PL163684B1 - Sposób ochrony przed korozją elektrochemiczną powierzchni metalowych karoserii pojazdów mechanicznych, szczególnie w przekrojach zamkniętych - Google Patents

Abstract

Sposób ochrony przed korozją elektrochemiczną powierzchni metalowych karoserii pojazdów mechanicznych, szczególnie w przekrojach zamkniętych, polegający na katodowej polaryzacji chronionych powierzchni poprzez doprowadzenie prądu polaryzującego z zewnętrznego źródła prądu za pośrednictwem elektrod do środowiska elektrolitycznego na powierzchniach chronionych, znamienny tym, że obniża się wartość potencjału elektrochemicznego powierzchni chronionych przynajmniej o 100 mV poniżej równowagowego potencjału korozji poprzez katodową polaryzację prądem stałym lubjednokierunkowo zmiennym o gęstości średniej od 1,0 do 20 mA/m, korzystnie od 1,0 do 10 mA/m2, przy czym gęstość prądu polaryzującego ustala się indywidualnie w zależności od aktualnego zagrożenia korozyjnego i stanu powłok malarskich, natomiast polaryzację katodową przeprowadza się za pośrednictwem anod z materiału nieroztwarzalnego, korzystnie z ciągnionego drutu lub taśmy z tytanu lub niobu pokrytego metaliczną platyną lub tlenkiem rutenu, które zabezpiecza się przed bezpośrednim elektrycznym kontaktem z podłożem przez powleczenie ich perforowaną koszulką z materiału dielektrycznego i które układa się wewnątrz belek poprzecznych i podłużnych podłogi, komór błotników i kesonów progowych i/lub w miejscach na płaszczyznach wymagających ochrony lub w miejscach gromadzenia się elektrolitu, korzystnie wzdłuż dolnych krawędzi tych płaszczyzn i mocuje się je w miarę możności stabilnie, a następnie anody wraz z ich otoczeniem pokrywa się, korzystnie przez natrysk, warstewką znanych cienkopowłokowych środków do czasowej ochrony antykorozyjnej zawierających jako składnik podstawowy lanolinę lub woski syntetyczne.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ochrony przed korozję elektrochemiczną powierzchni metalowych karoserii pojazdów mechanicznych mający zastosowania w całym okresie eksploatacyjnym pojazdów, szczególnie korzystny w pojazdach po remontach blacharskich,

Znane są bierne i czynne sposoby ochrony powierzchni metalowych przed elektro^^zją stosowane w przemyśle motoryzacyjnym jako uzupełnienie powłok malarskich, Sposoby bierne polegające na izolowaniu miejsc uszkodzeń powłoki malarskiej i szczelin, w których takiej powłoki w ogóle nie było, od tlenu i elektrolitów umożliwiających działanie mikroogniw korozyjnych przez natrysk cienkopowłokowych środków przeciwkorozyjnych zawierających jako składnik podstawowy lanolinę lub woski syntetyczne, Ochrona taka nie zabezpiecza powierzchni w sposób trwały, gdyż powłoki wytworzone przez nakładanie tych środków są mało wytrzymałe mechanicznie i szybko tracą ciągłość tworząc pęknięcia i szczeliny szczególnie w miejscach nierównomierncś^ płaszczyzny podłoża, a więc również nad wszelkimi pęknięciami i zarysowaniami powłoki malarskiej czyli miejscami, w których tworzą się następnie mikroogniwa korozyjne,

Sposoby czynne ochrony przed elektrochemiczną korozją możliwe do zastosowania w motoryzacji polegają na obniżeniu potencjału elektrochemicznego chronionych powierzchni metalu poprzez doprowadzenie prądu polaryzującego z zewnętrznego źródła prądu za pośrednictwem anod do środowiska elektrolitycznego na tych powierzchniach, Sposób taki znany jest z polskiego opisu patentowego nr 152 246, w którym dwie anody ochronne w postaci pasków umieszczonych na podłożu izolacyjnym pod progami karoserii połączone są za źródłem prądu polary163 684 zującego, którego przepływ wymuszany jest tylko wtedy, gdy pomiar próbny wykaże, że Jego wartość chwilowa jest'większa od wartości zadanej. Dobra ochrona katodowa charakteryzuje 9ię równomiernym rozkładem potencjału i prądu na całej chronionej powierzchni oraz jak najmniejszą rezystancją rozpływu prądu anody.

Warunków takich nie spełnia opisany sposób. Nierównomierność rozkładu prądu spowodowana jest nie tylko skomplikowanym kształtem powierzchni, częściowy nieciągłością elektryczną konstrukcji ale przede wszystkim nieciągłością warstewki elektrolitu, zaś duży rezystancję rozpływu prądu anod powoduje tylko częściowy ich kontakt z elektrolitem. Sytuacja taka ma miejsce głównie w okresie wysychania wody kondensacyjnej tworzącej w przekrojach zamkniętych elektrolit a więc wtedy, gdy pozostają na powierzchniach odizolowane od siebie i od elektrod polaryzujących skupiska stężonego, bardzo agresywnego elektrolitu.

