Прикладная климатология (стр. 21 )

Долговечность материала, находящегося под воздействием влаги, может быть найдена из соотношения , где В – коэффициент энергии активации процесса, А – коэффициент, зависящий от относительной влажности, Т – абсолютная температура воздуха.

Наиболее интенсивно процесс коррозии начинает проявляться при относительной влажности воздуха более 80%.

Коррозия металлов интенсифицируется также с повышением температуры. Рост температуры воздуха от 20 до 60° может увеличить скорость коррозии стали в пять раз. При наличии химически активных примесей в атмосфере скорость коррозии металлов и их сплавов связана с температурной зависимостью, близкой к параболической (таблица 6.2).

Таблица 6.2 – Изменение скорости коррозии железа в 18% растворе HCl в зависимости от ее температуры

Температура, градусов С	20	30	40	50	55
Скорость коррозии, мм/год	0,045	0,075	0,120	0,210	0,300

Воздействие влаги на неметаллические материалы связано с диффузионными процессами, которые приводят к ухудшению их физических и механических свойств вследствие поглощений влаги материалом. Изменение прочностных свойств органических и полимерных материалов происходит за счет объемного увеличения материала, набухания при насыщении внутренних слоев влагой.

Для различных строительных материалов, оборудования, аппаратуры существуют критические пределы температуры воздуха, при которых нарушаются нормальные условия их эксплуатации. С понижением температуры уменьшается способность металлов к деформации и при некотором критическом значении температуры металл становится хрупким. Особенно быстрый рост поломок механизмов наблюдается, когда температура воздуха ниже –15°. Если температура ниже –35°, то число поломок машин бывает в 10–12 раз больше, чем. при 0°.

Длительность простоя и поломок механизмов и машин зависит не только от интенсивности морозов, но и от их непрерывной продолжительности.

Высокие температуры воздуха практически не влияют на свойства сталей и сплавов, но на отдельные детали, выполненные не из стали, они могут оказывать влияние. Например, с повышением температуры до значений, свойственных тропическому климату, резко уменьшается предел прочности при растяжении и заметно снижается модуль упругости полимерных материалов.

Длительное воздействие повышенных температур приводит к старению материалов. Старение полимерных материалов происходит главным образом по причине распада или изменения основных цепей молекулярного строения. Распад молекул вызывают в основном температура, солнечная радиация и кислородное воздействие.

Повышение температуры на 10° приводит к увеличению скорости окисления в 2,5 раза для каучука и к сокращению срока службы обычной пластмассовой электроизоляции в 1,5–2,5 раза.

Для решения задач защиты изделий от вредных воздействий климата необходимо знать не только число дней и их обеспеченность с температурами ниже или выше определенных значений, но и непрерывную продолжительность этих температур. Их значения лучше всего рассчитывать по данным ежечасных метеорологических наблюдений.

Климатическое районирование территории бывшего СССР применительно к хранению и эксплуатации технических изделий и материалов впервые выполнено Территория СНГ разбита в основном на три зоны (холодная, умеренная и жаркая), которые, в свою очередь, делятся на районы в  зависимости от термического и влажностного режима (таблица 6.3).

Таблица 6.3 – Критерии техноклиматического районирования СНГ по

Кли- мати- чес- кий рай- он	Климат	Критерии
Ia	Очень холодный	Т1<–300C
Iб	Холодный	Т1 от–30 до –150C
IIа	Умеренно холодный	Т1 от –15 до –80C; r<80% при T>200С
IIб	Умеренно теплый	Т1 >–80C; r<80% при T13>200С
IIв	Умеренно теплый влажный	Т1 >–80C; r>70% при T13>200С
IIв	Умеренно холодный влажный (муссонный)	Т1 >–150C; r>80% при T13>150С (на Крайнем Севере (до T13>100С)
IIIа	Жаркий сухой	Т7 >250C; r13 до 30%
IIIв	Очень жаркий сухой	Т7 >300C; r13 до 20%
IV	Теплый влажный	Т7 >220C; r13>70%
Т1  – средняя температура января, Т7 – средняя температура июля, Т13  – средняя месячная температура воздуха в 13 часов, r13 – средняя месячная относительная влажность воздуха самого теплого месяца в 13 часов

проведено уточнение климатического районирования территории СССР применительно к хранению и эксплуатации технических изделий и материалов. Оно выполнено за счет учета числа дней с температурой ниже определенных значений. В частности, учитывалось число дней с минимальной среднесуточной и максимальной температурой воздуха. Эти критерии температуры позволяют определять среднюю продолжительность (в часах) с температурой ниже определенных значений, что позволило уточнить районирование территории для технических целей (таблица 6.4).

