Юрий ВЕТРОВ |
Фото автора и Степана ШУМАХЕРА
Быстро ли ржавеют ли современные автомобили? Не экономят ли производители на антикоррозионной защите? Мы решили провести эксперимент. Вырезали прямоугольные пластинки из дверей, крыльев и крышек багажника бюджетных машин, прошедших краш-тесты и ресурсные испытания Авторевю, — и отправили «обезличенные» образцы в коррозионную камеру аккредитованной лаборатории. Пытку соляным туманом и высокой температурой без замечаний выдержали фрагменты только двух автомобилей из тринадцати!
Итак, среди испытуемых моделей Chevrolet Lanos, Renault Logan, Hyundai Accent, Daewoo Nexia, Fiat Albea, Chery Amulet, Geely MK и Otaka, BYD F3, две Волги (Siber и ГАЗ-3110) и две Лады (Калина и Приора). Все машины куплены редакцией в 2002—2009 годах новыми у официальных дилеров и не подвергались никакой дополнительной антикоррозионной обработке.
 |
| Ржавые «точки» на абсолютно неповрежденной краске — не редкость, когда металл не оцинкован, а грунт обладает плохими антикоррозионными свойствами. На рамках дверей нашего Логана 2007 года выпуска (на фото) они появились всего через два года |
Конечно, теоретически интереснее было бы загнать в коррозионную камеру автомобили целиком — и сравнить скорость роста коррозии в скрытых полостях, на стыках панелей кузова и так далее. Но для корректности эксперимента все они должны «потеть» в теплом соляном тумане одновременно. Но нет такой камеры, где поместились бы 13 машин! К тому же сквозная коррозия в скрытых полостях и ржавление стыков у современных автомобилей обычно возникают лишь на седьмой-восьмой год эксплуатации, а то и позже — спасибо современным антикоррозионным составам с высокой проникающей способностью и герметизации стыков на конвейере. Куда важнее для владельца новенького автомобиля проблема образования ржавчины в районе мелких сколов, царапин и рыжие пятнышки, проступающие сквозь неповрежденную краску уже на второй-третий год после покупки, — машину, которая «зацвела», продать намного сложнее.
Поэтому мы решили провести испытания на коррозию от надреза (тарированной царапины) на примере фрагментов кузовных панелей. У каждого из 13 автомобилей мы вырезали прямоугольники размером 170 на 120 мм в нижней части передней правой двери, заднего правого крыла и крышки багажника. Ускоренные коррозионные испытания в лаборатории были проведены согласно ГОСТу 9.401-91 «Покрытия лакокрасочные. Общие требования и методы ускоренных испытаний» по методу Б: ежесуточный цикл в течение тех 40 дней, что образцы пробыли в камере соляного тумана, включал восьмичасовую выдержку при температуре 35°С и относительной влажности 98% с равномерным распылением каждые 15 минут раствора поваренной соли (концентрация NaCl — 50 г/л) и последующий 16-часовой «отдых», когда нагрев и механизм распыла отключались. Общее время пребывания под «соляным дождем» — 240 часов.
Для абсолютной корректности результатов нам, конечно, следовало бы вырезать образцы из автомобилей, только-только сошедших с конвейера. Ведь краска выгорает на солнце и стареет от воздействия атмосферы (прежде всего осадков): ее пористость увеличивается, а защитные свойства ухудшаются. Но, что интересно, эмаль на Калине 2005 года выпуска защитила металл так же эффективно, как и «металлик», которым был окрашен Fiat Albea 2007 года! Именно они перенесли пытку соляным туманом вообще без замечаний. А вот свеженькая краска на четырех китайских автомобилях 2007—2008 годов выпуска не смогла предотвратить сильную коррозию.
 |
| В коррозионной камере Terchi SST-9 можно моделировать агрессивную среду из растворов любых солей, в том числе и распространенного в Москве «антигололедного реагента» — хлорида кальция. В соответствии с ГОСТом 9.401-91 мы использовали обыкновенную поваренную соль |
Volga Siber, Chevrolet Lanos и Renault Logan выдержали испытание лишь частично: у Сайбера слегка заржавел багажник, у Ланоса — дверь, а у Логана — и то и другое. На деталях серебристой Приоры и двери Акцента образовались вздутия краски, но без коррозионных повреждений стали. А Daewoo Nexia и «старая» Волга ГАЗ-3110 провалили испытания, как и «китайцы», — распространение так называемой подпленочной или нитевидной коррозии, когда ржавчина буквально подлезает под краску и грунт, превысило у них допустимые ГОСТом 2 мм на большинстве деталей.
