Достоинства, недостатки и пошаговая инструкция по удалению ржавчины электролизом

Справиться с ржавчиной и не повредить металлическую поверхность – задача непростая.

Механический способ ее удаления приводит к появлению на изделии царапин, а химические реагенты провоцируют окислительные процессы, в результате которых деталь в будущем заржавеет еще сильнее.

Безопасным и относительно простым способом борьбы со ржавчиной является удаление ее электролизом. О том, насколько эффективен этот метод и как его правильно реализовать на практике, читайте в статье.

Эффективен ли способ?

Электролиз действительно помогает справиться с ржавчиной. Она представляет собой смесь окислов и гидроокислов железа, которые образуются при контакте металла с водой и кислородом.

Если не углубляться в сложные химические процессы, то можно сказать, что метод позволяет инвертировать окислительную реакцию вспять и восстановить ранее поврежденные участки.

Плюсы и минусы очистки

Электролиз, как метод борьбы с ржавчиной, абсолютно безопасен. Раствор электролитов не ядовит, но внутрь его употреблять не следует.

Выделяющиеся газы не токсичны. Токи используются небольшой частоты, поэтому нанести вреда здоровью они не смогут.

Еще одно преимущество метода – это отсутствие риска повредить деталь. Даже если передержать ее в растворе, ничего страшного не произойдет, процесс самовосстановления из-за этого не вернется вспять.

В сравнении с механическими и химическими способами удаления ржавчины, электролиз имеет одно очень важное превосходство. Этот метод не затрагивает «живой металл», то есть тот, который еще не подвергся изменениям.

Абразивы, корщетки, кислоты и прочие агрессивные способы воздействия неизбежно приводят к тому, что какая-то часть неиспорченного металла будет снята, а при электролизе этого не происходит.

Кроме того, придется затратить определенное время не только на подготовительные мероприятия, но и на саму чистку.

Правила снятия налета в домашних условиях

Чтобы убрать ржавчину с поверхности металла электролизом, потребуются:

• подходящая по размеру пластиковая емкость, например, ведро или таз;
• стальная или нержавеющая пластина, которая будет выступать в качестве электрода — предпочтение лучше отдавать нержавеющей стали, так как она прослужит гораздо дольше, чем обычный металл, хорошо, если пластина будет полностью окружать очищаемую деталь по периметру;
• обычная водопроводная вода;
• кальцинированная сода — она продается в отделах бытовой химии, домохозяйки используют ее для стирки вещей;
• зарядное устройство от аккумулятора.

Для приготовления раствора потребуется 3 воды и 1 чайная ложка соды. Порядок действий следующий:

1. В емкость заливают подготовленный раствор.
2. Опускают в него электрод.
3. Погружают в раствор деталь, нуждающуюся в чистке. Делают этот таким образом, чтобы она не касалась электрода.
4. Подключают питание. Полярность необходимо строго соблюдать. Электрод должен быть соединен с положительным проводником «+», а очищаемый предмет с отрицательным «-». Контакт с деталями должен быть хорошим.
5. После завершения всех подготовительных манипуляций включают питание. Если зарядка оснащена амперметром, можно увидеть, как система начала пропускать ток.
6. Спустя непродолжительное время на детали появятся пузырьки. Это абсолютно нормально и указывает на то, что процесс чистки был запущен.
7. Продолжительность процедуры зависит от ряда факторов. Значение имеет размер детали и электрода, а также площадь ржавчины. Периодически систему нужно отключать, вынимать изделие из раствора и осматривать. Средняя продолжительность чистки составляет 5-6 часов. Если объект покрыт очень толстым слоем налета, можно оставить его отмокать на ночь.
8. Когда процесс чистки будет завершен, деталь извлекают, промывают ее под струей проточной воды и осматривают. Если на изделии остались небольшие участки ржавчины, то их можно счистить пластиковым скребком.

Полезная информация

Чтобы процесс удаления ржавчины с металла методом электролиза прошел максимально успешно, необходимо принять во внимание следующие советы:

1. Обрабатывать деталь нужно только в пластиковой емкости. Металлические ведра или тазы для этой цели не подходят. Их применение сопряжено с риском короткого замыкания или появления в них дырок.
2. Если на изделии имеется точечная коррозия, то пытаться удалить ее электролизом не следует. Электролит не в состоянии проникнуть в толщу металла.
3. После завершения обработки специальных мер по утилизации предпринимать не нужно. Раствор просто сливают в канализацию, это не нанесет экологии какого-либо вреда.

