tehnologija materijala

5/13/2018 tehnologija materijala - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tehnologija-materijala-55a7533f246ff 1/46

1

TEHNOLOGIJAMATERIJALA

I

Duvnjak Branimir



2

PRERADA NAFTE

Primarna prerada nafte naziva se .- frakcijska destilacijaFRAKCIJSKA DESTILACIJA je proces koji se sastoji u odvajanju CH njihovim postupnimisparavanjem prema temperaturama vrelišta i ponovnom kondenzacijom grupa CH (frakcija).

Proces se odvija u kolonama ili tornjevima za frakcijsku destilaciju.PRIMARNA GORIVA

LAKI BENZIN Ima oko 200 CH, zato jeFrakcija oko 200°C

TAVANI TEŠKI BENZINILI

PLITICE PETROLEJ

PLINSKO ULJE – dizel-gorivo do350°CLAKA MAZIVA ULJATEŠKA MAZIVA ULJABITUMEN (vazelin, parafin, asfalt)

TEMP. DO 380°C

Može biti :- atmosferska

-

vakuumska- kombiniranaSirova nafta se grije, CH koji prvi isparavaju hlade se do vrha i na vrhu kondenziraju. Najlakšeisparivi se penju pliticama i hlade se. Iz kolone se odvode kao kondenzati (najprije laki, pateški…)

SEKUNDARNA PRERADA NAFTE

Primarna goriva su loše kvalitete ili je premalo benzina.1. MOLEKULARNO CIJEPANJE (CRACKING ) –

- cijepanje velikih teških molekula na manje (C12 – C18)- provodi se pri visokim temperaturama (400-600°C)

-

termički cracking (visoka temperatura + tlak)- katalitički (uz upotrebu katalizatora za ubrzanje procesa – aminosilikati i metalni oksidi)2. MOLEKULARNA DOGRADNJA-POLIMERIZACIJA I ALKINACIJA

- POLIMERIZACIJA je spajanje malih molekula u veću (obrnuto od crackinga). Spajanjemalih CH (C5) iz plina u tekućinu

- ALKINACIJA je dogradnja plinovitih izoparafina odnosno dogradnja alkilne skupine –CH3



3

3. MOLEKULARNA PREGRADNJA – IZOMERIZACIJA je prevoñenje linearnestrukture CH u razgranatu ili IZO-strukturu, a da se pri tome ne mijenja bruto sastavmolekule

4. HIDRIRANJE je obogaćivanje frakcija vodikom (H) i provodi se uporedo sacrackiranjem i polimerizacijom. H razara primjese koje nisu poželjne u gorivu (S-

spojevi, N), odnosno razara katalitičke otrove.

SINTETI Č KA GORIVA

DOBIVANJE SINTETIČKIH GORIVA:- suhom destilacijom bez prisustva zraka- frakcijskom destilacijomDobivanje destilacijskih plinova, katrana i koksa vrši se suhom destilacijom bez prisustvazraka, a preradom tako dobivenih plinova hidriranjem dobivaju se visokooktanski benzini iplinska ulja.Destilacijom katrana, na višim temperaturama, dobiva se i nešto motornog benzina.

Kod frakcijske destilacije na temperaturi od 350-480°C razvijaju se uljne pare i plinovi kojise tada kondenzacijom odvajaju kao:- lako ulje- teško ulje- benzinDestilacijom teškog ulja dobivamo: - petrolej- plinsko ulje- dizel gorivo- loživo ulje- katran- asfaltna smolaPostoje dvije metode dobivanja tekućih goriva :

-

metoda po Bergiusu- metoda po Fischer-Tropschu Metoda po Bergiusu Sirovina (kameni ugljen, smeñi ugljen, lignit) se samelje i pomiješa sa teškim uljem ikatalizatorom pa se zagrijava na 400-500°C uz tlak 200 bara i uvoñenje H, te se u tompostupku dobivaju : - teško ulje- srednje ulje- benzin- niži plinoviti CH Metoda po Fischer-Tropschu Vodeni plin (smjesa ugljik(II)oksida + vodik) se zagrijava na 200-300°C i uz prisustvo

katalizatora (Ni, Co) dobivamo :- benzin- petrolej- ulja za dizel motore- parafinOvakav benzin se podvrgava crackiranju ili polimerizaciji zbog povećanja oktanskog broja.



4

RAFINACIJA NAFTE I PRERA ð EVINA

Rafinacijom nafte uklanjamo onečišćenja, jako nezasićene komponente, korozijske tvari,sumporne spojeve i dr.Dvije su osnovne metode : a) konvencionalna rafinacija

b) solventna rafinacijaKonvencionalna rafinacija:Propuštanje sumporne kiseline ( H2SO4 ) kroz naftu, koja na sebe veže S i drugo, te se nakontoga obavlja neutralizacija natrijevom lužinom Na(OH)Solventna rafinacija:Upotrebljavaju se dva organska otapala, a temelji se na razlici topljivosti pojedinih CHmiješanih s derivatom.Topljivost ovisi o :- odnosu otapala i ulja- temperaturi- vrsti otapala

-

strukturi CHVA ð ENJE I TRANSPORT NAFTE

A - tloB - pijesakC – stijenaD – slana voda i pijesakE - naftaF - voda

G - šupljikavi vapnenacH - plin

Nafta se otkriva, a i njena udaljenost od površinemjeri se seizmografom. Zbog razlika tlakovadolazi do izviranja nafte na površinu. Uz naftu sevadi i zemni plin.Transport se vrši :

- naftovodima- željezničkim cisternama- auto-cisternama

-

brodovima-tankerima



5

TEMELJNA SVOJSTVA POGONSKIH TEKU Ć IH GORIVA

1. GUSTOĆA:- 0,68 – 0,79 g/cm3 BENZIN- 0,80 – 0,83 g/cm3 PETROLEJ

- 0,82 – 0,86 g/cm3

LAKO PLINSKO ULJE- 0,90 – 1,00 g/cm3 TEŠKO PLINSKO ULJE- 0,75 – 0,85 g/cm3 GORIVO ZA MLAZNE MOTORE

2. BOJA:To je pokazatelj: - procesa proizvodnje

- onečišćenja- smoleČisti benzin je bezbojan. Sve drugo je kemijska degradacija.

