Distrugerea este un proces extrem de complex, în mai multe etape, controlat de un număr mare de factori. În funcție de condițiile în schimbare, pot fi obținute caracteristici foarte diferite ale procesului de distrugere. Complexitatea și ambiguitatea fenomenului este evidențiată de faptul că nu există o definiție general acceptată a distrugerii și o clasificare general acceptată a tipurilor de distrugere.

În general, defecțiunea mecanică poate fi definită ca orice modificare a dimensiunii, formei sau proprietăților materialului unei structuri, mașini sau piese individuale, în urma căreia își pierde capacitatea de a-și îndeplini în mod satisfăcător funcțiile. Pe baza acestui fapt, tipul de distrugere poate fi definit ca un proces fizic sau mai multe procese interdependente care conduc la distrugere.

Să luăm în considerare cele mai cunoscute încercări de a clasifica tipurile și tipurile de distrugere.

Prof. Starkey (W. L. Starkey) de la Universitatea de Stat. Ohio a propus un sistem de clasificare a tuturor tipurilor posibile de distrugere. Acest sistem se bazează pe luarea în considerare a trei factori: (1) natura distrugerii, (2) cauzele distrugerii și (3) locația distrugerii. Acești factori sunt definiți în detaliu mai jos. Fiecare tip individual de distrugere este caracterizat de modul în care se manifestă distrugerea, de ce o provoacă și de unde are loc. Folosind diferite combinații ale acestor factori, pot fi specificate literalmente sute de tipuri de defecțiuni. Pentru a explica mai detaliat esența acestui sistem de clasificare, vom dezvălui conținutul fiecăruia dintre acești trei factori.

Pe baza naturii distrugerii, pot fi distinse patru clase (iar unele dintre ele pot consta din subclase):

• 1. Deformare elastică.
• 2. Deformare plastică.
• 3. Rupere sau separare în părți.
• 4. Schimbare materială: (A) metalurgică; (B) chimică; (C) nucleare.

În funcție de cauzele distrugerii, pot fi definite patru clase:

• 1. Sarcini: (A) constantă; (B) instabil; (C) ciclic; (D) aleatoriu.
• 2. Timp de proces: (A) foarte scurt; (B) mic; (C) continuu.
• 3. Temperaturi: (A) scăzute; (B) interior; (C) a crescut; (D) stabilit; (E) instabil; (F) ciclic; (G) aleatoriu.
• 4. Influențe ale mediului: (A) chimice; (B) nucleare.

La locul distrugerii, există două tipuri de distrugere: (A) volumetrică; (B) superficial.

Pentru a descrie cu exactitate orice tip de distrugere, este necesar să selectați caracteristicile procesului din lista specificată, fără a pierde din vedere vreunul dintre cei trei factori principali. De exemplu, pentru a descrie fractura, puteți alege deformarea plastică ca manifestare caracteristică, sarcina în stare de echilibru și temperatura camerei ca cauze și tipul de fractură volumetrică. Astfel, acest tip de defecțiune poate fi definit ca deformare plastică volumetrică sub influența unei sarcini constante la temperatura camerei. Acest tip de defecțiune se numește de obicei flux. Rețineți, totuși, că termenul flux definește de obicei nu numai tipul specificat de distrugere: acest termen are o semnificație mai generală.

Folosind clasele și subclasele enumerate ale celor trei factori principali care determină tipul de distrugere, pot fi definite multe alte tipuri de distrugere. Lista dată de caracteristici ale procesului de distrugere necesită explicații și specificații suplimentare, în special în ceea ce privește cele mai periculoase tipuri de distrugere. Douăzeci și trei de astfel de tipuri de distrugere sunt enumerate mai jos.

Următoarea listă conține cele mai frecvente tipuri de distrugere întâlnite în practică. Privind această listă, veți observa că unele tipuri de distrugere sunt procese simple, în timp ce altele sunt fenomene complexe. De exemplu, în această listă, coroziunea și oboseala sunt indicate ca tipuri de distrugere, iar împreună cu aceasta, oboseala prin coroziune este indicată ca un alt tip de distrugere. Acest lucru se realizează deoarece atât coroziunea, cât și oboseala au adesea un impact semnificativ asupra comportamentului structurilor, iar mecanismele lor de acțiune sunt interdependente. Aceasta înseamnă, de exemplu, că în oboseala prin coroziune, coroziunea accelerează procesul de oboseală, iar acțiunea sarcinilor ciclice de oboseală, la rândul său, accelerează procesul de coroziune. Următoarea listă conține toate tipurile de defecțiuni mecanice observate în mod obișnuit.

• 1. Deformare elastică cauzată de sarcinile externe și (sau) temperatură.
• 2. Fluiditate.
• 3. Brineling.
• 4. Fractură ductilă.
• 5. Fractură fragilă.
• 6. Oboseala: (A) multiciclu; (B) ciclu scăzut; (C) termică; (D) superficial; (E) percuție; (F) coroziv; (Q) oboseală provocată.
• 7. Coroziune: (A) chimică; (B) electrochimic; (C) fantă; (D) punctat (pitting); (E) intercristalin; (F) leșiere selectivă; (G) eroziv; (N) cavitație; (I) deteriorarea hidrogenului; (J) biologic; (K) coroziune la tensiune.
• 8. Purtați: (A) adeziv; (B) abraziv; (C) coroziv; (D) oboseala suprafeței; (E) deformațional; (F) percuție; (G) uzură cu frecvență.
• 9. Defectarea impactului: (A) ruperea impactului; (B) deformare la impact; (C) uzura la impact; (D) fretting impact; (E) oboseala de impact.
• 10. Fretting: (A) oboseală prin fretting; (B) uzură prin frecare; (C) coroziunea prin frecare.
• 11. Creep.
• 12. Relaxare termică.
• 13. Rupere în timpul fluajului pe termen scurt.
• 14. Insolație.
• 15. Lipirea și prinderea.
• 16. Evadare
• 17. Daune cauzate de radiații.
• 18. Bombare.
• 19. Flambarea în timpul fluajului.
• 20. Coroziune sub tensiune.
• 21. Uzură corozivă.
• 22. Oboseala de coroziune.
• 23. Târâtoare de oboseală.

