Разработка ресурсосберегающих технологий и режимов на городском электрическом транспорте

Ст, рез, с = 83 ( 7031 = 583573 /грн/год/;

7.2) Троллейбусное депо № 2:

Сэл, рез. трл. 2 = 0,126 ( 3,48407 ? 106 = 438993 /грн/год/;

Ст, рез, трл. 2 = 83 ( (15318755 / 1163) = 1093256 /грн/год/;

7.3) Троллейбусное депо № 3:

Сэл, рез, трл. 3 = 0,126 ( 3,81732 ? 106 = 438993 /грн/год/;

Ст, рез, трл. 3 = 83 ( (14715158 / 1163) = 1050179 /грн/год/;

8) Стоимость электрической и тепловой энергий для покрытия

фактических годовых нагрузок:

8.1) Салтовское трамвайное депо:

Сэл. рез, с = 0,126 ( 23,6335 ? 106 = 2977802 /грн/год/;

Ст, рез, с = 83 ( (19363000 / 1163) = 1381882 /грн/год/;

8.2) Троллейбусное депо № 2:

Сэл, рез, трл. 2 = 0,126 ( l5,71593 ? 106 = 1980207 /грн/год/;

Cт, рез, трл. 2 = 83 ( (301245 / 1163) = 217045 /грн/год/;

8.3) Троллейбусное депо № 3:

Сэл, рез. трл. 3 = 0,126 ( 15,38268 ? 106 = 193818 /грн/год/;

Ст, рез, трл. 3 = 83 ( (3644842 / 1163) = 260122 /грн/год/;

9) Суммарные стоимости выработанных электроэнергии и тепла на

объектах и сроки окупаемости капитальных затрат.

Салтовское трамвайное депо:

Сэл. с, см = Сэл. рез, с + Сэл, с = 650916 + 2977802 = 3628718

/грн/год/;

Ст, с, см = Cт, рез, с + Ст, с = 583573 + 1381882 = 1965455

/грн/год/.

Суммарная стоимость выработанных электроэнергии и тепла: Сэл. с., см

+ Ст, с, см = 3628718 + 1965455 = 5594173 /грн/год/. То же — за вычетом

стоимости природного газа:

Сс = 5594173 - 672300 = 4921873 /грн/год/.

Срок окупаемости капитальных затрат по Салтовскому трамвайному депо:

Т = Зс / оCс = (27722000 / 49211873)х12 = 6,76 (месяцев).

9.2) Троллейбусное депо № 2:

Сэл. трл. 2 = Сэл. рез + Сэл = 438993 + 1980207 = 2419200 /грн/год/;

Ст. трл. 2 = Ст, рез + Cт = 1093256 + 217045 = 1310301 /грн/год/.

Суммарная стоимость годовой выработки электроэнергии и тепла:

Стрл. 2 = 2419200 + 1310301 = 3729501 /грн/год/.

То же - за вычетом годовой стоимости затраченного природного газа:

оСтрл. 2 = 3729501 - 448200 = 3281301 /грн/год/.

Срок окупаемости капитальных затрат троллейбусному депо №2:

Ттрл. 2 = Зтрл. 2 / оСтрл. 2 = (1848200 / 3281301) ( 12 = 6,76

(месяцев).

9.2) Троллейбусное депо № 3:

Сэл. трл. 3 = Сэл. рез + Сэл = 480982 + 1938218 = 2419200 /грн/год/;

Ст, трл. 3 = Ст, рез + Ст = 2419200 + 1310301 = 3729501 /грн/год/.

Суммарная стоимость годовой выработки электроэнергии и тепла:

Стрл. 3 = 2419200 + 1310301 = 3729501 /грн/год/.

То же — за вычетом годовой стоимости затраченного природного газа:

оСтрл. 3 = 3729501 - 448200 = 3281301 /грн/год/.

Срок окупаемости капитальных затрат по троллейбусному депо № 3:

Ттрл. 3 = Зтрл. 3 / оСтрл. 3 = (1848200 / 3281301) ( 12 = 6,76

(месяцев).

10) Суммарная стоимость годовой выработки электроэнергии по

Салтовскому трамвайному депо и троллейбусным депо № 2, 3:

Ссм = 4921803 + 3281301 = 11484475 /грн/год/.

