Руйнування є надзвичайно складним, багатостадійним процесом, керованим великою кількістю факторів. Залежно від умов, що змінюються, можна отримати дуже різні характеристики процесу руйнування. Про складність та неоднозначність явища свідчить той факт, що загальноприйнятого визначення руйнування та загальноприйнятої класифікації видів руйнування.

У загальному випадку механічна руйнація може бути визначена як будь-яка зміна розміру, форми або властивостей матеріалу конструкції, машини або окремої деталі, в результаті якого вона втрачає здатність задовільно виконувати свої функції. На основі цього вид руйнування можна визначити як фізичний процес або кілька взаємопов'язаних між собою процесів, що призводять до руйнування.

Розглянемо найвідоміші спроби класифікації видів та типів руйнування.

Проф. Старки (W. L. Starkey) з Університету шт. Огайо запропонував систему класифікації всіх можливих видів руйнації. Ця система заснована на обліку трьох факторів: (1) характеру руйнування, (2) причин руйнування та (3) місця руйнування. Докладно ці чинники визначаються нижче. Кожен окремий вид руйнування характеризується тим, як виявляйся руйнування, що його викликає і де воно відбувається. Використовуючи різні комбінації цих чинників, можна зазначити буквально сотні видів руйнації. Щоб докладніше пояснити суть цієї системи класифікації, розкриємо зміст кожного із цих трьох факторів.

За характером руйнування можна виділити чотири класи (причому деякі з них можуть складатися з підкласів):

• 1. Пружна деформація.
• 2. Пластична деформація.
• 3. Розрив, чи поділ на частини.
• 4. Зміна матеріалу: (А) металургійне; (В) хімічне; (C) ядерне.

З причин руйнування можна визначити чотири класи:

• 1. Навантаження: (А) встановлені; (В) невстановлені; (С) циклічні; (D) випадкові.
• 2. Час процесу: (А) дуже мале; (В) мале; (С) тривале.
• 3. Температури: (А) низькі; (В) кімнатні; (С) підвищені; (D) встановлені; (Е) невстановлені; (F) циклічні; (G) випадкові.
• 4. Вплив довкілля: (А) хімічні; (В) ядерні.

За місцем руйнування є два типи руйнування: (А) об'ємне; (В) поверхневе.

Для точного опису будь-якого виду руйнування необхідно вибрати характеристики процесу із зазначеного переліку, не упускаючи з уваги жодного з трьох основних факторів. Наприклад, для опису руйнування в якості характерного прояву можна вибрати пластичну деформацію, як причини - навантаження і кімнатну температуру, а в якості типу - об'ємний тип руйнування. Таким чином, зазначений вид руйнування можна визначити як об'ємне пластичне деформування під дією навантаження, що встановилася при кімнатній температурі. Такий вид руйнування зазвичай називається течією. Зазначимо, проте, що термін перебіг зазвичай визначає як зазначений вид руйнації: цей термін має загальний зміст.

Використовуючи перелічені класи та підкласи трьох основних факторів, що визначають вид руйнування, можна дати визначення багатьох інших видів руйнування. Наведений перелік характеристик процесу руйнування потребує додаткового пояснення та конкретизації, особливо стосовно найбільш небезпечних видів руйнування. Нижче наведено двадцять три такі види руйнування.

Нижченаведений перелік містить види руйнування, що найчастіше зустрічаються на практиці. Дивлячись цей перелік, можна побачити, деякі види руйнації є простим процесом, тоді як інші є складні явища. Наприклад, у цьому переліку як види руйнування вказані корозія та втома, а поряд з цим як ще один вид руйнування зазначена корозійна втома. Це зроблено тому, що і корозія, і втома часто істотно впливають на поведінку конструкцій, причому механізми їх дії взаємопов'язані. Це означає, наприклад, що з корозійної втоми корозія прискорює процес втоми, а дія циклічних втомних навантажень своєю чергою прискорює процес корозії. У наведеному переліку містяться всі види механічного руйнування, що зазвичай спостерігаються.

• 1. Пружна деформація, спричинена дією зовнішніх навантажень та (або) температури.
• 2. Плинність.
• 3. Бринелювання.
• 4. В'язке руйнування.
• 5. Крихке руйнування.
• 6. Втома: (А) багатоциклова; (В) малоциклова; (С) термічна; (D) поверхнева; (Е) ударна; (F) корозійна; (Q) фреттинг-втома.
• 7. Корозія: (А) хімічна; (В) електрохімічна; (С) щілинна; (D) точкова (піттингова); (Е) міжкристалічна; (F) вибіркове вилуговування; (G) ерозійна; (Н) кавітаційна; (I) водневе ушкодження; (J) біологічна; (К) корозія під напругою.
• 8. Зношування: (А) адгезійний; (В) абразивний; (С) корозійний; (D) поверхневий втомний; (Е) деформаційний; (F) ударний; (G) фреттинг-знос.
• 9. Руйнування під час удару: (А) розрив під час удару; (В) деформування під час удару; (С) ударний знос; (D) ударний фреттинг; (Е) втома під час удару.
• 10. Фреттінг: (А) фреттінг-втома; (В) фреттинг-знос; (С) фреттинг-корозія.
• 11. Повзучість.
• 12. Термічна релаксація.
• 13. Розрив при короткочасній повзучості.
• 14. Тепловий удар.
• 15. Заїдання та схоплювання.
• 16. Відкол.
• 17. Радіаційне ушкодження.
• 18. Витріщення.
• 19. Витріщання при повзучості.
• 20. Корозія під напругою.
• 21. Корозійне зношування.
• 22. Корозійна втома.
• 23. Повзучість із втомою.

