Zestaw 1
1) Stale węglowe to stale zwykłe.
Podział stali węglowych:
ogólnego przeznaczenia
o zwykłej jakości
o podwyższonej jakości
o najwyższej jakości
określonego przeznaczenia
dla budownictwa np. St3S
dla kolejnictwa np. St4P
do budowy okrętów np. St41KO
dla elektrotechniki
na kotły i zbiorniki ciśnieniowe np. K10, K18
na blachy karoseryjne
na rury np. R35
na druty np. D35-D80
na śruby, nakrętki i nity np. St3N
na łańcuchy zgrzewane
stale automatowe np. A11
Zasady oznaczania:
stale o zwykłej jakości
obejmują gatunki St0 do St7 różniące się zawartością węgla od 0,15% do 0,55% oraz właściwościami mechanicznymi
obecnie nie produkuje się stali St0 i St1
numer oznacza numer kolejny stali
mogą być 3 rodzaje różnych oznaczeń w zależności od metody badania danej stali:
MSt3YCu - sprawdzony skład chemiczny
St3 - sprawdzona wytrzymałość
St3YS - sprawdzona wytrzymałość jak i skład chemiczny
Stale zwykłej jakości używane są bez obróbki cieplnej w stanie surowym po walcowaniu.
Jakie znaczenie mają litery po kolejnym numerze stali?
X - stal nieuspokojona
Y - stal półuspokojona
brak litery - stal uspokojona
S - stal spawalna
U - gwarantowana wytrzymałość na udarność
G - stal o podwyższonej zawartości manganu
stale o wyższej jakości
obejmują gatunki od 8 do 65, różniące się zawartością węgla średnio od 0,08 do0,65% o określonym składzie chemicznym i własnościach mechanicznych
w oznaczeniu nie ma na początku żadnej liter, zaś liczba mówi nam o zawartości węgla w stali (np. 35 - 0,35%C)
mogą być litery za liczbą: X, G
stale te mogą być poddane obróbce cieplnej
stale o najwyższej jakości
oznaczenie np. D55A
D - oznacza stal na drut patentowy
55 - oznacza zawartość węgla w stali
A - oznacza stal najwyższej jakości
2) Materiały termo izolacyjne. Procesy cieplno-wilgotnościowe w nich zachodzące. Wpływ budowy na właściwości cieplne.
Materiałem termoizolacyjnym jest materiał o współczynniku przewodzenia ciepła w temp.20oC mniejszym niż 0,175 przeznaczonym do izolacji termicznej budynków, rurociągów, urządzeń cieplnych i chłodniczych. Podstawowe mechanizmy przepływu ciepła w izolacjach przewodzenia ciepła, konwekcja, promieniowanie cieplne, w przypadku obecności wilgoci jej dyfuzja.
Przewodzenie ciepła uproszczonym obrazem tego mechanizmu jest przepływ ciepła przez jednorodną przeszkodę „ścianę” o grubości 1,zbudowaną z materiału o wsp. przewodzenia ciepła λ. Ciepło, które przepłynie przez izolację obliczamy ze wzoru Q=[(tw-t2)/l] λ
Jest to model uproszczony, bo uwzględnia tylko przewodnictwo cieplne przez substancję stałą ciała porowatego, przez ziarna lub włókna, a pomija przewodzenie przez gazy wypełniające pory lub przestrzeni między cząstkami i włóknami oraz przewodzenie przez powierzchnię styku cząstek lub włókien z uwzględnieniem oporów styku.
Konwekcja.W warunkach występowania konwekcji składnika gazowego energia przenoszona jest przez ruch makroskopowy. Ruch gazu w komórkach izolacji jest wynikiem różnic ciśnień w składniku gazowym powstającym na skutek różnicy temp. występujących w mater. izolacyjnym
Promieniowanie. Źródłem promieniowania cieplnego w izolacjach może być promieniowanie emitowane przez ścianki materiału osłonowego, rury przewodowej lub stałych składników izolacji. Promieniowanie to jest wewnątrz pochłaniane i rozpraszane. Przy rozpraszaniu występuje zmiana kierunku rozchodzenia o charakterze anizotropowym. Czynnikiem rozpraszającym są granice włókien, ziaren porów, granice izolacji. Pochłanianie zachodzi głównie w czynniku stałym izolacji ze względu na jego dużą gęstość w porównaniu z gazem lub cieczą. Q=c[(T1/100)/4-(T2/100)/4]
c-stała związana z geometrią układu i stałymi promieniowania mat.