Сроки окупаемости капитальных затрат для всех объектов равны 6,76

месяцев.

3.4. Устройство для измерения эксцентриситета ротора УИЭ-1

Устройство для измерения эксцентриситета ротора турбины, тягового

двигателя предназначается для непрерывного дистанционного и бесконтактного

измерения величины искривления вала в процессе его вращения. Данная

технология может применяться при ТО ПС, как диагностическое оборудование,

позволяющее значительно экономить материальные и трудовые ресурсы.

Технические данные

|Предел измерения эксцентриситета, мкм |0 - 400 |

|Пределы измерения скорости вращения вала двигателя, |3 - 4000 |

|об/мин | |

|Наибольшая приведенная погрешность, %, не более |10 |

|Установочный зазор, мм |2 |

|Питание от сети переменного тока: |

|Напряжение, В, с содержанием гармоник до 5% |220 |

|Частота, Гц |50 |

|Потребляемая мощность, ВА, не более |50 |

|Габаритные размеры: |

|- преобразователя, мм |L = 180, D = 36 |

|- измерительного блока, мм |460 ( 200 ( 160 |

|Масса: |

|- преобразователя, кг |0,8 |

|- измерительного блока, кг |0,6 |

Структурная схема устройства для измерения эксцентриситета ротора,

(рис. 3.5), включает в себя вихревой преобразователь - 1 и блок измерения

5.

Вихревой преобразователь содержит катушку индуктивности 2 контура

автогенератора высокой частоты 3 генерирующего колебания с частотой f = 50

МГц.

Выход автогенератора 3 через линию связи 4 соединен с входом

измерительного блока.

Блок измерения содержит усилитель преобразователь 6, состоящий из

усилителя-ограничителя 7 и частотного детектора с линеаризатором 8. Это

позволяет линеаризировать зависимость выходного напряжения от изменения

зазора.

Выход усилителя преобразователя 6 соединен с входом пикового

детектора 10 и коммутатора «К». Один выход коммутатора «К» соединен с

входом пикового вольтметра 9, а второй с микроамперметром 11.

На выходе пиковых вольтметров сигнал, пропорциональный половине

двойного размаха эксцентриситета, измеряется микроамперметром 11,

самопишущим милливольтметром 12 типа КСП-4. Кроме того, с выхода пикового

вольтметра 10 сигнал поступает на вход сигнализатора превышения заданного

уровня величины эксцентриситета 13.

Работает устройство следующим образом.

При изменении величины зазора между катушкой L1, смотри

принципиальную электрическую схему (чертеж на ватмане), и поверхностью

металла ротора изменяется индуктивность контура генератора (VI, V2, V3,

V4), в результате чего изменяется собственная частота колебаний генератора.

Частотно-модульный сигнал (f = 10 МГц) по линии связи поступает на вход

усилителя -ограничителя частотного детектора.

После усиления и ограничения (V5, V6, V7) исключаются все ранее

внесенные амплитудные искажения в сигнал, несущий информацию о изменении

зазора. Далее сигнал поступает на частотный детектор (V8, V10), где

происходит детектирование модулированного по частоте высокочастотного

напряжения.

Низкочастотный сигнал, пропорциональный изменению зазора, усиливается

микросхемой А1 и поступает через коммутатор «К» на

пиковый вольтметр (А4, А6) для индикации на микроамперметре (РА) и,

минуя коммутатор «К», через пиковый вольтметр (А5, А7) на выход на

самопишущий милливольтметр.

Кроме того, сигнал с пикового вольтметра (А5, А7) поступает на

сигнализатор превышения заданного уровня величины эксцентриситета (А2,

V27), и (A3, V29).

Конструкция устройства

Вся электрическая схема собрана на печатной плате 1, которая

фиксируется в корпусе с помощью перегородки2, втулки переходной 7, кольца 5

и стопорного кольца 6.

Датчик выполнен в металлическом корпусе.

Конструкция блока имеет блочно-модульный принцип построения и состоит

из ряда унифицированных блоков и модулей, легко съемных и настраиваемых

отдельно от прибора.

