Очистка ржавчины электрохимическим способом

Ржавчина на кузове автомобиля рано или поздно, но появится. Начавшись с маленького безобидного «рыжика» она в конце концов превратится в сквозную дырку. Традиционные методы борьбы с этой напастью – зачистка до металла, грунтовка, покраска – редко дают стойкий эффект. Обычно через полгода всю операцию приходится повторять заново. Удаление ржавчины с кузова автомобиля электрохимическим способом дает лучший результат.

Из-за чего появляется ржавчина

Тот рыжий налет – рыхлый или плотный, который мы традиционно называем ржавчиной, – является лишь следствием процесса разрушения железа, носящего научное название коррозия. Для его начала есть две объективные причины.

1. Взаимодействие металла с химически активными веществами, которые окисляют его, тем самым разрушая. Ими являются все неорганические соединения, состоящие из кислорода и водорода. Самые «простые» из них – вода и кислород из атмосферного воздуха. Более сложные – водорастворимые щелочи и кислоты, получающиеся в результате этого растворения;
2. Взаимодействие металлов друг с другом в присутствии электролита – токопроводящей жидкости. Им является, например, растворенный антигололедный реагент, которым зимой обрабатывают дороги.

Химически чистая – без посторонних примесей – вода, как и кислород, не очень активно взаимодействует с железом. Процесс его разрушения может длиться десятилетиями. В естественных условиях химическую реакцию окисления ускоряют морская соль и кислоты, образующиеся при взаимодействии выбрасываемых вулканами веществ. Современный город гораздо активнее вулканов и является фактически химической фабрикой по производству всего того, что разрушает металл кузова.

Почему с ржавчиной трудно бороться

Наиболее частой причиной химической коррозии, с которой сталкиваются автолюбители, является взаимодействие металла с водой, в результате чего образуется гидроксид железа – Fe(OH)₃, рыхлый порошок красноватого цвета. Он является катализатором – ускорителем химических реакций для тех веществ, которые в обычных условиях могут с металлом и не взаимодействовать. Кроме того, электрохимический потенциал молекул железа, которые в нем содержатся, провоцирует начало электрохимической реакции.

Именно по этой причине рекомендуется тщательная зачистка ржавчины. Однако по ряду причин эту процедуру невозможно провести так, чтобы не осталось ни одной молекулы гидроксида железа. Поэтому реакция окисления и коррозия металла не прекращаются, а лишь значительно замедляются на первом этапе. В последующем скорость процесса увеличивается в геометрической прогрессии и на месте былого кузовного ремонта появляются вспучивания.

Зачистка ржавчины на местах электрохимической коррозии также приносит мало пользы из-за того, что она не устраняет причины – разницы в электрохимических потенциалах металла из разных партий. Многим известно, что «рыжики» на нижних задних углах дверей почти непобедимы. Они появляются вновь и вновь уже через несколько месяцев после тщательной зачистки, грунтовки и покраски. Все дело в конструкции: в этом месте механически (загибом материала) стыкуются внешние детали с силовыми. Многослойный металлический пирог, который по условиям эксплуатации бывает постоянно влажным, – это идеальное место для начала электрохимической коррозии.

Поскольку бороться с коррозией методами механической обработки очень сложно, лучше прибегнуть к активной катодной защите.

Сущность метода

Метод активной катодной защиты основан на том же принципе, который провоцирует электрохимическую коррозию. Вкратце он заключается в следующем: каждый металл, как химический элемент, имеет на своей поверхности электрический заряд, формируемый взаимодействием атомов его кристаллической структуры. В зависимости от величины этого заряда и его потенциала (от плюса к минусу) металлы выстраиваются в электрохимический ряд. Железо в нем занимает промежуточное положение. Левее его находятся цинк, алюминий. Правее – олово, свинец, медь, молибден, хром. Первые при контакте с железом в присутствии электролита разрушаются, а вторые разрушают само железо.