Układ elektryczny realizujący opisany sposób, a będący 'miniaturyzacją znanych przemysłowych stacji ochrony katodowej z regulacją względem potencjału zadanego jest konstrukcyjnie, jak na warunki motoryzacyjne, skomplikowany, a więc może być zawodny. Podstawową zaletą tego układu jest oszczędne zużycie prądu zasilającego z baterii zaś wadę to, że pomimo skomplikowania poziomem odniesienia jest dla niego i tak zadana wartość prądu ochrony dobierana w sposób nieobiektywny.

Sposób ochrony przed korozję elektrochemiczny powierzchni metalowych karoserii pojazdów mechanicznych, szczególnie w przekrojach zamkniętych polegający na ich katodowej polaryzacji poprzez doprowadzenie prądu polaryzującego z zewnętrznego źródła za pośrednictwem elektrod do środowiska elektrolitycznego na powierzchniach chronionych według wynalazku polega na tym, że obniża się wartość potencjału elektrochemicznego powierzchni chronionych przynajmniej o 100 mV poniżej równowagowego potencjału korozji poprzez katodowy polaryzację prądem stałym lub jednokierunkowo zmiennym o gęstości średniej od 1,0 do 20 mA/m , korzystnie od 1,0 do 10 mA/m , przy czym gęstość prądu polaryzującego ustala się indywidualnie w zależności od aktualnego zagrożenia korozyjnego i stanu powłok malarskich. Polaryzację katodowy przeprowadza się za pośrednictwem anod z materiału nieroztważalnego, korzystnie z ciągnionego drutu lub taśmy z tytanu lub niobu pokrytego metaliczny platyny lub tlenkiem rutenu. Anody zabezpiecza się przed bezpośrednim elektrycznym kontaktem z podłożem powlekając je perforowany koszulką z materiału dielektrycznego. Wpływa to na znaczne wydłużenie czasu eksploatacyjnej sprawności ochrony. Anody wprowadza się do środka belek poprzecznych i wzdłużnych podłogi, do komór błotników 1 kesonów progowych i mocuje 9ię je tam, w miarę możliwości stabilnie oraz w innych miejscach na płaszczyznach wymagających ochrony, w miejscach gromadzenia się elektrolitu, korzystnie wzdłuż ich dolnych krawędzi. Po ułożeniu anody wraz z ich otoczeniem pokrywa się, korzystnie przez natrysk, warstewką znanych cienkopowłokowych środków do czasowej ochrony antykorozyjnej zawierających jako składnik podstawowy lanolinę lub woski syntetyczne. Okazało się to nieoczekiwanie korzystne dla równomierności rozkładu potencjału ochronnego, a co za tym idzie dla skuteczności ochrony tym sposobem. W celu porównania efektywności ochronnej sposobu według wynalazku z innymi sposobami wykonano typowy dla przyśpieszonych badań korozyjnych test wycinków kesonu progowego naprawczego ze stali St 3s w komorze solnej w atmosferze nasyconej mgły solny. Szybkość korozji próbek mierzono grawimetrycznie i przeliczono na liniowy szybkość korozji.

Wyniki testu zestawiono w tabeli:

Tabela

Lp	1	Sposób zabezpieczenia próbek	—r1 1 1	Vkor mm/rok j
	.ja-
1		bez żadnego zebezpieczenia	1 1	4.50 }
2		natryśnięta warstewka ok. 1 mm cienko-	1 1
	1	powłokowego środka Fluidol ML	1 1	0,80 }
3		obniżony potencjał korozyjny o 100 mV	1 1	0,35 ·
4	1	obniżony potencjał korozyjny o 100 mv	1 1
	1	i natryśnięta warstewka ok. 1 mm cienko-	1
	1	powłokowego środka Fluidol ML /2+3/	1	0.09 J
	._L_		______L,

163 684

Przykład. Układ elektryczny realizujący sposób ochrony przed korozją elektrochemiczną według wynalazku zainstalowano w dwuletnim samochodzie Fiat 126 P. Jako powierzchnie wymagające indywidualnej ochrony zaklasyfikowano wewnętrzne powierzchnie przedniej i tylnej komory poprzecznej podłogi, komór nad przednim i tylnym błotnikiem, po obu stronach samochodu oraz obu kesonów progowych. Po szczegółowych oględzinach wziernikiem lusterkowym stan powłok malarskich powierzchni tych komór oceniono jako dobry, zaś fabrycznie natryśniętych środków ochrony czasowej jako dalece niezadowalający. Elektrody polaryzująca wykonano z ciągnionego drutu o średnicy 1,0 mm wykonanego z platynowanego tytanu w odcinkach po 30 cm, W szereg połączono izolowanymi miedzianymi przewodami po cztery elektrody przeznaczone do układania wzdłuż każdego boku samochodu tak dobierając długości miedzianych łączników aby po ułożeniu elektrody leżały na przedniej dolnej krawędzi komory nad przednim błotnikiem, przedniej dolnej części przedniego kesonu progowego, tylnej dolnej części tylnego kesonu progowego i tylnej dolnej krawędzi komory nad tylnym błotnikiem wewnątrz naroża pod tylną lampą zespoloną.