3. SADRŽAJ SMOLE:Pod utjecajem svjetla i duljim stajanjem (kod craciranih benzina već nakon mjesec dana)nastaje smola. Nezasićeni CH oksidiraju i polimeriziraju ( nezasićeni su nestabilni pa prvi

reagiraju). Benzin se sprema u crne spremnike (svjetlo-nepropusne) inače nastaje smola.4. SADRŽAJ SUMPORASumpora ne smije biti ni malo- „jede „ motor (korozija).5. KOEFICIJENT TOPLINSKOG ŠIRENJAOznačava povećanje volumena tekućeg goriva pri povećanju temperature za 1°C.6. DESTILACIJSKA KRIVULJAGovori o isparivosti benzina. Do 100°C mora destilirati 30% volumena benzina, a do150°C mora destilirati 90%. Do 100°C mora destilirati 50% zapremnine (volumena)avionskog benzina (stvar je u najlaganijem CH jer oni prvi isparavaju)7. TLAK PARE GORIVATo je stvaranje para iznad površine tekućeg goriva (bitno svojstvo radi lakšeg puštanja

motora u rad). Poželjan je osobito kod avionskih benzina zbog niskih temperatura i malogtlaka.

MOTORNI BENZINI

Smjese lakih CH u najvećoj mjeri oktana i heptana. Sadrže i manje količine aromatskih,naftenskih i olefinskih CH (javljaju se pri preradi)Donja toplinska vrijednost benzina je od 42000-46000 kJ/kgTemperatura samozapaljenja 480 – 550°CTemperatura smrzavanja od -30 do -120°CPrema preradi dijele se na :

-

destilacijske- krek-benzine- polimerizacijske- sintetske



6

OKTANSKA VRIJEDNOST

To je otpornost goriva prema samozapaljenju. Kod samozapaljenja razvijaju se visoketemperature i tlakovi koji dovode do zagrijavanja motora i mehaničkog oštećenja.Nastaje lupanje u motoru odnosno detonacije. U cilindru motora nalazi se smjesa goriva i

zraka. Normalno izgaranje definira se kao inicirano izgaranje pri odreñenom stupnjukompresije električnom iskrom. Plamen tada napreduje u kompresijskom prostoru naravnomjeran način i normalnom brzinom. Kod samozapaljenja smjesa se zapali prije negokompresija postigne novi maksimum. Plamen tada napreduje brže nego kod normalnogizgaranja. To su prerane eksplozije.Oktanska vrijednost odreñuje se usporedbom detonacijskih svojstava dvaju čistih CH(heptana i izooktana) HEPTAN lako detonira, pa mu je pripisan oktanski broj 0, a IZOOKTAN teško detonira pamu je pripisan oktanski broj 100.Volumni postotak izooktana u smjesi sa heptanom predstavlja oktanski broj.Odreñena smjesa heptana i izooktana uzima se kao referentno gorivo (usporedno) za

odreñivanje oktanske vrijednosti drugih goriva. To se odreñuje mjerenjem zvuka odnosnointenzitetom lupanja.

ODRE ð IVANJE NOVE OKTANSKE VRIJEDNOSTI

Nova oktanska vrijednost odreñuje se u posebnim jednocilindričnim četverotaktnimmotorima CFR sa unutrašnjim izgaranjem. Kod njih se stupanj kompresije može mijenjati od1 : 4,1 do 1 : 12.Tako se može izmjeriti oktanska vrijednost svakog goriva. Oktanski broj se može mjeritiistraživačkom i motornom metodom.Kod istraživačke metode oktanska vrijednost mjeri se u uvjetima manje opterećenog režima,

zbog toga je oktanska vrijednost nešto veća. ZRAKOPLOVNI BENZINI

Služe za pogon avionskih stapnih motora. Imaju smanjenu težinu, sadrže uglavnom parafine inaftene, što povećava toplinsku vrijednost goriva (bogati vodikom). Ne sadrže CH sa niskomtočkom vrelišta. Avioni lete na niskim temperaturama i niskim tlakovima (na 10 kmtemperatura je od -50 do -60°C), pa je oktanska vrijednost zrakoplovnih benzina najvažnijesvojstvo.Kod polijetanja i manevriranja potrebne su bogate smjese koje će dati više snage, a prisamom letu potrebne su siromašnije smjese. Bogata smjesa se označava performansnim

brojem F4, a siromašna sa F3.Performansni broj jednak je početnoj promjeni snage pri normalnom izgaranju u motoru saispitivanim benzinom, u usporedbi sa snagom koja se dobije primjenom čistog izooktana(100). Bogate smjese imaju oktanski broj 130, a to znači da bez lupanja tj. samozapaljenjapostižu 30% više snage od čistog izooktana.Moraju izgarati bez čañe i bez lupanja (mirno izgaranje). Da bi funkcionirali mora bitipodešena savršena samozapaljivost, Što se radi modificiranjem CH.



