Совершенствование метода и программно-аппаратных средств определения коррозионного состояния железобетонных опор контактной сети

• Автор: Протченко, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 134 с. : ил.

1 Коррозия железобетонных опор контактной сети и методы их диагностирования

1.1 Анализ механизма коррозии железобетонных опор контактной сети

1.2 Существующие методы определения коррозионного состояния железобетонных опор контактной сети.
1.3 Пути совершенствования методов определения коррозионного состояния железобетонных опор контактной сети.
2 Исследование параметров схемы замещения границы раздела арматураэлектролит в железобетонных опорах контактной сети
2.1 Исследование нелинейной части схемы замещения границы раздела арматураэлектролит в железобетонных опорах контактной сети

2.2 Определение информативных параметров коррозионного состояния опоры.

3 Разработка методики математической обработки результатов измерений электрохимических параметров подземной части железобетонных опор контактной сети.

3.1 Определение категорий дефектности железобетонных опор.

3.2 Кластеризация железобетонных опор контактной сети по категориям дефектности.

3.3 Оптимизация пути следования бригад ЭЧ при проведении диагностических и ремонтных работ железобетонных опор контактной сети в условиях существования многовариантности.
4 Усовершенствование методов и программноаппаратных средств определения коррозионного состояния подземной части железобетонных
опор контактной сети.
4.1 Совершенствование методики измерений.
4.2 Программноаппаратный комплекс определения коррозионного состояния железобетонных опор контактной сети.
4.3 Определение экономической эффективности разработки и внедрения программноаппаратного комплекса определения коррозионного состояния железобетонных опор контактной сети.
4.3.1 Затраты.
4.3.1.1 Цена разработки комплекса.
4.3.1.1.1 Затраты на разработку аппаратной части комплекса
4.3.1.1.2 Затраты на разработку ПО для ПК и вебсервиса.
4.3.1.1.3 Затраты на изготовление опытного образца
4.3.1.1.4 Общие затраты на проектирование и изготовление системы
4.3.2 Эффект и эффективность
4.3.2.1 Показатели эффективности
Заключение
Библиографический список
Приложение А. Инструкция пользователя клиентской части
программного обеспечения комплекса
ВВЕДЕНИЕ


С.Артамоиова, В. М. Москвина, Ф. Кудрявцева, . М. Подвапьного, И. А. Стрижевского, А. И. Гукова , В. И. Подольского, Котельникова , В. Г. Каратаева ,, О. В. Кунцевича , Т. Г. Кравченко , К. Б. Кузнецова , АЛ. Вайнштейна 3,, Ю. Р. Гунгера ,, Ю. В. Демина , В. А. Кандаева и других. Возникающий за счет присутствия гальванических микропар, коррозионный процесс идет в несколько этапов с выделением различных продуктов реакции на анодном и катодном участках арматуры. Наиболее часто встречающимися на практике разновидностями катодного процесса являются катодная реакция восстановления иона водорода в газообразный водород водородная деполяризация формулы 1. Н , 1. Я ЯЯ2Т, 1. Н Т 4Н 4е, 1. Н 4е АОН 1. Коррозия стали в бетоне связана с восстановлением молекулярною водорода 2 и идет с кислородной деполяризацией. Анодный процесс в железобетонных опорах представляет собой переход в раствор ионов железа II из арматурной стали и их гидратация с освобождением избыточных электронов, которые, оставаясь в металле, движутся к катодному участку. ОЯ ГеОЯ2. Перечисленные выше процессы взаимозависимы и протекают в несколько последовательных стадий. При наличии сильной щелочной среды железобетонных конструкций таким контролирующим фактором чаще всего является поступление кислорода к корродирующей поверхности. Содержание свободных ионов в электролите, а, следовательно, и коррозионную стойкость металла в определенных средах принято наглядно иллюстрировать с помощью диаграмм Пурбэ 2,,. Упрощенная диаграмма для железа показана на рисунке 1. Рисунок 1. Диаграмма Пурбе для железа при Т С0. Подробный анализ этой диаграммы приведен в работах 2 и . Там же показывается, что при высоких значениях , присутствующих в бетоне как в сильной щелочи насыщенный раствор гидроксида кальция, рН и нерастворимости продуктов коррозии железа в воде, коррозия стальной арматуры возможна только при воздействии дополнительных вредных факторов, так как на ней присутствует пассивирующая защитная пленка, предотвращающая доступ ионам кислорода к поверхности металла. Н.Д. Томашов считает, что для определения области пассивности недостаточно одного признака нерастворимости продуктов коррозии. В качестве примера он приводит сравнительно быструю коррозию железа в нейтральных растворах, содержащих хлорионы, несмотря на малую растворимость конечных продуктов реакции. Н.Д. Томашов доказывает, что для возникновения электрохимической пассивности металла недостаточно только нерастворимости продуктов коррозии необходимо, чтобы они образовывались в результате прямого анодного процесса, то есть непосредственно на реагирующей поверхности. Продукты коррозии, которые образуются вследствие вторичных процессов, не пассивируют сталь. Данное условие выполняется в большинстве случаев для любых железобетонных изделий вследствие входящих в состав бетона и арматурной стали веществ, уравнение реакции которых показано в формуле 1. В работах Петрококкино также приводится детальная трактовка диаграммы Пурбэ для железа. При этом возникновение пассивности связывается со степенью окисляющего действия среды, характеризующейся значением гН отрицательный десятичный логарифм парциального давления водорода, ее аэрируемостыо. На рисунке 1. Пурбэ в трактовке Петрококкино 2. В зоне А железо термодинамически устойчивовозможная реакция восстановление водорода, область В характеризуется быстрым растворением железа без образования ржавчины, так как отсутствует кислород зона расположена ниже линии гН0. В зоне С железо также активно, коррозия сопровождается образованием ржавчины при малых . Зона О область щелочной коррозии, в результате которой образуются ферриты, железо в зоне Е характеризуется слабой активностью с возможным появлением ржавчины. В области Р железо характеризуется неустойчивой пассивностью, в зависимости от среды равновероятны как возникновение процесс коррозии с образованием ржавчины, так и пассивность. В зонах С и Н железо, в основном, пассивно, коррозионная активность проявляется только в сильнокислой и окисляющей среде.