Платы блока измерения размещены на выдвижном каркасе 1 в общем

корпусе с габаритами лицевой части 160 ( 200 и длинной 460 мм.

На лицевой стороне блока расположены измерительный прибор, клавиши

коммутации и сигнализации. На задней стенке размещены штепсельные разъемы

для подключения внешней связи, тумблер, предохранители сети питания и

клеммы для подключения самопишущих приборов, или разъема интерфейса

персонального компьютера с соответствующим переходным блоком.

Конструктивно блок измерения состоит из двух основных частей:

а) корпуса с крышкой;

б) каркаса.

Корпус выполнен сварным из листовой стали. С лицевой стороны корпус

имеет приведенную раму с двумя горизонтальными козырьками, к которым

крепится крышка с застекленным окном и вмонтированным замком. При установке

прибора в щите рама служит упором.

К наружным боковым поверхностям корпуса приварены планки с

отверстиями для упорных угольников крепления прибора на щите.

Крышка уплотняется эластичной прокладкой и запирается замком.

Внутри корпуса на боковых стенках приварены штампованные неподвижные

направляющие. В неподвижных направляющих помещены подвижные направляющие,

по которым шасси выдвигается из корпуса.

На выдвижном каркасе расположены все платы и элементы прибора.

Каркас конструктивно выполнен из передней и задней панелей

соединенных левой и правой рамами.

На рамах установлен силовой трансформатор и помещена кабельная часть

разъемов печатных плат.

В рамах по направляющим устанавливается 5 печатных плат:

- плата преобразователя «П»;

- плата пиковых вольтметров «ПК»

- плата компаратора «ПК»;

- плата блоков питания «БП».

В передней части каркаса, со стороны передней панели, установлена

плата коммутатора «К» с выводом клавишей коммутации на переднюю панель.

Порядок работы устройства приводится ниже

Блок измерения обеспечивает отсчет показаний по стрелочному

индикатору в микрометрах, а так же запись уровня эксцентриситета на

самопишущий милливольтметр, либо другую контрольную аппаратуру (возможно

подключение компьютера).

После включения кнопки «Зазор», стрелка индикатора должна находится в

середине (40-120 делений) шкалы. При необходимости установить рабочий зазор

преобразователя, приближая или удаляя

датчик с помощью микрометрического винта приспособления на

турбоагрегате или электродвигателе.

Далее следует включить кнопку «Х1мкм» и отсчитывать показания

эксцентриситета в мкм по шкале стрелочного индикатора. В случае большого

уровня эксцентриситета перейти на предел «Х2мкм» и показания прибора

удваивать.

[pic]

Рис. 3.5. Структурная схема устройства

3.5. Применение новых технологий по защите техники от коррозии

старения и биоповреждений

Эффективность использования подвижного состава, оборудования на

предприятиях горэлектротранспорта в большой мере обусловлена степенью их

защищенности от коррозии, старения и биологических повреждений [15].

Наибольший ущерб наносит коррозия. Так, при хранении техники на

открытых площадках скорость коррозии незащищенных деталей из

малоуглеродистых сталей достигает 200 г/м2 и более в год, в закрытых

помещениях - до 100 г/м2 в год.

В последнее время все больше внимания уделяется защите техники от

повреждающей деятельности живых организмов.

Мишенью биоповреждающего действия микроорганизмов (грибов и бактерий)

являются металл, краски, пластмассы, резина, ткань, кожа,

электрооборудование, нефтепродукты, древесина и изделия из нее. Считают,

что нет такого природного или искусственного материала, который бы рано или

поздно не повреждали микроорганизмы.

Аналогичная тенденция наблюдается и в отношении использования

конструкционных пластмасс. Правда, обладая большими достоинствами (малая

масса, прочность, низкие стоимость и трудоемкость изготовления и т. д.),

неметаллические материалы имеют характерный недостаток - склонность к

старению. Пластмассовые детали теряют свой первоначальный цвет,

деформируются, растрескиваются.

Стойкость полимерных материалов к старению обеспечивается, главным

образом, при их создании путем введения специальных добавок -

стабилизаторов.

Таким образом, наличие в конструкциях современных машин и механизмов

различных материалов при многофакторном воздействии на них окружающей среды

предопределяет необходимость защиты их не только от коррозии, но и от

старения и биологических повреждений.