Почему те или другие кузовные детали одного автомобиля сопротивляются коррозии по-разному? Мы провели анализ структуры лакокрасочного покрытия и металлографический анализ по ГОСТу 13819-69. Смотрим в оптический микроскоп — и все как на ладони! Там, где на металле есть достаточно толстый слой цинкового покрытия или антикоррозионного грунта, коррозии поставлен надежный заслон — как у Фиата и Калины. Если цинкование неравномерно, оно все равно работает — как у седана Hyundai Accent, на заднем крыле Логана или на крышке багажника и заднем крыле Ланоса. А вот дверь и багажник Логана, а также дверь Ланоса не оцинкованы — вот они и «зацвели»!
Второй важный аспект антикоррозионной защиты — технология окрашивания. И тут хуже других показала себя «старая» Волга: ее детали заржавели сильнее остальных — адгезия грунта к металлу очень плохая, краска хрупкая. Кстати, толщина покрытия, если она больше 55 мкм, никак не влияет на стойкость к коррозии — например, инженеры Audi уверяют, что покрытие общей толщиной более 100 мкм обеспечивает худшую защиту вследствие меньшей его эластичности.
 |
| Шлиф-машина RotoPol-21 позволяет сделать очень тонкий срез структуры металла и его покрытия |
Вздутия краски на деталях Бида, Ланоса и Сайбера говорят не только об особенностях технологии нанесения краски — часть из них была перекрашена! Об этом свидетельствовали либо большее количество слоев эмали и грунта (BYD F3 и Chevrolet Lanos), либо лак, «спрятанный» под эмалью (Siber). И если в случае китайского и украинского седанов, которые частично были перекрашены дилерами после повреждений при транспортировке (крышка багажника у BYD F3, дверь и крыло у Ланоса), то Волга перекрашена полностью, причем на заводе — это подтвердили сами горьковчане. Происхождение неоцинкованной двери седана Chevrolet Lanos туманно. На ЗАЗе божатся, что цинкуют все детали без исключения. Может, это дилер, у которого мы приобрели конкретный экземпляр, заменил поврежденную при транспортировке дверь на неоригинальную, без цинкового покрытия? Выходит, нарваться на битый автомобиль можно даже в фирменном салоне! А может быть, двери и крышу Ланоса никогда и не цинковали? Мы своими глазами видели неокрашенные кузова — защитного покрытия на этих деталях не было (см. статью «Шансы» в этом же выпуске АР).
Покупка Лады — тоже рулетка: если Калина и серебристая Приора показали отменную коррозионную стойкость, то вторая Приора оказалась покрыта грунтом c худшими антикоррозионными свойствами и заржавела.
Ну а для сравнения коррозионной стойкости «породистых» иномарок нам в будущем придется придумать иной метод испытаний. Они ведь все поголовно в «цинковой броне», а значит, их металл не по зубам обычному соляному туману. По крайней мере в рамках такого 40-дневного ускоренного теста.
Защитить металл
Что такое коррозия? В общем случае это разрушение металла в результате химической или электрохимической реакции. Его способна вызвать даже дистиллированная вода, в которой в зависимости от температуры больше или меньше ионов, определяющих так называемый водородный показатель рН. Если он больше семи, то вода имеет щелочную реакцию, если меньше — кислотную. Для чистой воды рН равен семи (абсолютная нейтральность) только при температуре 25°С. При повышении температуры вода становится слабокислотной (при 60°С ее рН равен 6,51, как у человеческой слюны), а при понижении — щелочной (рН при 0°С равен 7,47): железо корродирует активнее.