Mai jos este o scurtă definiție cu explicații corespunzătoare ale tipurilor de defecțiuni mecanice.

Deformare elastică cauzată de sarcini externe și (sau) temperaturi. Acest tip de defecțiune apare atunci când deformarea elastică (reversibilă) a unui element, care are loc sub acțiunea sarcinilor operaționale și a temperaturilor, devine atât de mare încât elementul își pierde capacitatea de a-și îndeplini funcția prevăzută.

Randamentul are loc atunci când deformarea plastică (ireversibilă) a unui element plastic, care are loc sub acțiunea sarcinilor operaționale, devine atât de mare încât elementul își pierde capacitatea de a-și îndeplini funcțiile prevăzute.

Brineling, sau defectarea indentării, apare atunci când forțele statice în punctul de contact al suprafețelor curbe duc la apariția unor deformații plastice locale în unul sau ambele elemente de contact, având ca rezultat o modificare ireversibilă a formei suprafeței. De exemplu, dacă un rulment cu bile este încărcat static, astfel încât bila este presată în cursă, deformându-l plastic, atunci suprafața pistei devine ondulată. Odată cu utilizarea în continuare a rulmentului, pot apărea vibrații inacceptabile, zgomot și supraîncălzire, adică distrugerea acestuia este evidentă.

Ruptura ductilă apare atunci când deformarea plastică a unui element ductil atinge o asemenea magnitudine încât se separă în două părți. Fractura apare ca urmare a procesului de nucleare, contopire și propagare a porilor interni; suprafața fracturii este netedă și ondulată.

Ruptura fragilă apare atunci când deformarea elastică a unui element dintr-un material fragil atinge o asemenea magnitudine încât legăturile interatomice primare sunt distruse și elementul este împărțit în două sau mai multe părți. Defectele interne și fisurile rezultate se răspândesc rapid până la distrugerea completă; Suprafața de distrugere este neuniformă și granulară.

Termenul de oboseală este folosit pentru a desemna o defecțiune sub forma unei separări bruște neașteptate a unei părți sau a unui element al unei mașini în două sau mai multe părți ca urmare a acțiunii sarcinilor ciclice sau deformațiilor pe o perioadă de timp. Fractura are loc prin inițierea și propagarea unei fisuri, care, după ce atinge o anumită dimensiune critică, devine instabilă și crește rapid, provocând distrugere. Sarcinile și tensiunile sub care se produce de obicei defectarea prin oboseală sunt mult mai mici decât cele care duc la defecțiuni în condiții statice. Când mărimile sarcinilor și deplasărilor sunt de așa natură încât defectarea are loc după mai mult de 10.000 de cicluri, fenomenul este de obicei numit oboseală de ciclu înalt. Când magnitudinea sarcinilor și deplasărilor sunt de așa natură încât defectarea are loc în mai puțin de 10.000 de cicluri, fenomenul se numește oboseală cu ciclu scăzut.

Atunci când într-o piesă apar sarcini ciclice și deformații ca urmare a unui câmp de temperatură în schimbare ciclică, fenomenul este de obicei numit oboseală termică. O defecțiune numită oboseală de suprafață apare de obicei în prezența suprafețelor de contact rotative. Se manifestă sub formă de stropire, fisurare și ruptură a suprafețelor de contact ca urmare a acțiunii tensiunilor de contact, sub influența cărora apar tensiuni tangenţiale ciclice maxime la o adâncime mică în apropierea suprafeţei. Aceste tensiuni determină apariția fisurilor pe suprafață, determinând separarea unor particule de material. Acest fenomen este adesea considerat un tip de uzură. Oboseala la impact, oboseala prin coroziune și oboseala prin frecare vor fi descrise mai jos.

Coroziunea este un termen folosit pentru a desemna o clasă largă de tipuri de distrugeri în care o parte sau un element al unei mașini își pierde capacitatea de a-și îndeplini funcția din cauza deteriorării nedorite a materialului ca urmare a interacțiunii chimice sau electrochimice cu mediul. Defecțiunea prin coroziune apare adesea în interacțiunea cu alte moduri de defecțiune, cum ar fi uzura sau oboseala. Dintre numeroasele tipuri de coroziune, notăm următoarele. Coroziunea chimică pare a fi cel mai comun tip de coroziune datorită contactului direct al suprafeței unei piese cu un mediu coroziv. Coroziunea chimică are loc mai mult sau mai puțin uniform pe întreaga suprafață expusă a piesei. Coroziunea galvanică apare atunci când două metale diferite fac parte dintr-un circuit electric care este completat de o soluție sau peliculă de electrolit sau un mediu coroziv.