7

POVEĆ ANJE OKTANSKE VRIJEDNOSTI

Oktansku vrijednost možemo povećati na četiri načina :1. Dodavanjem izomernih spojeva, za što se najviše rabe:- izooktan

-

izopentan oktanska vrijednost 100- izopropiletenIZO znači razgranate molekule koje daju veću oktansku moć.

CH3 – CH – CH2 – CH3 |

CH2 |

CH3 2. Dodavanjem benzena (benzola): dodaju se obično od 10 – 30%, a oktanska vrijednost im

je od 98 – 1003. Dodvanjem alkohola: za što se rabi metilni i etilni alkohol.

Metilni alkohol : je bezbojna lakoispariva tekućina koja se miješa sa vodom,higroskopan je (apsorbira ogromnu količinu vode), djelujekorozijski i otrovan je ( CH3 OH )

Etilni alkohol : je bezbojna lakozapaljiva tekućina i obično se dodaje u smjesi sabenzolom ( CH3CH2OH )

4. Dodavanjem antidetonatora kod kojih su u upotrebi : - Pb(C2H5)4 – tetraetilolovo- Fe(CO)5 - željezni karbonil- Ni(CO)4 - niklov karbonil- Co(CO)4 - kobaltov karbonil

TETRAETILOLOVO Pb(C2H5)4 je zastupljen 70%To je uljasta bezbojna tekućina kaj je jako otrovna pa se stoga boji u crveno ili plavo kako bi

se raspoznala. Kada izgara oslobaña se olovni oksid (PbO2). Da se spriječi stvaranje olovnogoksida tetraetilolovu se dodaje etilen dibromid ili etilen diklorid koji isparavaju na 800°C.Takvo olovo naziva se etilni fluid, a benzini u koje je dodano nazivaju se etilizirani benzini.Dodatkom 1% tetraetilolova u benzin oktanska vrijednost benzina poveća se za 15. (najvećukoličinu olova apsorbira zelena salata)

PETROLEJ – MLAZNA GORIVA

Petrolej se rabi za pogon plinskih turbina i turbomlaznih zrakoplova. Gustoća mu je od0,8 – 0,84 g/cm3, temperatura samozapaljenja je 850°C, temperatura smrzavanja je oko -30°C ( vojne letjelice i do – 60°C).

Početak isparavanja je na 150°C, oktanski broj 30, toplinska vrijednost 43500kJ/kg.Niske temperature i niski tlakovi, a visina na kojima lete su os 12 – 20 km (vojni zrakoplovi)Goriva za mlazne motore dijelimo na dvije skupine :- gorivo petrolejskog tipa GM1 - gorivo benzinskog tipa GM4 – kerozinGM1 i GM4 moraju imati visoku toplinsku moć, moraju biti kemijski stabilni (ne smije bitismole, sumpora i čañe).



8

PLINSKO ULJE - DIZELSKO GORIVO

- gustoća je od 0,84 – 0,88 g/cm3

- temperatura smrzavanja -30°C

- toplinska vrijednost 44000 kJ/kg

Razlikujemo četiri vrste dizelskog goriva :- D1 - vrlo lako, najmanji cetanski broj – 45, rabi se za laka vozila- D2 - lako, najmanji cetanski broj – 40, rabi se u industriji i za teška vozila- D3 - srednje, najmanji cetanski broj – 30, rabi se za različite strrojeve- D4 - teško, najmanji cetanski broj – 25, rabi se za brodove, tegljače, tankere…Najvažnije svojstvo dizelskog goriva je CETANSKA VRIJEDNOST (mjerilo zapaljenjagoriva). U dizel-motoru gorivo se ubrizgava u prostor u kojemu je komprimirani i zagrijanizrak. Temperatura zraka je dovoljna za paljenje goriva pri njegovom kontaktu sa zrakom.Cetanska vrijednost je svojstvo koje ovisi o sastavu dizel goriva, veći je što je više parafina iolefina, a manji što je više aromata i naftena.Cetanska vrijednost je volumni omjer dvaju CH cetana (100) i alfametil naftalina (0).

Njihova smjesa se uzima kao referentno gorivo za ispitivanje cetanskog broja drugog dizelgoriva. Niži cetanski broj treba niže temperature za pokretanje motora, ali se tada motor bržegrije. Previsoki cetanski broj uzrokuje prebrzo izgaranje i stvaranje dimnih plinova. Cetanskibroj odreñenog goriva ispituje se na specijalnim dizelskim IG-motorima odnosno ispituje senajmanji stupanj kompresije kod kojeg dolazi do samozapaljenja.

MAZIVA

1. Vrste maziva:- motorna ulja

- ležišna ulja- masti- čvrsta maziva- vegetabilna ulja i masti- životinjska ulja i masti- sintetička ulja Mazivost je sposobnost maziva da dobro prijanja uz kovinsku ili drugu površinu tako da se snjom kemijski ne spaja. 2.Vrste podmazivanja:- hidrodinamič ko – prisilno dovoñenje maziva meñu tarne površine (Tower 1883.)- granič no – podmazivanje u uvjetima velikih opterećenja s tankim slojem maziva

(zupčanici, ležajevi, valjanje, izvlačenje…)- podmazivanje pod najvećim tlakom – potrebna su ulja i maziva koja podnose visoku

temperaturu i tlakove, a podmazivanje je mogućesamo ako se kovinski dio kreće

3.Vrste materijala za podmazivanje:Dijelimo ih prema: a) agregatnom stanju: -tekuća

-konzistentna (polučvrsta)- čvrsta



9

b) prema podrijetlu sirovina: -biljna-životinjska-mineralna-kompaundirana-sintetička