Катодная защита – это электролитический способ восстановления одного металла и разрушения другого при их механическом контакте. Для ее реализации вам потребуются:

• источник постоянного тока;
• электролит;
• металлы с разной электрохимической активностью по отношению к железу.

Сначала ржавчина зачищается привычным способом – шкуркой, скребком, щеткой. После этого берете электрод, менее химически активный, чем железо. Например, полосу из нержавеющей стали, обычно содержащей хром или молибден. Подключаете его к плюсовой клемме автомобильного аккумулятора или зарядного устройства. Кислоту или щелочь можно нанести на обрабатываемую деталь или обмакнуть в нее электрод. При приближении электрода к обрабатываемой детали на поверхности электролита должно начаться бурление. Оно происходит из-за выделения кислорода при разложении гидроксида железа. Время зачистки определяется опытным путем.

Для защиты места ремонта на него наносится слой более активного металла. Подключаете к плюсовой клемме электрод из цинка и делаете все то же самое, но в процессе вы можете наблюдать за тем, как на поверхности ремонтируемой детали образуется оцинковка.

Смываете остатки электролита, сушите, грунтуете и красите.

Если вам не хочется связываться с поиском подходящего электролита и электродов, то воспользуйтесь набором для электрохимического удаления ржавчины «Цинкор-Авто». В нем есть все необходимые ингредиенты. Одной упаковки достаточно для обработки квадратного метра поверхности кузова.

Зачистка ржавчины и нанесение защитного слоя металла на поверхность кузова электрохимическим способом позволит вам не вспоминать о коррозии на протяжении двух-трех лет.

Здравствуйте.
Кому лень читать много текста — в конце есть краткий ИТОГ.
ЧАСТЬ №1.
——————-
КРАТКО О СТАТЬЕ: попробовал очистить ржавчину с применением различных химикатов и электричества. После попробовал гальваническую оцинковку металла.
——————-
Заинтересовал метод электрохимической очистки ржавчины и гальваническое цинкование металла применительно к кузову автомобиля, когда нет возможности снять деталь и поместить её в гальваническую ванну. Перед тем как попробовать на практике, проштудировал интернет на эту тему и был разочарован. В сети на первый взгляд много статей, но при ближайшем рассмотрении оказалось, что публикуется одна и та же статья, немного изменённая на каждом сайте, чтобы скрыть плагиат. К тому же, в интернете есть противоречивая информация, например, на одних сайтах пишут:

[Нельзя применять уничтожители ржавчины, т.к. они образовывают плёнку из фосфатов, которая будет препятствовать последующему цинкованию. Вместо них нужно применять ортофосфорную кислоту.]

При этом в других источниках пишут:

[Ортофосфорную кислоту для очистки ржавчины тоже применять нельзя.]

На drive2 конечно есть полезные статьи на эту тему, тем не менее после долгих поисков и чтения различных форумов, так и не смог найти ответы на некоторые вопросы, поэтому решил сам попробовать различные варианты и материалы и выбрать для себя что-то одно, с чем и буду работать дальше.
И хоть результат моего эксперимента оказался не вполне завершённым, некоторые вопросы и сомнения всё же были разрешены. Итак.

Кратко, суть метода электрохимической очистки ржавчины и гальванического цинкования металла: уничтожаем ржавчину разъедающими химикатами и одновременно пропускаем по очищаемой поверхности ток для усиления эффекта очистки. Далее к очищенному металлу автомобиля прикладываем «кусок из металла-Цинка» и пропускаем ток от Цинка к металлу авто. Ток начинает отрывать ионы цинка, и они прикрепляются к поверхности металла авто, таким образом образуется защитное, тонкое покрытие из цинка, которое первым «берёт на себя удар» окисления и последующей ржавчины. При этом цинк ржавеет намного медленнее чем сталь, чем хорошо защищает стальной кузов авто от ржавчины.

ЭТАП I. Очистка от ржавчины.