Границы умеренно холодного влажного и умеренно теплого влажного районов взяты по Копелиовичу. Теплая зона переименована в  субтропическую зону, так как последнее название соответствует особенностям ее климата.

Признавая целесообразность критерия Копелиовича при выделении зоны и ее деления на районы, Сапожникова предлагает делить холодный район на два подрайона: 1а, в котором средний из абсолютных годовых минимумов температуры (Тамин) меньше –45°, и 16 – где  Тамин > – 45°.

В дополнение к районированию Копелиовича в жаркой зоне выделен жаркий умеренно влажный подрайон (IIIав). Основанием для его выделения послужило большое число часов с относительной влажностью 80% при температуре выше 20°С.

предложила при учете влияния климатических факторов на технические изделия использовать следующие характеристики: абсолютный минимум и максимум температуры; средний из абсолютных минимумов; средние температуры самых холодных суток, трехдневок, пятидневок, разность абсолютных максимумов температуры почвы и воздуха; продолжительность относительной влажности в пределах 70–100 и 90–100%; число часов за год с жидкими осадками; число дней со снегом и высоту снежного покрова. По этим критериям вся территория бывшего СССР разбита на шесть районов (таблица 6.5).

Районы I–III, незначительно различающиеся по кратковременности понижения температур, могут рассматриваться как один район, в котором оборудование должно поставляться только в специальном северном исполнении.  В районе IV–VI температурные условия эксплуатации оборудования более легкие.

Таблица 6.4 – Характеристика климатических районов СНГ для технических целей

Зона	Район и подрайон	Усл. обоз-наче-ния	Средняя температура января, град.	Число дней в году Тмин<–45оС	Средняя температура июля, град.	Средняя относи-тельная влажность, %, в июле в 13 часов
Холодная	Очень холодный Холодный район 1 подрайон 2 подрайон	Iа Iб` Iб``	–50 – –30 –30 – –15	100–10 10–1 1–0,1	2 – 18 2 – 18 6 – 25	– – –
Умеренная	Холодный (в горах) Умеренно холодная Умеренно холодный и влажный подрайон Умеренно теплый Умеренно теплый и влажный подрайон	I`б IIa IIав IIб IIбв	>–15 –15 – –8 –15 – –10 –8 – +4 –5 – –3	– <0,1	– 8 – 25 10 – 20 16 – 25 16 – 18	– <80 >80 <70 >70
Жаркая	Умеренный (в горах) Жаркий сухой Жаркий умеренно влажный подрайон	II` IIIa IIIав	>–15 –15 – +2 –6 – +4	<25 25 – 30 25 – 27	20 – 40 >40
Субтропи-ческая	Очень жаркий, сухой Субтропический влажный	IIIб IV	–4 – +2 +4 – +6	30 – 32 22 – 23	15 – 25 >70

Таблица 6.5 – Основные климатические характеристики районов СНГ, которые следует учитывать при изготовлении технических изделий (по )

Район

Зима

Лето

Влажность (число часов)

Число часов с жидкими осадками в год

Число дней со снегом

Высота снегового покрова

Абсолют-ный ми-нимум темпера-тур

Средний минимум темпера-туры

Средняя температура самых холодных

Абсолют-ный мак-симум темпера-туры

Разность абсолют-ных ми-нимумов темпера-тур поч-вы и воз-духа

70–100

70–100

суток

3-дневок

5-дневок

I

–60 и ниже

–55

–55

–53

–50

30 – 35

15 – 20

4500

1500

350

280

60 – 70

II

–55

–50

–50

–47

–45

30 – 35

15 – 20

5000

1500

450

280

120

III

–55

–50

–45

–43

–40

35

20 – 25

5000

1500

420

240

80

IV

–55

–50

–40

–37

–35

35

20 – 25

5000

1500

440

220

100

V

–50

–45

–35

–33

–30

40

20 – 25

4000

2000

570

200

80

VI

–45

–40

–30

–27

–25

40

25 – 30

4000

1000

500

100

100

Для технических целей предлагается следующая схема районирования тропического климата (районы земного шара между 40° северной и южной широты); 1) влажный тропический (ТВ); 2) сухой тропический (ТС); 3) умеренно-влажный субтропический (УВС); 4) высокогорный холодный (ВХ).