Коррозия, старение и биологические повреждения полимерных и

неметаллических материалов - главные факторы, определяющие долговечность

изделий. Чем сложнее изделие, тем больше содержится в нем деталей и

агрегатов, выполненных из различных материалов, и тем труднее обеспечить

его защиту. Причины возникновения и особенности процессов коррозии,

старения и биоповреждений различны, следовательно, средства и способы

подавления этих процессов не могут быть едиными. В определенных условиях

получают даже обратный эффект: то, что способствует замедлению коррозионных

процессов металлов (относительная влажность ниже 30%) вызывает ускорение

деструкции полимерных материалов. Вместе с тем важно найти оптимальные

сочетания средств и способов, обеспечивающих комплексную защиту от двух и

даже трех перечисленных факторов. К средствам и способам комплексной защиты

относятся:

- использование при изготовлении технических изделий конструкционных

материалов, стойких к коррозии, старению и биоповреждениям;

- хранение технических изделий в замкнутых объемах с регулированием

состава окружающей среды (например, наполнение азотом) или показателей

относительной влажности и температуры среды; применение катодной защиты;

- применение средств консервации многоцелевого назначения (ингибиторы-

фунгициды, биостойкие консервационные масла и смазки и другие

нефтепродукты, биостойкие и противокоррозионные покрытия и т. п.);

- применение специальных защитных составов и покрытий для различных

условий эксплуатации (кремнийорганические гидрофобизирующие жидкости,

полимерные и лакокрасочные покрытия, модифицированные биоцидами или

ингибиторами-биоцидами;

- металлические и консервационные покрытия, получаемые из растворов

(электролитов),

Из полимерных легкосъемных и нефтяных пленочных покрытий, способных

защищать металл от коррозии и некоторые полимерные материалы от старения,

рекомендуется использовать НГ-224 и ХП-1

Для одновременного снижения коррозионных потерь и предотвращения

микробиологических повреждений и процессов старения эффективна

гидрофобизация поверхностей. Применяют гидрофобизирующие 3...5%-ные

растворы метилейликоната натрия, этилсиликоната натрия или

алюмометилсиликоната натрия с 5... 10-дневной выдержкой при 15...30°С.

Лучшие результаты в этом случае получают при обработке поверхностей с

хорошо развитой пористостью, например фосфатные, оксидные и хромовые

покрытия.

Лакокрасочные покрытия обладают повышенной биостойкостью, их

модифицируют путем введения в верхний слой биоцида.

Для одновременной защиты металлов от коррозии и полимерных материалов

от старения рекомендуется применять воднотатексные составы.

Виды коррозии и методы защиты.

Химическая коррозия - процесс взаимодействия металла со средой, не

проводящей электрического тока.

Электрохимическая коррозия - процесс взаимодействия металлов с

электролитами (водой или водными растворами кислот, щелочей и солей, а

также с неводными электролитами).

Атмосферная коррозия - коррозия металлов в атмосфере воздуха, а также

любого влажного газа,

Газовая коррозия металла происходит в газах при высоких температурах.

Этот вид коррозии металлов возникает при работе различных металлических

деталей и аппаратов (двигателей внутреннего

сгорания, элементов электронагревателей, газогенераторов, а также при

термической обработке металла).

Жидкостная коррозия металла происходит в жидкой среде: в

неэлектролите (органические растворители, жидкое топливо) и в электролите

(кислотная, щелочная, солевая, морская, речная коррозия, коррозия в

расплавленных солях и щелочах).

Коррозия металла в неэлектролитах, например в органических жидкостях,

не обладающих электропроводностью, представляет собой разновидность

химической коррозии.

Подземная коррозия - это коррозия металлов в почвах и грунтах.

Биокоррозия - особый вид коррозии, обусловленный жизнедеятельностью

микроорганизмов.

Контактная коррозия - электрохимическая, вызываемая контактом

металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите.

Коррозия может возникать и при контакте металла с неметаллом. В этом

случае она связана с выделением из неметалла коррозийно-активных

компонентов (например, при деструкции полимеров) или аккумулированием

неметаллическим материалом агрессивной среды.