Для очистки от ржавчины протестировал следующие материалы:

1. Кальцинированная сода. В виде порошка. Цена 0,8$ (40р.).
2. Средство для чистки труб «КРОТ». В виде порошка, состоит из едкого натра (гидроксид натрия) который является щёлочью. Цена 0,3$ (20р.).
3. Средство для чистки труб «КРОТ». В жидком виде, состав то же едкий натр + антикоррозионная добавка. Цена 1,1$ (80р.).
4. Ортофосфорная кислота. Цена 6,7$ (400р.) за 1 литр.
5. Серная кислота. В виде электролита для свинцово-кислотных АКБ. Цена 1,0$ (60р.).

Средства 1, 2 и 3 продаются в хозяйственных магазинах. Орт.фосф. кислоту купил в специальном магазине химических реагентов, но народ использует паяльную кислоту на основе ортофосфорной из магазинов радиодеталей. Электролит не проблема купить в автомагазине. Обычно его состав 35% серной кислоты, и 65% дистиллированной воды.

Сначала подготовил растворы, т.к. все эти 5 средств нужны в жидком виде. Средства 1 и 2 растворял в воде. По пропорциям не скажу, просто сыпал немного порошка в воду и хорошо перемешивал. Если все крупинки растворились – досыпал ещё. Когда порошок переставал растворяться – значит раствор уже насыщен по максимуму и готов к применению. Средства 3, 4 и 5 использовал прямо в исходном виде.
Далее изготовил электрод для очистки ржавчины, лучше чтобы он был из нержавейки.
Купил в строительном магазине шпатель из нержавейки. Проверил магнитом – нержавейка не магнитится. Вырезал из шпателя удобный кусок, загнул, просверлил дырку для надёжного крепления провода. Провод припаял и замотал. См.фото ниже.

Далее взял ржавую стальную ленту, 1-1,5мм толщиной, её и буду очищать. Фото:

Сначала ленту почистил от ржи 400 наждачкой и обезжирил. Фото:

Как видно по фото, поверхность на первый взгляд чистая, но ржавчина осталась в мелких бороздках и кратерах. Если дальше продолжать счищать ржу механическими способами до чистого металла – самому металлу лучше не станет, в автомобиле он и так тонкий. А перед грунтовкой/покраской авто, необходимо ржу вычистить полностью, иначе какой бы не был слой шпаклёвки и грунта, если под ним осталась необработанная ржавчина – она полюбому будет распространяться дальше, даже под слоем ЛКП.
Теперь принципиальная схема очистки с помощью электрода:

Электрод нужно обмотать тканью. Во-первых это предотвратит короткое замыкание при соприкосновении нержавейки с мет.пластиной. Во-вторых, эта ткань должна пропитываться раствором средства. Я взял поролон, он был тонковат для дела, зато не оставляет ворсинок. В качестве источника питания использовал лабораторный БП. Он позволяет ограничить силу тока (А — амперы), и регулировать напряжение (V — вольты). Но можно использовать и обычный АКБ с подключённой последовательно лампочкой на 12V – для регулировки силы тока и исключения кор.замыкания в случае порвавшейся тканевой прокладки. Кстати, мой поролон быстро приходил в негодность, на каждое из 5 средств и на каждую сторону я использовал новый кусок поролона.
При работе я подключал крокодильчиком минус БП на мет.пластину. Плюс подключал к электроду. На источнике питания при чистке от ржавчины нужно ставить ограничение в 1,5 – 3А чтобы напряжение получилось 11-13V. Эти величины взаимозависимые, я ставил ограничение 2А которое дало напряжение в 8-9V.
Далее обмакивал электрод в раствор и прикладывал его к пластине,

[Прочитал в интернете: при гальванической оцинковке важно чтобы раствор не попадал на провод (мой-медный), который припаян к пластине-нержавейке.]

и я тупо следовал этому правилу не только при оцинковке, но и при очистке.

