Вплив зовнішнього середовища на міцність і довговічність будівельних металоконструкцій та несучих елементів будівельної техніки
DOI:
https://doi.org/10.36910/6775-2410-6208-2025-14(24)-30Ключові слова:
будівельні металоконструкції, будівельна техніка, корозія металу, ґрунтова корозія, корозійна активність ґрунтів, міцність, довговічність.Анотація
У статті розглянуто вплив корозійно-агресивних чинників зовнішнього середовища, а саме різних типів ґрунтів, на міцність і довговічність будівельних металоконструкцій та несучих металевих елементів будівельної техніки. Відмічено, що комплексна дія температурних коливань, вологості, хімічно-активних компонентів та динамічних навантажень зумовлює поступове зниження міцності металів, наслідком чого є розвиток корозійно-втомних тріщин. Досліджено закономірності швидкості протікання корозії при умові контакту металевих елементів із різними типами ґрунтів, що відрізняються по складу, структурі, вологості та ступеню аерації. В процесі дослідження використано комплекс експериментальних методів, до яких відносяться: ваговий, потенціометричний та мікроскопічний аналіз, які дозволили провести оцінку швидкості протікання корозії, електрохімічну активність середовища, а також характер пошкоджуваності металевих зразків. На основі одержаних результатів проведено класифікацію типів ґрунтів по рівню їх корозійної активності, що дозволило встановити найбільш агресивні їх типи (болотисті, торф’яні, мулові та глинисті ґрунти), а також ґрунти із мінімальним корозійним впливом (піщані та вапнякові). Одержані результати свідчать, що правильна та своєчасна оцінка величини корозійної активності ґрунтів це один із основних чинників, який визначає довговічність експлуатації будівельних металоконструкцій і металевих елементів будівельної техніки. Встановлення рівня агресивності ґрунтового середовища дозволяє не тільки робити прогноз швидкості протікання корозійних процесів, а також обґрунтовано робити вибір конструкційних матеріалів, способів їх захисту та типів покриття, що дозволить забезпечити довготривалу стійкість до впливу зовнішнього середовища. Таким чином, використання системного підходу до оцінки корозійної активності ґрунтів є важливим елементом інженерного проєктування та технічного обслуговування будівельних об’єктів і будівельної техніки. Що, в свою чергу, забезпечує підвищення надійності, зниження ризиків аварійних ситуацій і тривале подовження терміну безпечної експлуатації будівельних металоконструкцій і будівельної техніки.
У статті розглянуто вплив корозійно-агресивних чинників зовнішнього середовища, а саме різних типів ґрунтів, на міцність і довговічність будівельних металоконструкцій та несучих металевих елементів будівельної техніки. Відмічено, що комплексна дія температурних коливань, вологості, хімічно-активних компонентів та динамічних навантажень зумовлює поступове зниження міцності металів, наслідком чого є розвиток корозійно-втомних тріщин. Досліджено закономірності швидкості протікання корозії при умові контакту металевих елементів із різними типами ґрунтів, що відрізняються по складу, структурі, вологості та ступеню аерації. В процесі дослідження використано комплекс експериментальних методів, до яких відносяться: ваговий, потенціометричний та мікроскопічний аналіз, які дозволили провести оцінку швидкості протікання корозії, електрохімічну активність середовища, а також характер пошкоджуваності металевих зразків. На основі одержаних результатів проведено класифікацію типів ґрунтів по рівню їх корозійної активності, що дозволило встановити найбільш агресивні їх типи (болотисті, торф’яні, мулові та глинисті ґрунти), а також ґрунти із мінімальним корозійним впливом (піщані та вапнякові). Одержані результати свідчать, що правильна та своєчасна оцінка величини корозійної активності ґрунтів це один із основних чинників, який визначає довговічність експлуатації будівельних металоконструкцій і металевих елементів будівельної техніки. Встановлення рівня агресивності ґрунтового середовища дозволяє не тільки робити прогноз швидкості протікання корозійних процесів, а також обґрунтовано робити вибір конструкційних матеріалів, способів їх захисту та типів покриття, що дозволить забезпечити довготривалу стійкість до впливу зовнішнього середовища. Таким чином, використання системного підходу до оцінки корозійної активності ґрунтів є важливим елементом інженерного проєктування та технічного обслуговування будівельних об’єктів і будівельної техніки. Що, в свою чергу, забезпечує підвищення надійності, зниження ризиків аварійних ситуацій і тривале подовження терміну безпечної експлуатації будівельних металоконструкцій і будівельної техніки.
Завантажити
Посилання
1. Янцевич, К. В. (2025). Протикорозійний захист вуглецевих сталей дифузійними покриттями на основі хрому та силіцію. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.14 «Хімічний опір матеріалів та захист від корозії». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2025. https://ela.kpi.ua/items/5d489aac-3962-40b1-b43b-d7dac7384f45
2. Хома М.С. (2021) Стан і перспективи розвитку досліджень у галузі корозії та протикорозійного захисту конструкційних матеріалів в Україні. Вісник НАН України, 12, 99-106. https://doi.org/10.15407/visn2021.12.099
3. Іваненко, К. М., Старчак, В. Г., Мачульський, Г. М., Буяльська, Н. П., Цибуля, С. Д., & Костенко, І. А. (2020). Інноваційна технологія поверхневого зміцнення з екологічно безпечним протикорозійним захистом. Проблеми корозії та протикорозійного захисту матеріалів, 13, 188-192. https://ipm.lviv.ua/corrosion2020/Chapter_02/XIV_188_TSYBULIA.pdf
4. Борисенко Ю.В. Матеріали сучасної техніки та захист від руйнування: навчальний посібник. К.: КНУТД, 2016. 111 c. https://er.knutd.edu.ua/bitstream/123456789/2223/3/20161004_Borisenko_NP.pdf
5. Белопольський М. Г., Корольов П. В. (2017) Управління ризиками корозійної небезпеки як чинник сталого розвитку промислових підприємств. Економічний вісник Донбасу, 2(48), 168-176. http://nbuv.gov.ua/UJRN/ecvd_2017_2_23
6. Дзядикевич Ю.В., Попович П.В., Вітровий А.О., Розум Р.І., Чорна О.В., Захарчук О.П., Галиш Н.А., Цідило З.М., Шок К.П. Сумісність компонентів матеріалів у цивільній інженерії. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. - 2023. - Вип. 8(2). - С. 91-97. https://doi.org/10.32515/2664-262X.2023.8(39).2.91-97
7. Буряк М.В., Розум Р.І., Захарчук О.П., Попович П.В., Прогній П.Б., Чорній Л.Н. Вплив агресивних середовищ на експлуатаційні характеристики матеріалів несучих конструкцій колісних транспортних засобів. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. - 2023. - Вип. 7(38). - С. 143-150. https://doi.org/10.32515/2664-262X.2023.7(38).1.143-150
8. William D. Callister Jr., David G. Rethwisch. Callister′s Materials Science and Engineering. Wiley; 10th edition, 2018. 975 р. https://surl.li/osyhyv
9. Adrian P. Sutton FRS. Concepts of Materials Science. OUP Oxford, 2021. 160 р. https://api.pageplace.de/preview/DT0400.9780192661586_A42058229/preview-9780192661586_A42058229.pdf
10. Gale, W. F., and T. C. Totemeier (Editors), Smithells Metals Reference Book, 8th edition, Elsevier ButterworthHeinemann, Oxford, 2004. https://api.pageplace.de/preview/DT0400.9780080480961_A23516914/preview-9780080480961_A23516914.pdf




