Spolehlivé a účinné způsoby, jak zabránit korozi blatníků – tipy a triky
Metody čištění kovového křídla automobilu Lada Granta od rzi
1 Městský rozpočtový vzdělávací ústav městské části Puškin “Střední škola č. 8 s prohloubeným studiem jednotlivých předmětů ve městě Puškino”
1 Městský rozpočtový vzdělávací ústav městské části Puškin “Střední škola č. 8 s prohloubeným studiem jednotlivých předmětů ve městě Puškino”
Autor práce byl oceněn diplomem vítěze II
Text práce je umístěn bez obrázků a vzorců.
Plná verze práce je k dispozici v záložce “Job Files” ve formátu PDF
Vzhled rzi na karoserii je naléhavým problémem pro všechny motoristy. Dříve nebo později se objeví na všech strojích bez ohledu na zemi původu. Koroze automobilu ovlivňuje jeho bezpečnost. Pokud jsou díly auta rezavé, pak prvky karoserie ztrácejí tuhost. Jsou to oni, kdo absorbuje energii vzniklou při nárazu. Rez na karoserii snižuje prodejní cenu vozu na sekundárním trhu.
Koroze na autě obvykle okamžitě neztuhne. Začíná z místního zdroje na spodní ploše dna, z vnitřní strany křídel. Důvodem je skutečnost, že spodní část vozu přebírá nejagresivnější zátěž z prostředí: povětrnostní podmínky (déšť, sněžení, změny teplot) a činidla, která jsou v zimě kropena na silnice.
Byl nominován hypotéza: kovový blatník vozu Lada Granta od následků koroze kovu můžete vyčistit doma. Abychom tuto hypotézu ověřili, stanovili jsme fotbalová branka: vyvíjet metody čištění a provádět experimenty se vzorky křídla vozu Lada Granta, aby se potvrdila nebo vyvrátila hypotéza.
Vybráno pro toto předmět studia – koroze kovů, předmětem výzkumu – blatník vozu Lada Granta se stopami koroze.
K dosažení cíle řada úkoly:
– studujte fenomén koroze, zjistěte, co je rez,
— studovat faktory ovlivňující šíření koroze v celém kovu,
– studovat stávající prostředky čištění proti korozi,
– přijít s vlastními metodami čištění od koroze,
– provádět pokusy doma
– porovnat výsledky experimentů, stanovit nejúčinnější metodu,
— dát doporučení pro použití.
Byly použity následující metody provádění výzkumných prací: analýza dostupných informací k tématu, zkušenosti, porovnání získaných výsledků.
1. Koroze kovů.
1.1. Popis jevu.
Kovové materiály pod chemickým nebo elektrochemickým vlivem prostředí podléhají destrukci, které se říká koroze. Koroze kovů je způsobena redoxními reakcemi, v jejichž důsledku kovy oxidují a ztrácejí své vlastnosti, čímž se kovové materiály stávají nepoužitelnými.
Existují 3 znaky, které charakterizují korozi:
Koroze je z chemického hlediska redoxní proces. Koroze je spontánní proces, ke kterému dochází v důsledku nestability termodynamického systému: kov – složky prostředí. Koroze je proces, který se vyvíjí hlavně na povrchu kovu. Je však možné, že koroze může proniknout hluboko do kovu. [4]
Rez je produktem interakce vnější oxidační atmosféry se železem. Proces jeho vzniku se nazývá rezivění. Termín „rez“ je vlastní pouze produktům koroze železa a jeho slitin. Jakékoli jiné kovy mohou korodovat, ale nekorodovat!
Rez je hydratovaný oxid železa (hydroxid železa). Chemický vzorec rzi je Fe2O3•H2O (někdy psán jednoduše jako Fe2O3). Na povrchu se tvoří ve formě hrubého povlaku, který má sypkou strukturu. Barva rzi se pohybuje od oranžové po červenohnědou.
