Xiv межрегиональная научно-практическая студенческая конференция часть 1
|
Скачать 2.46 Mb.
|
|
АНТИКОРРОЗИЙНАЯ ЗАЩИТА КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТОНКОЛИСТОВОГО ЧЕРНОГО МЕТАЛЛА (КОУ ВО «Семилукский центр психолого-педагогической, медицинской и социальной помощи») Лазарев Данил Леонидович Руководитель: Максименков Виктор Федорович В современном мире коррозия металлов и защита их от коррозии является одной из важнейших научно-технических и экономических проблем. По оценкам специалистов разных стран потери в промышленном производстве от коррозии составляют от 2 до 4 % от валового национального продукта каждой страны. Коснувшись темы "антикоррозийная защита", сначала объясним в двух словах, что такое коррозия, почему она возникает и попробуем рассмотреть и оценить основные способы решения проблем подготовки и защиты от неё чёрных металлов. Коррозия – это самопроизвольный процесс химического или электрохимического взаимодействия металла с окружающей средой, в результате которого происходит окисление и разрушение. Для протекания коррозии по большому счету необходимы: кислород, вода, металл. Поэтому коррозия проистекает практически всегда и пока её невозможно остановить полностью, а можно лишь замедлить скорость её протекания, либо, в некоторых случаях, приостановить. Варианты разных антикоррозийных покрытий человек начал искать с приходом железного века. Для дальнейшего рассмотрения данной проблемы необходимо ознакомиться с характерные видами развития коррозии:
Следует знать, что, кроме среды, на скорость и характер протекания коррозионных процессов, оказывают влияние также и некоторые металлургические факторы. Например, влияние толщины проката – тонколистовая сталь (менее 12 мм) корродирует с относительно большей скоростью, чем толстолистовая. Это подтверждено многочисленными наблюдениями специалистов по антикоррозийной защите. Присутствие окалины усиливает язвенный характер коррозии и требует применения специальных средств по защите. Средняя скорость коррозии стали в воде без окалины не превышает 0,5-0,7 мм/год. С окалиной же скорость коррозии увеличивается во времени несколько медленнее, но образовавшиеся язвы могут достигать глубины до 3-4 мм уже через 2-3 года. Как правило, большинство металлических конструкций работает в условиях агрессивной окружающей среды – это и неблагоприятные для металла природные условия (вода, атмосферные осадки, условия крайнего севера), и агрессивная кислотно-щелочная среда (на промышленных предприятиях). Поэтому антикоррозионная защита металла - это основная проблема в решении вопроса обеспечения долговечности металлических конструкций. Именно от того, насколько качественно была решена эта проблема и зависит срок жизни металла. Защита от коррозии: современные способы. На сегодняшний день самым простым и легкодоступным способом антикоррозионной защиты является применение специальных эмалей и красок для металла. Они обеспечивают надежную защиту от коррозии и значительно продлевают срок службы металла. Антикоррозийная обработка включает в себя использование специальных красок и эмалей при покраске крупногабаритных металлических конструкций со сложным профилем, т.к. дают возможность нанесения в любых труднодоступных местах. Еще одним преимуществом данного антикоррозийного покрытия является выбор цвета, что немаловажно на объектах государственной значимости, к цветовой гамме которых предъявляются определенные требования. Защита от коррозии в разной степени дополнительно повышает водоотталкивающие свойства защищаемой поверхности. В результате этого получается надежный барьер, ограничивающий воздействие внешней среды и эксплуатационных факторов на защищаемые конструкции. На процессе поиска эффективных антикоррозийных покрытий, выделилось два основных принципа решения этой задачи: изолирующий (пассивный или барьерный) принцип и принцип протекторной (активной или катодной) защиты. Первый способ защиты железа - создание покрытия мешающего коррозии, посредством нанесения разделительной полимерной плёнки между металлом и агрессивным элементом. Это наиболее простой и доступный способ защиты: покрытие металлов лаками, красками, толстослойными защитными покрытиями из каменноугольной смолы (битумом). Нужно понимать, что такое покрытие снижает скорость коррозии