Coroziunea în crăpături este un proces în mare măsură localizat, cu curgere rapidă, în crăpături, fisuri sau îmbinări, adică în locurile în care sunt reținute cantități mici de soluție în contact cu metalul corodant. Coroziunea prin pitting este un atac localizat care are ca rezultat formarea de depresiuni și gropi pe suprafața metalului. Coroziunea intercristalină se caracterizează prin efecte localizate la granițele unor aliaje de cupru, crom, nichel, aluminiu, magneziu și zinc după un tratament termic sau sudare necorespunzătoare. Formarea celulelor galvanice locale în care se depun produse de coroziune duce la o scădere semnificativă a rezistenței materialului ca urmare a coroziunii intercristaline.

Leșierea selectivă este un proces de coroziune care îndepărtează un element dintr-un aliaj. Printre exemple se numără procesele de dezincificare a alamei și grafitizarea fontei. Coroziunea prin eroziune este un proces chimic rapid în care, ca urmare a acțiunii substanțelor abrazive sau a fluxurilor de materiale vâscoase pe suprafața materialului, materialul proaspăt, neprotejat este expus constant în punctul de contact cu mediul coroziv. Coroziunea prin cavitație apare atunci când, sub influența presiunii aburului, bulele și cavitățile dintr-un lichid izbucnesc la suprafața vasului sub presiune, ducând la îndepărtarea particulelor de material și permițând mediului corosiv accesul la material proaspăt, neprotejat.

Deteriorarea hidrogenului, deși nu este în sine un tip de coroziune, este cauzată de acesta. Acest tip de deteriorare include saturația cu hidrogen, fragilizarea cu hidrogen și decarburarea. Coroziunea biologică este procesul de coroziune datorat activității organismelor vii, și anume proceselor de absorbție a alimentelor și de eliberare a deșeurilor. Deșeurile sunt acizi și hidroxizi corozivi. Coroziunea sub tensiune este un tip foarte important de coroziune (va fi discutată separat mai jos).

Uzura este procesul nedorit de schimbare treptată a dimensiunii datorită eliminării particulelor individuale de pe suprafețele de contact pe măsură ce acestea se mișcă, de obicei alunecând, unele față de altele. Uzura este în principal rezultatul acțiunii mecanice. Acesta este un proces complex, sau mai degrabă chiar un număr de procese diferite care pot avea loc atât independent, cât și interconectat. Rezultatul acestor procese este îndepărtarea materialului de pe suprafețele de contact din cauza interacțiunii complexe a forfecelor locale, a indentărilor, sudării materialului, a rupurilor și a altor mecanisme.

Uzura adezivă apare ca urmare a acțiunii unor presiuni locale mari, sudării rugozităților suprafeței între ele, deformarii plastice ulterioare care se produce în timpul mișcării relative a acestora, distrugerea aderenței locale a rugozităților, îndepărtarea sau transferul metalului. În cazul uzurii abrazive, particulele sunt îndepărtate de pe o suprafață ca urmare a acțiunii de tăiere sau zgâriere a neregularităților pe suprafețele mai dure de contact sau a particulelor dure prinse între suprafețe. Când apar simultan condiții atât pentru uzura adeziv cât și abrazivă și coroziune, aceste procese interacționează între ele și are loc uzura corozivă.

Uzura prin oboseală superficială este uzura suprafețelor curbe care se rotesc sau alunecă unele față de altele. În acest caz, ca urmare a acțiunii tensiunilor tangențiale ciclice la o adâncime mică în apropierea suprafeței, apar microfisuri care ajung la suprafață, macroparticulele de material se desprind și se formează gropi la suprafață. Uzura prin deformare apare ca urmare a deformării plastice repetate a suprafețelor de uzură, ducând la formarea unei rețele de fisuri, în timpul creșterii și asocierii căreia se formează particule de uzură. Uzura prin deformare este adesea observată sub sarcini de impact. Uzura la impact are loc atunci când se produce deformarea elastică repetată în timpul sarcinilor de impact, formând o rețea de fisuri care cresc în același mod ca în timpul oboselii suprafeței. Uzura prin fretare este descrisă mai jos.

Defecțiunea la impact are loc atunci când, ca urmare a sarcinilor tranzitorii, apar astfel de solicitări sau deformații într-o piesă încât piesa nu mai poate îndeplini funcția prevăzută. Fractura apare ca urmare a interacțiunii undelor de stres și deformare rezultate din aplicarea dinamică sau bruscă a sarcinilor. Interacțiunea undelor poate duce la apariția unor tensiuni și deformații locale de multe ori mai mari decât cele rezultate din aplicarea statică a acelorași sarcini. Dacă magnitudinea tensiunii și a deformării este astfel încât piesa este împărțită în două sau mai multe părți, atunci există o ruptură la impact. Dacă un impact are ca rezultat deformații elastice sau plastice inacceptabile, această defecțiune se numește deformare prin impact. Dacă în timpul impacturilor repetate apar deformații elastice ciclice, având ca rezultat apariția unei rețele de fisuri de oboseală, cu creșterea căreia se observă fenomenul de oboseală a suprafeței descris anterior, atunci procesul se numește uzură la impact.

Dacă fretarea apare ca urmare a unor mici deplasări transversale relative a două suprafețe la impact, care pot fi cauzate de deformații transversale sau de acțiunea unor componente aleatorii ale vitezei laterale mici, atunci distrugerea se numește fretting de impact. Oboseala la impact apare atunci când defectarea are loc sub sarcini repetate de impact datorită formării și propagării fisurilor de oboseală.

Fretarea poate apărea pe suprafața de contact a două corpuri solide presate unul împotriva celuilalt prin forță normală și care efectuează mișcări ciclice de amplitudine mică unul față de celălalt. Fretarea apare de obicei la îmbinări în care nu ar trebui să existe mișcare, dar ca urmare a sarcinilor de vibrație sau a deformărilor, deplasări ciclice minore mai există. De obicei, particulele de material care se desprind în timpul frecării sunt reținute între suprafețele de contact, deoarece deplasările lor relative sunt mici.

