Číslo praktického cvičení: 8 Datum: Jména posluchače: 1. NÁZEV PRAKTICKÉHO CVIČENÍ Zpracování klimatických údajů brněnské průmyslové aglomerace a stanovení ustálené korozní rychlosti nízkouhlíkové konstrukční oceli z údajů vlhkosti vzduchu a znečištění atmosféry pomocí nomogramu. Odvození stupně korozní agresivity atmosféry. 2. POPIS PRAKTICKÉHO CVIČENÍ Atmosférická koroze běžných konstrukčních ocelí probíhá v závislosti na čase ve dvou základních periodách: Koroze v prvních dvou až třech letech probíhá rychleji a má exponenciální charakter (období tzv. „koroze počáteční Kp“. Po třech letech se rychlost koroze železa ustaluje, probíhá pomaleji a to lineárně. V tomto období tzv. „koroze ustálené K[u]“ platí mezi rychlostí koroze železa v[k(Fe) ]a klimatickými činiteli atmosféry vztah uváděný Bartoněm a Beránkem: v[ku(Fe) ]= M . t^n . Z^m kde v[ku] je rychlost kororoze oceli, vyjadřovaná jako rozměrový úbytek korozí [mm/rok]; t doba ovlhčení, definovaná jako počet hodin v roce, kdy relativní vlhkost vzduchu j ³ 80 % při teplotě vzduchu vyšší než 0°C [hod/rok]; Z obsah oxidu siřičitého v atmosféře, vyjádřený obvykle na jednotku objemu vzduchu [mg.m^-2.d^-1]; M,n,m konstanty pro daný klimatický region. Dobu ovlhčení i obsah oxidu siřičitého lze stanovit z údajů dlouhodobých komplexních měření Hydrometeorologického ústavu a následně korozní agresivitu odvodit z nomogramu. Tabulka klimatických údajů – (doby ovlhčení t a stupně znečištění Z) Příloha 1 obsahuje v tabulkové formě přehled měsíčních dob ovlhčení a ročních hodnot obsahu oxidu siřičitého v městské aglomeraci Brno. Z měsíčních hodnot lze stanovit intervaly spolehlivosti ročních údajů doby ovlhčení t a ty použít spolu s údaji o znečištění atmosféry ke stanovení ustálené rychlosti koroze oceli pomocí nomogramu (odst. 2.2) 2.2 Nomogram pro odvození korozní rychlosti uhlíkové oceli v atmosféře Přílohu 2 tvoří nomogram pro odvození ustálené rychlosti uhlíkové oceli v atmosféře brněnské městské aglomerace. 2.3 Zpracování výsledků. Výsledky údajů doby ovlhčení za rok lze zpracovat pomocí statistických metod. Pro stanovenou hodnotu ustálené korozní rychlosti oceli se z tabulky odvodí stupeň korozní agresivity atmosféry pro brněnskou městskou aglomeraci. Tab. 2.1 - Stupně korozní agresivity atmosféry Stupeň korozní agresivity Ustálená rychlost koroze oceli (mm/rok) Korozní agresivita atmosféry Jiné označení C 1 < 1,3 Velmi nízká Velmi málo agresivní C 2 1,3 až < 25,0 Nízká Málo agresivní C 3 25,0 až < 50,0 Střední Středně agresivní C 4 50,0 až < 80,0 Vysoká Silně agresivní C 5 80,0 až < 200,0 Velmi vysoká Velmi silně agresivní 3 REALIZAČNÍ ČÁST Jak bylo uvedeno v části 2, předmětem praktického cvičení uvedeného v tomto protokolu, bylo odvození stupně korozní agresivity atmosféry brněnské aglomerace. 3.1 Stanovení ročních hodnot doby ovlhčení t Měsíční údaje pro jednotlivé roky v období do roku 2000, uvedené v příloze 1, byly zpracovány jako souhrnné hodnoty roční doby ovlhčení t a pro pětileté období stanoven interval spolehlivosti na hladině významnosti a = 0,1. Výsledky dosažené při hodnocení doby ovlhčení jsou uvedeny v tabulce 3.1. Tabulka 3.1 – Stanovené doby ovlhčení t (hod/rok) Rok Stanovená hodnota 1 2 3 4 5 3.2 Stanovení intervalu střední hodnoty základního souboru μ doby ovlhčení a znečištění Stanovené doby ovlhčení byly použity pro výpočet konfidenčního intervalu střední hodnoty μ. Intervalový odhad střední hodnoty základního souboru μ byl vypočítán podle vzorce: x - [t [α (n-1) ]* (s/√n-1)] ≤ μ ≤ x + [t [α (n-1)]* (s/√n-1)] , kde t [α (n-1) ] je kritická hodnota t-rozdělení pro počet stupňů volnosti ν = n – 1 při hladině významnosti α = 0,10. Tabulka 3.2 – Stanovené intervaly spolehlivosti doby ovlhčení t (hod/rok) pro jednotlivé roky Rok Stanovená hodnota intervalu 1 ……. hod/rok ≤ μ ≤ ……. hod/rok 2 ……. hod/rok ≤ μ ≤ ……. hod/rok 3 ……. hod/rok ≤ μ ≤ ……. hod/rok 4 ……. hod/rok ≤ μ ≤ ……. hod/rok 5 ……. hod/rok ≤ μ ≤ …..... hod/rok Hodnoty obsahu oxidu siřičitého v atmosféře se v jednotlivých letech vyznačují velmi nízkým rozptylem a pro odvození ustálené korozní rychlosti uhlíkové oceli byla použita střední hodnota. 3.2 Stanovení ustálené korozní rychlosti pro ocel a odvození korozní agresivity atmosféry a) Ustálená rychlost koroze v[k(Fe)] byla z nomogramu odvozena v rozsahu: 1. rok ……. µm/rok do ……. µm/rok 2. rok ……. µm/rok do ……. µm/rok 3. rok ……. µm/rok do ……. µm/rok 4. rok ……. µm/rok do ……. µm/rok 5. rok ……. µm/rok do ……. µm/rok b) Nejvyšší hodnota ze všech stanovených maximálních hodnot: ……… µm/rok c) Podle tabulky 2.1 odpovídá hodnota podle b) stupni korozní agresivity …….. d) Pro publikované údaje o snížení znečištění atmosféry v období 2000 až 2010 až o 80 % je z nomogramu korozní rychlost …… , což odpovídá stupni korozní agresivity. 4 SOUHRN VÝSLEDKŮ A ZÁVĚR Výsledky praktického cvičení lze sumarizovat do dvou základních poznatků: a) ustálená rychlost koroze nízkouhlíkové oceli v podmínkách brněnského klimatu byla v období do roku 2000 stanovena v intervalu od …….. µm/rok do ……… µm/rok, což odpovídá stupni korozní agresivity …… b) brněnská průmyslová aglomerace se vyznačovala v období do roku 2000 korozní agresivitou stupně ….. , v období do roku 2010 korozní agresivitou stupně …. Příloha 1 Měsíc Stanovené hodnoty povrchového ovlhčení t [ hod ] – brněnská aglomerace 1. rok 2. rok 3. rok 4. rok 5. rok leden 42 132 258 12 84 únor 96 48 30 24 126 březen 324 204 306 12 510 duben 204 234 450 246 204 květen 312 474 522 420 390 červen 264 456 432 318 450 červenec 396 546 264 456 426 srpen 300 486 318 480 510 září 474 546 396 564 516 říjen 510 612 384 540 450 listopad 372 462 168 546 366 prosinec 270 182 228 408 552 SUM Z [mg SO[2].m^-2.d^-1] 34 34 36 38 39 Příloha 2