только за счёт физической изоляции металла от окислителей. Чем выше качество покрытия и его адгезия с металлом, тем выше эффективность его защиты. Краски и лаки в большинстве своём обладают низкой газо- и паропроницаемостью, хорошими водоотталкивающими свойствами, в следствии чего, препятствуют доступу воды к поверхности металла. Они хороши для защиты металлов от атмосферных воздействий, но малоэффективны в случае эксплуатации металлоконструкций в условиях агрессивных сред и механических нагрузок. С появлением трещин, отслоений, потёртостей на покрытии, разрушение металла возобновляется с прежней скоростью. Другим вариантом антикоррозийного покрытия барьерного типа действия, является покрытие стекловидными эмалями. Эмали, в силу своей химической инертности, обладают высокой эффективностью изолирующей защиты, но имеют существенный недостаток в виде нестойкости к механическим (особенно нагрузкам на изгиб и скручивание) и термическим нагрузкам. После появления на эмали сетки трещин, открывается доступ влаги к металлу, и, соответственно, начинается его коррозия. Одной из разновидностей барьерного способа защиты металлов от коррозии, является применение некоторых красок, пигменты которых являются ингибиторами коррозии. Наиболее эффективен в качестве защиты от коррозии, свинцовый сурик. Суть его действия сводится к тому, что вода, проходя через слой грунтовки, растворяет некоторое количество пигмента и становится менее коррозионноактивной. В основном такие составы используются в качестве грунтовочных слоёв под финишную покраску. Подготовкой под окраску является и способ фосфатирования, который дает хорошую адгезию краски с металлом. Этот способ реализуется при контакте железа с различными солями и кислотами, как правило, при повышенных температурах. В результате, на поверхности железа образуется инертный слой фосфатов, неплохо защищающий от воздействия атмосферных осадков, но не эффективный в отношении солей и, даже слабых растворов кислот. Нанесение на железо для защиты от коррозии, других металлов, электро-химически более активных (цинк, кадмий, магний, алюминий) представляет собой более эффективное антикоррозийное покрытие, работающее по принципу катодной защиты. При образовании железом пары с одним из перечисленных металлов, вследствие законов электрохимии, коррозии в первую очередь подвергается более активный металл, в то время как окисление железа приостанавливается. В силу ряда достоинств цинка (меньшей токсичности, относительной дешевизны, высокой эффективности), именно цинковое антикоррозийное покрытие получило наибольшее распространение. Покрытие черных металлов цинком, называется цинкованием. Цинкование металла возможно разными способами: погружением в расплавленный цинк (горячее цинкование), осаждением цинка на металл из раствора электролита под воздействием электрического тока (гальваническое цинкование), покрытием металла цинком из паров при высокой температуре в атмосфере водорода (термодиффузионный способ), в виде краски (холодное цинкование). Проблемы при антикоррозийной защите. Самое главное условие, при борьбе с коррозией это постоянно вести с ней бой, то есть производить ряд мероприятий по предотвращению образования коррозии. Единственным способом противостоять коварной химической реакции, которая на корню превращает в прах металлические конструкции, это активно защищаться. Именно это позволит уменьшить материальные потери. Консервация металлоконструкций при транспортировке от производителя до потребителя и на складских площадках, требует к себе более качественного подхода. Одним из современных направлений консервации является полимерная технология LIKKOR, которая обеспечивает мультметаллическую защиту от коррозии с помощью паров летучих ингибиторов коррозии, которые адсорбируются на поверхности изделий и формируют тонкий самовосстанавливающийся антикоррозионный слой. Покрытие формируется самостоятельно и позволяет защитить черные и большинство цветных металлов от коррозии. LIKKOR обеспечивает продолжительную защиту, даже при периодическом открытии и закрытии упаковки, на срок до 36 месяцев. Консервация изделий при помощи материалов LIKKOR максимально упрощена. Детали упаковываются в пленку LIKKOR (герметичной запайки не требуется), для последующей транспортировке и хранения. После