Biljna i životinjska: - rijetko se koriste, ali služe kao dodaci kompaund uljima Mineralna: - dobivaju se preradom nafte, vakuumskom destilacijom ostatka frakcijskedestilacije nafte, a mogu biti: -destilati (sirovina za daljnju preradu)

-rafinati (pročišćena mineralna ulja)-koncentrati (viskozna ulja)-specijalna ulja (motorna, turbinska,

hidraulična, hipoidna)Kompaund ulja: - sadrže do 10%biljnih ili životinjskih ulja ili masti za podmazivanje

ležajeva koji dolaze u dodir sa vodom (parne lokomotive, brdski parnistrojevi…)

Sintetič ka maziva: - rabe se u : -zrakoplovnoj tehnici

-raketnoj tehnici-nuklearnoj tehnici- visoki indeks viskoziteta, dobrih svojstava u širokim temperaturnim intervalima i visokekorozijske otpornosti.Imamo :- maziva na osnovi polietilenglikola- sintetičke masti- silikonska ulja (precizni instrumenti, amortizeri) 4.Primjena ulja za podmazivanje:

a) motorna ulja: dijele se prema API klasifikaciji, a služe za podmazivanjeautomobilskih OTTO i Diesel motora, pa moraju imati visoki indeks viskoziteta

b)

cilindarska ulja: za podmazivanje cilindara, brtvila parnih strojeva i lokomotiva.Viskoznost im je od 4-7°E na 100°C. Radi povećanja sposobnosti prijanjanjadodaje se 5-10% životinjskih ili biljnih masnoća – kompaund ulja

c) vretenska ulja: za podmazivanje lakoopterećenih ležajeva (veliki broj okretaja),viskozitet im je od 1,5-2,5°E na 50°C

d) zrakoplovna ulja: za podmazivanje zrakoplovnih motora s unutrašnjimizgaranjem, obično bez aditiva, gradacije SAE: 20, 30, 40, 50 i 60

e) ulja za diferencijale: za podmazivanje diferencijala i prijenosnika, visoki indeksviskoziteta, sadrže aditive koji sprečavaju stvaranje pjene i povećavaju stabilnost.Viskozitet im je od 7-35°E na 50°C

f) transformatorska ulja: za punjenje električnih transformatora, uljnih prekidača,

kondenzatora i specijalnih izolatora. Veoma kvalitetna, otporna prema oksidaciji 5.Primjena masti za podmazivanje: Masti su čvrste ili polučvrste smjese kovinskih sapuna i mineralnih ulja koja se koristeza podmazivanje tarnih površina na kojima se ne zadržava tekuće mazivo.Razlikujemo:

a) kalcijeve masti: (tovotne masti) za podmazivanje kliznih površina s radnimtemperaturama od -15 do -80°C



10

b) natrijeve masti: za površine s povišenom temperaturom i površinama kojedolaze u dodir sa vodom. Radna temperatura 120°C

c) litijeve masti: koriste se za radne temperature od -50 do150°C – univerzalnemasti

d) aluminijske masti: za manje opterećene ležajeve ako su dulje u dodiru sa vodom

mijenja joj se strukturae) barijeve masti: slične natrijevim mastima. Za opterećene ležajeve. Maksimalnaradna temperatura 180°C

f) sintetič ke masti: dobivaju se miješanjem sintetičkog ulja s kovinskim sapunom(Li). Radna temperatura od -55 do 300°C (zrakoplovna, raketna, nuklearnatehnika)

g) č vrsta maziva: za podmazivanje ureñaja i dijelova izloženih visokom tlaku ipovišenim temperaturama (grafit, molibden-disulfid)

h) grafit: samelje se i pomiješa s nekim uljem ili mašću, stabilan do 400°Ci) molibdendisulfat: (MoS2) manji koeficijent trenja, koncentrat sa 5%MoS2 u

obliku ulja ili paste dodaje se u količini 50-100g/l

6.Fizkalno-kemijska svojstva ulja i maziva: Gustoća ulja se ispituje na temperaturi 20°C piknometrom ili aerometrom. ρ=od 0,86-0,95g/cm3.Temperaturne toč ke maziva i ulja:

a) plamište: temperatura pri kojoj se pare pri zagrijavanju zapale kada doñu u dodir siskrom ili plamenom

b) gorište: temperatura pri kojoj se razvije toliko para da ulje u dodiru sa iskromnastavlja gorijeti. Više od plamišta za 10-20°C

c) talište: temperaturna točka pri kojoj čvrsta tvar prelazi u tekuću. Kod mazivih uljaidentično je sa stiništem

d) stinište: temperaturna točka pri kojoj ulje prestaje curiti, a mora biti dosta nisko da

bi moglo biti korišteno u svim klimatskim uvjetimae) toč ka zamućivanja: temperaturna točka pri kojoj se, kod hlañenja ulj, pokaže prvozamućivanje

VISKOZITET I INDEKS VISKOZITETA

Viskozitet je jedna od najvažnijih značajki mazivog ulja, a ovisi o njegovoj temperaturi iizražava se pri 20, 50 ili 100°C. Za mjerenje se koristi viskozimetar.