Oboseala prin fretare este defectarea prematură la oboseală a unei piese de mașină supusă sarcinilor ciclice sau deformațiilor în condiții propice fretting. Deteriorări ale suprafeței și microfisuri rezultate din fretting. joacă rolul de nuclee de fisuri de oboseală, ca urmare a creșterii cărora se produce cedarea la oboseală sub astfel de sarcini care nu ar provoca distrugere în alte condiții. Oboseala prin frecare este un tip de eșec foarte periculos și insidios, deoarece frecarea apare de obicei la articulații care nu pot fi observate și duce la o defecțiune prematură sau chiar neașteptată (brută) catastrofală.

Uzura prin frecare se observă atunci când modificările dimensiunilor pieselor în contact ca urmare a frecării devin inacceptabil de mari sau astfel încât apar concentratoare de tensiuni și tensiunile locale depășesc nivelul permis. Coroziunea prin frecare apare atunci când, ca urmare a frecării, proprietățile materiale ale unei piese se deteriorează atât de mult încât aceasta nu își poate îndeplini funcțiile.

Defecțiunea prin fluaj apare atunci când deformarea plastică a unei mașini sau a unui element structural, acumulată în timp sub presiune și temperatură, are ca rezultat modificări dimensionale astfel încât elementul nu își poate îndeplini în mod satisfăcător funcția prevăzută. Procesul de fluaj poate fi în general împărțit în trei etape: (1) fluaj tranzitoriu sau primar, în timpul căruia rata de deformare scade; (2) fluaj în stare staționară sau secundară, în timpul căruia viteza de deformare este în esență constantă și (3) fluaj terțiar, în timpul căreia rata de deformare a fluajului crește (adesea destul de rapid) până la cedare. Acest tip de defecțiune este adesea numit eșec de fluaj. Dacă o astfel de distrugere va avea loc sau nu, depinde de natura schimbării stresului și a temperaturii în timp.

Relaxarea termică se observă atunci când, în timpul procesului de fluaj, care duce la relaxarea unei piese precomprimate sau deformate, dimensiunile acesteia se modifică astfel încât piesa nu mai poate îndeplini funcția propusă. De exemplu, dacă șuruburile precomprimate ale unui vas sub presiune care funcționează la temperaturi ridicate se relaxează din cauza fluajului, astfel încât sarcina de la presiunea maximă depășește preîncărcarea și etanșarea conexiunii este ruptă, se spune că șuruburile eșuează din cauza relaxării termice.

Ruptura în timpul fluajului pe termen scurt este strâns legată de procesul de fluaj, cu toate acestea, dependența de stres și temperatură în timp este astfel încât elementul este împărțit în două părți. În acest caz, tensiunile și temperaturile, de regulă, sunt de așa natură încât perioada de fluaj în stare de echilibru este foarte scurtă sau complet absentă.

Șocul termic apare atunci când gradienții câmpului de temperatură care apar în piesă sunt atât de mari încât, datorită modificărilor de temperatură, începe deformarea fluidității sau distrugerea.

Griparea se observă atunci când două suprafețe alunecând una peste cealaltă sunt supuse unor astfel de sarcini și temperaturi, iar viteza de alunecare, lubrifierea și condițiile de mediu sunt de așa natură încât, ca urmare a deformării plastice semnificative a rugozității suprafeței, acțiunea lor de sudare, rupere și zgâriere. , are loc distrugerea semnificativă a suprafeței și transferul de metal de la o suprafață la alta. Griparea poate fi considerată un proces foarte intens de uzură a adezivului. Atunci când aceste procese duc la o slăbire semnificativă a conexiunii sau, dimpotrivă, la sechestrare, se spune că conexiunea eșuează ca urmare a gripării. Prinderea este, în esență, un proces de blocare intens în care piesele de contact sunt practic sudate și mișcarea lor relativă devine imposibilă.

Defectarea prin deformare apare atunci când o parte a materialului se separă spontan de suprafața unei piese, ceea ce duce la pierderea performanței normale a elementului mașină. De exemplu, o placă de armură este distrusă ca urmare a spalației, atunci când un proiectil lovește suprafața exterioară a protecției armurii, în placă apar unde de stres, ceea ce duce la desprinderea unei părți a materialului din interior, care ea însăși. devine un proiectil mortal. Un alt exemplu de defectare a spalației este defectarea rulmenților de rulare sau a dinților angrenajului din cauza fenomenului de oboseală a suprafeței descris anterior.

Eșecul cauzat de deteriorarea radiațiilor înseamnă că în timpul expunerii la radiații au avut loc astfel de modificări ale proprietăților materialului, încât piesa nu își mai poate îndeplini funcțiile. De obicei, aceste modificări sunt asociate cu o pierdere a plasticității ca urmare a iradierii și provoacă începutul unui proces de distrugere de un tip sau altul. Elastomerii și polimerii sunt în general mai susceptibili la deteriorarea radiațiilor decât metalele, iar proprietățile de rezistență ale acestora din urmă sunt uneori îmbunătățite după expunerea la radiații, deși ductilitatea este de obicei redusă.

Defectarea flambajului apare atunci când, la o combinație critică a mărimii și/sau locației sarcinii, precum și a formei și dimensiunii piesei, mișcările sau deviațiile acesteia cresc brusc brusc cu o mică modificare a sarcinii. Acest comportament neliniar duce la defectarea flambajului dacă piesa flambajă nu își mai poate îndeplini funcția.