Итак, эксперимент начался. Для начала я решил проверить, а нужен ли вообще ток или растворы сами по себе могут очистить ржавчину? Для этого я взял другой кусок этой металлической пластины, который вообще ничем не чистил заранее. Обмакнул электрод в средство 3 (крот жидкий) и провёл 8 раз по металлу. См. фото. Далее я подключил ток (минус на пластину, а плюс на электрод), и тем же средством, опять прошёлся 8 раз, но в другом месте пластины. Результат очевиден, см. фото!
Далее я подумал, раз ток идёт от плюса к минусу, значит электроны отрываются от нержавеющего электрода и идут в направлении к пластине. А что если поменять полярность, чтобы электроны отрывались от пластины и вместе с собой «увлекали» ржавчину? Вроде логично, поменял полярность (плюс на пластину, а минус на электрод) и провёл 8 раз в другом месте. Эффект тоже очевиден (хуже очищает) на фото:

C таким явлением, как ржавчина, человек сталкивается уже давно. Образуется она на стальных изделиях, у которых повреждено защитное покрытие либо его нет совсем. Происходит это из-за окисления металла под действием влаги и кислорода. Зачастую ржавчина становится настоящей проблемой, ведь её грязно-бурые хлопья могут со временем разрушить металлическую конструкцию. Средств, направленных на борьбу с этой бедой, множество. Так какие же из них самые эффективные?

Удалить рыжий налёт возможно несколькими способами:

1. С использованием народных (подручных) средств.
2. С помощью химических средств.
3. Электрохимическим способом.
4. Механическим путём.

Удаление ржавчины народными средствами

Первое средство — картофель с солью. Содержащаяся в нём щавелевая кислота — неоценимый помощник в борьбе со ржавчиной. Чтобы удалить небольшое по размеру пятно, достаточно разрезать картофельный клубень, посыпать его солью, и почистить им, например, заржавевшее лезвие ножа. Для большего эффекта не помешает подержать его на пятне ржавчины 15 минут. После промойте и высушите предмет.

Соль успешно заменит сок лимона. Выдавите фрукт на картофельный срез, и обработайте нужные места. Оставшаяся лимонная кожура хороша для вытирания поверхности, вместо тряпки.

Второе средство — уксус и лимонный сок. Смешанные в равных долях, они удалят ржавчину с металла за два часа. Для этого надо нанести смесь на поверхность, и держать указанное время. После обработки промыть и высушить поверхность.

Уксус используется и отдельно. Налейте его в ёмкость, и на один день оставьте там ржавую деталь. Если она слишком велика, и не помещается в ёмкость целиком, нанесите уксус при помощи распылителя. После впитывания удалите его тряпкой или щёткой. Промойте тёплой водой, и оставьте, пока не высохнет.

Подойдёт только обычный белый уксус. Другие его виды способны оставить пятна на поверхности металла.

Третье средство — пищевая сода. Не все знают, что она хороша для борьбы со ржавыми пятнами. Рецепт прост: смешивайте соду с водой, пока не получите смесь сметанообразной консистенции. Нанесите на поверхность, держите 15–20 минут, а затем удалите при помощи металлической мочалки. Если слой ржавчины слишком большой, потребуется повторение процедуры.

Четвёртое средство — кока-кола. Она, как и любой газированный напиток с содержанием фосфорной кислоты, способна удалить ржавчину даже на большой поверхности. Есть и другая «шипучка», способная справится со ржавчиной. Это таблетки «Алка-Зельцер». С этим средством ржавой алюминиевой посуде больше не место на кухне. Поместите её в наполненную водой ёмкость, добавьте туда 4–6 таблеточек. Через 5–10 минут вымойте и высушите.

Пятое средство — кетчуп или томатный соус. Нанесите на поверхность, а через 10–15 минут смойте. Протрите и просушите обрабатываемый предмет.

Шестое средство — рыбий жир. Нанесённый на рыжее пятно, и оставленный там на несколько часов, поможет в очищении, например, металлической кухонной утвари.

Седьмое средство — смешанный с мукой белый уксус. Для удаления ржавчины с латуни нет ничего лучше. Возьмите 300 мл уксуса, столовую ложку соли, немного муки. Смешайте все это до состояния сметаны. Нанесите на поражённые места, и засекайте полчаса. По истечении времени уберите пасту с поверхности, а потом промойте и просушите предмет.