Indeks viskoziteta je promjena viskoziteta u ovisnosti sa promjenom temperature, a kreće seod 0-100°C (0 za ulja koja ne postaju gusta pri niskim temperaturama nirijetka pri visokim temperaturama) SAE 5, 10, 20, 30 - zimska ulja,

SAE 30, 40, 50 – ljetna ulja



11

ADITIVI MAZIVA I ULJA

Dodaju se za poboljšanje jedne od fizičko-kemijskih značajki ulja u postotku do 3% - legirana

ulja.Dijele se na one koji :

a) poboljšavaju fizi

č ko-kemijska svojstva:EP-aditivi: aditivi za visoke tlakove, po sastavu su to spojevi Cl, S i P (najčešće

korištena smjesa 70-80% kloriranog parafina + 20-30% dibenzildisulfida)- PbSbDTC – olovni i antimon ditiokarbonat- PbZnDTP – olovni i cink ditiofosfat – ekološki neprihvatljiv- S-P – aditiv na osnovi bezpepelnih S-P spojeva – ekološki prihvatljiv

IMPRUVERI – viskozne polimerne supstance koje povećavaju indeks viskoziteta.Otporni na oksidiranje, ne stvaraju smolu, talog i ne izazivaju koroziju. DEPRESORI - za parafinska ulja, poboljšavaju svojstva parafinskih ulja na niskimtemperaturamaSILIKONSKI ADITIVI – u količini 0,0001 – 0,0003% se dodaju uljima koja su sklona

stvaranju pjene ZA POBOLJŠANJE MAZIVOSTI – za povećanje stabilnosti i čvrstoće sloja ulja privisokim tlakovima – do 3%

b) detergentni aditivi za smanjenje čañe i taloga INHIBITORI za sprečavanje oksidacije pri visokim temperaturama ANTIKOROZIJSKI ADITIVI za zaštitu kovinskih dijelova od kiselih sastojakaulja

c) multigradna-višestupnjevita ulja Ulja koja ispunjavaju zahtjeve visokih gradacija.Prednosti :

- lagano stavljanje motora u pogon

-

uspješno podmazivanje- smanjenje potrošnje goriva- manje opterećenje akumulatora- zamjena ulja nije vezana uz godišnja doba.



12

METALI

Glavna svojstva metala :- nalaze se u čvrstom stanju

- pokrivaju ¾ zemljine koreDijelimo ih na : - crne (Fe i ostale koje imaju u slitinama CR i Mn)

- obojene – svi ostaliMožemo ih još podijeliti na :

a) lake : Li (0,549g/cm3), Al, Mg, Ti, Be…b) teške : Fe, Cu, Zn, Pb, Ni…c) plemenite : Au, Ag, Pt, Pd, Ird) rjeñe : Co, Sb, Bi, Hge) radioaktivne : U, Ra, Th

Prema temperaturi taljenja dijelimo ih na :- lako topive – tope se na temperaturama do 900°C

- teško topive – tope se na temperaturama od 900°C- 2000°C- vrlo teško topive – tope se na temperaturama iznad 2000°C

ELEKTRI Č NA VODLJIVOST

Svi metali su dobri vodiči elektriciteta. Vodljivost opada sa porastom temperature, ahlañenjem raste (na apsolutnoj nuli -273°C – fenomen SUPRAVODLJIVOST )

MAGNETNA SVOJSTVA

Prema ponašanju u magnetnom polju dijelimo ih na :

- dijamagnetne – Cu, Zn, Bi, Au, Ag, Hg- paramagnetne – Al, Pt, Sb, Na- feromagnetike – Fe, Co, Ni

OPTI Č KA SVOJSTVA

Zagrijani na visoku temperaturu metali emitiraju vidljivu svjetlost (350 – 750 nm)

KRISTALNI SUSTAVI

Kada se nalaze u čvrstom stanju atomi metala su meñusobno povezani tako da tvore pravilnu

trodimenzionalnu geometrijsku strukturu. Ta struktura se naziva kristalna rešetka. To je osnovna jedinica kristala. O na je obično kubična, tetragonska i heksagonska.Metali tvore posebnu vrstu kemijske veze koja se naziva metalna veza.

LEGIRANJE – penetriranje direktno u rešetku drugi atom- mijenjanje strukture rešetke



13

KOROZIJA

Dva su temeljna procesa korozije :- kemijska korozija – nalazi se u neelektrolitima, nastaju kovni spojevi s nekovnim

elementima (spojevi sumpora, otopine anorganskih soli u

organskim otapalima). Brzina korozije ovisi o :a) sastavu i strukturi kovineb) glatkoći površinec) koncentraciji agresivnog medijad) temperaturiFe se lako spaja sa kisikom, a nastali sloj ne djeluje zaštitno uNapredovanju korozijskog procesa, kao kod mnogih drugih kovina,u dublje slojeve materijala.

- elektrtokemijska korozija – najčešći oblik korozije. Pojavljuje se zbog prisutnostinečistoća u kovinama i stvaranja galvanskih mikroelemena-ta u dodiru sa vodenim otopinama elektrolita, a može biti:

a)

atmosferska korozijab) kontaktna korozijac) elektrokorozijad) naponska korozijae) biokemijska korozija

ZAŠTITA OD KOROZIJE

Razlikujemo :- kovnu zaštitu- nekovnu zaštitu

-

kombiniranu zaštitu Kovna zaštita kovioniziranjem - Zn, Sn ili Pb. Predmet s dobro očišćenom površinom seuranja u talinu kovine

galvaniziranjem – prevlačenjem Cu, Ni, Cr galvanskim putem pomoću elek-trične struje

legiranjem (Cr) – trajna zaštita, otpornija na habanje. Nekovna zaštita dijelimo je prema funkciji u dvije skupine kao sredstva pomoću kojih sestvara : - antikorozivna zaštita