Eșecul cauzat de flambaj în timpul fluajului apare atunci când, după un anumit timp, apare o stare instabilă ca urmare a procesului de fluaj, adică sarcinile și parametrii geometrici ai piesei devin astfel încât stabilitatea se pierde și are loc distrugerea.

Eșecul de coroziune prin efort are loc atunci când solicitările aplicate duc la fisuri de suprafață localizate, de obicei de-a lungul limitelor de cereale, într-o parte expusă la un mediu coroziv. Adesea, formarea fisurilor inițiază declanșarea altor tipuri de procese de distrugere. Fisurarea prin coroziune sub tensiune este un tip foarte periculos de defecțiune a coroziunii, deoarece multe metale sunt susceptibile la aceasta: De exemplu, o varietate de fonte, oțeluri, oțeluri inoxidabile, cupru și aliaje de aluminiu sunt susceptibile la fisurarea prin coroziune sub tensiune în unele medii corozive.

Distrugerea datorată uzurii corozive este un tip complex de defecțiune în care efectele adverse ale coroziunii și uzurii duc împreună la pierderea performanței piesei. Procesul de coroziune produce adesea particule abrazive dure care accelerează uzura, iar procesul de uzură, la rândul său, îndepărtează continuu straturile de protecție de la suprafață și expune metalul proaspăt, ceea ce accelerează coroziunea. Influența reciprocă a acestor procese unul asupra celuilalt crește semnificativ riscul de distrugere.

Oboseala prin coroziune este un mod complex de defecțiune în care efectele adverse ale coroziunii și oboselii se combină pentru a provoca defecțiuni. În timpul procesului de coroziune, pe suprafața metalului se formează adesea gropi, care servesc drept concentratori de stres. Ca urmare a concentrării stresului, procesul de eșec prin oboseală se accelerează. În plus, fisurile din stratul fragil al produselor de coroziune servesc drept semințe pentru fisurile de oboseală care se propagă în metalul de bază. Pe de altă parte, ca urmare a acțiunii tensiunilor ciclice sau a deformărilor, apare fisurarea și decojirea produselor de coroziune, adică accesul la metalul proaspăt este deschis pentru mediul coroziv. Astfel, ambele procese se accelerează reciproc, iar pericolul de distrugere poate fi foarte mare.

Defecțiunea prin fluaj prin oboseală este un tip de defecțiune care are loc în condiții care provoacă atât oboseală, cât și fluaj. Interacțiunea dintre procesele de fluaj și oboseală nu a fost încă suficient studiată, dar, aparent, este sinergică.

O altă clasificare comună este clasificarea lui Ya.B. Friedman. Prima caracteristică de clasificare din acest tabel - natura acțiunii forței - este cea mai formală, dar, în același timp, împarte destul de clar procesele de distrugere în mai multe tipuri, care ar trebui luate în considerare separat. În cadrul fiecăruia dintre aceste tipuri de distrugere, desigur, este necesar să se subdivizeze în funcție de alte criterii utilizate în clasificare. Astfel, o fractură statică unică pe termen scurt poate fi fragilă și plastică (ductilă); în consecință, orientarea suprafeței de fractură macroscopică și dimensiunea zonei de deformare plastică se pot schimba. Fisura poate trece predominant de-a lungul corpului sau, dimpotriva, de-a lungul limitelor de cereale; pot fi înregistrate diferite etape ale procesului (inițială, dezvoltată, distrugere completă), este posibilă influența simultană a mediului etc.

Sunt posibile și alte clasificări ale tipurilor de distrugere.

Caracteristica de clasificare	Distrugere
Natura impactului forței: sarcina se modifică în principal monoton, nu există o perioadă de încărcare constantă sau este mică în raport cu perioada de distrugere perioada de încărcare neschimbătoare este proporțională cu perioada de distrugere sarcina se modifica periodic si repetat in timpul procesului de distrugere	Static unic pe termen scurt Lung single static și lent Oboseală
Orientarea suprafeței de fractură macroscopică prin diferite metode. încărcare (tensionare, încovoiere, compresiune, torsiune, indentare etc.): suprafața macroscopică de fractură este perpendiculară pe direcția +max sau +max cu un volum extrem de mic deformat plastic în zona de fractură
Localitatea distrugerii, evaluată prin raportul dintre dimensiunile zonei distruse și elementele structurale	Submicroscopic de al treilea fel; microscopic de al doilea fel; macroscopic de primul fel
Deformare plastică premergătoare defecțiunii	fragil; macrofragil dar microplastic; plastic
Dispunerea structurală a suprafeței de fractură	intracristalin; intercristalin; amestecat
Gradul de dezvoltare al distrugerii	Inițial - suprafața fisurii este semnificativ mai mică decât aria secțiunii transversale a corpului; dezvoltat, inclusiv complet
Influența mediului extern	Cauzat de o scădere a energiei de suprafață (prezența acoperirilor cu punct de topire scăzut); cauzate de coroziune; legate de radiații

Consum redus de agent frigorific. Poate apărea din cauza defecțiunii echipamentelor de automatizare a proceselor sau a erorilor personalului de operare. Conduce la o scădere a transferului de căldură, o creștere a temperaturii materialului prelucrat și, în consecință, la descompunerea termică a acestuia cu eliberarea de substanțe nocive în aer.