Щелевая коррозия образуется в щелях и зазорах между двумя металлами,

а также в местах неплотного контакта металла с неметаллическим коррозийно-

инертным материалом. Щелевая коррозия возникает и при погружении металла в

электролит, и в атмосферных условиях. Наиболее чувствительны к щелевой

коррозии пассивирующиеся металлы (нержавеющие стали и алюминиевые сплавы).

Коррозия под напряжением образуется при одновременном воздействии

коррозионной среды на металл и механических напряжений.

Коррозионная эрозия подразделяется: на коррозию при трении -

коррозийно-механическое разрушение трущихся в агрессивной среде

деталей (подшипники, опоры валов и т. д.), фреттинг-коррозию -

коррозийно-механическое разрушение, вызываемое одновременным воздействием

коррозионной среды и трения при незначительных взаимных перемещениях

сопрягающихся материалов (втулки с прессовой посадкой, болтовые крепления и

др.), коррозийно-абразивный износ (разрушение металлической поверхности при

одновременном воздействии агрессивной среды и движущихся в ней абразивных

частиц).

Очень коварна межкристаллитная коррозия, характерная для некоторых

видов чугуна и нержавеющей стали. Она не дает внешних признаков

коррозионного разрушения, хотя металл теряет допустимую прочность.

Методы противокоррозионной защиты.

При выборе методов противокоррозионной защиты учитывают не только

особенности самого металла, но и условия его эксплуатации [15].

Используемые методы защиты от коррозии действуют главным образом в трех

направлениях: на металл, среду и защищаемую конструкцию. Наиболее широко

применяются такие методы воздействия на металл, как коррозийно-стойкое

легирование, термообработка, изоляция металла различными покрытиями

(лакокрасочными, полимерными, металлическими, неметаллическими

неорганическими, консистентными, жидкими смазками), использование

ингибиторов коррозии, а также электрохимической защиты. Воздействием на

среду стремятся снизить ее коррозионную агрессивность. Это достигается

применением так называемых инертных или защитных атмосфер; осушением

воздуха в замкнутых объемах, где находятся защищаемые изделия;

ингибированием или обескислороживанием окружающей среды.

Разнообразие методов противокоррозионной защиты предопределяет

широкий перечень применяемых противокоррозионных средств.

Защитные покрытия условно подразделяют на покрытия по назначению

(защитные, декоративные, специальные), по природе (неорганические,

органические, комбинированные), по методу нанесения (физические,

химические, электромеханические), по времени эксплуатации (временные,

постоянные, периодически возобновляемые).

К неорганическим покрытиям относят металлические (цинковые,

кадмиевые, хромовые, никелевые, медные) и неметаллические (конверсионные

стеклоэмалевые, стеклянные покрытия на основе вяжущих материалов).

Комбинированные покрытия представляют собой покрывные пленки

(металлические и неметаллические), включающие один и более слоев,

компонентов или фаз.

Перспективными комбинированными покрытиями для противокоррозионной

защиты конструкций, деталей, запчастей назначения являются металлизационно-

лакокрасочиые покрытия.

Цинковое покрытие, полученное путем погружения изделия в ванну с

расплавленным металлом, состоит из ряда слоев, представляющих сплав цинка с

основным металлом.

Алюминиевое покрытие, полученное металлизацией, хорошо защищает сталь

от коррозии в промышленной атмосфере и в атмосфере, содержащей сернистые

газы, а также в мягкой и горячей пресной воде, Защитные свойства повышаются

при пропитке покрытий растворами полимерных смол и при комбинировании с

лакокрасочными покрытиями.

Алюминиевое покрытие защищает от коррозии ответственные стальные

конструкции и сооружения, эксплуатирующиеся в атмосферных условиях, в воде,

а также в агрессивных парах и газах.

Фосфатное покрытие способно повышать адгезию лакокрасочных покрытий к

металлу. Обладает высокой стойкостью к воздействию горячих масел и

различных газов.

Хромовое (гальваническое) покрытие имеет высокую твердость,

износостойкость и стойкость при нагреве.

Медное (гальваническое) - легкополируемое пластическое покрытие.