- nepropusna zaštita Antikorozivna zaštita stvara se pomoću:

a) inertnih plinova – najjednostavnija je metoda skladištenja i transporta u suhoj

atmosferi ili stavljanje u nepropusne limenke punjeneinertnim plinovima (He, N)b) odgovarajućih kemikalija – sredstva za sušenje koja se stavljaju u zatvoreni

ambalažni prostor - silikagelc) inhibitora u parnoj fazi – kontaktni inhibitori(dodaju se korozijskoj otopini radi

smanjenja agresivnog djelovanja- inhibitori u parnoj fazi za zaštitu strojnih dijelova i naprava



14

Privremena antikorozijska zaštita se dijeli na :- zaštitne prevlake koje se mogu skidati- zaštitne premaze na osnovi ulja, masti i voska- zaštitne premaze na osnovi silikona.Sredstva koja stvaraju nepropusne prevlake (prema RABALD-u) su:

-

zaštitna ulja za opću svrhu i za unutarnju zaštitu motora- zaštitne tekućine- zaštitne masti- emulgacijska ulja

Kombinirana zaštita: a) kod brodova – čišćenje kovnog dijela pjeskarenjem

- nanošenje elementarnog Zn- premazivanje sa dva sloja boje

b) elektrokemijska zaštita :- katodna – primjenjuje se samo na teže pristupačnim mjestima(cjevovodi) u kombinaciji sa zaštitnim organskim premazima (spajanje

sa “-„ polom)- anodna – protektorska (kontakt s neplemenitom kovinom), primjenjujese kod prisustva morske vode, otopina soli, močvarnih tla…

RUDE METALA I NJIHOVO OBOGAĆ IVANJE

Podjela ruda:- oksidne rude- sulfidne rude- karbonatne rude

-

silikatne rude- samorodne rude (Au)

OBOGAĆ IVANJE RUDA

Tri su osnovne metode obogaćivanja:1. masena separacija (odvajanje) – ruda se od jalovine odvaja na temelju različite

brzine taloženja u odreñenom mediju – tekućini2. magnetska separacija – samo se Fe separira3. flotacija – najviše se rabi. Odvija se u velikim strojevima ili bazenima, posudama

koje su napunjene vodom i rudom. Pri dnu posude, pod tlakom se upuhuje zrak koji

se mehanički razbija u mjehuriće. Mjehurići napreduju prema površini, a kako jeruda hidrofobna (ne upija vodu), mjehurići se lijepe za rudu i nose ju premapovršini, a jalovina je kvašljiva (upija vodu) i taloži se na dnu posude. Na taj načinse vrši odvajanje rude o jalovine. Može biti kolektivna i selektivna. Kod kolektivnese izdvajaju sve korisne komponente iz rude, a kod selektivne samo jedna ili dvije.

ŽELJEZO Fe



15

ρ = 7,86 g/cm3 Tt = 1530°CRude :

- magnetit Fe3O4 (75%)- hematit Fe2O3

-

limonit 2Fe2O3 x 3H2O- siderit FeCO3

RUDA S TOPITELJIMA KOKS

GROTLO

Grotleni plinovi(CO, CO2, H2, N)JAMA

400°C – 600°C

TRBUH600°C – 1200°C

Vrući zrakTroska Sirovo željezo

PEČNICA 1800°C

Postupak dobivanja :

C + O2 CO2

CO2 + C 2CO

Fe2O3 3CO 2Fe + 3CO2

Fe2O3 + 3C 2Fe + 3CO

FeO4 + 4C 3Fe + 4CO

FeO + C Fe + CO



16

Oksidna ruda se pomiješa sa topiteljima (lužine, kiseline) i ubacuje se u visoku peć. Slaže se takoda je prvo sloj rude, pa sloj koksa…Koks služi kao gorivo i kao redukcijsko sredstvo. U peć se upuhuje vrući zrak kako bi se dobilonepotpuno izgaranje (CO oduzima rudi kisik). Kao produkti nastaju troska, željezo i grotleniplinovi. Sirovo željezo može biti bijelo ili sivo, a ovisi o brzini hlañenja.

Kod bijelog sirovog željeza ugljik se nalazi vezan u obliku željeznog karbida Fe3C, a kod sivog senalazi elementaran u željezu u obliku grafita. Osim ugljika i u jednom i u drugom Fe se nalazi još iSi, P, Mn. Bijelo sirovo željezo se šalje za proizvodnju čelika.

Č ELIK

Čelik je tehničko željezo koje sadrži 0,05 – 1,7% ugljika. Uz ugljik u sirovom željezu se nalazipuno nepoželjnih komponenti (Si, P, Mn). Čelik se dobiva odstranjivanjem i oksidacijomnepoželjnih komponenti.Čelik dobivamo na pet načina :

-

Bessemerov postupak- Thomassov postupak- Siemens-Martinov postupak- LD- Elektropostupak

Bessemerov postupak

Oksidacija se vrši upuhivanjem zraka u rastaljeno željezo. Zrak oksidira Si, S, Mn, a zatim i C iCO2. Nepoželjne komponente odlaze u trosku, a plinovi u plin. Proces traje 25 minuta i običnokoličina je 10 – 20 t (sirovog Fe).

Thomasov postupak

Oksidacija se vrši upuhivanjem zraka s tim se se prerañuje Fe bogato sa P-om. P se izlučuje uobliku oksida i odlazi z trosku.

Siemens-Matrinov postupak

Kao oksidacijsko sredstvo, osim zraka rabi se i plin, tako da se postižu visoke temperature(1700°C). Osim sirovog željeza tali se i staro željezo. Proces traje duže i dobivaju se kvalitetniji

čelici. LD postupak

To je kombinirani i poboljšani Bessemerov i Thomasonov postupak. Kao oksidacijsko sredstvoumjesto zraka rabi se O2. Postižu se vrlo visoke temperature. Rabi se za izradu legiranih i ugljenihčelika.



