реакцию, в результате которой образуется новый гидрооксид Fe(OH)₂. 

4 Fe²⁺ + 8 OH^- → 4 Fe(OH)₂ 

Шаг 3. Образовавшийся гидрооксид Fe(OH)₂ далее вступает в реакцию с кислородом (O₂). В итоге образуется H₂O (вода) и Fe₂O₃ (оксид железа).4 Fe(OH)₂ + O₂ → 2 Fe₂O₃ + 4 H₂O

Fe₂O₃ — это химическое обозначение оксида железа, известного как ржавчина. 

Гальваническая коррозия

Гальваническая коррозия может возникнуть, если благородный металл (например, сталь) и менее благородный металл (например, алюминий) вступают в контакт друг с другом на шасси. Кроме того должен присутствовать электролит, т.е. токопроводящая жидкость такая, как вода.

При попадании воды между двумя металлами, алюминий становится анодом, а сталь — катодом. Анод (алюминий) окисляется присутствующем в воде кислородом, что создаёт электрический ток за счет алюминия, который образует оксид алюминия. Поэтому при возникновении гальванической коррозии алюминиевая деталь станет слабым местом в конструкции.
Данная реакция имеет следующее уравнение:
4 Al → 4 Al³⁺ + 12 e^-
3 O₂ + 6 H₂O + 12 e^- → 12 OH^-
4 Al³⁺ + 12 OH^- → 2 Al₂O₃ + 6 H₂O


Для предотвращения гальванической коррозии всегда между алюминием и сталью следует наносить изолятор: оба металла можно покрыть антикоррозийным изолятором до сборки автомобиля. Широко используемым изолятором является Tectyl.

Для того, чтобы получить доступ к модулям по автоосновам, тестам и симулятору, встроенному в LCMS ELECTUDE, зайдите в раздел, который так и называется "Автомобильные основы".  Вашему вниманию предлагается лицензия и ваучерный код, представлены тарифы. Доступны несколько уровней: базовый, продвинутый, специалист. LCMS ELECTUDE открывает широкие возможности для интерактивного ступенчатого обучения.