Коррозия автомобилей

Министерство  образования и науки российской федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский  государственный нефтегазовый университет»

Институт Транспорта

 

 

 

 

 

Контрольная работа.

Дисциплина: неметалические материалы.

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Студент 3 курса гр. АТХз-10-1

Журбин Александр Михайлович

                                                                 Проверил: В.Д.Ильиных.

 

 

 

Тюмень 2013

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 1

1. КОРРОЗИЯ АВТОМОБИЛей в процессе эксплуатации

Коррозия автомобиля – разрушение металлических частей машины (кузова и др.) под воздействием  агрессивной окружающей среды, вследствие нерационального конструирования и небрежного обращения. С каждым годом численность мирового автопарка непрерывно растет. Было время, когда автомобиль имели десятки-сотни единиц населения планеты. Но прогресс не заставил себя ждать. Сейчас авто – уже не роскошь, а предмет первой необходимости для множества людей. Вместе с возрастанием численности автомобилей улучшаются и их эксплуатационные характеристики. Средний срок службы автомобиля составляет около 15 – 20 лет (зависит от многих факторов).  Срок существенно снижается при воздействии на машину агрессивных эксплуатационных условий. Чаще всего автомобиль выходит из строя из-за коррозионных разрушений (коррозии) его деталей: кузова, трубопроводов, элементов тормозных систем, рам и других важных узлов. Некоторые детали можно заменить, отремонтировать, а другие – непригодны для дальнейшего использования. На срок службы автомобиля существенное влияние оказывают три основных фактора:

- условия эксплуатации;

- технический уровень  автомобиля;

- условия окружающей среды.

Условия эксплуатации зависят только от владельца автомобиля. К ним относятся условия хранения (в гараже либо под открытым небом), качество и периодичность технического обслуживания, использование машины (бережливое отношение водителя во время езды, использование машины с учетом ее возможностей и технических характеристик и т.п.).

Технический уровень  автомобиля обеспечивает предприятие-производитель. Это материалы, из которых изготавливается средство передвижения, конструкция машины, технология ее изготовления.

Условия окружающей среды зависят от района, в котором авто эксплуатируется: загрязнения окружающей среды, климата, дорог.

Среди климатических условий, наиболее сильное влияние на коррозию автомобиля (машины) оказывают влажность, температура и состав окружающей среды.

Окружающая атмосфера  условно делится на промышленную, сельскую и морскую. Наименьшей агрессивностью отличается сельская атмосфера.

   В легковых автомобилях и автобусах быстрее всего подвергается коррозии кузов. В грузовых – кабина, рама и некоторое другое. Кузов, кабина, рама подвергаются чаще всего чисто коррозионному износу, а трансмиссия, двигатель – коррозионно-механическому и механическому разрушению (износу).

  Коррозия автомобиля очень опасна, т.к. может послужить причиной аварии.

ОПТИМАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ

Для того чтоб Ваш автомобиль прослужил долго и не подвергался  воздействию коррозии, необходимо придерживаться нескольких основных правил хранения. Помещение, в котором  находится машина, должно быть сухим, хорошо проветриваться и, желательно, отапливаться в холодное время года. Это необходимо для того, чтоб влага на поверхности автомобиля быстро испарялась. Мокрый автомобиль (например, после дождя или снега) должен в гараже хорошо просохнуть. Протекание электрохимической коррозии невозможно при отсутствии влаги. Хорошая вентиляция гаража обеспечивается наличием вентиляционных щелей в дверях, сквозных отверстий между совмещенными вместе гаражами, вентиляционного отверстия в крыше помещения.

Хранение автомобиля в  сыром, плохо вентилируемом помещении  намного более опасно, чем хранение просто на открытом воздухе. На воздухе  авто проветривается, а в сыром  гараже создаются наилучшие условия  для протекания электрохимической  коррозии металла.

При хранении машины под  тентом необходимо, чтоб между поверхностью кузова и тентом был хоть небольшой  воздушный зазор. Это нужно для  того, чтоб влага с поверхности  испарялась быстрее. Также в тенте  необходимы специальные вентиляционные  отверстия.