Нижче надається коротке визначення з відповідними поясненнями видів механічного руйнування.

Пружна деформація, спричинена дією зовнішніх навантажень та (або) температур. Цей вид руйнування має місце, коли пружна (оборотна) деформація елемента, що виникає при дії експлуатаційних навантажень та температур, стає настільки великою, що елемент втрачає здатність виконувати призначену йому функцію.

Плинність має місце, коли пластична (необоротна) деформація пластичного елемента, що виникає при дії експлуатаційних навантажень, стає настільки великою, що елемент втрачає здатність виконувати призначені йому функції.

Бринелювання, або руйнування вдавлюванням, відбувається, коли статичні зусилля в місці контакту криволінійних поверхонь призводять до появи локальних пластичних деформацій в одного або обох дотичних елементів, в результаті чого відбувається незворотна зміна форми поверхні. Наприклад, якщо шарикопідшипник статично навантажений так, що кулька вдавлюється в обойму, пластично деформуючи її, то поверхня обойми стає хвилястою. При подальшому використанні підшипника можуть виникнути неприпустимі вібрації, шум і перегрів, тобто його руйнування.

В'язке руйнування спостерігається, коли пластична деформація пластичного елемента досягає такої величини, що він поділяється на дві частини. Руйнування відбувається в результаті процесу зародження, злиття та поширення внутрішніх пір, поверхня руйнування при цьому гладка і хвиляста.

Крихке руйнування відбувається, коли пружна деформація елемента з крихкого матеріалу досягає такої величини, що руйнуються первинні міжатомні зв'язки та елемент поділяється на дві або більше частини. Внутрішні дефекти і тріщини, що утворюються, швидко поширюються до повного руйнування; поверхня руйнування при цьому нерівна, зерниста.

Термін "втома" застосовується для позначення руйнування у вигляді несподіваного раптового поділу деталі або елемента машини на дві або більше частини в результаті дії протягом деякого часу циклічних навантажень або деформацій. Руйнування відбувається шляхом зародження та поширення тріщини, яка після досягнення деякого критичного розміру стає нестійкою і швидко збільшується, викликаючи руйнування. Навантаження та деформації, при яких зазвичай відбувається втомне руйнування, набагато нижчі від тих, які призводять до руйнування в статичних умовах. Коли величини навантажень і переміщень такі, що руйнація відбувається більш як 10 000 циклів, явище зазвичай називається многоцикловой втомою. Коли ж величини навантажень і переміщень такі, що руйнація відбувається через 10 000 циклів, явище називається малоцикловой втомою.

Коли циклічні навантаження і деформації виникають в деталі в результаті дії температурного поля, що циклічно змінюється, явище зазвичай називається термічною втомою. Руйнування, зване поверхневою втомою, зазвичай відбувається за наявності обертових контактуючих поверхонь. Виявляється воно у вигляді піттингу, розтріскування і фарбування контактуючих поверхонь в результаті дії контактних напруг, під впливом яких на невеликій глибині поверхні виникають максимальні за величиною циклічні дотичні напруги. Ці напруги призводять до виникнення тріщин, які виходять на поверхню, деякі частини матеріалу відокремлюються. Це часто вважається різновидом зносу. Ударна втома, корозійна втома та фреттинг-втома будуть описані нижче.

Корозія - термін, що використовується для позначення широкого класу видів руйнування, при яких деталь або елемент машини втрачає здатність виконувати свою функцію через небажане псування матеріалу в результаті хімічної або електрохімічної взаємодії з навколишнім середовищем. Корозійне руйнування часто проявляється у взаємодії з іншими видами руйнування, такими як знос або втома. Серед багатьох типів корозії відзначимо такі. Хімічна корозія є, мабуть, найбільш загальний тип корозії внаслідок безпосереднього контакту поверхні деталі з корозійним середовищем. Хімічна корозія відбувається більш менш рівномірно по всій відкритій поверхні деталі. Електрохімічна корозія відбувається, коли два різнорідні метали утворюють частину електричного ланцюга, що замикається розчином або плівкою електроліту або корозійним середовищем.

Щілинна корозія - значною мірою локалізований швидкопротікаючий процес у щілинах, тріщинах або стиках, тобто в місцях, де затримуються малі кількості розчину, що стикається з металом, що корродує. Точкова (піттингова) корозія є локалізованими впливами, в результаті яких відбувається утворення поглиблень і ямок на поверхні металу. Міжкристалічна корозія характеризується локальними впливами на межах зерен деяких мідних, хромових, нікелевих, алюмінієвих, магнієвих та цинкових сплавів після неправильної термообробки або зварювання. Утворення локальних гальванічних осередків, у яких осаджуються продукти корозії, призводить до суттєвого зниження міцності матеріалу внаслідок міжкристалічної корозії.