Înlocuirea prematură a ochiurilor de filtrare. Poate duce la o creștere a presiunii în interiorul extruderului peste nivelul permis și, fie la oprirea și supraîncălzirea motorului, urmată de un posibil incendiu, fie la distrugerea corpului extruderului

• Absența sau executarea în timp util a lucrărilor de reparații și întreținere. Poate duce la distrugerea echipamentului cu posibile rănirea lucrătorilor și incendiu. Concluzii asupra secțiunii

La secțiunea proiectului „Siguranța Muncii” s-au făcut calcule pentru categoria încăperii pentru securitatea la explozie și incendiu. Categoria spații atelier – B2, depozit – B1

Au fost studiate proprietățile toxicologice ale substanțelor, s-a selectat echipamentul individual de protecție necesar și s-au elaborat recomandări în caz de otrăvire a personalului.

Sunt luate în considerare condițiile microclimatice ale întreprinderii, sunt descrise sistemele de încălzire și ventilație și se calculează numărul și tipul necesar de dispozitive de iluminat.

Se ia în considerare siguranța procesului de producție, se dau recomandări pentru prevenirea vătămărilor și accidentelor de muncă.

6 Siguranța mediului

În lumea modernă, problema impactului activității umane asupra naturii și asupra mediului este foarte acută. Ca urmare a activităților economice prost concepute, stabilitatea biosferei a fost perturbată și astăzi omenirea se confruntă cu probleme globale de mediu, cum ar fi poluarea aerului și încălzirea globală asociată, poluarea solului și poluarea râurilor.

Omenirea are responsabilitatea de a-și asuma responsabilitatea pentru acțiunile sale, așa că dacă dorim să menținem planeta noastră viabilă pentru generațiile viitoare, trebuie să luăm în serios problemele legate de poluare.

La proiectarea oricărei întreprinderi moderne, este necesar să se țină cont de efectele nocive pe care le poate avea asupra mediului pentru a reduce și compensa consecințele negative ale activităților acestei întreprinderi.

Sarcina acestei părți a proiectului este de a evalua impactul negativ al întreprinderii proiectate asupra mediului, de a calcula limitele permise ale acestui impact și de a dezvolta recomandări pentru reducerea acestuia.

6.1 Emisii industriale în atmosferă

Pentru a evalua emisiile în atmosferă, se folosesc valorile MPC zilnice medii și maxime unice, precum și valoarea emisiei maxime admise. MAC – valori de referință, MPV – parametru calculat pe baza MAC, clasa de pericol a substanței, distanța până la zonele populate și alte instalații industriale.

MPC (medie zilnică) este concentrația maximă admisă medie zilnică a unei substanțe nocive în aerul zonelor populate, în mg/m³. Această concentrație nu ar trebui să aibă efecte dăunătoare directe sau indirecte asupra corpului uman în condiții de inhalare non-stop de lungă durată.

MPCmr (maximum single) este concentrația unei substanțe nocive în aerul zonelor populate care nu provoacă reacții reflexe (inclusiv subsenzoriale) în corpul uman atunci când este inhalată timp de 20 de minute.

Informațiile despre emisiile generate în producția proiectată sunt date în Tabelul 6.1

Deoarece nu cunoaștem procentul de produse gazoase, presupunem că fiecare dintre mecanismele posibile ale reacției de oxidare termică a polietilenei are loc cu aceeași probabilitate.

(CH2-CH2) n +0,5nO2 = nC2H4O

(CH2-CH2) n +n02=2nCH20

(CH2-CH2) n +n02 =nCH3COOH

(CH2-CH2) n + n02 =2nCO+2nH20

Pierderile de polietilenă din cauza descompunerii termice sunt de 900 de grame pe tonă, după cum se poate observa din calculul 2.7

Dacă presupunem că x mol de LDPE este descompus de fiecare mecanism, atunci masele produselor, respectiv, vor fi 44x, 44x, 60x, 56x, masele de oxigen consumat vor fi 8x, 16x, 16x, 16x. Masele de LDPE descompuse de fiecare reacție sunt 36x, 30x, 44x, 40x, total – 150x. Astfel, x=6g/tonă

Din fiecare tonă va exista următoarea eliberare de produse gazoase

Acetaldehidă și formaldehidă 264 g/tonă

Acid acetic – 360 g/tonă, monoxid de carbon – 336 g/tonă. Acum, cunoscând producția de 1710 t/an, putem afla emisiile anuale.

Praful industrial contine 0,5% din masa materiilor prime, adica 8,55 tone/an. Să presupunem că jumătate din acesta este eliberat în aer, jumătate se depune în zona de producție și este îndepărtat de acolo în timpul curățării ca deșeu solid.

Tabel 6.1 – Emisiile producției proiectate

Surse de eliberare a substanțelor nocive	Denumirea substanțelor	Cantitate, t/an	MPCss mg/m 3	MPCmr, mg/m3	Clasa de pericol	Metode de curățare
Procesul de extrudare	Acetaldehida					Adsorbţie
	Formaldehidă
	Monoxid de carbon CO
	Acid acetic CH3COOH
Procesul de amestecare	Praf industrial					Uscat mecanic

În conformitate cu GOST 17.2.3.02-78, emisiile maxime admisibile sunt stabilite pentru fiecare sursă de poluare a aerului, cu condiția ca emisiile de substanțe nocive dintr-o anumită sursă sau un set de surse pentru o anumită localitate, ținând cont de dezvoltarea existente și planificate. întreprinderile industriale și dispersia substanțelor nocive în atmosferă nu vor crea o concentrație la nivelul solului de substanțe nocive care depășește CPM pentru populație, ținând cont de concentrația de fond, precum și pentru floră și faună, chiar și în acele puncte în care concentrațiile maxime sunt create în atmosfera de la nivelul solului.

