Изобретение касается защиты металлических конструкций от коррозии методом катодной защиты внешним током и может быть использовано для снижения скорости коррозии кузова автомобиля при хранении его в металлическом гараже.
Сущность способа катодной защиты внешним током состоит в том, что защищаемая конструкция подключается к отрицательному полюсу внешнего источника тока, к положительному полюсу которого подключается дополнительный электрод, поляризуемый анодно.
Данный способ находит широкое применение для защиты трубопроводов, резервуаров, кабелей (1,2, 3,4,5), а также кузова автомобиля (6). Известные способы катодной защиты различаются формой и расположением дополнительных электродов (анодов), способом формирования защитного потенциала и защитного тока.
В настоящее время в качестве анодов используются металлические штыри, забиваемые в землю в непосредственной близости от защищаемой конструкции (3), металлические пластины, устанавливаемые на поверхности защищаемой конструкции (1,5), металлическая сетка (2).
Известные технические решения используются для защиты геометрически простых конструкций (цилиндр, сфера, параллелепипед), находящихся в агрессивных средах (речная или морская вода, почва, кислоты и т.д.). Защитный эффект достигается за счет применения определенного числа локальных анодов и использования внешнего источника тока большой мощности для формирования необходимых значений защитных токов (единицы ампер) при напряжении порядка нескольких десятков вольт.
Для кузова автомобиля характерны относительно малые геометрические размеры и наличие большого числа скрытых полостей (пороги, лонжероны, балки). В этих условиях использование локальных анодов приводит лишь к частичной защите кузова и поэтому неэффективно. По этим причинам известные технические решения не могут быть использованы для защиты кузова автомобиля.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ защиты от коррозии металлоконструкций, не имеющих контакта с землей, например кузова автомобиля, изложенный в (6). Известный способ состоит в том, что постоянный источник тока соединен с преобразователем напряжения, отрицательный полюс которого соединен с кузовом автомобиля, положительный полюс соединен с анодом.
Анод выполнен в виде меандра из металла с более отрицательным потенциалом, чем потенциал защищаемой конструкции и помещен в раствор электролита. Площадь анода составляет 0,05% от площади защищаемой поверхности.
Известное предложение позволяет снизить скорость коррозии в 3 раза и потребляет от внешнего источника ток величиной 1 А.
Недостатками известного предложения являются
низкая эффективность защиты, поскольку использование катодной защиты позволяет снизить скорость коррозии в 20 50 раз, а не в три раза, как в известном изобретении;
большой ток потребления (1 А) не позволяет использовать устройство для защиты кузова при длительном хранении автомобиля, т.е. во время наиболее интенсивного его корродирования;
сложность конструкции самого устройства, необходимость его электрической изоляции от кузова автомобиля.
Недостатки известного предложения вызваны тем, что в нем используется локальный анод, размеры которого существенно меньше размеров кузова автомобиля, а защитный потенциал составляет доли вольта.
Многочисленные исследования показали (см. например (5), стр. 9), что скорость коррозии в стальных боксах (гаражах) в несколько раз выше по сравнению со скоростью коррозии на открытом воздухе. Высокая скорость коррозии объясняется повышенной влажностью внутри гаража, малым его объемом, близким расположением стенок гаража к кузову автомобиля. Приведенные факты указывают на необходимость защиты автомобиля прежде всего при его хранении.
Защита кузова автомобиля при его длительном хранении в гараже известным способом и устройством не эффективна, т.к. предложенный способ не обеспечивает необходимого снижения скорости коррозии, а само устройство потребляет большой ток.
Целью изобретения является снижение скорости коррозии кузова автомобиля при его хранении в металлическом гараже за счет использования стен гаража в качестве внешнего анода.
Поставленная цель достигается тем, что отрицательный полюс внешнего источника постоянного тока подключен к кузову автомобиля, положительный полюс источника тока через последовательно соединенные стабилизатор напряжения и соединительный провод подключен к металлической стенке гаража.
При использовании стенок гаража в качестве внешнего анода вследствие постоянства потенциала внутри гаража, как и внутри любой замкнутой металлической поверхности, потенциал на поверхности кузова также будет одинаков. Постоянство потенциала на защищаемой поверхности позволяет выбрать оптимальную величину защитного потенциала (1,75 2 В), что не вызывает эффекта перенапряжения, при котором наблюдается выделение водорода и разрушение поверхности (5). Вместе с тем большой размер анода, зависимость проводимости атмосферы внутри гаража от температуры и влажности воздуха, а также от состояния лакокрасочного покрытия кузова автомобиля и стен гаража приводят к изменению величины защитного тока в пределах от 0,01 до 10 мА (5). Для предотвращения изменения защитного потенциала при изменении защитного тока защитный потенциал должен быть стабилизирован. Стабилизатор должен обеспечивать выходное напряжение 1,75 2 В при изменении тока от 0,01 до 10 мА. В качестве внешнего источника тока используется, например, бортовой автомобильный аккумулятор напряжением 12 В.
При выбранных значениях защитного потенциала и тока обеспечивается более чем в тридцать раз (см. (5), рис. 1, стр. 8) снижение скорости коррозии, отсутствует интенсивное выделение водорода на катоде и обеспечивается защита всей внешней и внутренней поверхности кузова автомобиля, в том числе защита скрытых полостей кузова. Потребляемый ток не превышает 10 мА, что позволяет эксплуатировать устройство непрерывно без подзарядки аккумулятора в течение нескольких месяцев.
На чертеже приведена конструкция устройства.
Устройство содержит источник внешнего тока 1, стабилизатор 2 напряжения, соединительный провод 3, внешний анод металлическую стенку гаража 4, защищаемую поверхность кузов автомобиля 5.
В качестве стабилизатора 2 напряжения может быть использован любой стабилизатор, обладающий необходимыми техническими характеристиками (см. например 7).
Для удобства эксплуатации устройство может быть выполнено в виде штекера под стандартный разъем автомобильного прикуривателя или переносной лампы.
Высокая эффективность предложенных способа защиты и устройства для его реализации достигнута благодаря учету специфических условий коррозии кузова автомобиля и особенностей его эксплуатации при длительном хранении в гараже.
Изобретение касается защиты металлических конструкций от коррозии методом катодной защиты внешним током и может быть использовано для снижения скорости коррозии кузова автомобиля при хранение его в металлическом гараже. Снижение скорости коррозии достигается тем, что от внешнего источника тока на кузов автомобиля подается отрицательный потенциал, а на металлические стенки гаража подается положительный стабилизированный потенциал. Устройство содержит внешний источник тока, например автомобильный аккумулятор, отрицательный полюс которого соединен с кузовом автомобиля, положительный полюс источника тока через последовательно соединенные стабилизатор напряжения и соединительный провод подключен к металлической стенке гаража. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