Proces rezivění kovu začíná pouze tehdy, když je ve vzduchu vlhkost. Když kapka vody dopadne na povrch železného výrobku, po nějaké době si můžete všimnout změny jeho barvy. Kapka se zakalí a postupně zhnědne. To ukazuje na výskyt produktů koroze železa v místě kontaktu vody s povrchem. [7]
Ekonomické škody způsobené korozí kovů jsou obrovské. V USA a Německu dosahují odhadované škody korozí a náklady na její potírání přibližně 3 % HDP. Ztráty kovů, včetně selhání konstrukcí, výrobků a zařízení, přitom dosahují až 20 % celkové produkce oceli ročně. Pro Rusko nebyly přesné údaje o ztrátách korozí vypočteny. [3]
1.2. Faktory ovlivňující korozi kovů
Rychlost a povaha procesu chemické koroze kovů závisí na řadě faktorů. Vnější faktory jsou faktory spojené se složením korozního prostředí a korozními podmínkami (teplota, tlak, rychlost pohybu korozního prostředí atd.). Vnitřní faktory jsou ty, které souvisejí se složením, strukturou, vnitřním pnutím v kovu, kvalitou povrchové úpravy kovu atd.
Vliv vnějších faktorů.
Teplota je silný vnější faktor. S rostoucí teplotou se rychlost oxidace prudce zvyšuje.
Kolísání teplot, zejména střídavé zahřívání a ochlazování, zvyšuje rychlost oxidace kovu, protože V ochranném filmu se tvoří praskliny.
Složení plynné fáze. Vliv složení plynné fáze na rychlost koroze kovu je velký, specifický a mění se s teplotou. Zejména rychlost oxidace železa a oceli je zvláště silně ovlivněna kyslíkem, sloučeninami síry a vodní párou.
Produkty spalování paliva obsahující vanad mají významný vliv na korozi ocelí a slitin. Tato sloučenina se nachází v popelu ze spalování levného topného oleje a ropných produktů. Popel, ulpívající na kovu, zvyšuje jeho korozní rychlost desetkrát. Důvodem je „vanadová koroze“ kvůli tavitelnosti V2O5a jeho schopnost tavit (transformovat do kapalného stavu) chemické sloučeniny popela a vodního kamene, což snižuje jejich ochranné vlastnosti, a také se podílet na oxidačním procesu.
Rychlost pohybu plynné fáze. Oxidace jako heterogenní proces je určena rychlostí dodávání a odstraňování činidel do reakční zóny. Proto čím větší je rychlost proudění plynu, tím větší je rychlost oxidace kovu.
Režim ohřevu kovu. Vliv režimu ohřevu kovu lze uvažovat v souvislosti s vlivem kolísání teploty. To znamená, že střídavé zahřívání a ochlazování zvyšuje rychlost oxidace v důsledku narušení bezpečnosti ochranného filmu. [2]
2. Výběr vozu pro výzkum.
Značky různých vozů mají různou antikorozní ochranu. Některé modely mohou začít hnít již po dvou letech používání. Různé modely stejné značky automobilů jsou náchylné ke korozi různě. Tabulka 1 ukazuje pořadí nejvíce hnijících aut s odbornými komentáři. [6]
Komentáře odborníků
Dnes je to nejproblematičtější auto. Za prvé jim shnijí prahy a blatníky a to do 2 let od data vydání.
Všichni Rusové vědí z první ruky o problémech s jeho tělem. Výrobci dělali vše, co mohli, aby mě nalakovali, zkoušeli nové technologie, ale nic nefungovalo.
Čínské auto velmi rychle reziví, protože výrobci v této zemi neumí použít kvalitní, tlustý kov, a tak si vystačí se slitinami nebo tenkým železem.
Jakýkoli škrábanec na autě vede k velmi rychlému šíření rzi na tomto kovu.
Geely Emgrand X7
Abychom si všimli prvního výskytu koroze na tomto čínském SUV, někdy stačí 10 tisíc kilometrů.
Hlavním problémem těchto vozů, které se vyrábějí poměrně dlouho, je velmi špatná kvalita zinkování, snad se vůbec nejedná o antikorozní prostředek. «Šafránové mléčné čepice se objevují téměř všude, na švech, dveřích, mezi skleněnými tabulemi.