Виборче вилуговування являє собою корозійний процес, в результаті якого зі сплаву видаляється якийсь елемент. Прикладами можуть бути процеси знецинкування латуні та графітизації чавуну. Ерозійна корозія - це швидкопротікаючий хімічний процес, при якому внаслідок впливу абразивних речовин або потоків в'язких матеріалів на поверхні матеріалу постійно в місці контакту з корозійним середовищем оголюється свіжий незахищений матеріал. Кавітаційна корозія спостерігається, коли під впливом тиску пара бульбашки та каверни в рідині лопаються біля поверхні судини тиску, в результаті чого видаляються частинки матеріалу і відкривається доступ корозійного середовища до свіжого, незахищеного матеріалу.

Водневе пошкодження, хоча саме і не є різновидом корозії, викликається нею. До цього виду пошкодження відносяться насичення воднем, водневе охрупчування та знеуглерожування. Біологічна корозія є процесом корозії внаслідок активності живих організмів, а саме процесів поглинання ними їжі та виділення відходів. Відходами є кислоти, що викликають корозію, і гідроокису. Корозія під напругою - дуже важливий різновид корозії (вона буде окремо розглянута нижче).

Зношування є небажаним процесом поступової зміни розмірів внаслідок видалення окремих частинок з контактуючих поверхонь при їх русі, зазвичай ковзному, відносно один одного. Зношування є в основному результатом механічної дії. Це складний процес, точніше навіть низку різних процесів, які можуть протікати як незалежно, і взаємопов'язано. Результатом цих процесів є видалення матеріалу з поверхонь, що контактують, внаслідок складної взаємодії локальних зрушень, вдавлювань, зварювання матеріалу, розривів та інших механізмів.

Адгезійний знос відбувається в результаті дії високих локальних тисків, зварювання між собою шорсткості поверхонь, подальшої пластичної деформації, що виникає при їх відносному переміщенні, руйнування локальних зчеплень шорсткості, видалення або перенесення металу. При абразивному зносі частинки видаляються з поверхні в результаті ріжучої або дряпаючої дії нерівностей більш твердої з контактуючих поверхонь або твердих частинок, що затрималися між поверхнями. Коли одночасно виникають умови як адгезійного, так абразивного зносу і корозії, ці процеси взаємодіють між собою і відбувається корозійний знос.

Поверхневий втомний знос являє собою зношування криволінійних поверхонь, що обертаються або ковзають відносно один одного. При цьому в результаті дії циклічних дотичних напруг на невеликій глибині поверхні виникають мікротріщини, що виходять на поверхню, відколюються макрочастинки матеріалу і на поверхні утворюються ямки. Деформаційний знос відбувається в результаті повторного пластичного деформування поверхонь, що зношуються, що призводить до утворення сітки тріщин, при зростанні і об'єднанні яких утворюються частинки зносу. Деформаційне зношування часто спостерігається при дії ударних навантажень. Ударне зношування має місце при повторному пружному деформуванні в процесі дії ударних навантажень, утворенні сітки тріщин, які ростуть так само, як при поверхневій втомі. Фреттінг-знос описаний нижче.

Руйнування при ударі відбувається, коли в результаті дії навантажень, що не встановилися, в деталі виникають такі напруги або деформації, що деталь вже не в змозі виконати призначену їй функцію. Руйнування відбувається в результаті взаємодії хвиль напруг і деформацій, що є наслідком динамічного або раптового застосування навантажень. Взаємодія хвиль може призводити до виникнення локальних напруг і деформацій, що у багато разів перевищують виникаючі при статичному додатку тих самих навантажень. Якщо величини напруг і деформацій такі, що відбувається поділ деталі на дві або більше частин, то розрив при ударі. Якщо удар призводить до виникнення неприпустимих пружних чи пластичних деформацій, така руйнація називається деформуванням під час удару. Якщо при повторних ударах виникають циклічні пружні деформації, у результаті з'являється сітка втомних тріщин, при зростанні яких спостерігається описане раніше явище поверхневої втоми, процес називається ударним зносом.

Якщо в результаті малих відносних поперечних зміщень двох поверхонь при ударі, які можуть викликатися поперечними деформаціями або дією випадкових малих бічних складових швидкостей, відбувається фреттинг, руйнування називається ударним фреттингом. Втома при ударі спостерігається, коли руйнація відбувається при повторній дії ударних навантажень внаслідок утворення та розповсюдження втомних тріщин.

Фреттінг може відбуватися на поверхні контакту двох твердих тіл, притиснутих один до одного нормальною силою і здійснюють циклічні рухи малої амплітуди відносно один одного. Фреттінг зазвичай має місце в місцях з'єднань, там, де рухи не повинно бути, але в результаті дії вібраційних навантажень або деформацій незначні циклічні зміщення все-таки є. Частини матеріалу, що зазвичай відкололися при фреттингу, затримуються між контактуючими поверхнями, оскільки відносні зміщення їх малі.

