Korozja to największy wróg motoryzacji – niszczy konstrukcje nośne, osłabia połączenia i skraca żywotność elementów krytycznych, co gorsza, proces ten może rozpocząć się już w ciągu kilku godzin od kontaktu z wilgocią i tlenem. Na szczęście w stosowaniu różnorodnych systemów zabezpieczeń antykorozyjnych widać nowy trend.

Samochody korodują już od momentu wyprodukowania. I nie ma w tym żadnej przesady. Testy laboratoryjne potwierdzają, że w środowisku intensywnej eksploatacji, np. w błotnistym terenie, już po 72 godzinach widać wyraźne uszkodzenia mikropowłok pojazdów. I nie trzeba zjeżdżać z utwardzonych dróg, aby korozja poczęła trawić oblachowanie. Nawierzchnie dróg, choćby nie wiem jak często zamiatane, zawsze pokryte są piaskiem, żwirem lub drobnymi kamykami – wystarczy pęd powietrza przejeżdżających pojazdów, by stawały się niszczącym lakier ścierniwem. Tyko czekać, aż drobne odpryski lakieru staną się ogniskami korozji. Elementy, które są szczególnie podatne na taką nieuniknioną destrukcję, to oczywiście podwozie, progi, nadkola, błotniki, zderzaki itp. Wilgoć, różnice temperatur, zanieczyszczenia powietrza czy uszkodzenia mechaniczne powłok ochronnych – to wszystko sprzyja rozwojowi rdzy.

Jak radzą sobie producenci pojazdów, aby ów proces odsunąć w czasie? Zabezpieczenie antykorozyjne oraz przed ścieraniem zastosowane w podwoziu i nadwoziu samochodu obejmuje powłoki ochronne – zarówno na elementach z blachy, jak i nakładane w postaci osłon z tworzywa sztucznego. W droższych modelach odsłonięte elementy, np. zawieszenia kół, wykonane są z odpornego na korozję odlewu aluminiowego. Z kolei poszycie to coraz częściej kombinacja różnego rodzaju materiałów kompozytowych – z definicji niewrażliwych na korozję. Czy to auto z segmentu budżetowego, czy premium, w procesie produkcji konieczne jest wykonanie setek połączeń, a typowa karoseria może mieć ponad 200 otworów technologicznych. Krawędzie powstałe po wierceniu/nitowaniu lub wycinaniu są szczególnie narażone na działanie wilgoci i utlenianie. To stąd szczególna troska, by zabezpieczyć miejsca cięcia, spawów i napraw powierzchni metalowych – taka profilaktyka jest oczywiście równie ważna na rynku napraw.

Generalnie korozja to nic innego jak utlenianie się materiału stalowego pod wpływem wilgoci oraz związków chemicznych występujących na drodze i w atmosferze. Rdzawe naloty szpecą pojazd, obniżają też jego wartość. Na szczęście wpływ czynników atmosferycznych można z coraz lepszym skutkiem ograniczać. Aby skutecznie ochronić, szczególnie elementy stale narażone na działanie trudnych warunków atmosferycznych, warto sięgnąć po preparaty konserwujące, które skrywają wysoką koncentrację cynku. Cynk działa na zasadzie tzw. katodowej ochrony antykorozyjnej do antykorozyjnego zabezpieczania powierzchni metalowych, ocynkowanych i stalowych wewnątrz i na zewnątrz. Po aplikacji tworzy na powierzchni metalu w miarę trwałą, odporną na ścieranie powłokę, która zabezpiecza przed wilgocią, solą drogową czy promieniowaniem UV. Produkty tego typu znajdują zastosowanie zarówno jako środek ochronny, jak i warstwa gruntująca pod farby czy lakiery.