Przepływ ciepła związany z ruchem wilgoci w mat. Jeżeli w przekroju izolacyjnym występują różnice temperatur lub wilgotności względnej to pojawia się dyfuzja pary wodnej i cieczy. Dyfuzując wilgoć niesie ze sobą energię w postaci entalpii fizycznej. Zniesienie wilgotności względnej lub temp. czasie towarzyszą procesy adsorpcji i desorpcji wilgoci. Podczas desorpcji związana ze składnikiem wilgoć w stanie ciekłym przechodzi w stan gazowy ochładzając izolację. Adsorpcja przebiega w kierunku odwrotnym. Procesy parowania wilgoci powodują zwykle kilkuprocentowy wzrost przepływu ciepła przez izolację przy jej ogrzaniu lub ochładzaniu.
Właściwości mat. termoizolacyjnych w zależności od ich budowy. Im mat. bardziej porowaty tym lepszy bo wsp. przepływu ciepła jest niższy. Im zdolność do pochłaniania wody mniejsza tym mat.lepszy bo wilgoć wypiera gaz z komórek i wsp. przepływu ciepła rośnie.Dobry mat. w 80-90% objętości składa się z gazu,a gazy o wyższej masie cząsteczkowej mają wyższą przewodność cieplną.
Procesy wilgociowe w izolacjach.Nasiąkanie w bezpośrednim styku,absorpcja wody z powietrzem,dyfuzja wilgotnego powietrza i kondensacja wewnątzr materiału.
3) WADY I ZALETY INSTALACJI WYKONANEJ Z MIEDZI:
Zalety: dobra odporność na działanie korozyjne wód wodociągowych, wody morskiej, wodnych roztworów alkoholów dp pH=11,4, kwasów nie utleniających (solnego, octowego), trwałość50 lat, łatwość montażu przewodów miedzianych, wielostronność zastosowania tego samego materiału we wszystkich rodzajach instalacji umożliwiające stosowanie tej samej techniki instalacyjnej w obiekcie, porównywalny koszt z instalacją z tworzywa sztucznego, odporność na zmiany temp. i promienie ultrafioletowe, możliwość powtórnego przerobu.
Wady: ulega korozji w środowiskach kwasów utleniających (azotowego, gorącego siarkowego) roztworów amoniaku i związków amonowych, w wodach zawierających siarczki, w wodach napowietrzonych konieczność ograniczenia prędkości przepływu wody w przewodach rozprowadzających i cyrkulacyjnych, konieczność wyposażenia instalacji w filtry cząstek stałych, niemożliwość łączenia w jednej inst. ze stalą ocynkowaną i węglową.
PROCESY KOROZJI
Warunkiem trwałości miedzi w kontakcie z wodą jest obecność na jej powierzchni warstwy tlenkowej, która tworząc naturalną barierę zapobiega przedostawaniu się jonów miedziowych do wody.
- Wżerowa - lokalne ubytki metalu w miejscach osłabienia warstwy tlenkowej prowadzące do perforacji (przebicia) ścianki przewodu. Powodem mogą być nieodpowiedni skład chemiczny miedzi, złe przygotowanie powierzchni wew. rury przy produkcji, wycieki lutownicze do wnętrza rury, obecność cząstek stałych w przewodach.
- Erozyjna - niszczenia metalu powodowane jednoczesnym działaniem korozji i burzliwego działania wody, który lokalnie powoduje niszczenie warstewki tlenkowej. Korozja ta uwydatnia się powstawaniem podłużnych zagłębień pogłębionych w kierunku przepływu wody.
- Selektywna - ulegają jej elementy inst. wyk. ze stopów miedzi. Polega ona na rozpuszczeniu się cynku z mosiądzu wskutek czego pozostaje w metalu jedynie miedź, tworząc czerwoną porowatą masę, która traci swoje właściwości mechaniczne.
- Równomierna - przebiega równomiernie na całej pow. wew. rury i nie zagraża trwałości instalacji.
Zestaw 2
1) WADY I ZALETY INSTALACJI WYKONANEJ Z MIEDZI:
Zalety: dobra odporność na działanie korozyjne wód wodociągowych, wody morskiej, wodnych roztworów alkoholów dp pH=11,4, kwasów nie utleniających (solnego, octowego), trwałość50 lat, łatwość montażu przewodów miedzianych, wielostronność zastosowania tego samego materiału we wszystkich rodzajach instalacji umożliwiające stosowanie tej samej techniki instalacyjnej w obiekcie, porównywalny koszt z instalacją z tworzywa sztucznego, odporność na zmiany temp. i promienie ultrafioletowe, możliwość powtórnego przerobu.