Просто окунуть кузов в ванну с грунтовкой недостаточно — около 20% скрытых полостей окажутся непрокрашенными
Но чисто химический процесс — как, например, окисление железа в воде, — встречается крайне редко. Для его протекания идеально чистая металлическая пластинка должна быть полностью погружена в воду. Если же окунуть ее лишь частично, то на границе сред возникает разность потенциалов, как в обычной гальванической батарейке, разве что напряжение между «электродами» будет гораздо меньше. Специалисты называют такую «батарейку» элементом дифференциальной аэрации. Аналогичное явление можно наблюдать вокруг посторонних включений в металл или на стыке двух пластинок, соединенных внахлест, — окисление происходит гораздо интенсивнее.
Чаще всего именно такие электрохимические коррозионные процессы протекают на стыках кузовных панелей, в местах сколов краски, под «точками» ржавчины. Есть и другие виды, но применительно к автомобильному кузову нам в первую очередь интересна атмосферная коррозия — ржавление кузовных деталей под воздействием воздуха, влаги, солей и прочего.
Простейшая и достаточно эффективная защита от нее — изоляция металла от внешней среды. Еще в древнем Египте металлическую утварь покрывали «грунтовками» на основе органического клея. Кстати, оксидная пленка на поверхности металла тоже может служить защитой, но для этого она не должна быть пористой (как говорят специалисты, обладать сплошностью). Пленка оксида алюминия ставит надежный заслон, а вот ржавчина (гидратированный оксид железа) — субстанция рыхлая и потому не может защитить сталь.
 |
| Два самых распространенных способа нанесения цинкового покрытия — это горячий прокат и электроосаждение в ванне (на фото) |
Другой способ борьбы с электрохимической коррозией — нанесение на сталь так называемых протекторных покрытий, например цинка. Принцип протекторной защиты основан на разности электрохимических потенциалов железа (–0,44 В) и цинка (–0,763 В). При повреждении покрытия и наличии электролита (капель воды, раствора соли, и т.д.) в этом месте образуется гальваническая пара («батарейка») и ток течет таким образом, что корродирует цинк, а не железная основа. Поэтому такое покрытие эффективно даже при наличии дефектов, а защита работает тем дольше, чем толще слой цинка.
Об эффективности протекторной защиты, то есть оцинковки, знали еще 37 лет назад: в 1972 году фирма Porsche представила экспериментальную модель оцинкованного кузова со сроком службы «более 20 лет». Но серийные кузова из оцинкованной стали появились намного позже — первым был седан Audi 80 образца 1986 года. Хотя задолго до него и Mercedes, и BMW, и многие другие автопроизводители применяли оцинкованную сталь для изготовления наиболее подверженных ржавлению деталей: порогов и колесных арок.
К слову, уже на ВАЗ-2108 восемь процентов деталей кузова имели цинковое покрытие, а на «десятке» их доля увеличилась до 50%. Но полностью оцинкованными кузова вазовских машин не стали до сих пор.
Следующий «слой» защиты — грунтование. Вплоть до 60-х годов кузова грунтовали методом окунания. При таком способе до 20% поверхности скрытых полостей оказывались попросту непрокрашенными. Решением проблемы стало электроосаждение: кузову сообщается один заряд, а частичкам грунта — другой, и они, как магнитом, притягиваются к металлу. Таким образом долю «непрокраса» скрытых полостей уменьшили до 5%. Первым получило распространение так называемое анодное грунтование, или анафорез, внедренный на заводах концерна Ford в середине 60-х: при нанесении грунтовки кузову автомобиля сообщается положительный заряд, а грунтовке — отрицательный. Но более эффективным оказалось катодное грунтование с обратной полярностью (катафорез): за счет лучшей адгезии и большей сплошности катодные грунтовки обеспечивают равноценную защиту при меньшей толщине покрытия (10—15 мкм против 22—27 мкм у анодных). Первые ванны для катофорезного грунтования появились в 1976 году на заводах «большой американской тройки». В нашей стране первыми автомобилями, защищенными катафорезным грунтом, стали в 1984 году переднеприводники ВАЗ-2108.