Usuwanie korozji z samochodu jest znacznie trudniejsze niż przeciwdziałanie jej. Gdy rdza na pojeździe pojawia się na dużej przestrzeni, może dojść do całkowitego zniszczenia elementu lub jego perforacji. Większe ogniska są bardzo trudne do okiełznania – wtedy do akcji powinien wkroczyć warsztat blacharsko-lakierniczy i zdegradowane elementy po prostu naprawić lub wymienić na nowe. Obojętnie, jaką metodę wybrać, koszty znacząco rosną, więc może pojawić się pytanie: czy zamiast ratować taki egzemplarz pojazdu, który nie przedstawia specjalnej wartości rynkowej, nie lepszym rozwiązaniem jest po prostu kasacja? Tu dygresja, jak bardzo korozja trawi nie tylko motoryzację. Według danych Światowego Stowarzyszenia Stali produkcja stali stanowi około 10,5% całkowitych globalnych emisji CO₂, ale do 2030 roku aż 9,1% całkowitej emisji CO₂ będzie związane tylko z produkcją stali w celu zastąpienia tej skorodowanej.

Spoiny spawalnicze to największe wyzwanie, jeśli chodzi o skuteczne zabezpieczenie antykorozyjne. Nie dość, że powłoki ochronne ulegają wypaleniu w wysokiej temperaturze, to jeszcze powstają otwory kapilarne, które przyspieszają rozwój rdzy

Powłoki napawane w ramach ochrony protektorowej metodą CGS spełniają rolę zabezpieczenia podłoża przed korozją, co potwierdziły niezależne testy laboratoryjne. Świadczy o tym brak korozji stali. Tylko na próbce A-2 od strony niepokrytej powłoką można zauważyć lekki rdzawy nalot. Na wszystkich pozostałych próbkach powłoki spełniły swoją rolę, tworząc zabezpieczenie w postaci ochrony katodowej, gdzie metal o niższym potencjale elektrochemicznym (materiał powłoki – anoda) ulega rozpuszczaniu w środowisku agresywnym, chroniąc odsłonięte podłoże (katoda)

Odtworzenie warstwy ochronnej
Brązowy nalot, pęcherzyki, dziury w blasze – tak wygląda korozja, która nie została w odpowiednim momencie powstrzymana. W pierwszym kroku należy dokładnie oczyścić miejsce, gdzie się pojawiła. Przy drobnych detalach wystarczy papier ścierny, z jego pomocą pozbędziemy się brązowego nalotu. Należy również dołożyć staranności, aby powierzchnia elementu została odtłuszczona, np. używając do tego celu benzyny ekstrakcyjnej. Trzeba też nań nałożyć podkład antykorozyjny, a dopiero potem lakier. Po zaschnięciu lakier będzie stanowić naturalną ochronę izolującą blachę przed wilgocią oraz powietrzem.

W przypadku gdy rdza zdążyła zająć dużą powierzchnię samochodu, nałożenie nowej powłoki na zużytą lub uszkodzoną wymusza usunięcie starych warstw ochronnych w sposób dużo precyzyjniejszy. Do usuwania powłok ochronnych stosuje się metody mechaniczne, termiczne, chemiczne – te i inne nadają się wyłącznie do elementów, do których jest łatwy dostęp. Ich największą wadą jest szybkie niszczenie czyszczonych przedmiotów. Od klasycznej metody piaskowania odchodzi się m.in. ze względów ekologicznych.

W ten oto sposób zbliżamy do nowej technologii naprawy elementów nadwozia. Wieloletnie doświadczenie warsztatów i firm działających na rynku wtórnym pokazało główne problemy pojawiające się podczas napraw nadwozi samochodowych: wymianę elementów, usuwanie lokalnych ognisk korozji, a także naprawę mocno skorodowanych fragmentów karoserii czy ram. Choć korozję można w prosty sposób wytłumaczyć – jako utlenianie metalu – w przypadku samochodu nie jest to wyłącznie reakcja chemiczna.