Mnoho lidí s tím argumentuje, ale je to fakt. Auto začíná rychle hnít. Ano, celkově je zařízení dobré, ale pokud jde o tělo, je to selhání.
Již po roce provozu se objeví rez. Uplynulo trochu času a dnes všichni majitelé Crety jednohlasně potvrdí, že tohle auto hnije před očima.
Již po 2 nebo i méně letech provozu se objevují první „šafránové víčka“.
Mercedes třídy E W210
Není spokojený se svým tělem. A dnes je vzácné, že si někdo bude moci koupit tento Mercedes v celé karoserii, všechny jsou rezavé;
Tab. 1.Hodnocení nejvíce hnijících aut.
Pro výběr vozu pro studii byly analyzovány statistiky automobilového trhu za uplynulý rok. Na základě prodejních výsledků autosalonů uvedených v tabulce 2 se dospělo k závěru, že nejprodávanějším vozem v Rusku v letech 2018-2019 je Lada Granta [1]. Zároveň je zařazen do TOP 10 nejvíce hnijících aut. Proto byl pro náš výzkum vybrán právě tento vůz.
Tab. 2. Prodej automobilů v Rusku v roce 2019.
Nejproblematičtějším místem všech aut je blatník, kde je oblouk nad kolem. Právě tento díl byl zakoupen z autoservisu (obr. 1), ze kterého byly připraveny vzorky pro další experimenty (obr. 2).
Rýže. 1 Křídlo vozu Lada Granta Obr. 2. Části křídel pro experimenty.
3. Stávající metody čištění proti korozi
Korozi lze eliminovat následujícími způsoby:
Mechanické – používá se při silném stupni koroze, zahrnuje odstranění rzi sejmutím až na kov s následným základním nátěrem, tmelem a nátěrem opravované části karoserie. Výhody metody: odstranění velkých a hlubokých skvrn, poškození pod bobtnající barvou, stejně jako nízká cena a dostupnost potřebných materiálů. Nevýhody: délka procesu.
Chemické – zahrnuje použití odstraňovačů rzi. Výhody metody: eliminace koroze na těžko dostupných místech, vyšší rychlost procesu. Nevýhody: nemožnost použití na silně poškozená místa. [8]
Taková činidla jsou na moderním trhu široce zastoupena.
3.1. ruské fondy.
Rýže. 3. Převodník Obr. 4. Převodník Obr. 5. Převodník
ASTROhim aerosol ASTROhim Fenom
Cena 140 rublů Cena 148 rublů Cena 150 rublů
ASTROhim. Má různé formy uvolňování: roztoky ve sklenicích, aerosoly. Je založen na účinné látce – kyselině fosforečné, pod jejímž vlivem dochází k destrukci korozivní vrstvy. Po nanesení přípravku štětcem a odstranění rzi speciálním ubrouskem se na povrchu vytvoří film. Poskytuje vynikající přilnavost, takže ASTROhim lze aplikovat i na holý kov jako dodatečnou ochranu před lakováním. Výhody: dobře zvládá svůj hlavní úkol, nejdostupnější cenu. Nevýhody: vyžaduje pečlivé oplachování.
Feno. Výrobek se prodává ve velmi malých tubách. Vzhledem k tak malému množství produktu je zřejmé, že k čištění velké oblasti koroze budete muset koupit několik plechovek, což znamená, že veškerá původní levnost zmizí. Prezentovaný modifikátor je vhodný jak pro kontrolu rzi, tak pro primární zpracování kovů. Výhody: rychlá reakce, není nutné omývat, vytváří na povrchu feromanganový film, dlouhodobá ochrana proti korozi. Nevýhody: pro velké množství prací je nutné zakoupit mnoho elektronek, předražených na tak malý objem.
3.2. Zahraniční fondy.
Rýže. 6. Převodník Obr.7. Konvertor
rez Permatex 81773 rez Hi-Gear
Cena 720 rublů Cena 700 rublů
Permatex 81773. Gelovitá látka se může pochlubit zrychleným procesem neutralizace (asi 2-3 minuty). Dále se vytvoří hustý povlak polymerní báze, který zabraňuje pronikání vlhkosti a nečistot do dříve postižené oblasti. Výsledná kůra je černé barvy a má dobrou kompatibilitu s barvami, což naznačuje možnost nanášení barvy přímo na přípravek.