Защищается металл и слоем краски. Требования к лакокрасочному покрытию те же, что и к грунтовке, — сплошность и хорошая адгезия.
Металлические части первых автомобилей (кузова у них были по большей части деревянными) окрашивались с помощью кистей масляными красками и лаками, а также изобретенными к тому времени органическими фосфатирующими грунтовками: под воздействием входящей в их состав ортофосфорной кислоты на поверхности стали образовывалась прочная защитная пленка из фосфатов железа. Цикл окраски с сушкой масляной краски и полировкой промежуточных слоев пемзой занимал до восьми недель!
С появлением цельнометаллических кузовов мало что изменилось. Даже всемирно известный Ford T пусть и красили на конвейере из краскопультов быстросохнущей японской эмалью, но краска по-прежнему имела масляную основу.
Нитроцеллюлозная эмаль, или нитрокраска, была изобретена в компании Du Pont в 1924 году, что произвело революцию: температура в сушильных камерах уменьшилась со 100°С до 60°С, а время сушки — с нескольких часов до десятков минут. Но нитрокраска не обеспечивала должной защиты: ее пористость была велика, а со временем «нитра» теряла эластичность и трескалась. Поэтому уже в 1929 году нитрокраске подготовили замену — алкидную эмаль. Она куда лучше защищала металл от агрессивной среды и не требовала полировки.
Эмали, которыми окрашивают современные автомобили, появились давно: акриловые — в 1956 году, двухкомпонентный «металлик» — в 1982 году. Они обладают большей сплошностью (особенно «металлик» — благодаря слою покровного лака), нежели алкидная эмаль, а процесс окраски — гораздо технологичнее: температура сушки менее 80°С.
Антикоррозионная «броня» современного автомобиля должна состоять из пяти слоев: это цинк, грунт-праймер (с хорошей адгезией к металлу и ингибиторами, то есть замедлителями коррозии), грунт-филлер, или заполнитель (за счет высокой проникающей способности он заполняет все поры, а большое поверхностное натяжение формирует гладкую поверхность), эмаль и обладающий высокой сплошностью и твердостью лак.
BYD F3
| Производство: декабрь |
2007 года |
| Окрашен |
BYD Auto (Китай, Ксайан) |
| Общая толщина лакокрасочного покрытия |
55—120 мкм |
| Толщина слоя цинка |
отсутствует |
Кузов не оцинкован. На дверях (их, судя по всему, окрашивают отдельно от кузова) есть слой цинкосодержащего грунта, но из-за посредственной адгезии он не уберег китайскую сталь от ржавления — величина коррозионных поражений под грунтом на крыле и двери более двух миллиметров. Примечательно, что базовая эмаль на всех внешних панелях не покрыта лаком, а значит, сплошность (отсутствие пористости) у покрытия не ахти.
Слой лакокрасочного покрытия на крышке багажника оказался вдвое толще — ее перекрашивали или на заводе, или уже у дилера. Но сей факт, как ни странно, благотворно сказался на коррозионной стойкости — распространение нитевидной коррозии от надреза не превысило 0,2 мм.
Chery Amulet
| Производство |
март 2007 года |
| Окрашен |
Chery (Китай, Уху) |
| Общая толщина лакокрасочного покрытия |
110—120 мкм |
| Толщина слоя цинка |
отсутствует |
Собранный на калининградском Автоторе из китайского машинокомплекта Amulet провалил краш-тест не только по конструктивным причинам, но и из-за металла отвратительного качества. А сейчас оказалось, что сталь не оцинкована и плохо сопротивляется ржавлению — распространение подпленочной коррозии составило на заднем крыле более двух миллиметров: сильнее заржавели только «старая» Волга ГАЗ-3110 и Geely Otaka!
Chevrolet Lanos
| Производство |
январь 2006 года |
| Окрашен |
ЗАЗ (Украина Запорожье) |
| Общая толщина лакокрасочного покрытия |
85—150 мкм |
| Толщина слоя цинка |
0—10 мкм |
Официально Chevrolet Lanos (который сейчас начинает продаваться и как Zaz Chance) имеет оцинкованные внешние кузовные панели. Но у нашей машины на заднем крыле и багажнике — проплешины в слое цинка. К счастью, это не ухудшило сопротивляемость коррозии. А вот передняя дверь, как и на автомобилях, сходящих сейчас с конвейера ЗАЗа, оказалась неоцинкованной и заржавела.