– Na konstrukcję wpływa szereg czynników: korozja elektrochemiczna, chemiczna, drgania nadwozia i obciążenia fizyczne zewnętrzne – wyjaśnia Mykhaylo Oleshko, właściciel firmy Blago Mykhaylo Oleshko, która specjalizuje się w zabezpieczeniu metali nowatorską metodą o nazwie Cold Dynamic Spray (zwaną też Cold Gas Spray – natrysk proszków metalicznych w niskiej temperaturze). – Producenci nadwozi i ram stosują różne gatunki stali. Im więcej jest w stopie pierwiastków stopowych (chrom, nikiel, molibden, aluminium), tym większa jego odporność na korozję. Takie metale tworzą na powierzchni pasywną warstwę, która spowalnia proces utleniania. Jeżeli natomiast w składzie znajduje się więcej siarki czy fosforu, odporność znacznie spada, a korozja postępuje szybciej. Dlatego zwykła stal bez powłok ochronnych rdzewieje bardzo szybko, a stal nierdzewna czy ocynkowana służy znacznie dłużej.

Dziś praktycznie wszystkie elementy samochodu mają powłokę cynkową (cynk – ochrona protektorowa). Jednak niektóre marki stosują jedynie częściowe ocynkowanie albo ograniczają się do kataforezy. Po naprawach blacharskich pozostaje odtworzyć takie zabezpieczenia.

– W naszej firmie od ponad 10 lat stosujemy technologię nanoszenia ochrony protektorowej na elementy karoserii – po pracach spawalniczych i przed nałożeniem powłoki barierowej – dodaje nasz rozmówca.

Szereg napięciowy metali przedstawia uporządkowanie pierwiastków według ich skłonności do oddawania elektronów i tworzenia jonów. Metale znajdujące się wyżej (np. lit, sód, cynk) łatwo ulegają korozji i działają jak anody ochronne, natomiast te niżej (np. miedź, srebro, złoto) są szlachetne i odporne na utlenianie

Ochrona protektorowa i barierowa
Nim jednak przejdziemy do nowatorskiej metody, warto uściślić terminologię zabezpieczeń antykorozyjnych. Generalnie wyróżnia się dwie metody.

Ochrona protektorowa polega na naniesieniu na stal warstwy metalu o niższym potencjale elektrochemicznym (np. cynku lub aluminium). W obecności wilgoci czy soli tworzy się wtedy mikroogniwo galwaniczne: cynk staje się anodą, oddaje elektrony i ulega utlenieniu jako pierwszy, chroniąc stal. Nawet przy uszkodzeniu powłoki ochrona protektorowa wciąż działa, ponieważ opiera się nie tylko na barierze, ale i na zjawiskach elektrochemicznych. I tu tkwi zasadnicza różnica w stosunku do drugiej z metod.

Ochrona barierowa to nic innego jak powłoki tworzące fizyczną barierę pomiędzy metalem a środowiskiem zewnętrznym (farby, podkłady, lakiery, polimery, masy). Takie zabezpieczenie działa, dopóki warstwa pozostaje nienaruszona. Przy odprysku czy pęknięciu wilgoć łatwo przenika pod powłokę, a korozja rozwija się jeszcze szybciej. Dzieje się tak, ponieważ np. higroskopijna sól wnikająca w pory metalu stale pochłania wilgoć z otoczenia. Skąd sól? Oczywiście z nawierzchni dróg posypywanych zimą. To gotowy przepis na korozję po każdej jeździe w trudnych warunkach, takich jak deszcz czy śnieg. Sól drogowa jest katalizatorem korozji, ponieważ jej główny składnik – chlorek sodu – stanowi do 97% składu.

Tak jak warto sukcesywnie usuwać błoto, sól drogową i inne zanieczyszczenia z zakamarków podwozia, tak każda marka czy model pojazdu ma miejsca szczególnie narażone na korozję. Czasem to maska, innym razem bagażnik, błotniki, ramka przedniej szyby, okolice wlewu paliwa itd. Dla blacharzy są to najtrudniejsze naprawy, bo nie wystarczy tylko wymienić czy odbudować dany element – trzeba jeszcze zabezpieczyć metal przed ponownym rdzewieniem.