Видео по теме статьи

О том, как убрать ржавчину электролизом, подскажет видео:

Заключение

Электролиз помогает быстро и безопасно избавиться от следов ржавчины. Этот метод прост в применении, не наносит вреда изделию, в отличие от химической или механической чистки. При наличии аккумулятора и подходящей емкости, он практически ничего не будет стоить. Потратиться придется только на каустическую соду.

foxtrot83 › Blog › ЛИЧНЫЙ ОПЫТ: очистка ржавчины электролизом

Кратко про суть электролиза, необходимые материалы и оборудование рекомендую читать здесь: ЭЛЕКТРОЛИЗ РЖАВЧИНЫ. Мой личный опыт изложил ниже…

Соль на дорогах Беларуси зимой, конечно, позволяет ездить безопасно и с комфортом, но для кузова авто – это быстрая смерть! Особенно заметны изменения по стальным колесным дискам, комплект которых я использую зимой. Аналогичный комплект ездит и летом. Разительная разница между ними — уже через 3-4 года. Почти вся поверхность «зимних» дисков покрыта ржой, «летние» же в отличном состоянии.

Еще из школьного курса химии я знал о чудесных свойствах электролиза – процесса пропускания тока в растворах или расплавах. Электролиз привлек мое внимание своей относительной простотой и дешевизной в деле борьбы с коррозией (кто чистил ржу «болгаркой», тот поймет:). Пришлось немного почитать и вспомнить. Для очистки железных деталей решил применить раствор кальцинированной соды (карбонат натрия Na2CO3) в воде. При этом электролиз пройдет, как более щадящий метод снятия ржавчины (гидроксидов железа), чем травление кислотой.

Не вдаваясь глубоко в суть физико-химических процессов, электролиз железа в кальцинированной соде интересен тем, что он поворачивает время вспять:
— раствор NaOH и H2CO3 в нормальных условиях приведет к образованию кальцинированной соды, электролиз же инвертирует эту реакцию;
— железо в естественных условиях окисляется, а при электролизе восстанавливается;
— водород и кислород, образующиеся в процессе, стремятся соединиться как угодно: смешаться с воздухом, сгореть и стать водой, впитаться или среагировать с чем-нибудь. Электролиз же, наоборот, порождает газы различных веществ в чистом виде.

Кальцинированная сода нужна для получения угольной кислоты электролизом (H2CO3 выделяется на катоде), которая очищает металл, забирая ржавчину на себя в ускоренном темпе. Таким образом, электролизом снимается грубая ржавчина. Черный налет на железе после электролиза — оксид железа FeO (основной оксид не реагирует ни с кислотой, ни с едким натром), а также Fe2O3. Лимонной или щавелевой кислотой можно дотравить FeO, затем деталь омыть содовым раствором (Na2CO3), и получится почти чистое железо. После промывки можно поверхность протереть спиртом (спирт хорошо связывает воду). Если не ополоснуть металл и поставить сушиться, получится тоненький слой ржавчины. Поэтому после спирта есть немного времени на конечную обработку поверхности.

Теоретические выкладки изложил (в моем понимании). Если где-то ошибся, конструктивная критика приветствуется.

На практике пользовался тем, что было под рукой. В качестве анода (положительного электрода) использовал кусок жести. Катод (отрицательный электрод) – ржавый колесный диск под очистку. Место подключения провода на катоде очистил механически до чистого металла для лучшей проводимости. В качестве емкости использовал пластиковый таз из хозяйственного магазина под размер диска (стоил около 15$). Блок питания использовал маломощный для лабораторных практикумов (за неимением под рукой другого), о чем впоследствии пожалел: спалил диодный мост, пришлось восстанавливать. Поэтому лучше по-моему (в сочетании дешево-сердито) приобрести блок питания от системного блока компьютера, что намереваюсь сделать в следующий раз. Кальцинированную соду, пищевую соду и чистящее средство с щавелевой кислотой купил в ближайшем магазине, стоило все копейки.

Эффект превосходный! После первого подхода (3-4 часа) с колеса слои ржавчины отваливаются сами при легком механическом воздействии (например, металлической щеткой). Я использовал «балгарку» с насадкой-щеткой для ускорения процесса . То что не отслоилось, отправлял на повторный круг электролиза. Через 3-4 подхода колесный диск был очищен до металла. Затем дотравливал его в кислоте (можно смотреть по состоянию поверхности). Затем нейтрализовал раствором пищевой соды. Вытер насухо ветошью, протер спиртом и после высыхания красил. Краску использовал по ржавчине 3 в 1. Результаты на фото. Как зарекомендует себя такая покраска в эксплуатации, покажет время. Ну, а я позже выложу результаты. Всем желаю удачи и не ржаветь:)!

По возможности заниматься очисткой электролизом лучше на свежем воздухе или в хорошо проветриваемом помещении. Средства защиты: респиратор, очки, резиновые перчатки.

Устранение ржавчины с кузова 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.