Výhody: efektivní účinek na léze, možnost následného lakování (funguje jako primer), pohodlná aplikace. Nevýhody: značné náklady.
Ahoj zařízení. Autochemické produkty této značky si získaly důvěru, takže je lze jistě považovat za jedny z nejlepších. Droga se prodává v plechovce. Balení poskytuje silný proud modifikátoru. Problémy nebudou s aplikací na velké plochy, stejně jako s přístupem na těžko dostupná místa. Při práci byste měli být opatrní, když se látka dostane na barvu, může ji úplně rozpustit. Při práci je nutné chránit oči a dýchací cesty, aby nedošlo k vážným popáleninám. Výhody: silný proud, dlouhodobá ochrana proti opětovné korozi, může sloužit jako základní nátěr. Nevýhody: nutnost mytí, vysoká cena za plechovku [5].
Čištění rzi z prototypů.
Pro posouzení možnosti čištění křídla Lada Granta od koroze kovu doma byl vybrán domácí produkt s dostupnou cenou a nejlepšími vlastnostmi deklarovanými výrobci. astrohim.
Použití metod, které již byly vynalezeny a testovány specialisty, vede k pozitivním a rychlým výsledkům, ale ne vždy mají lidé možnost používat profesionální metody. Pak přijdou na pomoc metody, které lze provést pomocí improvizovaných prostředků. Je to dáno i tím, že Lada Granta je nejoblíbenějším vozem, se kterým se lze setkat nejen ve velkých městech, ale po celém Rusku, kde je obvykle zvykem si vůz sami monitorovat pomocí dostupných prostředků. Bylo rozhodnuto experimentálně otestovat účinnost metod z produktů, které lze nalézt doma.
4.1. Zkušenost č. 1. Konvertor rzi ASTROhim
Pro tento experiment (obr. 8-11) byly použity následující reagencie: ASTROhim konvertor rzi (složení: voda>30%, kyselina fosforečná>30%, oxid zinečnatý
Náklady na činidla: převodník rzi ASTROhim – 500 ml – 140 rublů. Podle pokynů na obalu by měl být čištěný předmět umístěn do produktu na 20-25 minut. Nalijeme kompozici do nádoby, ponoříme náš vzorek a čekáme.
Rýže. 8 Reagencie. Rýže. 9.Ukázka k Obr. 10. Ukázka Obr. 11. Ukázka
začátek zážitku. po 15 minutách po 1 hodině 10 minutách.
Závěr: Přestože výrobek neodvedl svou práci za 20–25 minut uvedených na obalu, fungoval docela dobře a odstranil téměř veškerou rez z kovu.
4.2. Zkušenost č. 2. Sosa- Lepidlo .
Tento způsob čištění kovů od rzi, podobně jako Coca-Cola, koluje internetem už poměrně dlouho. Tato metoda se mi zdála docela pravdivá, protože koks obsahuje kyselinu ortofosforečnou.
Pro experiment (obr. 12-15) jsem potřeboval: nádobu, ponořený vzorek a samotnou Coca-Colu. Nalijeme do nádoby coly, ponoříme vzorek a čekáme. Náklady na činidla: Coca-Cola – 0,5 litru – 64 rublů
Rýže. 12. Činidla Obr. 13. Ukázka Obr. 14. Ukázka Obr. 15. Výsledek
před začátkem experimentu po 15 minutách po 1 hodině 10 minutách
Závěr: po celém experimentu Coca-Cola „sežrala“ velmi malou část rzi. Tento způsob čištění není tak účinný a je také drahý ve srovnání s jinými prostředky.
4.3. Zkušenost č. 3. Kyselina citronová a peroxid vodíku.
Pro tento experiment (obr. 16-19) byla použita následující činidla: peroxid vodíku 3% 15 ml, kyselina citrónová 20-25 g.