Широко применяется в многослойных защитно-декоративных покрытиях.

Лакокрасочные материалы предназначены для создания защитных и

декоративных покрытий на металлических, деревянных, бетонных и других

поверхностях. К основным относят лаки, эмали, краски, грунтовки, шпатлевки

к вспомогательным - растворители, смывки, шлифовочные и полировочные пасты,

отвердители, мастики, герметики и другие составы для подготовки поверхности

к окрашиванию.

Пластификаторы - органические вещества, вводимые в пленкообразующую

основу для повышения эластичности пленок. Пластификаторы (хлоридный

парафин, касторовое, льняное и другие масла) должны быть совместимы с

пленкообразующими веществами, стойкими к действию солнечных лучей, кислот,

щелочей, растворов солей, речной и морской воды, Не иметь запаха, не быть

горючими.

Мастики - высоковязкие пастообразные составы, представляющие смесь

нефтяных битумов или каменноугольных песков с тонкоизмельченными

минеральными или органическими наполнителями.

Герметики. В автомобилестроении герметики используют: для уплотнения

ветровых оконных стекол и бензобаков;

Ингибиторы коррозии - эффективное средство противокоррозионной защиты

техники в различных условиях ее изготовления, эксплуатации и хранения.

Контактные ингибиторы - это химические соединения обеспечивающие

защиту от коррозии только при нанесении их на металлическую поверхность.

Промышленность выпускает противокоррозионные бумаги нескольких марок

в зависимости от вида, содержания ингибитора и массы бумаги-основы. Их

применение особенно целесообразно для временной защиты запасных частей в

отапливаемых и неотапливаемых складских помещениях.

Перспективным способом консервации техники является использование

консервационно-упаковочною средства - ингибированных полимерных пленок

(ИПП) и радиационно-модифицированных термоусаживающихся материалов.

Консервационные смазки ценны тем, что их можно наносить на любые

поверхности без предварительной, подготовки последних (очистки, грунтовки и

т. д.),

Ингибированные пленочные покрытия - особый класс консервационных

материалов с широкой номенклатурой составов, основой которых обычно

являются нефтепродукты.

В практике противокоррозионной защиты техники все большее признание

получают модификаторы ржавчины. Их использование позволяет в ряде случаев

упростить технологию окрашивания, снизить трудоемкость, улучшить условия

труда, предотвратить загрязнение окружающей среды, повысить долговечность

лакокрасочных покрытий, уменьшить расход ЛКМ.

Модификаторы ржавчины - это соединения, принцип действия которых

состоит в преобразовании продуктов коррозии в защитный слой химически

стойких, нерастворимых а воде соединений, обладающих высокой прочностью

сцепления с поверхностью металла.

Микрокристаллические воски, представляющие собой смесь твердых

углеводородов, парафинов, церезинов, изопарафинов и нафтенов, обладают

хорошей водоотталкивающей способностью, малой газо- и паропроницаемостью,

низкой стоимостью.

Эффективный метод защиты изделий от коррозии - комбинированные

металлизационно-лакокрасочные покрытия, которые обеспечивают

продолжительные сроки службы (десятки лет) техники в различных

климатических зонах в условиях воздействия агрессивных сред.

Фосфатирование - это химический процесс образования на поверхности

металла пленки нерастворимых в воде фосфатов, которая увеличивает срок

службы лакокрасочных покрытий, улучшает сцепление с металлом и замедляет

развитие коррозии в местах нарушения лакокрасочной пленки.

Пассивирование. Обработка деталей в пассивизирующем растворе приводит

к образованию слоя, препятствующего развитию коррозии и способствующего

продлению срока службы лакокрасочного покрытия.

Старение полимерных материалов.

К факторам, способным вызывать старение полимерных материалов,

относят тепловое, световое и ионизирующее излучения, физически и химически

активные среды, живые организмы и продукты их жизнедеятельности, различные

механические нагрузки, наличие в самом материале слабых связей в

макромолекулах, трещин, внутренних напряжений и пр.

В связи с этим старение подразделяют на термическое, световое,

химическое (окислительное, озонное), радиационное, биологическое,

электрическое, ультразвуковое, абляционное и старение при механических

воздействиях.