Фреттінг-втома є передчасним втомленим руйнуванням деталі машини, на яку діють циклічні навантаження або деформації в умовах, що сприяють фреттингу. Поверхневі пошкодження та мікротріщини, що з'являються в результаті фреттингу. грають роль зародків втомних тріщин, в результаті зростання яких втомне руйнування відбувається при таких навантаженнях, які в інших умовах не викликали б руйнування. Фреттінг-втома - дуже небезпечний і підступний вид руйнування, оскільки фреттинг зазвичай відбувається в місцях з'єднань, не доступних для спостереження, і призводить до передчасного або навіть несподіваного (раптового) катастрофічного руйнування втоми.

Фреттинг-знос спостерігається, коли зміни розмірів контактуючих деталей в результаті фреттингу стають неприпустимо великими або такими, що з'являються концентратори напруг і локальні напруги перевищують допустимий рівень. Фреттінг-корозія відбувається, коли в результаті фреттингу властивості матеріалу деталі погіршуються настільки, що вона не може виконувати своїх функцій.

Руйнування в результаті повзучості відбувається, коли пластична деформація елемента машини або конструкції, накопичена протягом деякого часу дії напруги і температури, призводить до змін розмірів, внаслідок яких елемент не може задовільно виконувати призначену йому функцію. Процес повзучості, як правило, можна розділити на три стадії: (1) невстановлену, або первинну повзучість, під час якої швидкість деформації зменшується; (2) встановлену, або вторинну, повзучість, під час якої швидкість деформації практично стала, і (3) третинну повзучість, при якій швидкість деформації повзучості збільшується (часто досить швидко) до руйнування. Такий вид руйнування часто називається розривом при повзучості. Відбудеться чи ні така руйнація - залежить від характеру зміни часу напружень і температури.

Термічна релаксація спостерігається, коли в процесі повзучості, що призводить до релаксації попередньо напруженої або деформованої деталі, її розміри змінюються так, що деталь не може виконувати призначеної їй функції. Наприклад, якщо попередньо напружені болти судини тиску, що працює в умовах високих температур, релаксують внаслідок повзучості так, що навантаження від максимального тиску перевищує попереднє навантаження і порушується герметичність з'єднання, кажуть, що болти руйнуються внаслідок термічної релаксації.

Розрив при короткочасній повзучості тісно пов'язаний із процесом повзучості, проте при цьому залежність напруги і температури від часу така, що елемент поділяється на дві частини. При цьому напруга і температура, як правило, такі, що період повзучості, що встановилася, дуже нетривалий або зовсім відсутня.

Тепловий удар відбувається, коли градієнти температурного поля, що виникає в деталі, настільки великі, що внаслідок перепадів температурних деформацій починається плинність або руйнування.

Заїдання спостерігається у випадку, коли на дві поверхні, що ковзають одна по одній, діють такі навантаження і температури, а швидкість ковзання, мастило і умови навколишнього середовища такі, що в результаті значної пластичної деформації шорсткостей поверхонь, їх зварювання, відламування і дряпання відбувається істотна деструкція поверхні та перенесення металу з однієї поверхні на іншу. Заїдання можна вважати дуже інтенсивним процесом адгезійного зношування. Коли зазначені процеси призводять до значного ослаблення з'єднання або, навпаки, до схоплювання, кажуть, що з'єднання руйнується внаслідок заїдання. Схоплювання є, по суті, інтенсивним процесом заїдання, при якому деталі, що контактують, практично зварюються і їх відносне переміщення стає неможливим.

Руйнування відколом відбувається, коли від поверхні деталі мимовільно відокремлюється частина матеріалу, внаслідок чого нормальна працездатність елемента машини втрачається. Наприклад, бронепліта руйнується в результаті відколу, коли при ударі снаряда про зовнішню поверхню бронезахисту в плиті виникають хвилі напруги, що призводять до відколу з внутрішньої сторони частини матеріалу, яка сама стає смертоносним снарядом. Іншим прикладом руйнування відколом може бути руйнування підшипників кочення або зубів шестерень внаслідок описаного раніше явища поверхневої втоми.

Руйнування внаслідок радіаційного пошкодження означає, що з радіаційному опроміненні відбулися зміни властивостей матеріалу, що деталь не може виконати своїх функцій. Зазвичай ці зміни пов'язані з втратою пластичності в результаті опромінення і спричиняють початок процесу руйнування того чи іншого виду. Еластомери і полімери зазвичай більш схильні до радіаційного пошкодження, ніж метали, причому характеристики міцності останніх після радіаційного опромінення іноді покращуються, хоча пластичність, як правило, зменшується.

Руйнування випукуванням спостерігається, коли при певній критичній комбінації величини та (або) місця застосування навантаження, а також форми та розмірів деталі її переміщення або прогини раптово різко збільшуються при малій зміні навантаження. Така нелінійна поведінка призводить до руйнування витріщенням, якщо деталь, що втратила стійкість, вже не може виконувати своїх функцій.