КОРРОЗИЯ  АВТОМОБИЛЯ

Автомобиль может подвергаться как химической коррозии, так и электрохимической. Ярким примером химической коррозии является разрушение выпускного тракта двигателя под воздействием отработавших газов. Также газовая химическая коррозия автомобиля может наблюдаться и в его топливной системе, если в топливных жидкостях присутствуют примеси сероводорода, меркаптанов, элементарной серы и т.д. При этом корродируют металлические вкладыши подшипников.

Но в большинстве случает, автомобиль все же поддается воздействию  электрохимической коррозии, которая  поражает больше составляющих частей машины и имеет место только в  случаях присутствия на поверхности  металла электролита. Исследования доказали, что в атмосферных условиях на поверхности любого металла всегда присутствует пленка влаги. Толщина  ее зависит от температуры, влажности  воздуха и других показателей.

   Любая металлическая поверхность автомобиля является электрохимически неоднородной (некоторые участки имеют разность электродных потенциалов). Поверхность с меньшим значением электродного потенциала (при контакте с электролитом)  становится анодной, а с большим – катодной. Каждая пара неоднородных участков образует короткозамкнутый гальванический элемент. Таких работающих гальванических элементов на поверхности автомобиля очень много. При этом идет разрушение только анодных участков. Разность потенциалов может возникать по многим причинам, о которых можно прочитать в статьях, о внешних и внутренних факторах электрохимической коррозии.

Если металлическая поверхность  не защищена, то условия для протекания коррозионных процессов есть всегда. Автомобиль может подвергаться  местным (коррозия пятнами, точечная, нитевидная,  сквозная, межкристаллитная, язвенная, подповерхностная) коррозионным разрушениям.

Коррозия автомобиля, по условиям протекания, подразделяется на:

- коррозию в неэлектролитах (масляная и топливная системы);

- газовую (разрушение выпускной трубы, глушителя, на фасках тарелок выпускных клапанов в камерах сгорания);

- в электролитах (в местах  застоя влаги);

- контактную  (места контакта металлов с разным электродным потенциалом);

- атмосферная (при хранении, транспортировки и эксплуатации автомобиля);

- щелевая (в зазорах и узких щелях);

- структурная (в местах с неоднородностью состава металла, например, после сварки);

- в условиях трения (наблюдается  в узлах трения, где есть коррозионная  среда);

- под напряжением (на  поверхностях, которые находятся  под напряжением);

- биокоррозия (под воздействием микроорганизмов или продуктов их жизнедеятельности).

Коррозионному воздействию  подвергаются почти все составные  части автомобиля. Чтобы удешевить  автомобиль (сделать его более  доступным для всех потребителей) производители  все чаще и чаще используют для кузова  очень тонкий стальной лист. На таких машинах первые коррозионные повреждения (особенно сквозные) появляются уже через 1,5 – 2 года эксплуатации. Большая их часть расположена на внутренних (скрытых) частях кузова. На таких участках образуются зоны застоя влажного воздуха (особенно при высокой влажности воздуха). При охлаждении влага начинает концентрироваться уже на поверхности самого металла. Этот механизм можно представить следующим образом. Нагретый во время движения автомобиль, оставляют на ночь на открытой  стоянке.  Машина постепенно охлаждается, и ее температура опускается ниже точки росы. Влага, которая содержится в воздухе, оседает сначала на крышу кузова, а потом и на всю поверхность. Когда на поверхности находится пленка влаги -  все защитные покрытия испытывают ее разрушительное воздействие. Негативное влияние усиливается примесями воздуха и загрязнениями самого автомобиля, которые переходят во влажную пленку. Для автомобилей, хранящихся на открытом воздухе, наиболее опасное время – утро. Температура воздуха поднимается, и влага начинает потихоньку испаряться. В процессе высыхания в электролите возрастает концентрация вредных веществ. Именно перед полным высыханием на защитно-декоративные покрытия воздействуют довольно агрессивные растворы  кислых электролитов.

Очень опасными для  автомобиля являются различного рода зазоры, трещины лакокрасочного покрытия, швы контактной сварки кузова и т.п. В них скапливается и застаивается  влага. Развивается щелевая коррозия. Кислород, который находится в щели, очень быстро расходуется на протекание коррозионных процессов.  В итоге, образуются зоны обедненные кислородом (анод) и с нормальным его доступом (катод).  Возникает гальванический элемент.