распаковки изделие в сухом и незакорродированном виде готово к применению, нет необходимости в очистке, подготовке или обезжиривания поверхности. Для обеспечения взаимодействия разнородных материалов, в частности краски и металла, необходимо создать между ними контакт. Поскольку действия сил, которые обеспечивают химические или физические связи металла с полимерной пленкой краски, проявляются на очень малом расстоянии – не более 0,5 нм (что приблизительно равно диаметру молекулы воды), то контакт может произойти только в том случае, когда расстояние от функциональных групп пленки краски до активных центров металла будет не более 0,5 нм. Связи, возникающие между краской и металлом называются адгезионными, а процесс их возникновения – адгезией. Рисунок показывает, какое влияние оказывают различные «загрязнения» на адгезию пленки ЛКМ к металлу. Очевидно, что все посторонние покрытия и частицы на поверхности металла закрывают активные центры металла как огромные глыбы или пластины, создавая этим участки не адгезии. Кроме того, такие загрязнения, как ржавчина и соли по природе своей являются растворимыми в воде веществами. Находясь под пленкой лакокрасочного материала, такие вещества адсорбируют воду из окружающей среды через пленку ЛКП, т.е. вызывают осмотические явления, следствием которых является увеличение их объема, вспучивание, пузырение и, в конечном итоге, отслоение покрытия. Но наиболее опасной с точки зрения коррозии является прокатная окалина. Прокатная окалина – это оксиды железа, образующиеся в результате термической коррозии горячекатаной стали. Опасность же ее в том, что она имеет более положительный электродный потенциал по сравнению с железом, из-за чего образуется гальваническая пара, коррозия начинает проистекать по контактному типу, вследствие которой железо корродирует с большой скоростью, превышающей обычную коррозию в несколько раз. Таким образом, цель подготовки поверхности – во-первых, удаление с поверхности всех возможных загрязнений, мешающих непосредственному контакту лакокрасочного материала с подложкой, создающих опасность осмотических явлений и контактной коррозии, а во-вторых, создание рельефа поверхности, способствующего увеличению реальной площади контакта ЛКМ с подложкой. (Пример: пластина полированной стали кажущейся геометрической площадью 1м.кв. имеет действительную площадь поверхности с учетом шероховатости около 1.4м.кв., а после абразиво-струйной очистки действительная площадь такой пластины может достигать до10м.кв.). Подготовка поверхности включает в себя комплекс работ:
Оценка поверхности металла в ходе подготовительных работ производится по следующим критериям: cпектрометр и анализатор металлов
Визуальная оценка чистоты поверхности определяются 4 степени первоначальной коррозии: А – поверхность стали, в большей степени покрытая прочно прилегающей прокатной окалиной, но почти без ржавчины; В – поверхность стали, начавшая ржаветь, и с которой начинает отпадать прокатная окалина; С — поверхность стали, с которой прокатная окалина исчезла в результате ржавления или с которой она может быть удалена, но на которой наблюдаются некоторый питтинг при обычном рассмотрении; D – поверхность стали с которой прокатная окалина исчезла в результате ржавления и на которой наблюдается общий питтинг (язвенная коррозия) при обычном рассмотрении. Стоимость работ по подготовке поверхности обычно составляет до 70 % общей стоимости окрасочных работ. Таким-образом необходимо выбирать либо уровень системы ЛКМ, соответствующий данной степени подготовки поверхности, либо уровень подготовки поверхности, соответствующий уже выбранной системе ЛКМ. К сожалению, лакокрасочные составы имеют совсем небольшой коэффициент термической стойкости, малую стойкость в воде и относительно низкую механическую прочность. По этой причине в соответствии с существующими СНиП их рекомендовано применять в тех случаях, когда на изделия действует коррозия со скоростью не более 0,05 миллиметров в год, а запланированный срок их эксплуатации не превышает десяти лет. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА (ГБПОУ ВО «Семилукский политехнический колледж») Пушкин Александр Сергеевич Карпенко Александр Александрович Руководитель: Вербицкая Н.