Руйнування внаслідок опукування при повзучості відбувається, коли після деякого часу в результаті процесу повзучості виникає нестійкий стан, тобто навантаження і геометричні параметри деталі стають такими, що втрачається стійкість і відбувається руйнування.

Руйнування в результаті корозії під напругою спостерігається, коли напруги, що діють, призводять до виникнення локальних поверхневих тріщин, що розташовуються зазвичай вздовж кордонів зерен, в деталі, що знаходиться в корозійному середовищі. Часто освіта тріщин ініціює початок процесів руйнування інших видів. Руйнування в результаті корозії під напругою є дуже небезпечним видом корозійного руйнування, оскільки йому схильні багато металів: Наприклад, різноманітні чавуни, сталі, нержавіючі сталі, мідні і алюмінієві сплави схильні до корозійного розтріскування під напругою в деяких корозійних середовищах.

Руйнування внаслідок корозійного зносу є складним видом руйнування, у якому несприятливі наслідки корозії та зносу призводять разом до втрати працездатності деталі. У процесі корозії часто утворюються абразивні тверді частинки, які прискорюють зношування, а в процесі зношування в свою чергу з поверхні постійно видаляються захисні шари і оголюється свіжий метал, що прискорює корозію. Взаємний вплив цих процесів один на одного суттєво підвищує небезпеку руйнування.

Корозійна втома являє собою складний вид руйнування, при якому спільно позначаються несприятливі ефекти корозії та втоми, що призводять до руйнування. У процесі корозії лежить на поверхні металу часто утворюються ямки, службовці концентраторами напруг. Внаслідок концентрації напруг процес втомного руйнування прискорюється. Крім того, тріщини в тендітному шарі продуктів корозії служать зародками втомних тріщин, що поширюються в основний метал. З іншого боку, в результаті дії циклічних напруг або деформацій відбувається розтріскування та відшаровування продуктів корозії, тобто відкривається доступ корозійного середовища до свіжого металу. Таким чином, обидва процеси прискорюють один одного, і небезпека руйнування може бути дуже великою.

Руйнування внаслідок повзучості зі втомою є видом руйнування, що відбувається в умовах, що викликають одночасно і втому, і повзучість. Взаємодія процесів повзучості та втоми вивчена поки що недостатньо, але, мабуть, вона синергічна.

Ще одна поширена класифікація – класифікація Я.Б.Фрідмана. Перший класифікаційний ознака у цій таблиці - характер силового впливу - є формальним, але водночас досить чітко ділить процеси руйнації кілька видів, які слід розглядати раздельно. У межах кожного з цих видів руйнування, звичайно, необхідний підрозділ за іншими ознаками, що використовуються в класифікації. Так, короткочасне одноразове статичне руйнування може бути крихким і пластичним (в'язким), відповідно може змінюватися орієнтування макроскопічної поверхні руйнування та розмір зони пластичної деформації. Тріщина може проходити переважно тілом або, навпаки, межами зерен; можуть бути зафіксовані різні стадії процесу (початкова, розвинена, повна руйнація), можливий одночасний вплив середовища і т.д.

Можливі інші класифікації видів руйнації.

Класифікаційна ознака	Руйнування
Характер силового впливу: навантаження в основному монотонно змінюється, періоду постійного навантаження немає або, він малий щодо періоду руйнування період навантаження, що не змінюється, порівнянний з періодом руйнування навантаження періодично та багаторазово змінюється у процесі руйнування	Короткочасне одноразове статичне Тривале одноразове статичне та уповільнене Втомлене
Орієнтування макроскопічної поверхні руйнування за різних способів. навантаження (розтягування, вигин, стиск, кручення, вдавлювання тощо): макроскопічна поверхня руйнування перпендикулярна до напрямку +max або +max при вкрай малому пластично деформованому обсязі в зоні руйнування
Локальність руйнування, що оцінюється за співвідношенням розмірів зони, що руйнується, і структурних елементів	субмікроскопічне третього роду; мікроскопічне другого роду; макроскопічне першого роду
Пластична деформація, що передує руйнуванню	Крихке; макрокрихка, але мікропластична; пластичне
Структурне розташування поверхні руйнування	Внутрішньокристалітне; міжкристалітне; змішане
Ступінь розвитку руйнування	Початкове - поверхня тріщини значно менша за площу перерізу тіла; розвинене, у тому числі повне
Вплив довкілля	Викликане зниженням поверхневої енергії (наявність легкоплавких покриттів); викликане корозією; пов'язане з опроміненням

Зниження витрати холодоагенту. Може виникнути через відмову засобів автоматизації технологічного процесу або помилок обслуговуючого персоналу. Приводить до зменшення тепловідбору, збільшення температури матеріалу, що переробляється, і, як наслідок термічного його розкладання з виділенням шкідливих речовин в повітря.

Несвоєчасна заміна сіток, що фільтрують. Може призвести до зростання тиску всередині екструдера вище допустимого і, або до зупинки та перегріву двигуна з подальшим можливим виникненням пожежі, або до руйнування корпусу екструдера.