С окрашенным авто все происходит почти так же само. Во время его  эксплуатации  покрытие подвергается воздействию различных загрязнений, перепадов температур (порой довольно значительных), солнечной радиации и др. Со временем ЛКП трескается. Именно трещины и являются основными очагами коррозионного разрушения. Кислород может спокойно проникать к самой стали, и со временем стальная поверхность становится анодной. Коррозия стали протекает в сильнощелочной среде. Появившиеся продукты коррозии постепенно разрушают защитно-декоративное покрытие.

Можно сказать, что коррозия  кузова автомобиля, как результат совместной работы коррозионно-механического износа, а также электрохимической и химической коррозии, протекает в следующем порядке:

- коррозия кузова автомобиля  под лакокрасочным материалом;

- вспучивание покрытия, его  шелушение в местах протекания  коррозии автомобиля;

- образование сквозных  отверстий в кузове автомобиля;

- в результате коррозионных  процессов растрескиваются сварные  соединения автомобиля;

- разрушение силовых элементов  машины, в результате чего теряется  жесткость кузова;

- расшатывание дверных  петель и потеря жесткости  порогов и стоек;

- вследствие перемещения  и расшатывания узлов автомобиля, которые  присоединяются непосредственно к кузову, нарушается система управления машины.

Многочисленные исследования и опыт показали, что различные  детали и узлы автомобиля подвергаются коррозии в разной степени.  Это связано с их расположением относительно поверхности дороги, материалом, из которого тот или иной узел изготовлен, конструкцией, вентиляцией, и, конечно же, условиями эксплуатации автомобиля.

Шведский институт коррозии, совместно с одной из авто-фирм, в течение нескольких лет проводили  испытания и наблюдения автомобилей. Целью данных исследований было: определить, какие из несущих частей кузова наиболее сильно подвержены коррозионному разрушению, причины возникновении коррозии этих узлов. В осмотрах принимали  участие различные модели легковых автомобилей.

По результатам наблюдений, в большей степени подвергаются коррозии следующие элементы:  поперечины, стойки, различные опоры (которые находятся под нагрузкой) и кронштейны пружин, лонжероны, двери, днище кузова автомобиля, ниши фар, крылья и  бамперы.

Основными причинами разрушения вышеперечисленных частей автомобиля  являются: воздействие влаги, дорожной грязи, пыли, выхлопных газов, вредных соединений в воздухе, противогололедных средств (например, соль или песок на дорогах). Отдельной графой можно отметить механические повреждения лакокрасочных и защитных покрытий частичками щебня и гравия.

ЗАЩИТА АВТОМОБИЛЯ ОТ КОРРОЗИИ

Одним из важных аспектов в  борьбе с коррозией автомобиля является рациональное конструирование. Создание такой конструкции, которая будет  наименьше всего подвергаться коррозионному  разрушению и даже предотвращать  возникновение очагов ржавчины. Для  этого необходимо, чтоб на кузове и  других частях не могла застаиваться влага, недопустимо совмещать материалы, которые подвергаются контактной коррозии.

 

2. Классификация пластмасс

В основу классификации пластмасс  положены их физико-механические свойства, структура и отношение к нагреванию. По физико-механическим свойствам все  пластмассы разделяют на пластики и  эластики.

Пластики бывают жесткие, полужесткие и мягкие. Жесткие  пластики — твердые упругие материалы  аморфной структуры с высоким  модулем упругости (свыше 1000 МПа) и  малым удлинением при разрыве, сохраняющие  свою форму при внешних напряжениях  в условиях нормальной или повышенной температуры. Полужесткие пластики — твердые упругие материалы  кристаллической структуры со средним  модулем упругости (выше 400 МПа), высоким  относительным и остаточным удлинением при разрыве, причем остаточное удлинение  обратимо и полностью исчезает при  температуре плавления кристаллов. Мягкие пластики — мягкие и эластичные материалы с низким модулем упругости (не выше 20 МПа), высоким относительным  удлинением и малым остаточным удлинением, причем обратимая деформация исчезает при нормальной температуре с  замедленной скоростью.

Эластики — мягкие и  эластичные материалы с низким модулем  упругости (ниже 20 МПа), поддающиеся  значительным деформациям при растяжении, причем вся деформация или большая  ее часть исчезает при нормальной температуре с большой скоростью (практически мгновенно).

По строению полимерной цепи различают пластмассы карбоцепные (цепь состоит только из атомов углерода) и гетероцепные (в состав цепи кроме  углерода входят кислород, азот и другие элементы).