Există multe motive pentru distrugerea clădirilor. În primul rând, în zonele predispuse la cutremure au loc cutremure. În plus, explozii (de exemplu, gaze menajere), vânturi puternice (uragane, tornade), curgeri de noroi, alunecări de teren, erori ale constructorului, defecțiuni la sol, clădiri dărăpănate.

O clădire cu mai multe etaje este o structură inginerească complexă. Dacă este grav deteriorat, toate sistemele de susținere a vieții eșuează: conductele se prăbușesc, alimentările cu apă și gaz sunt întrerupte și firele electrice se rup. Distrugerea poate avea loc foarte repede și, uneori, în câteva ore - în acest caz este posibil să salvați oameni și bunuri.

Ce să faci dacă există riscul distrugerii clădirii în timpul unui cutremur?

• La primele tremurături, candelabrele încep să se legăne, mobila se zguduie, ferestrele zdrăngănește, iar când vezi primele crăpături pe pereți, ieși imediat afară.
• Dacă locuiți deasupra etajului doi și nu există nicio modalitate de a părăsi clădirea, așezați-vă în cel mai sigur loc - în deschiderea peretelui principal, sau în colțul format din pereții principali. Nu stați lângă ferestre, uși, scări, nu stați în camere de colț.
• Pentru a vă proteja de căderea resturilor de structuri, sticlă și alte obiecte, ascundeți-vă sub un pat, masă, sub un birou (la școală), acoperindu-vă capul cu mâinile.
• De îndată ce tremurul încetează, ieși repede afară. (Șocurile pot fi repetate.) Amintiți-vă: nu puteți folosi liftul, nu puteți atinge firele sau nu puteți aprinde un foc.
• Dacă te trezești într-un blocaj, calmează-te. Priviți cu atenție pentru a vedea dacă există goluri sau intrări de aer proaspăt. Încercați să nu atingeți resturile, deoarece le puteți provoca prăbușirea. Ajută-i pe cei care îți vin în ajutor: ridică vocea, bate în țevi și calorifere ca să te audă. Salvatorii au o „oră de tăcere” când mașinile și echipamentele speciale pentru curățarea resturilor nu mai funcționează. În acest moment, salvatorii încep să asculte vocile pentru ajutor, bate și, cu ajutorul câinilor dresați și al dispozitivelor, efectuează o căutare intensă.

Pe o notă

Dacă locuiți într-o zonă periculoasă din punct de vedere seismic, atunci trebuie să fiți deosebit de atenți. Oamenii știu de mult că animalele de companie pot simți un cutremur. Cu o zi înainte, se comportă neobișnuit de neliniștit: se grăbesc, țipă fără motiv și sunt neașteptat de agresivi. Pisicile își scot pisoii din casă, iar dacă sunt înapoiați, îi scot din nou. Câinii scâncâie, se ghemuiesc lângă stăpânii lor și încearcă să părăsească incinta. Au fost cazuri în care câinii duceau copii din casă. Comportamentul animalelor sălbatice devine și el neobișnuit: șobolanii și alte rozătoare își părăsesc ascunzișurile, se adună în haite și pleacă. Furnicile părăsesc furnicile cu câteva ore înainte de șoc, captând pupele. Precursorii unui cutremur pot fi alte fenomene neobișnuite pentru oameni - stâlpi de lumină, bile luminoase, o strălucire albăstruie în case etc. Acest lucru se întâmplă ca urmare a eliberării de gaze încărcate electric din fracturile rocii.

Întrebări

1. Ce fenomene naturale pot provoca distrugerea clădirilor?
2. Amintiți-vă ce sunt accidentele provocate de om. Ce cauze provocate de om pot duce la distrugerea unei clădiri?
3. La ce consecințe și necazuri poate duce distrugerea unei clădiri?
4. Cum putem salva clădirea în care trăim de la distrugere?

Sarcini

1. Folosind surse suplimentare de informații, aflați în ce zone din Rusia sunt posibile cutremure. Enumerați-le.
2. Pregătește un scurt mesaj despre curajul salvatorilor în eliminarea consecințelor cutremurelor.

Chiar și utilizarea locală a armelor nucleare va afecta starea întregii planete. Geofizicienii și geochimiștii americani au construit un model detaliat despre ceea ce ne așteaptă dacă Pakistanul și India nu pot conveni asupra statutului Kashmirului sau asupra gradului de responsabilitate pentru un alt atac terorist separatist. Rezultatele au fost impresionante și înspăimântătoare.

Michael Mills și colegii săi de la universitățile din Colorado și California au luat în considerare situația geopolitică actuală și tendințele ecologice la modă. Ei au decis să se concentreze asupra unui conflict nuclear local și au descris consecințele acestuia pentru biosferă mult mai detaliat. Deoarece nu mai trebuiau să țină în cap tot felul de procese atmosferice și de altă natură - această lucrare a fost preluată de o „proteză a creierului”, un computer - au putut să țină cont de mult mai multe fenomene fizice și chimice atunci când își construiesc modelul. . Iar unele dintre cele care au fost neglijate de cercetătorii anteriori s-au dovedit a fi foarte importante.

Conflictul ipotetic, ale cărui consecințe le calculau americanii, a avut loc în subtropicalele emisferei nordice a Pământului, în nordul Peninsulei Hindustan. Cu toate acestea, întrucât la baza lucrării se află studiul circulației atmosferice, rezultatele sunt aplicabile și în cazul în care ciupercile exploziilor nucleare se ridică deasupra Coreei de Nord, Iranului sau Israelului, situate puțin la nord.