• Відсутність чи невчасне проведення ремонтно-профілактичних робіт. Може призвести до руйнування обладнання з можливим травмуванням робітників та виникненням пожежі. Висновки у розділі

У розділі проекту "Охорона праці" було здійснено розрахунки категорії приміщення з вибухопожежної та пожежної безпеки. Категорія приміщень цеху – В2, складу – В1

Вивчено токсикологічні властивості речовин, вибрано необхідні засоби індивідуального захисту, розроблено рекомендації на випадок отруєння персоналу.

Розглянуто мікрокліматичні умови на підприємстві, описано системи опалення та вентиляції, розраховано необхідну кількість та тип освітлювальних пристроїв.

Розглянуто безпеку виробничого процесу, надано рекомендації щодо запобігання травмам та нещасним випадкам на виробництві.

6 Екологічна Безпека

У сучасному світі дуже гостро стоїть питання впливу людської діяльності на природу та навколишнє середовище. В результаті непродуманої господарської діяльності стійкість біосфери була порушена і на сьогоднішній день людство стоїть перед глобальними екологічними проблемами, такими як забруднення повітря і пов'язане з ним глобальне потепління, забруднення грунтів, забруднення річок.

Людство зобов'язане нести відповідальність за дії, тому якщо ми хочемо зберегти нашу планету придатною для життя для майбутніх поколінь, ми повинні серйозно підходити до питань забруднення навколишнього середовища.

При проектуванні будь-якого сучасного підприємства необхідно враховувати шкідливий вплив на довкілля, яке може надавати, щоб зменшити і компенсувати несприятливі наслідки діяльності цього підприємства.

Завдання цієї частини проекту – оцінити несприятливий вплив проектованого підприємства на довкілля, розрахувати допустимі межі цього впливу та розробити рекомендації щодо його скорочення.

6.1 Промислові викиди у повітря

Для оцінки викидів в атмосферу користуються значеннями середньодобової та максимальної разової ГДК, а також значенням гранично допустимого викиду. ГДК – довідкові значення, ПДВ – параметр, що розраховується виходячи з ГДК, класу небезпеки речовини, відстані до населених пунктів та інших об'єктів промисловості.

ПДКсс (середньодобова) – це середньодобова гранично допустима концентрація шкідливої ​​речовини у повітряна населених місцях в мг/м³. Ця концентрація не повинна чинити прямого чи непрямого шкідливого впливу на організм людини в умовах невизначено тривалого цілодобового вдихання.

ПДКмр (максимальна разова) – концентрація шкідливої ​​речовини у повітрі населених місць, що не викликає при вдиханні протягом 20 хвилин рефлекторних (у тому числі субсенсорних) реакцій в організмі людини.

Відомості про викиди, що утворюються в виробництві, що проектується, наведені в таблиці 6.1

Оскільки відсотковий вміст газоподібних продуктів нам невідомий, припустимо, що кожен із можливих механізмів реакції термоокислення поліетилену реалізується з однаковою ймовірністю.

(CH 2 -CH 2) n +0,5nO 2 =nC 2 H 4 O

(CH 2 -CH 2) n +nO 2 =2nCH 2 O

(CH 2 -CH 2) n +nO 2 =nCH 3 COOH

(CH 2 -CH 2) n + nO 2 =2nCO+2nH 2 0

Втрати поліетилену на термічне розкладання становлять 900 грамів з тонни, як видно з розрахунку 2.7

Якщо припустити, що по кожному з механізмів розкладається х моль ПЕВД, то маси продуктів, відповідно, будуть 44х, 44х, 60х, 56х, маси кисню, що затрачується - 8х, 16х, 16х, 16х. Маси розкладається за кожною з реакцій ПЕВД 36х, 30х, 44х, 40х, сумарна – 150х. Таким чином, х=6г/тонни

З кожної тонни буде наступне виділення газоподібних продуктів

Ацетальдегід та формальдегід по 264 г/тонни

Оцтова кислота – 360 г/тонни, чадний газ – 336 г/тонни. Тепер, знаючи випуск продукції 1710 т/рік, ми можемо знайти річні викиди.

Промислового пилу міститься 0,5% маси сировини, тобто, 8,55 тонн/рік. Приймемо, що половина з неї викидається у повітря, половина осідає у виробничому приміщенні та видаляється звідти під час збирання як тверді відходи.

Таблиця 6.1 - Викиди проектованого виробництва

Джерела виділення шкідливих речовин	Найменування речовин	Кількість, т/рік	ПДКсс мг/м 3	ПДКмр, мг/м3	Клас небезпеки	Методи очищення
Екструзійний процес	Ацетальдегід					Адсорбція
	Формальдегід
	Оксид вуглецю CO
	Оцтова кислота CH 3 COOH
Процес змішування	Промисловий пил					Механічна суха

Відповідно до ГОСТ 17.2.3.02-78 для кожного джерела забруднення атмосфери встановлюється гранично допустимий викид, за умови, що викиди шкідливих речовин від даного джерела або сукупності джерел для даного населеного пункту з урахуванням розвитку діючих та проектованих промислових підприємств та розсіювання шкідливих речовин. не створять приземну концентрацію шкідливих речовин, що перевищує ГДК для населення з урахуванням фонової концентрації, а також для рослинного та тваринного світу, навіть у тих точках, де у приземній атмосфері створюються максимальні концентрації.