Wady: ulega korozji w środowiskach kwasów utleniających (azotowego, gorącego siarkowego) roztworów amoniaku i związków amonowych, w wodach zawierających siarczki, w wodach napowietrzonych konieczność ograniczenia prędkości przepływu wody w przewodach rozprowadzających i cyrkulacyjnych, konieczność wyposażenia instalacji w filtry cząstek stałych, niemożliwość łączenia w jednej inst. ze stalą ocynkowaną i węglową.
Zalety instalacji zimnej wody, ciepłej wody stali ocynkowanej: niski koszt instalacji
Wady: Bardzo szybko następuje korozja, głównym wrogiem instalacji jest Co2 (powoduje korozję), temp. w instalacji nie powinna być wyższa niż 5 stopni (powyżej tej temp. następuje zjawisko przebiegunowania - cynk gorzej przylega do rury i może wystąpić korozja wżerowa.Wady i zalety miedzi umieszczone w poprzednim pytaniu.
Omów wady i zalety instalacji wodnych wykonanych z polipropylenu.
Zalety:
-nie ulegają korozji
-przeważnie są obojętne fizjologicznie
-niższe straty ciśnienia przy przepompowywaniu
-odporność na uderzenia hydrauliczne
-wytrzymałe na zamarzanie wody
-możliwość wykonywania bardzo długich odcinków przewodów.
-lżejsze i łatwiejsze w montażu
Wady:
-mniejsze wł. wytrzymałościowe
-mniejsza wytrzymałość na temperaturę
-palność
-większe wydłużenia cieplne
2) Rodzaje żeliwa:
Żeliwo białe (węgiel występuje w postaci cementu), szare (węgiel występuje w postaci granitu płytkowego), sferoidalne (węgiel występuje w postaci kulek grafitowych), ciągliwe (poprzez wyżarzenie żeliwa białego, węgiel występuje w postaci grafitu kłaczkowatego).
3) Polimery - substancje złożone z makrocząsteczek, charakteryzujące się regularnym lub nieregularnym powtarzaniem się w nich ugrupowań atomów, zwanych monomerami, jednego lub kilku rodzajów. Makrocząsteczki składają się z bardzo wielkiej liczby monomerów tj. małocząsteczkowych związków chemicznych, zdolnych do reakcji z identycznymi lub innymi cząsteczkami, dzięki obecności w nich, co najmniej dwóch ośrodków reaktywnych, takich jak wiązania nienasycone, grupy chemiczne, pierścienie reaktywne. Liczba ośrodków reaktywnych określa funkcyjność monomeru i ma bezpośredni wpływ na budowę makrocząsteczki np.: chlorek winylu jest monomerem dwufunkcyjnym
- CH2 - CH - - CH - CH2 -
| podobnie styren |
Cl C6 H5
Istnieją także monomery trójfunkcyjne (np. fenol i rezorcyna) oraz monomery więcej funkcyjne. Aby z monomerów można było uzyskać związki wielkocząsteczkowe w drodze syntezy chemicznej (polireakcji), muszą być one, co najmniej dwufunkcyjne, przy czym funkcyjność danego związku chemicznego określa się liczbą posiadanych przez niego atomów, grup atomów lub wiązań zdolnych do reakcji chemicznych.
26. Porównać budowę, sposób otrzymywania, właściwości i zastosowanie: polietylenu, polipropylenu i polichlorku winylu.
Zaliczane są do polimerów termoplastycznych
Polipropylen-(PP). Otrzymuje się w wyniku polimeryzacji propylenu. Odznacza się doskonałymi właściwościami mechanicznymi i dielektrycznymi. W temperaturze pokojowej jest odporny na działanie wielu czynników chemicznych. W podwyższonej temperaturze ulega dyfuzji tlenowej. Współczynnik chropowatości wynosi 0,007. Zastosowanie: wykładziny zbiorników i cystern, sznury, dywany, sprzęt domowy, artykuły medyczne, folie na opakowania np. na artykuły spożywcze.
Polietylen- (PE) Otrzymywany w wyniku polimeryzacji etylenu. Polimery są tworzywami o znacznej elastyczności i udarności, dobrych właściwościach mechanicznych gęstość -0,92 g/cm3. Można go farbować, brak zapachu i smaku, odporny na działanie czynników chemicznych, nie(w innych notatkach jest, że jest przepuszczalny dla tlenu) przepuszczalny dla tlenu. Zastosowanie: opakowania, rury wodociągowe również do wody pitnej (do 90 C), osłony kabli elektrycznych, kubki, zabawki itp.
