汽車排氣管生鏽問題難解-「不鏽鋼」能作為替代材料嗎?

2020-12-28 汽車科學島

汽車排氣管是底盤結構中最容易生鏽的部分,生鏽的原因為部分車輛使用低標準鐵質排氣管,這種材料會在很短的時間內出現生鏽導致內層剝落,對於排氣系統的排氣流暢性會有明顯的影響;尤其是部分鐵鏽或大塊脫落堵塞三元催化器後,排氣背壓升高會明顯影響車輛的性能、油耗以及排氣淨化能力。於是大部分小微型載客汽車換用了「304不鏽鋼」,然而生鏽問題仍舊無解,這是為什麼呢?

哪有「不鏽的鋼」

不鏽鋼是合金鋼(不鏽耐酸鋼)的統稱,其成分涵蓋鉻、碳、矽、磷、硫、鎳等,由這些元素組成的合成鋼具備【一定程度的】耐酸鹼腐蝕能力。這裡的關鍵詞為:一定程度。不鏽鋼並不是絕對不會生鏽,因為主要成分鉻金屬(佔比>10%)對於溫度和較強酸鹼物體還是很敏感的。比如在650℃(攝氏度)時鉻與高溫的空氣和空氣中的水蒸氣會發生氧化反應,緩慢的揮發等於逐漸減少這種元素。

知識點:如不鏽鋼中的鉻金屬頷聯達到12%,鉻確實能夠在鋼材表面形成一層純化膜,其作用可以起到隔絕空氣中的氧氣與水蒸氣的作用。然而這只能在常溫環境或相對低溫的環境中防鏽(生鏽是鐵的氧化還原反應),然而排氣系統的溫度是極其高的。

各個位置的標準大致如下。

排氣歧管≈900℃前段消音器≈700℃三元催化器≈600℃尾段消音器≈300℃經冷卻隔板降溫後可低至100℃以下並排出

汽車發動機排氣系統的溫度極其高,這也是排氣系統故障必須等到車輛冷卻後才能進行維修的原因。同時也是不鏽鋼排氣管也會生鏽的原因,因為不論鉻的佔比有多高,在≥650℃的管路位置都會造成鉻金屬的氧化,腐蝕能力自然會逐漸的減弱並消失。其次自然環境中的酸鹼物質總會頻頻出現在地面上,比如汙水與雨水以及部分汙物。排氣管是固定在汽車底盤最接近地面的位置,車輛行駛中毫無疑問會頻繁接觸到這些PH值無法確定的汙物,所以出現緩慢的反應也就不足為奇了。

綜上所述,汽車排氣管必然會生鏽,然而生鏽還沒有解決的辦法。即使用304不鏽鋼材料也做不到,然而出於成本考慮又不是所有的排氣管都會用304(也許是201/202),那麼能不能使用防鏽塗層保護呢?比如底盤裝甲。答案是絕對不可以,汽車在噴塗底盤裝甲時一定會避開排氣管,原因是怕主要材質是濾清的底盤裝甲自燃;濾清的燃點一般在245~335℃左右,如果直接噴塗到排氣管上會怎樣呢?

總結:汽車排氣管生鏽真的是沒有好辦法處理,但好在氧化反應的速度也是極其緩慢的,採用合成鋼製造的排氣管路一般用到車輛報廢也不會鏽穿。如果想要延長排氣管的使用壽命,最好的預防方式是雨雪天氣駕駛或泥濘路面駕駛後即使清洗底盤;洗車使用的初級淨化水(自來水)是極弱鹼性水,用以清洗排氣管並不會產生還原反應,供參考。

編輯:天和Auto-汽車科學島

責編:天和MCN

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