Г. В наше время жизнь без электричества становится невозможной. Оно достаточно плотно вошло в жизнь людей двадцать первого века. Электричество используют для освещения, для передачи всевозможной информации с помощью телефона, телевидения и радио. Электричество необходимо для работы различных бытовых приборов, которые значительно улучшают жизнь современного человека.Современные промышленные механизмы и устройства являются основными потребителми электроэнергии. Какое-то время считалось, что электричество в природе не существует. Однако после того как Б.Франклин установил, что молнии имеют электрическую природу возникновения, это мнение перестало существовать. Значение электричества в природе, как и в жизни человека достаточно огромно. Процессы в нервной системе человека и животных, например, движение и дыхание, происходят благодаря нервному импульсу, который возникает из-за электричества, существующего в тканях живых существ. Когда мы говорим о природном проявлении электричества, то сразу вспоминаем о молнии. Хотя сначала ещё было не понятно, что они собой представляют, а их электрическая природа была установлена только в 18 веке, когда началось активное изучение этого феномена в совокупности с ранее полученными знаниями. Говоря о природе электричества, нельзя не упомянуть о самом главном проявлении его в природе. Ведь именно там человек столкнулся с ним впервые, именно в природе он начал его изучать и старался понять, и делал первые попытки приручить и извлечь пользу для себя. Молния представляет собой гигантский электрический искровой разряд между облаками и земной поверхностью, или между облаками, или между разными частями облака. Форма молнии обычно похожа на разветвленные корни разросшегося в поднебесье дерева. Длина линейной молнии составляет несколько километров, но может достигать 20 км и более. Основной канал молнии имеет несколько ответвлений длиной 2-3 км. Диаметр канала молнии составляет от 10 до 45 см. Длительность существования молнии составляет десятые доли секунды. Средняя скорость движения молнии 150 км/с. Сила тока внутри канала молнии доходит до 200000 А. Температура плазмы в молнии превышает 10000°С. Напряженность электрического поля внутри грозового облака составляет от 100 до 300 вольт/см, но перед разрядом молнии в отдельных небольших объемах она может доходить до 1600 вольт/см. Средний заряд грозового облака составляет 30-50 кулонов. В каждом разряде молнии переносится от 1 до 10 кулонов электричества. Наряду с наиболее распространенной линейной молнией иногда встречаются ракетообразная, четочная и шаровая молнии. Ракетообразная молния наблюдается очень редко. Она длится 1-1,5 сек и представляет собой медленно развивающийся между облаками разряд. К весьма редким видам молнии следует отнести и четочную. Она имеет общую длительность 0,5 сек и представляется глазу на фоне облаков в виде светящихся четок диаметром около 7 см. Шаровая молния в большинстве случаев представляет собой сферическое образование диаметром у земной поверхности 10-20 см, а на высоте облаков до 10 м. На Земле ежесекундно наблюдается в среднем около 100 разрядов линейной молнии, средняя мощность, которая затрачивается в масштабе всей Земли на образование гроз равняется 1018 эрг/сек. Интересно отметить, что энергия конденсации, выделяющаяся в грозовом облаке средних размеров с площадью основания около 30 км2 при дожде средней интенсивности, составляет около 1021 эрг. То есть, энергия, выделяющаяся при выпадении осадков из грозового облака, значительно превышает его электрическую энергию. Понимая природу молний и процессы, связанные с их возникновением, становится понятным воздействие молний на организм человека. Человеческое тело является хорошим проводником, его мускулы и кровеносные сосуды в значительной степени состоят из воды, а его нервы способны переносить электрические сигналы. Только в США от молний ежегодно страдает около 1000 человек, 200 из которых гибнет. Интересно, что 86% жертв – мужчины. Но все же человек имеет значительные шансы на выживание во время удара молнии. Конечно, температура во время разряда очень высока, но длится он обычно недолго и не всегда приводит к серьезным ожогам. Основной ток молнии часто проходит по поверхности тела, поэтому большинство пораженных молнией людей не умирают. Все реакции, происходящие внутри организма, регулируются