Náklady na činidla: peroxid vodíku 3% – 100 ml – 8 rublů. 200 ml – 16 rublů, Kyselina citronová – 20 g – 20 rublů. 50 g – 40 rublů. Celkem: 56 rublů. Na 100 ml vody budete potřebovat 20-25 g kyseliny citronové a 10-15 ml peroxidu. Nejprve vše smíchejte v nádobě a umístěte vzorek. První výsledek je viditelný po 3-4 hodinách. Kapalina ztmavne a množství rzi se sníží. Závěr: metoda je levná a účinná.
Rýže. 16 Reagencie. Rýže. 17.Ukázka k Obr. 18.Po 1 hodině Obr. 19.Ukázka
začátek zážitku. po zahájení experimentu po vyčištění
4.4. Zkušenost č. 4. Ocet.
Pro tento experiment (obr. 20-23) byla použita následující činidla: ocet 9 %. Náklady na ocet 9% 1 litr je 35 rublů. Celkem: 35 rublů Nejprve je třeba nalít požadované množství kyseliny octové do hluboké nádoby tak, aby zcela pokryla vzorek. Rezavé výrobky vložte do nádoby a vše zakryjte víkem. Již po několika hodinách bude viditelný tmavý nános a bude méně rzi. Závěr: metoda je levná a účinná.
Rýže. 20 činidel. Rýže. 21.Ukázka k Obr. 22.Po 24 hodinách Obr. 23.Ukázka
začátek zážitku. po zahájení experimentu po vyčištění
4.5. Zkušenost č. 5. Soda.
Pro tento experiment (obr. 24-27) byly použity následující reagencie: soda, voda. Smícháním jedlé sody a malého množství vody vznikne hustá pasta, kterou je nutné nanést na rezavé místo. Účinnost roztoku je způsobena přítomností sodíku v kompozici, která má značnou chemickou aktivitu. Náklady na činidla: soda – 30 rublů / 500 gramů, voda – 2 čajové lžičky. Celkem 30 rublů. Závěr: metoda je levná, ale málo účinná.
Obr. 24. Činidla Obr. 25. Ukázka před Obr. 26 Ukázka z Obr. 27. Ukázka
začátek experimentu s činidlem po 1 hodině
4.6. Zkušenost č. 6. Kyselina citronová, peroxid vodíku a sůl.
Pro tento experiment (obr. 28-31) byla použita následující činidla: peroxid vodíku 3% 200 ml, kuchyňská sůl ± 15 g, kyselina citrónová ± 90 g. Náklady na činidla: peroxid vodíku 3% – 100 ml – 8 rublů. 200 ml – 16 rublů, stolní sůl – 500 g – 10 rublů. 15 g – 0,3 rublů, kyselina citronová – 50 g – 40 rublů. Celkem: 56,3 rublů. Je nutné smíchat peroxid vodíku, sůl a kyselinu citrónovou v nádobě, míchat, dokud se kyselina a sůl zcela nerozpustí v peroxidu. Poté musíte rezavou část spustit do výsledného roztoku. 10-15 minut po vložení vzorku do roztoku začala prudká reakce doprovázená syčením a bubláním kapaliny. Po 30-40 minutách se roztok změnil na tmavě hnědý. Po hodině začala reakce postupně slábnout. O další hodinu později (2 hodiny po začátku experimentu) se reakce zastavila. Závěr: metoda je relativně levná, dostupná a účinná.
Obr. 28. Činidla Obr. 29. Ukázka před Obr. 30 Ukázka Obr. 31. Ukázka
začátek experimentu po 1 hodině po 2 hodinách
Závěry z experimentu.
Účinnost domácího konvertoru rzi ASTROhim byla experimentálně potvrzena. Mezi domácími prostředky se soda a Coca-Cola s úklidem nevyrovnaly a odstranily pouze malou část rzi. Tato činidla jsou vyloučena z našeho seznamu doporučených odstraňovačů rzi. Tento seznam je tvořen třemi ukazateli: cenou, kvalitou a dobou čištění. Jako nejúčinnější metoda se ukázala směs peroxidu vodíku, kyseliny citrónové a soli. Tvorba ratingu je uvedena v tabulce 2.