Причин руйнування будинків багато. Насамперед у сейсмонебезпечних районах – це землетруси. Крім того, вибухи (наприклад, побутового газу), вітри великої сили (урагани, смерчі), селеві потоки, зсуви, помилки будівельників, провали ґрунту, старість будівлі.

Багатоповерхова будівля – це складна інженерна споруда. При його серйозних руйнуваннях виходять з ладу всі системи життєзабезпечення: руйнуються труби, порушується водо- і газопостачання, рвуться електропроводи. Руйнування можуть відбуватися дуже швидко, а іноді протягом кількох годин - у цьому випадку є можливість врятувати людей та майно.

Що робити у випадках небезпеки руйнування будівлі під час землетрусу?

• При перших поштовхах починають розгойдуватися люстри, тремтять меблі, деренчать вікна, а побачивши на стінах перші тріщини, негайно виходь на вулицю.
• Якщо ти живеш вище за другий поверх і немає можливості вийти з будівлі, влаштуйся в найбільш безпечному місці - в отворі капітальної стіни, або кутку, утвореному капітальними стінами. Не стій біля вікон, дверей, сходів, не залишайся у кутових кімнатах.
• Для того щоб захиститися від падаючих уламків конструкцій, стекол та інших предметів, сховатись під ліжко, стіл, під парту (у школі), закривши голову руками.
• Як тільки припиняться поштовхи, швидко виходь на вулицю. (Поштовхи можуть повторитися.) Пам'ятай: не можна користуватися ліфтом, торкатися проводів, запалювати вогонь.
• Якщо опинився у завалі, заспокойся. Уважно оглянься, чи немає порожнеч і приток свіжого повітря. Намагайся не зачепити уламки, тому що можна викликати їхнє обвалення. Допоможи тим, хто прийде тобі на допомогу: подай голос, постукай по трубах та батареях, щоб тебе почули. Рятувальники мають «годину тиші», коли машини та спеціальне обладнання для розбору завалів припиняють свою роботу. У цей час рятувальники починають прислухатися до голосів про допомогу, стуки та за допомогою навчених собак і приладів ведуть посилений пошук.

На замітку

Якщо ти живеш у сейсмічно небезпечному районі, то тобі треба бути особливо уважним. Люди давно знають, що свійські тварини можуть передчувати землетрус. Напередодні вони ведуть себе надзвичайно неспокійно: кидаються, так кричать, бувають несподівано агресивні. Кішки виносять з дому своїх кошенят, і якщо їх повернути, знову виносять. Собаки скиглять, тиснуться до господарів, намагаються залишити приміщення. Були випадки, коли собаки виносили дітей із дому. Поведінка диких тварин теж стає незвичною: щури та інші гризуни залишають свої укриття, збираються в зграї та йдуть. Мурахи за кілька годин до поштовху залишають мурашники, захопивши лялечок. Провісниками землетрусу можуть бути й інші, незвичайні для людини явища - стовпи світла, кулі, що світяться, блакитне свічення в будинках і т. д. Відбувається це в результаті вивільнення з розривів гірських порід електрично заряджених газів.

Запитання

1. Які природні явища можуть спричинити руйнування будівель?
2. Згадай, що таке техногенні аварії. Які техногенні причини можуть спричинити руйнування будівлі?
3. До яких наслідків та бід може призвести руйнація будівлі?
4. Як ми можемо зберегти від руйнування будинок, у якому живемо?

Завдання

1. Використовуючи додаткові джерела інформації, з'ясуй, у яких районах Росії можливі землетруси. Перерахуй їх.
2. Підготуй невелике повідомлення про мужність рятувальників у разі ліквідації наслідків землетрусів.

Навіть локальне застосування ядерної зброї позначиться стані всієї планети. Американські геофізики та геохіміки побудували детальну модель того, що чекає на нас у разі, якщо Пакистан та Індія не зможуть домовитися про статус Кашміру або ступінь відповідальності за черговий теракт сепаратистів. Результати вийшли вражаючими та лякаючими.

Майкл Міллз та його колеги з університетів Колорадо та Каліфорнії врахували сучасну геополітичну обстановку та модні екологічні віяння. Вони вирішили зосередитися на локальному ядерному конфлікті та описали його наслідки для біосфери набагато докладніше. Оскільки всілякі атмосферні та інші процеси в голові пам'ятати більше не доводилося - цю роботу взяв на себе «мозковий протез», комп'ютер, - їм вдалося врахувати набагато більше фізичних та хімічних явищ при побудові своєї моделі. І деякі з тих, якими знехтували колишні дослідники, виявилися дуже важливими.

Гіпотетичний конфлікт, наслідки якого прорахували американці, стався у субтропіках північної півкулі Землі, північ від півострова Індостан. Втім, оскільки основа роботи - вивчення атмосферної циркуляції, результати застосовні й у разі, якщо гриби ядерних вибухів піднімуться над Північною Кореєю, Іраном чи Ізраїлем, розташованими трохи на північ.