Удаление ржавчины с помощью химических средств

Выбор химических средств для удаления ржавчины поистине огромен. Принцип их действия одинаков — состав вступает в реакцию с окисью железа, преобразуя её в налёт чёрного или тёмно-синего цвета. Занимает процесс от нескольких минут до нескольких часов.

Соблюдайте осторожность при использовании химических средств! Эти растворы очень агрессивны, и при попадании на кожу человека могут вызвать сильнейший ожог.

Одни из самых популярных средств — химические растворители. Их изготавливают на основе фосфорной и концентрированной щавелевой кислот. Способны полностью удалить ржавчину с металла. Растворитель равномерно наносится на поражённое место. Перед этим важно снять отслаивающуюся ржавчину. Через полчаса место протирается тряпкой.

Если поверхность для обработки небольшая или хрупкая, обратите внимание, чтобы в составе средства были ингибиторы. Они уменьшают воздействие кислоты на металл.

Не меньшей популярностью пользуются преобразователи ржавчины. Преобразователь не удаляет налёт, а останавливает развитие коррозийного процесса. Он как бы превращает ржавчину в защитную плёнку. Таким образом, после обработки этим средством получается химически чистое железо. Минус состава в том, что он меняет цвет поверхности. После обработки она становится сине-фиолетовой.

Форма выпуска — смесь, раствор и суспензия. Перед нанесением также требуется очистить металл от отслаивающейся ржавчины. После использования поверхность требует покраски.

Сильно поражённые окисью железа предметы спасёт вазелиновое масло или жидкий парафин,смешанные с молочной кислотой. Последняя превратит ржавчину в соль, которая успешно растворится в парафине. После этого протрите поверхность металла тряпкой, обработанной в растворе вазелина.

Что делать с приржавевшей «намертво» гайкой? Смажьте её керосином или скипидаром, и оставьте на некоторое время. Если это не помогло, добавьте огоньку. Подожжённый керосин уж точно сдвинет гайку с места.

Защитить от ржавчины инструменты поможет раствор воска или парафина, и бензина. На водяной бане подогрейте бензин. Растворите в нём парафин или воск. Ни в коем случае не используйте для нагревания открытый огонь! Если приготовить раствор парафина или воска, и керосина, получится спасти от ржавчины полированные металлические инструменты.

Удаление ржавчины электрохимическим способом

Понадобится специальный раствор — электролит, и источник постоянного тока. В раствор поместите поражённую коррозией деталь. К ней подключите отрицательный источник тока. Следите за тем, чтобы не было соприкосновения электролита и источника тока. К раствору подключите положительный контакт.

При включении в сеть происходит электрохимическая реакция. Она вызывает отделение окиси железа от детали, и её оседание на дне раствора. Электричество значительно ускоряет этот процесс.

Удаление ржавчины механическим путём

Этот способ подразумевает механическое воздействие на изделие с применением специальных инструментов — металлических щёток, наждачной шкурки, и абразивных материалов. Способ целесообразен для обработки больших ровных поверхностей.

Перед обработкой удалите загрязнения другого характера. После этого с помощью щётки или абразивного круга, надетых на дрель, удалите рыжий налёт. Если поверхность неровная или место труднодоступное, ржавчину удаляют вручную с помощью наждачной бумаги. При использовании этого способа важно позаботиться о безопасности глаз и других открытых участков тела. Применим только для тех поверхностей, которые имеют достаточную толщину металла.

Для ответа на вопрос, как очистить ржавчину, надо учитывать ряд показателей:

1. Площадь очищаемой поверхности.
2. Форма очищаемой поверхности.
3. Доступность необходимого материала или химического состава.

Но всё-таки лучшее средство борьбы со ржавчиной — своевременная профилактика её появления. С этой целью регулярно покрывайте краской металлические поверхности, обрабатывайте антикоррозийной пропиткой, берегите от воздействия влажности.