Daewoo Nexia
| Производство |
май 2002 года |
| Окрашен |
Uz-Daewoo (Узбекистан, Асака) |
| Общая толщина лакокрасочного покрытия |
95—115 мкм |
| Толщина слоя цинка |
отсутствует |
Opel Kadett E образца 1984 года ржавел очень быстро, и это унаследовала Nexia: несмотря на дополнительный слой краски на всех трех деталях и лака на крыле и багажнике (такие особенности окраски кузова в 2002 году на Uz-Daewoo затруднились объяснить), распространение нитевидной коррозии составило более 2 мм. Во-первых, на деталях нет не только цинкового покрытия, но хотя бы цинксодержащего грунта. Да и качество самого металла вызывало у нас вопросы с тех пор, как эта Nexia провалила краш-тест Авторевю. Сейчас кузова Нексий штампуют в основном из металла производства российской Северстали и красят эмалями и грунтовками, производимыми узбекским филиалом компании PPG.
Fiat Albea
| Производство |
февраль 2007 года |
| Окрашен |
Tofas (Турция, Стамбул) |
| Общая толщина лакокрасочного покрытия |
115—130 мкм |
| Толщина слоя цинка |
10—15 мкм |
Кузов купленного нами седана Fiat Albea 2007 года выпуска был сварен и окрашен еще на заводе в Турции — и должен отлично сопротивляться коррозии: краска не вспучилась даже возле царапин, а равномерно нанесенный слой цинка отлично защитил сталь. Сейчас кузова варят и окрашивают на заводе компании Sollers в Набережных Челнах, но отштампованные из оцинкованной стали кузовные детали по-прежнему поставляются из Турции.
Geely MK
| Производство |
март 2008 года |
| Окрашен |
Geely Automobile (Китай, Ханчжоу) |
| Общая толщина лакокрасочного покрытия |
80—100 мкм |
| Толщина слоя цинка |
отсутствует |
Отсутствие слоя цинка или цинкcодержащего грунта — причина того, что все три кузовных элемента у МК одинаково плохо сопротивляются коррозии. Сыграло роль и посредственное качество металла — у других автомобилей, окрашенных так же качественно, как и Geely (поверх акриловой эмали нанесен лак), и не имевших цинковой «брони» («ресурсная» Приора), распространение подпленочной коррозии было гораздо меньше трех миллиметров, зафиксированных у MK.
Geely Otaka
| Производство |
июнь 2007 года |
| Окрашен |
Geely Automobile (Китай, Нинбо) |
| Общая толщина лакокрасочного покрытия |
75—80 мкм |
| Толщина слоя цинка |
отсутствует |
Собранная из китайского машинокомплекта в городе Новоуральске на заводе АМУР Otaka сопротивлялась коррозии в соляном тумане еще хуже, чем родственный Geely MK. Глубина распространения подпленочной коррозии вдвое больше, хотя машины явно окрашены по одной технологии, пусть и на разных заводах: толщина и структура лакокрасочного покрытия почти идентичны. Значит, партия металла, из которого отштампован кузов Отаки, еще хуже той, что использовалась при производстве МК?
Hyundai Accent
| Производство |
октябрь 2005 года |
| Окрашен |
ТагАЗ (Россия, Таганрог) |
| Общая толщина лакокрасочного покрытия |
70—75 мкм |
| Толщина слоя цинка |
5—15 мкм |
Производимый с 2003 года по сей день по полному циклу, то есть со сваркой и окраской кузовов на ТагАЗе, Hyundai Accent неплохо противостоит коррозии прежде всего благодаря оцинковке всех наружных деталей. После 240 часов в соляном тумане на вырезанных из него образцах появились только белый налет (следы коррозии цинка) да небольшие вздутия краски возле тарированных царапин. Лакокрасочное покрытие обычное: два слоя грунта, базовая эмаль «металлик» и лак.