импульсами электрического тока, тогда можно предположить, что изменение последовательности подачи импульсов, их амплитуды, частоты появления и влечет за собой изменения прежде всего на клеточном уровне. Объяснить это можно только нарушением движения зарядоносителей в клетках центральной и периферической нервной систем и их связях, которое может возникнуть в ряде случаев и при очень маленьких напряжениях и токах от внешних источниках напряжения, а это нарушение приводит к полному или частичному прекращению питания клеток кислородом. В сложных биополимерных системах, энергия связи между электронами и ядром очень мала. Она может достигать 0,01 эВ и даже меньше. При токе 1 мкА, прошедшем через тело человека при электротравме, в его тканях поглощается энергия, на много порядков превышающая энергию связи электронной структуры нервной системы, и поэтому есть все основания предполагать, что даже при очень малых токах может быть нарушена электропроводимость в организме, и, как следствие, могут наступить серьезные нарушения состояния человека. Вероятно, что в результате подобного изменения нарушается усваивание кислорода клеткой и она погибает. При этом для того, чтобы необратимые изменения наступили, необходимо совсем небольшое напряжение. Электрический ток, проходя через организм человека, оказывает: биологическое, электролитическое, тепловое, механическое действие. Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении тканей и органов. Вследствие этого наблюдаются судороги скелетных мышц, которые могут привести к остановке дыхания, отрывным переломам и вывихам конечностей, спазму голосовых связок. Электролитическое действие тока проявляется в электролизе (разложении) жидкостей, в том числе и крови, а также существенно изменяет функциональное состояние клеток. Тепловое действие электрического тока приводит к ожогам кожного покрова, а также гибели подкожных тканей, вплоть до обугливания. Механическое действие тока проявляется в расслоении тканей и даже отрывах частей тела. Различают два основных вида поражения организма: - электрические травмы, - электрические удары. Часто оба вида поражения сопутствуют друг другу. Тем не менее, они различны и должны рассматриваться раздельно. Электрические травмы – это чётко выраженные местные нарушения целостности тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Обычно это поверхностные повреждения, то есть поражения кожи, а иногда других мягких тканей, а также связок и костей. Опасность электрических травм и сложность их лечения обуславливаются характером и степенью повреждения тканей, а также реакцией организма на это повреждение. Обычно травмы излечиваются, и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. Иногда (обычно при тяжёлых ожогах) человек погибает. В таких случаях непосредственной причиной смерти является не электрический ток, а местное повреждение организма, вызванное током. Характерные виды электротравм - электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения. Электрические ожоги - наиболее распространенные электротравмы. Они составляют 60-65 %, причем 1/3 их сопровождается другими электротравмами. Различают ожоги: токовый (контактный) и дуговой. Контактные электроожоги, т.е. поражения тканей в местах входа, выхода и на пути движения электротока возникают в результате контакта человека с токоведущей частью. Эти ожоги возникают при эксплуатации электроустановок относительно небольшого напряжения (не выше 1 -2 кВ), они сравнительно легкие. Электрический удар – это возбуждение живых тканей электрическим током, проходящим через организм, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. В зависимости от исхода отрицательного воздействия тока на организм электрические удары могут быть условно разделены на следующие четыре степени: I - судорожное сокращение мышц без потери сознания; II - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца; III - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе); IV - клиническая смерть, то есть отсутствие дыхания и кровообращения. Электрический ток обладает не только смертоносным действием. Он может и помогать людям. Физиотерапию можно назвать неотъемлемой частью комплексного подхода к лечению и реабилитации пациентов, страдающих различными недугами (в том числе и хроническими), перенёсшими травмы. Для