Polichlorek winylu- (PVC) otrzymywany przez polimeryzację chlorku winylu. Bez dodatku plastyfikatorów jest twardy , niepalny, odznacza się dużą odpornością chemiczną i wytrzymałością mechaniczną, łatwo się poddaje obróbce mechanicznej. Zastosowanie: płyty, rury, wykładziny podłogowe, rynny, zbiorniki odporne na działanie czynników chemicznych. Zmiękczony PVC (dodatek 20-70% plastyfikatorów) jest miękki, elastyczny, bardziej odporny na działanie czynników chemicznych. Zastosowanie: folie, opakowania, odzież ochronna, obuwie, węże, izolacja kabli, zabawi.
Zestaw 3
1) Porównać budowę, sposób otrzymywania, właściwości i zastosowanie: polietylenu, polipropylenu i polichlorku winylu.
Zaliczane są do polimerów termoplastycznych
Polipropylen-(PP). Otrzymuje się w wyniku polimeryzacji propylenu. Odznacza się doskonałymi właściwościami mechanicznymi i dielektrycznymi. W temperaturze pokojowej jest odporny na działanie wielu czynników chemicznych. W podwyższonej temperaturze ulega dyfuzji tlenowej. Współczynnik chropowatości wynosi 0,007. Zastosowanie: wykładziny zbiorników i cystern, sznury, dywany, sprzęt domowy, artykuły medyczne, folie na opakowania np. na artykuły spożywcze.
Polietylen- (PE) Otrzymywany w wyniku polimeryzacji etylenu. Polimery są tworzywami o znacznej elastyczności i udarności, dobrych właściwościach mechanicznych gęstość -0,92 g/cm3. Można go farbować, brak zapachu i smaku, odporny na działanie czynników chemicznych, nie(w innych notatkach jest, że jest przepuszczalny dla tlenu) przepuszczalny dla tlenu. Zastosowanie: opakowania, rury wodociągowe również do wody pitnej (do 90 C), osłony kabli elektrycznych, kubki, zabawki itp.
Polichlorek winylu- (PVC) otrzymywany przez polimeryzację chlorku winylu. Bez dodatku plastyfikatorów jest twardy , niepalny, odznacza się dużą odpornością chemiczną i wytrzymałością mechaniczną, łatwo się poddaje obróbce mechanicznej. Zastosowanie: płyty, rury, wykładziny podłogowe, rynny, zbiorniki odporne na działanie czynników chemicznych. Zmiękczony PVC (dodatek 20-70% plastyfikatorów) jest miękki, elastyczny, bardziej odporny na działanie czynników chemicznych. Zastosowanie: folie, opakowania, odzież ochronna, obuwie, węże, izolacja kabli, zabawi.
2) Wykazać zasadnicze różnice pomiędzy:
żeliwem a staliwem
żeliwo
zawiera powyżej 2% węgla
słabe właściwości wytrzymałościowe
nie obrabialne plastycznie ani na zimno ani na gorąco
staliwo
zawiera do 2% węgla
dobre właściwości wytrzymałościowe, bo może przenosić duże obciążenia
obrabialna plastycznie na gorąco i na zimno
stalą uspokojoną i nieuspokojoną
stal uspokojona
jest odtleniona
stal nieuspokojona
zawiera pewną ilość tlenu i CO2
stalą niskowęglową a stalą stopową
stal niskostopowa
zawiera domieszki w ilościach nie przekraczających ustalonych umownie norm (0,5%Si, 0,8%Mn, 0,1%Al lub Ti i 0,25%Cu)
stal stopowa
zawierająca domieszki w ilościach przekraczających powyższe oraz celowo dodane inne pierwiastki w celu uzyskania określonych własności
3) OMÓWIĆ ZASTOSOWANIE STOPÓW MIEDZI
- mosiądz CuZn40Pb2 - do obróbki skrawaniem, do obróbki plastycznej na zimno, tłoczenia, obróbka plastyczna na gorąco, części współpracujące w ruchu obrotowym, kształtowniki. CuZn37 - obróbka plastyczna na zimno do produkcji blach.
- brąz cynowy (G-CuSn10 do G-CuSn20) - na odlewy. Inne zastosowania brązu to części ślizgowe i odporne na korozje, wysoko obciążone ślimacznice, tuleje łożyskowe, kwasoodporna armatura, wirniki turbin.
- spiż np. CuSn5Zn7Pb to znaczy 5% Sn 7% Zn 3% Pb , ma bardzo dobrą lejność, nadaje się szczególnie na tuleje łożyskowe.
Ponadto stopy miedzi wykorzystywane są do wykonywania instalacji wodociągowych ciepłej i zimnej wody, ogrzewania wodnego, klimatyzacji.