Połączono również szeregowo dwie elektrody, które włożono od wnętrza kabiny przez otwory technologiczne do przedniej komory poprzecznej podłogi i przez gwintowane otwory do mocowania dolnych, środkowych zaczepów pasów bezpieczeństwa do tylnej komory poprzecznej podłogi. Przy tej operacji pomocy udzielała druga osoba z zewnętrz, pomagając przeciągać elektrody i przyklejać je przez otwory technologiczne wykonane w komorach poprzecznych podłogi od spodu. Łączenia elektrod z łącznikami wykonane jako obciskane zostały zaizolowane żywicą epoksydową a same elektrody owinięte siateczkę z polietylenu połączoną na gorąco. Elektrody do podłoża przyklejono za pomocą autokitu i obficie natryśnięto Fluidolem ML. Ponadto włożono pojedyńczą elektrodą pod dolną częśc uszczelki przedniej szyby. Elektrody za pośrednictwem miedzianych łączników przyłączono do zacisku dodatniego prądowego regulowanego źródła prądu stałego zasilanego z akumulatora i umieszczonego wewnątrz kabiny pod deską rozdzielczą, przyłączając jej zaciek ujemny do masy samochodu, która połączona jest z ujemnym biegunem akumulatora.

Z uwagi na dobry stan powłoki malarskiej i słabo rozwinięte procesy korozyjne chronionych powierzchni prąd źródła ustawiono na 15 mA co daje gęstość prądu ochronnego około 2 mV^a· Po dwu latach eksploatacji dokonano szczegółowego sprawdzenia układu zabezpieczającego i chronionych powierzchni. Stwierdzono bardzo nieznaczny postęp procesów korozyjnych. Mający również cztery lata i eksploatowany w identycznych warunkach inny egzemplarz tego samego typu samochodu miał już widoczne w kilku miejscach bąble pod lakierem świadczące o perforacjach korozyjnych, które wystąpiły pomimo przeprowadzonej w czasie dotychczasowej eksploatacji dwukrotnej konserwacji przekrojów zamkniętych metodą ML.

Trudności z zakładaniem elektrod i przeprowadzeniem przewodów łączących je i zasilających można uniknąć wykonując te czynności w czasie procesu produkcji samochodu przed jego uzbrojeniem. Również łatwe jest zakładanie układu zabezpieczającego w czasie remontu blacharskiego karoserii. W przypadku takim należy dbać o dobry kontakt elektryczny nowo montowanych części z masą karoserii, a w razie potrzeby należy przyspawać specjalne łączniki masowe.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób ochrony przed korozją elektrochemiczną powierzchni metalowych karoserii pojazdów mechanicznych, szczególnie w przekrojach zamkniętych, polegający na katodowej polaryzacji chronionych powierzchni poprzez doprowadzenie prądu polaryzującego z zewnętrznego źródła prądu za pośrednictwem elektrod do środowiska elektrolitycznego na powierzchniach chronionych, znamienny tym, że obniża się wartość potencjału elektrochemicznego powierzchni chronionych przynajmniej o 100 mV poniżej równowagowego potencjału korozji poprzez katodową polaryzację prądem stałym lub jednokierunkowo zmiennym o gęstości średniej od 1,0 do 20 nA/m‘, korzystnie od 1,0 do 10 mA/m , przy czym gęstość prądu polaryzującego ustala się Indywidualnie w zależności od aktualnego zagrożenia korozyjnego i stanu powłok malarskich, natomiast polaryzację katodową przeprowadza się za pośrednictwem anod z materiału nieroztwarzalnego, korzystnie z ciągnionego drutu lub taśmy z tytanu lub niobu pokrytego metaliczną platyną lub tlenkiem rutenu, które zabezpiecza się przed bezpośrednim elektrycznym kontaktem z podłożem przez powleczenie ich perforowaną koszulką z materiału dielektrycznego, i które układa się wewnątrz belek poprzecznych i podłużnych podłogi, komór błotników i kesonów progowych i/lub w miejscach na płaszczyznach wymagających ochrony lub w miejscach gromadzenia się elektrolitu, korzystnie wzdłuż dolnych krawędzi tych płaszczyzn i mocuje się je w miarę możności stabilnie, a następnie anody wraz z ich otoczeniem pokrywa się korzystnie przez natrysk warstewką znanych cienkopowłokowych środków do czasowej ochrony antykorozyjnej zawierających jako składnik podstawowy lanolinę lub woski syntetyczna.