многих эти процедуры полезны, эффективны, способствуют быстрому выздоровлению, смягчают болевые ощущения, предупреждают рецидивы болезни. К таким видам терапии относятся: электросон, УВЧ-воздействие, электрофорез, дарсонвализация и другие. В основе электротерапии лежит воздействие электрических токов, магнитных (либо электромагнитных) полей в определённой дозе. Главное отличие применяемых ныне методов электролечения друг от друга заключается в использовании определённых видов тока (постоянного или переменного характера), разного напряжения, частоты и силы. Всё это подбирается индивидуально, в том числе и продолжительность курса. Любое природное и искусственно созданное явление может быть и разрушительным по своему действию и оздоравливающим. Важным фактором в этом процессе является знание особенностей, области применения и использование средств защиты. Это напрямую касается и электрического тока, и тех устройств на основе которого они работают. Эти устройства окружают нас и в быту и в производстве. Зная как с ними обращаться, мы их делаем друзьями для себя. |
Похожие:
 |
Образования и науки самарской области межрегиональная научно-практическая... Межрегиональная научно-практическая конференция среда образовательного учреждения как средство воспитания |
|
Iii межрегиональная научно-практическая конференция Конференция посвящена 15-летию кафедры Рекомендована к изданию на заседании научно-технического совета спбгусэ, протокол №2 от 31 октября 2011 г |
|
Вф гоу мгиу студенческая научно-практическая конференция «промышленные... Студенческая научно практическая конференция: «Промышленные инновации и нанотехнологии в автомобильной промышленности». Вязьма: вф... |
 |
Viii студенческая научно практическая конференция 6 марта 2013г Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования |
|
Городская студенческая научно-практическая конференция «Инновации и перспективы развития авиационно-космической промышленности. Реализация молодежной политики на предприятиях отрасли» |
|
Межрегиональная научно-практическая конференция 30 ноября 2016 года «Союз директоров профессиональных образовательных организаций Кемеровской области» |
|
Iii региональная научно-практическая студенческая конференция городу Камышину Сга – Негосударственное аккредитованное частное образовательное учреждение высшего профессионального образования (филиал) Современной... |
|
Iii региональная научно-практическая студенческая конференция городу Камышину Сга – Негосударственное аккредитованное частное образовательное учреждение высшего профессионального образования (филиал) Современной... |
|
Iii региональная научно-практическая студенческая конференция городу Камышину Сга – Негосударственное аккредитованное частное образовательное учреждение высшего профессионального образования (филиал) Современной... |
|
Тезисы представлены в авторской редакции Окружная студенческая научно-практическая конференция «Шаг в науку»: сборник тезисов. Советский: бу «Советский политехнический колледж»,... |
|
Республики Башкортостан Государственное автономное образовательное... Городская студенческая научно-практическая конференция «Наука. Фантазия. Реальность», посвященная Году экологии |
|
В торая региональная научно-практическая студенческая конференция городу Камышину Городу камышину – творческую молодёжь: материалы Второй региональной научно-практической студенческой конференции, г. Камышин, 23–24... |
|
Республики Башкортостан Государственное автономное образовательное... Городская студенческая научно-практическая конференция «Наука. Фантазия. Реальность», посвященная Году литературы и 70-летию Победы... |
|
Фгбоу впо «Астраханский государственный медицинский университет» Минздрава РФ Научно-практическая межрегиональная с международным участием конференция офтальмологов Южного Федерального округа рф, Прикаспийских... |
|
Научно-практическая конференция «предпринимательство в условиях инновационно-инвестиционного... Научно-практическая конференция: «Предпринимательство в условиях инновационно-инвестиционного развития России». Том 2 Промышленность... |
|
Международная научно-практическая заочная конференция «перспективы... Международная ежегодная научно-практическая заочная конференция: «Перспективы развития информационных технологий», Вязьма: филиал... |