– Wielu fachowców korzysta wyłącznie z dostępnych na rynku środków i rzadko szuka nowych rozwiązań. A jednak coraz więcej fachowców wprowadza metodę dynamicznego natrysku metalu (CGS). W takim przypadku gwarancję daje cynk, a nie sama powłoka barierowa – żadna farba nie jest w stanie zastąpić właściwości metalu protektorowego. Dlaczego CGS może być świetnym sposobem profilaktyki na wtórnym rynku motoryzacyjnym? Wystarczy rozejrzeć się wokół: słupy, barierki drogowe, znaki, konstrukcje mostowe – wszystko to zabezpiecza cynk. Jego skuteczność opiera się na tym, że utlenia się pierwszy i chroni stal. Cynk wciąż pozostaje najpewniejszym i najtańszym materiałem ochronnym – przekonuje do nowego podejścia właściciel firmy Blago Mykhaylo Oleshko.

W celu ochrony powierzchni elementów przed czynnikami atmosferycznymi lub agresywnym środowiskiem używane są różnego rodzaju powłoki ochronne. Dlaczego sama bariera nie wystarczy? Nasz rozmówca podkreśla, że powłoki barierowe (farba, podkład, lakier) nie mają właściwości protektorowych. Nawet jeśli zawierają inhibitory korozji, ich działanie ogranicza się do izolacji. Istnieją materiały z dużą zawartością cynku, ale nie wszystkie działają tak, jak oczekujemy. Kluczowe jest połączenie elektryczne między cząstkami cynku a stalą. Bez niego to tylko farba z cynkiem – nie ochrona protektorowa.

Technologia Cold Gas Spray (CGS) służy do regeneracji części skorodowanych, także tych naprawdę mocno wyżartych (oczywiście należy wcześniej obliczyć, czy taka naprawa będzie opłacalna)

Zaawansowana metoda natrysku proszków metalicznych
No dobrze, a co ze spoinami spawalniczymi? Czy i tu ma zastosowanie zaawansowana metoda natrysku proszków metalicznych w niskiej temperaturze (CGS)? To pytanie o tyle istotne, że przecież nowe elementy karoserii mają ochronę (ocynk, kataforeza), ale w miejscach spawania, czyli w warunkach warsztatowych, warstwy te... usuwamy. W trakcie spawania temperatura sięga 1250-2000°C, a powłoki ochronne ulegają wypaleniu. Dodatkowo po spawaniu powstają otwory kapilarne, niewidoczne gołym okiem. Woda wnika w nie od środka, szczególnie przy zmianach temperatury (punkt rosy), powodując odspajanie lakieru. Czasem powstaje nawet korozja przelotowa bez otwartej porowatości, którą można wykryć jedynie piaskowaniem drobnym proszkiem. Także tutaj nowatorska metoda znajduje zastosowanie. Co więcej, umożliwia lokalną naprawę ognisk korozji bez konieczności demontażu elementu! Za każdym razem natrysk proszków powoduje zamknięcie porów i mikroszczelin po spawaniu.

– Wykonaliśmy naprawy ponad tysiąca samochodów i opracowaliśmy technikę stosowania CGS – podkreśla nasz rozmówca. – Polega ona na tym, że nie spawamy już wszystkich szczelin na zakładkę. Zostawiamy technologiczne przerwy, przez które nanosimy cynk. Cząstki metalu, lecące z ogromną prędkością, wypełniają te miejsca, tworząc warstwę protektorową nawet tam, gdzie nie da się dotrzeć pędzlem czy pistoletem. Dla porównania, w statkach i łodziach stosuje się cynkowe lub aluminiowe anody, które pierwsze ulegają korozji i w ten sposób chronią stal. W naprawach karoserii działa to tak samo – cynk poświęca się, aby uratować metal samochodu. Stosujemy natrysk cynku lub stopów cynkowo-aluminiowych o grubości od 1 do 5 mm na ogniska korozji i newralgiczne miejsca (ramy, podwozia). Firmy zajmujące się klasycznym zabezpieczeniem antykorozyjnym zazwyczaj ograniczają się do czyszczenia i powłok barierowych. My stosujemy system ochrony protektorowej CGS, który daje gwarancję trwałości naprawy.

Co pozostaje niezmiennym rygorem? Blacharz musi znać właściwości fizykochemiczne metalu i odpowiednio go zabezpieczyć – zanim element trafi do lakierowania.

Rafał Dobrowolski
fot. R. Dobrowolski i materiały firmy Blago Mykhaylo Oleshko