Комп'ютерне моделювання показало, що така ядерна війна з використанням приблизно сотні бомб, за потужністю не перевершують 15-кілотонного «малюка», скинутого на Хіросіму, призведе до непоправних наслідків для біосфери.

Згідно з розрахунками, такого конфлікту буде цілком достатньо для створення глобальної озонової дірки, яка загрожує всьому людству і здатна вкинути довкілля в хаос на десятиліття.

Звичайно, це не масштаби ядерної зими, але не варто забувати, що й сумарний арсенал на півострові Індостан у рази поступається наддержавам часів холодної війни. Щоправда, це за офіційними даними, доступними вченим.

Звичайно, люди підривали і бомби потужністю по 50 Мт, і глобальних наслідків для озонового шару це не призводило. Проте такі вибухи відбувалися під землею, під водою чи на віддалених полігонах, де руйнувати не було чого. При поразці «живих» територій ситуація кардинально змінюється.

До описаного Саганом пилового ефекту додадуться численні пожежі лісів і міст, зупинити які буде неможливо. В результаті хмара з 5 мільйонів тонн сажі підніметься на десятки кілометрів до стратосфери. Ця сажа виступить у ролі своєрідного абсорбенту, що поглинає сонячну радіацію. Тільки на відміну від активованого вугілля, що зв'язує токсини при прийомі внутрішньо, сажа в стратосфері не утримуватиме енергію, а навпаки - призведе до нагрівання навколишніх газів.

Протягом першого року після потрапляння сажі у повітря температура стратосфери перевищуватиме нормальну на 30-60 градусів за шкалою Цельсія, адже у нормальному стані ці шари сонячної енергії майже не поглинають. В результаті зміниться перебіг реакції Чепмена, що безпосередньо здійснює перетворення озону та одноатомного кисню на звичайний двоатомний кисень: ця реакція неймовірно чутлива до температури.

Ситуація посилиться постійним тепловим підживленням знизу - енергія пожеж передаватиметься за допомогою диму. Який, безумовно, не покращить положення захисного екрану планети. В атмосферу підніметься величезна кількість оксидів азоту, що працюють як найпотужніші каталізатори для цієї реакції (NO+O 3 -> NO 2 + O 2 , за яким слідує NO 2 + O 2 -> NO+ O 2).

Результат - суттєве руйнування озонового шару.

Всупереч розрахункам двадцятирічної давності, що передбачали 20% скорочення озонового захисту лише у разі глобального конфлікту (6,5 Гт у тротиловому еквіваленті) і заростання озонової діри протягом кількох років, у Міллза та його колег вийшло, що навіть 1,5 Мт, скинутих на міста, і наступних за ними пожеж вистачить, щоб озоновий шар у середньому по Землі скоротився на 30%, а в окремих районах – у 3-4 рази. При цьому відновлення до початкового стану триватиме десятиліття.

Модельна зміна середньої по паралелі товщини озонового шару внаслідок гіпотетичного ядерного конфлікту Індії та Пакистану в залежності від широти (осі ординат) та часу (осі абсцис). // PNAS (2008) / "Газета.Ru"

Ефект відчують мешканці усієї планети. Наприклад, у середніх широтах стоншення досягатиме до 40% від нинішнього стану, що негайно позначиться на здоров'ї людей і всіх екосистемах. Найменше пощастить жителям високих широт, насамперед, арктичних (вибухи за сценарієм відбуваються у північних субтропіках). Тут скорочення буде ще значнішим – від 50% до 70%. Ефект триватиме не менше п'яти років, але і після них, на думку вчених, ми продовжимо вважати втрати ще п'ять років.

Не перший підхід до оцінки ефекту невеликих, за мірками військових, локальних ядерних конфліктів. В інших випадках ядерної осені першорядна роль віддавалася променевому та тепловому ураженню екосистем, випаданню кислотних опадів та інше.

«Помилка попередніх робіт у тому, що вони не врахували ефекту диму та нагрівання стратосфери», — поясниврізницю Міллз.

Збільшення радіаційного фону негайно позначиться на водних екосистемах – амфібіях, рибах та головоногих, а головне – на житті фітопланктону. Якщо ефект ультрафіолету, що пошкоджує, на всі ці організми вже доведений, то дію на співтовариство в цілому ще належить з'ясувати.

Людству ж це загрожує, за зразковими оцінками, збільшенням поширеності раку шкіри, що поки мало піддається лікуванню, втричі.

І це без урахування викиду хімічних та радіоактивних речовин внаслідок самого ядерного конфлікту.

Фізики, які змоделювали кризу, не втрималися від коментарів ситуації з ядерною зброєю - у своїй роботі вони врахували сто 15-кілотонних вибухів, у той час як це лише 0,03%, тобто 1/3000 всього арсеналу планети. Ще більший трепет може викликати докладне ознайомлення з роботоювчених, опублікованій в останньому номері Proceedings of the National Academy of Sciences.