Modelarea computerizată a arătat că un război nuclear de acest fel, folosind aproximativ o sută de bombe, nu mai puternice decât „copilul” de 15 kilotone aruncat pe Hiroshima, ar duce la consecințe ireparabile pentru biosferă.

Potrivit calculelor, un astfel de conflict ar fi suficient pentru a crea o gaură globală de ozon, care amenință întreaga umanitate și capabilă să cufunde mediul în haos timp de decenii.

Desigur, acest lucru nu este de amploarea unei ierni nucleare, dar nu trebuie să uităm că arsenalul total de pe Peninsula Hindustan este de câteva ori mai mic decât superputerile Războiului Rece. Adevărat, acest lucru este conform datelor oficiale disponibile oamenilor de știință.

Desigur, oamenii au detonat și bombe de 50 Mt, iar acest lucru nu a dus la consecințe globale pentru stratul de ozon. Cu toate acestea, astfel de explozii au avut loc în subteran, sub apă sau în locuri îndepărtate, unde nu era nimic de nimicit. Când teritoriile „vii” sunt afectate, situația se schimbă radical.

Pe lângă efectul de praf descris de Sagan, se vor adăuga numeroase incendii de păduri și orașe, care vor fi imposibil de oprit. Drept urmare, un nor de 5 milioane de tone de funingine se va ridica la zeci de kilometri în stratosferă. Această funingine va acționa ca un fel de absorbant care absoarbe radiația solară. Numai că, spre deosebire de cărbunele activat, care leagă toxinele atunci când este ingerat, funinginea din stratosferă nu va reține energie, ci, dimpotrivă, va duce la încălzirea gazelor din jur.

În primul an după ce funinginea intră în aer, temperatura stratosferei va depăși normalul cu 30-60 de grade Celsius, deoarece în condiții normale aceste straturi nu absorb aproape deloc energie solară. Acest lucru va schimba cursul reacției Chapman, care transformă direct ozonul și oxigenul monoatomic în oxigen diatomic obișnuit: această reacție este incredibil de sensibilă la temperatură.

Situația va fi agravată de furnizarea constantă de căldură de jos - energia incendiilor se va transmite prin fum. Ceea ce, desigur, nu va îmbunătăți poziția scutului de protecție al planetei. Un număr mare de oxizi de azot se vor ridica în atmosferă, lucrând ca catalizatori puternici pentru această reacție (NO+O 3 -> NO 2 + O 2, urmat de NO 2 + O 2 -> NO+ O 2).

Rezultatul este distrugerea semnificativă a stratului de ozon.

Spre deosebire de calculele de acum douăzeci de ani, care preconizau o reducere cu 20% a protecției împotriva ozonului doar în cazul unui conflict global (6,5 Gt în echivalent TNT) și umplerea găurii de ozon în mai mulți ani, Mills și colegii săi au descoperit că chiar și 1,5 Muntele, aruncat pe orașe, și incendiile care le urmează, vor fi suficiente pentru a reduce stratul de ozon în medie cu 30% pe Pământ, iar în unele zone - de 3-4 ori. Cu toate acestea, restaurarea la starea inițială va dura zeci de ani.

Modificarea modelului în grosimea paralelă medie a stratului de ozon ca urmare a unui conflict nuclear ipotetic între India și Pakistan, în funcție de latitudine (de-a lungul ordonatei) și de timp (de-a lungul abscisei). // PNAS (2008)/"Gazeta.Ru"

Efectul va fi resimțit de locuitorii de pe întreaga planetă. De exemplu, la latitudini medii, rărirea va ajunge până la 40% din starea actuală, ceea ce va afecta imediat sănătatea umană și toate ecosistemele. Locuitorii de la latitudini înalte, în primul rând latitudini arctice, vor avea cel mai puțin noroc (exploziile conform scenariului au loc în subtropicile nordice). Aici reducerea va fi și mai semnificativă - de la 50% la 70%. Efectul va dura cel puțin cinci ani, dar și după aceea, potrivit oamenilor de știință, vom continua să numărăm pierderile încă cinci ani.

Aceasta nu este prima abordare pentru a evalua efectul conflictelor nucleare locale mici, după standarde militare. În alte variante de toamnă nucleară, rolul principal a fost dat radiațiilor și daunelor termice aduse ecosistemelor, precipitațiilor acide și altele.

„Greșeala lucrărilor anterioare este că nu au luat în considerare efectul fumului și încălzirea stratosferei.” explicat Diferența Mills.

O creștere a radiațiilor de fond va afecta imediat ecosistemele acvatice - amfibieni, pești și cefalopode și, cel mai important - viața fitoplanctonului. Dacă efectul dăunător al radiațiilor ultraviolete asupra tuturor acestor organisme a fost deja dovedit, atunci efectul asupra comunității în ansamblu rămâne de determinat.

Acest lucru amenință omenirea, conform estimărilor brute, cu o creștere de trei ori a prevalenței cancerului de piele, care este încă greu de tratat.

Și aceasta nu ia în considerare eliberarea de substanțe chimice și radioactive ca urmare a conflictului nuclear în sine.

Fizicienii care au modelat criza nu au putut rezista să comenteze situația cu armele nucleare - în munca lor au luat în considerare o sută de explozii de 15 kilotone, în timp ce aceasta este doar 0,03%, adică 1/3000 din întregul arsenal al planetă. Și mai multă trepidare poate fi cauzată de o cunoaștere detaliată cu muncă oameni de știință, publicat în cel mai recent număr al Proceedings of the National Academy of Sciences.