Renault Logan
| Производство |
июнь 2005 года |
| Окрашен |
Автофрамос (Россия, Москва) |
| Общая толщина лакокрасочного покрытия |
55—120 мкм |
| Толщина слоя цинка |
0—15 мкм |
Случай с первым редакционным Логаном, заржавевшим после первой же зимы, оказался не единичным, как ранее уверяли в Автофрамосе. Наш тест показал, что двери и крышка багажника подвержены коррозии примерно в той же степени, что и на Нексии: они не оцинкованы. А вот задние крылья имеют защитный слой цинка, пусть и с проплешинами, и сопротивляются ржавчине так же успешно, как и металл Фиата или Калины. Однако с конца 2007 года на Автофрамосе оцинковывают не только крылья, но и все остальные внешние кузовные панели.
Volga Siber
| Производство |
сентябрь 2008 года |
| Окрашен |
ГАЗ (Россия, Нижний Новгород) |
| Общая толщина лакокрасочного покрытия |
90—105 мкм |
| Толщина слоя цинка |
5—10 мкм |
Благородную миссию по защите металла Сайбера выполнил слой цинка, о чем красноречиво свидетельствовали белые потеки продуктов его окисления. На крыле и двери его слой составляет 10 мкм, что полностью исключило ржавление стали в соляном тумане. А вот пяти микрон цинка на багажнике оказалось недостаточно: проступила ржавчина. Но даже тут величина распространения подпленочной коррозии не превысила полмиллиметра при допуске в 2 мм. Интересно, что наш Siber хоть и был собран на конвейере, но прошел участок окраски… дважды!
Волга ГАЗ-3110
| Производство |
январь 2002 года |
| Окрашен |
ГАЗ (Россия, Нижний Новгород) |
| Общая толщина лакокрасочного покрытия |
80 мкм |
| Толщина слоя цинка |
отсутствует |
В соляном тумане образцы, вырезанные из «старой» Волги ГАЗ-3110, лишь подтвердили давно известную истину — коррозионная стойкость у неоцинкованного кузова, да еще под пересушенной эмалью, очень низка. Наросты бурой ржавчины на месте царапин у Волги были самыми большими и живописными, а распространение подпленочной коррозии составило более 4 мм!
Лада Калина
| Производство |
июнь 2005 года |
| Окрашен |
АвтоВАЗ (Россия, Тольятти) |
| Общая толщина лакокрасочного покрытия |
60—90 мкм |
| Толщина слоя цинка |
отсутствует |
Первые Калины красили в опытно-промышленном производстве ВАЗа, а нынче грунт и краску наносят на линии Eisenmann в новом цеху, введенном в строй в 2005 году. Кузова красят антикоррозионным грунтом в катафорезных ваннах. Благодаря ему металл отлично сопротивляется коррозии, даже несмотря на отсутствие цинкования. Да и лакокрасочное покрытие держится надежно: не зафиксировано даже микроскопических вздутий краски.
Лада Приора
| Производство |
июнь 2007 года (серебристая) и
август 2008 года (темно-зеленая) |
| Окрашен |
АвтоВАЗ (Россия, Тольятти) |
| Общая толщина лакокрасочного покрытия |
67—110 мкм (серебристая),
50—75 мкм (темно-зеленая) |
| Толщина слоя цинка |
отсутствует |
Коррозионная стойкость двух Приор отличается как небо и земля. И дело не в типе краски: серебристая машина окрашена «металликом», а темно-зеленая — обычной акриловой краской, но с дополнительным слоем лака. Все дело в грунте: у первой Приоры он обладает гораздо лучшими антикоррозионными свойствами. Оттого и такой средненький результат у второго автомобиля — глубина подпленочной коррозии около 1 мм. Это лучше, чем у «китайцев» и Нексии, но гораздо хуже, чем у Калины и серебристой Приоры, металл которых соляной туман не тронул вообще. «Что привезут, тем и красим», — говорят вазовские маляры. Лотерея! Если повезло — машина будет стойко противостоять ржавлению несколько лет. Не повезло — Приора «зацветет» уже через две-три зимы.