17

Elektro-postupak

Oksidacija se vrši pomoću visokih temperatura. U peći u kojoj se nalazi rastaljeno željezo,postavljene su ugljene elektrode. Izmeñu taline i elektroda stvara se električni luk koji talinu jakozagrijava (do 3500°C) i gotovo sve nepoželjne komponente se izlučuju i odlaze u trosku. Ovim

postupkom dobiju se čelici izuzetne kvalitete i čvrstoće. Takoñer, ovaj postupak služi i zadobivanje legiranih čelika s visoko taljivim metalima. Proces traje 3 – 4 sata.

Prema kemijskom sastavu čelici se dijele na :- ugljične – mogu biti tvrdi i meki- legirane – visoko i nisko legirani

Prema namjeni ih dijelimo na :- konstrukcijske- alatne- specijalne

TOPLINSKA OBRADAČ ELIKA

Provodi se u svrhu podešavanja mehaničkih svojstava. Čelik se zagrijava, a zatim hladi različitmbrzinama u različitim sredstvima, pa imamo:

a) žarenje – lagano zagrijavanje na odreñenoj temperaturi, a zatim lagano hlañenje.Žarenjem se nastoji omekšati struktura

b) kaljenje – žarenje pa brzo hlañenje. Provodi se u svrhu dobivanja ravnomjernestrukture čelika

c) otpuštanje – ponovno zagrijavanje nakon kaljenja

KEMIJSKO-TOPLINSKA OBRADA

Kod kemijsko-toplinske obrade modificira se površina. Provodi se u cilju podešavanja tvrdoćepovršine čelične komponente radi smanjenja trošenja površine i to postupcima :

a) cementiranje – u površinu do 2,5 mm uvodi se C pri čemu nastaju tvrdi Fe karbidi(Fe3C). Rabi se kod dijelova za izradu zupčanika, motora…

b) nitriranje – u površinu se uvodi N, pri čemu nastaju Fe-nitridi (Fe2N, Fe4N)c) cijaniranje – istodobno uvoñenje C i N pomoću cijanida (Na-cijanid, NaCN) i

stvaraju se Fe-karbidi i Fe-nitridid) površinsko kaljenje – lagano zagrijavanje – naglo hlañenje

BAKAR - Cuρ = 8,49 g/cm3 Tt = 1084°CRude :

- halkopirit - CuFeS2 - halkozin - Cu2S- kuprit - Cu2O



18

- malahit CuCO3 x Cu(OH)- kovelin CuS

Dobiva se iz sulfidnih ruda. Sve sulfidne rude prerañuju se oksido – redukcijski, a to znači:- sulfid se prevodi u oksid, a onda oksid u čisti metal.

Maksimalna količina Cu u rudi je maksimalno 3,5%.

RUDA 3,5%

FLOTACIJA

20% Cu

PRŽENJE Wedgeove peći-sulfid u oksid

57% Cu - bakrenac

KONVERTIRANJE upuhivanje zraka

97% Cu – blister (sadrži Se, Au…)

ELEKTROLIZA



19

ELEKTROLITSKA Ć ELIJA

Anoda katoda

+ -

elektrolit

CuSO4 + H2SO4

Anoda – sirovi bakrenac – blisterKatoda – čisti bakar (100%)Elektrolit – modra galica CuSO4 se obnavlja sa H2SO4 za poboljšanje protoka kroz elektrolitBakar sa anode se otapa i taloži na katodi

CINK Zn

ρ = 6,9 g/cm3 Tt = 419°C

Rude :- sfalerit - ZnS – sulfidna ruda- smitsonit – ZnCO3 – karbonidna ruda

Dobivanje : toplinski i elektrolitičkiToplinski – oksidoredukcijski (prženje na 1200°C-1300°C)

ZnS + 3O → ZnO + SO2 ZnO + C → Zn + COZnO + CO → Zn + CO2 Sulfid → oksid → sa C se reducira u Zn

Elektrolitič ki – ZnO se otapa u H2SO4, a zatim se vrši elktrolizaZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O ( 20 – 30 % Zn )

Al - katoda

→ Pb + anodaNakon elektrolize se ponovoPretapa da se izdvoji Pb

H2SO4



20

OLOVO Pb

ρ = 11,34 g/cm3 Tt = 327°CRude : - galenit PbS

Dobivanje : - oksidoredukcijskiPrženje : PbS + 3O → PbO + SO2

PbO + C1000°C

Pb + CO

PbO + CO → Pb + CO2

ALUMINIJ Al

ρ = 2,7 g/cm3 Tt = 658°CRude : - boksit, smjesa tri vrste – Al2O3 x H2ODobiva se u dvije faze :

1. faza – prevoñ

enje boksita uč isti Al 2O 3 - glinica Boksit se usitni, zatim se pomiješa sa Na (OH) Na-lužina u suvišku (velika

količina mase), otopina se zagrije pri čemu dolazi do taloženja Al-hidroksida Al(OH)3, a uotopini ostaju Fe, Si i ostale prateće komponente, koje zatim žarenjem na 1200°C prevede uglinicu Al2O3 (Bayerov postupak)

2. faza – elektroliza Al 2O 3

+

KRIOLIT + GLINICA + anoda od petrolkoksa- katoda od grafitnih pločaElektrolit – kriolit + glinica

Na3AlFe6

A L U M I N I J

Kriolit Na3AlFe6 rabi se kao rastvarač Al2O3 i znatno snižava temperaturu elektrolitske ćelije