Термическое старение - старение полимерного материала при воздействии

температуры.

Световое старение - старение полимерных материалов и изделий под

действием света (в климатических условиях световое старение - доминирующий

процесс).

Химическое старение - старение полимерных материалов и изделий при

воздействии химически агрессивных сред.

Окислительное старение - старение полимерных материалов и изделий при

воздействии кислорода.

Озонное старение - старение полимерных материалов и изделий под

воздействием озона, одно из разновидностей химического старения.

Биологическое старение-старение полимерных материалов и изделий под

действием живых организмов и продуктов их жизнедеятельности. Наибольшее

влияние на процессы старения оказывают микроорганизмы - микрогрибы и

бактерии.

Биоповреждения и старение полимеров - взаимосвязанные процессы. Не

только биоповреждения ускоряют процессы старения, но и по мере старения у

полимеров снижается стойкость к воздействию биофакторов.

Старение при механических воздействиях - это старение полимерных

материалов и изделий, вызываемое действием статических и динамических

нагрузок.

К значительному разрушению резин вследствие старения приводят

многократные деформации (утомление), когда развиваются не окислительные, а

инициированные термические процессы.

Абляционное старение - разрушение полимерного материала,

сопровождающееся уносом его массы при воздействии горячего газового потока,

жидкости или твердых частиц.

Защита от старения.

К методам защиты полимеров от старения относят: введение наполнителей

(наполнение); введение пластификаторов (пластификация); введение пигментов

и красителей; введение стабилизаторов (светостабилизаторов, антиоксидантов,

антиозонантов, противоутомителей, антирадов и применение защитных пленок и

пропиток; прочие методы (применение специальных конструкций изделий,

изменение режимов эксплуатации и т.д.).

Пластификация оказывает положительное воздействие на механические

повреждения. Пластификаторы увеличивают взаимоподвижность и эластичность

полимерных цепочек, тормозят процессы воздействия внешней среды.

Пигменты и красители - составная часть полимерных материалов, активно

участвующая в химических процессах предупреждения старения. Например,

поглощая активную часть спектра, они способствуют снижению

светочувствительности резин, поливинлхлоридных композиций и ряда других

материалов.

Применение защитных пленок и пропиток - широко распространенный метод

защиты полимерных материалов и изделий из них при эксплуатации и хранении.

Пленки и пропитки создают дополнительное поверхностное экранирование

материалов от воздействия света или доступа кислорода воздуха, в результате

чего замедляются окислительные процессы.

Биоповреждения.

Под биоповреждением понимают повреждение объектов, вызываемое живыми

организмами или биофалторами (биоагентами).

До последнего времени этой проблеме уделялось недостаточно внимания.

Однако всевозрастающий материальный ущерб от деятельности различных видов

живых организмов заставил расширить масштабы научно-теоретических

исследований и прикладных работ по изысканию эффективных средств и методов

защиты от биоповреждений различных промышленных материалов, технических

изделий, строительных сооружений, конструкций и других объектов народного

хозяйства.

Живые организмы разрушают материалы и изделия, ухудшают их

технологические характеристики и свойства, затрудняют работу.

Решение проблемы защиты от биоповреждений позволяет повысить ресурсы

эксплуатируемой техники и сооружений, сэкономить сырьевые материалы и более

рационально их использовать.

Биоагенты - деструкторы материалов.

К биоагентам относятся бактерии, актиномицеты, грибы, а также

насекомые, грызуны и др.

Известно несколько групп бактерий, являющихся причиной биоповреждений

многих материалов: сульфатредуцирующие, сероокисляющие, аммонифицирующие,

нитрофицирующие и др.

Грибы - обширное сообщество растительных организмов, составляющих

более 100 тыс. видов. Среди грибов, вызывающих биоповреждения различных

материалов, изделий и сооружений, описано около трехсот видов.

Насекомые - разрушители древесины. Известно большое разнообразие

видов насекомых, способных разрушать древесину. Некоторые из них (короеды,

златки, усачи, сверлила-рогохвосты) поселяются преимущественно на

свежезаготовленной неокоренной древесине, другие (точильщики, домовые

усачи, древогрызы, ложнокороеды, слоники-трухляки, термиты, морские

древоточцы) способны поражать заготовленную древесину без коры или готовые

деревянные конструкции.

