Надежность зданий и сооружений
Информация - Строительство
Другие материалы по предмету Строительство
КМодносторонняя4,750128135155двухсторонняя9,597260270305межкристаллитная5555555555С защитой покрытием Znодносторонняя4,550112125132двухсторонняя9105230260290межкристаллитная5555555555C дополнительной защитой ЛКМодносторонняя2,7308090105двухсторонняя5,562170190210межкристаллитная5555555555В контакте с пористым утеплителем для сэндвич панелей трехслойныходносторонняя8,282215360390двухсторонняя15167425702865межкристаллитная6565656565
Прочность конструкций для первых двух типов коррозий описывается выражением:
(3.6)
где: - скорость коррозионного процесса, мм/год;
- время дислокации изделия;
- толщина материала изделия.
Механизм реакций взаимодействия материала со средой учитывается дополнительно в зависимости от химического состава материала и вида обмена (химическая или электрохимическая коррозии). Для определения численных значений скорости коррозии необходимо знание состава материала. Скорости коррозии по составу приводятся в таблице 3.3.
Изменение прочности конструкций вследствие химической коррозии определяется выражением:
(3.7)
где: - скорость химической реакции в функции температуры и влажности;
- отношение масс химического компонента к массе материала.
Коррозия является химической, если после разрыва металлической связи атомы металла непосредственно соединяются химической связью с теми атомами или группами атомов, которые входят в состав окислителей, отнимающих валентные электроны металла.
Химическая коррозия возможна в любой коррозионной среде, однако чаще всего она наблюдается в тех случаях, когда коррозионная среда не является электролитом (газовая коррозия, коррозия в неэлектропроводных органических жидкостях).
Скорость коррозии чаще всего определяется диффузией частиц металла и окислителя через поверхностную плёнку продуктов коррозии.
Явления диффузии, конвекции и внутреннего трения относятся к явлениям направленного переноса массы. В результате беспорядочного движения микрочастиц и соударений между микрочастицами происходит непрерывное изменение энергии микрочастиц. Если существует пространственная неопределенность плотности, температуры или скорости упорядоченного движения отдельных слоев вещества, то на тепловое движение накладывается упорядоченное движение, которое выравнивает неоднородности вещества. Упорядоченное движение относят к явлениям переноса.
Явление теплопроводности описывается уравнениями Фурье:
(3.8)
где: - изменение количества тепла в единицу времени;
- коэффициент теплопроводности;
- градиент температуры по нормали к поверхности;
- площадка, через которую происходит перенос тепла.
Согласно элементарной кинетической теории значение коэффициента теплопроводности определяется выражением:
(3.9)
где: - средняя скорость теплового движения молекул вещества;
- средняя длина свободного пробега молекул вещества;
- плотность вещества;
- удельная теплоемкость вещества при постоянном объеме.
В результате можно определить скорость изменения массы в единицу времени.
Изменение прочности конструкций вследствие химической теплопроводности определяется выражением:
(3.10)
где: - скорость изменения массы в функции температуры и влажности;
- отношение массы вещества к начальной массе материала.
Явление внутреннего трения связаны с внешними и внутренними процессами движения. Подробно влияние внутреннего трения рассматривалось в разделе неравновесная термодинамика. Внутреннее трение также приводит к процессам потери массы.
Изменение прочности конструкций вследствие внутреннего трения определяется выражением:
(3.11)
где: - скорость изменения массы в результате внутреннего трения в функции температуры и влажности;
- отношение массы текущей вещества к начальной массе материала.
Диффузия частиц вещества происходит:
вследствие температурного окисления большинства металлов газами и жидкостями;
вследствие растворения или испарения поверхностной плёнки (высокотемпературное окисление W или Mо), её растрескивания (окисление Nb при высоких температурах);
вследствие конвективной доставки окислителя из внешней среды (при очень малых его концентрациях).
Процессы диффузии неразрывно связаны с определениями химических превращений,
Как и в предыдущих случаях, диффузия приводит к изменению массы материала, а в конструкциях к изменению прочности в единицу времени .
Коррозия является электрохимической, если при выходе из металлической решётки образующийся катион вступает в связь не с окислителем, а с другими компонентами коррозионной среды; окислителю же передаются электроны, освобождающиеся при образовании катиона.
Если поверхность однородна, то катодные и анодные процессы равновероятны по всей её площади; в таком идеальном случае коррозию называют гомогенно-электрохимической (отмечая, таким образом, отсутствие какой-либо неоднородности в распределении вероятности электрохимических процессов в любой точке поверхности, что, конечно, не исключает термодинамической гетерогенности взаимодействующих фаз). В действительности на металлических поверхностях существуют участки с различными условиями доставки реагирующих компонентов, с разным энергетическим состоянием атомов или с различными примесями. На таких участках возможно более энергичное протекание либо анодного, либо катодного процессов, и кор?/p>