Биостойкость материалов.

Биостойкость лакокрасочных материалов, пластмасс, резины, текстильных

изделий, древесины, бумаги и нефтепродуктов имеет свои особенности.

Грибостойкость лакокрасочных материалов зависит от многих факторов:

химического состава рецептур, наличия внешних загрязнений в процессе их

приготовления, качества упаковки окрашенных изделий, климатических условий,

наличия контакта с деталями, пораженными микроорганизмами, степени старения

покрытия, состава окружающей среды.

В одном и том же классе лакокрасочных материалов, содержащих

различные отвердители, обнаруживается разница в грибоустойчивости покрытий.

Например, более устойчивы покрытия на основе эпоксидных смол с

эпокситиоколуретаном, полиэтиленполиамином, гексаметилендиамином и

полиамидом в качестве отвердителя; менее грибоустойчивы - эпоксидные с

отвердителями полиизоцианатами.

Помимо химического состава, большое значение имеют и физические

свойства пленки, такие, как твердость, гигроскопичность. Так, масляные

краски и краски, приготовленные на основе фенольных смол, особенно быстро

впитывают влагу и поэтому плесневеют.

Контакт пластмасс с микроорганизмами, особенно с плесенью, приводит

через некоторое время к появлению на них неисчезаемых пятен, к потере

прозрачности и ухудшению физико-механических свойств, электрических и

оптических характеристик.

Резины подобно пластмассам представляют собой смеси различных

компонентов на основе высокомолекулярных соединений. Многокомпонентность

резин, достигающая иногда 15...20 ингредиентов, предопределяет ее

недостаточную устойчивость к воздействию микроорганизмов. В результате

такого воздействия резинотехнические изделия (РТИ) растрескиваются,

понижают электросопротивление, теряют герметизирующую способность. При этом

снижаются оптические и противокоррозионные свойства контактирующих с

резиной материалов и, наконец, ухудшается внешний вид изделий из-за

появления слизистых цветных (черных, красных, белых) пятен.

На поверхности материалов совместно с грибами можно обнаружить и

другие группы микроорганизмов: бактерии (кокки, неспороносные бактерии,

бациллы), дрожжи, актиномицеты.

По самой своей природе большинство текстильных изделий являются

питательной средой для разных видов микроорганизмов, поэтому без

специальных мер защиты они даже в сравнительно хороших условиях

эксплуатации на открытом воздухе (при транспортировке или хранении на

складе) быстро подвергаются плесневению и другим видам микробиологических

повреждений. По силе разрушительного воздействия на текстиль первое место

занимают плесневые грибы, затем бактерии и актиномицеты.

Наиболее уязвима к действию микроорганизмов, особенно грибов,

древесина. Известно более 100 видов грибов-разрушителей древесины, которых

классифицируют по следующим группам: плесневые, деревоокрашивающие,

дереворазрушающие (домовые, почвенные, атмосферные, аэроводные).

Книги, документация, упаковочная бумага и т. п. могут быстро

приходить в негодность при воздействии микроорганизмов и особенно грибов.

Бумага грибами заражается во время транспортирования, хранения, переработки

в помещениях. Споры грибов переносятся воздушными течениями, поступают с

другими материалами, заносятся людьми. Прорастая, споры грибов разрушают

волокна бумаги, вызывают появление пятен.

Низкая стойкость нефтепродуктов (топлив, смазочных масел, пластичных

смазок) обусловлена их углеводородным составом. Активному развитию

микрофлоры (бактерий и микроскопических грибов) в нефтепродуктах

способствует даже незначительное наличие воды, а также различных примесей и

загрязнений, содержащих азот, серу или фосфор, которые наряду с

углеводородами микроорганизмы используют в качестве питательной среды.

Особенно нестойки к микроорганизмам дизельные топлива. В топливе, не

содержащем воды, микроорганизмы не развиваются, но могут оставаться

жизнеспособными в течение продолжительного времени.

Воздействию микроорганизмов подвержены как смазочные, так и

консервационные масла.

Микроорганизмы изменяют многие свойства масел, увеличивают их

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7