21

TITAN Ti

ρ = 4,5 g/cm3 Tt = 1730°C ( 1668°C)Rude : ilmenit – TiFeO3 rutil – TiO2

Dobiva se u dvije faze :1. faza : redukcija titanova tetrakloridaOčišćeni rutil zagrijava se koksom do 900°C u struji klora, a dobiveni titanov tetraklorid se

odvaja od CO hlañenjem i ukapljivanjem.TiO2 + 2Cl2 + C → TiCl4 + CO

2. faza : reduciranje sa kovnim Mg pri 800°C TiCl4 + 2Mg → Ti + 2MgCl2

Ostaci Mg uklanjaju se vakuum – destilacijom, a dobiveni titan dijelimo na :- alfa titan – kristalizira se u heksagonskom obliku- beta titan – kristalizira se u kubičnoj rešetkiLegure se mogu dobiti mješanjem s : Al, Vn, Mb, Cr, Mn, Sn, a dijele se na :

-

neutrralne - C-slitine – cirkonij- A-slitine – glavni element Al- B-slitine – glavni element Vn, Mb, Mn, Cr

MAGNEZIJ Mg

Ρ = 1,74 g/ cm3 Tt = 650°CRude : - magnezit (MgCO3) i dolomit (MgCO3 + CaCO3)Žarenjem magnezita na 700 – 800°C dobiva se magnezijev oksid MgO, koji se zatim reducira skoksom u strruji klora :

MgO + C + Cl2 →

MgCl2 + CO Bezvodna elektroliza:

Cl2 + anoda = ugljeni štap

→ - katoda = Fe

MgCl2 elektrolit = MgCl2

Mg

VANJSKI IZVOR TOPLINE



22

BERILIJ Be

Ρ = 1,86 g/cm3 Tt = 1287°CRude : -beril – 3BeO x Al2O3 x SiO2 )

3BeO + C + Cl2 → 3BeCl2 + CO

Bezvodna elektroliza:

Cl2 + anoda - grafit

BeCl2 + NaCl → - katodaNaCl sa stijenki se ispire vodom

Be

VANJSKI IZVOR TOPLINE 300-400°C

POLIMERNI MATERIJALI

Polimeri su visokomolekularni spojevi koji se sastoje od ponavljajućih jedinica monomera.Mogu biti prirodni i sintetski. U prirodne ubrajamo :- kaučuk, celuloza, škrob, bjelančevine.Sintetske dijelimo prema primjeni na plastične mase i elastomere.Plastične mase dijelimo na termoplaste i duroplaste.Termoplaste dijelimo na :

- polietilen- polipropilen- polistiren- PVC- polivinilklorid- Poliakrilati

U duroplaste ubrajamo :- amino-plaste- Feno-plaste- alkide- silikone- epokside



23

DOBIVANJE PRIRODNOG KAU Č UKA

Dobiva se iz drveta kaučukovac koje se zareže pod U ili V i dobiva se tekućina – otopina→LATEKS + mravlja kiselina.Sastav i svojstva kauč uka:

ρ = 0,9 g/cm3

1,4 cispoliizopren – molekula izoprenske struktureSadrži još proteina, smole, vlage, metala ( K, Mg, Cu, Fe ). Sirovi kaučuk je svijetložute boje, ana zraku tamni. Otapa se u nekim organskim otapalima, ne otapa se u vodi i alkoholu.Zagrijavanjem na 60°C postaje plastičan, a na 100°C viskozan. Otporan je na brušenje,kidanje, deranje. To je visokoelastičan materijal koji se izduži 700%.Sirovi kaučuk ima ova svojstva u vrlo uskom temperaturnom intervalu do 40°C.

TOPLA VULKANIZACIJA

Sirovi kaučuk se gnječi tako da se provlači kroz dvovaljke pri temperaturi od 60°C. Molekulese tada cjepaju na manje, pri čemu se povećava plastičnost kaučuka. Ovaj postupak se zove MASTICIRANJE , a tako dobiveni kaučuk masticirani kaučuk.Masticirani kaučuk se miješa sa dodacima ( punila, omekšivači, ubrzivači, boje ) i stavljaju ukalupe. Kalupi se onda stavljaju u autoklav (komora ). Autoklav se zagrijava na 100 – 170°C itlači do 280 kPa. Kada se postigne zadana temperatura u autoklav se upuhuje elementarnisumpor.Vulkanizacija je kemijska reakcija izmeñu izoprenskih molekula i sumpora. Izoprenskemolekule su linearne i imaju dvostruke veze. Na susjednim izoprenskim molekulama, tijekomvulkanizacije, pucaju dvostruke veze i na njih se veže sumpor, tako da stvara premoštenjaizmeñu dvije molekule. Sumpor tako veže molekule izoprena da od linearne strukture kaučuka

nastaje mrežasta. Umreženi kaučuk se naziva GUMA.Vulkanizacijom se postigao širi interval temperaturne uporabe i povećala se tvrdoća kaučuka.Meka guma sadrži do 3% sumpora, a tvrda guma sadrži do 40% sumpora – ebonit.

STARENJE GUME

Starenje gume je oštećenje koje smanjuje primjensku vrijednost i vijek trajanja.Uzroci starenja :

- sunčeva svjetlost- vlaga- kisik

-

temperatura- ozon- razni kemijski agensiSumpor koji se nije vezao kod vulkanizacije, veže se za kisik iz zraka i tvori sumpornitrioksid, koji je sastavni dio sumporne kiseline. Utjecajem kiseline dolazi do raspadanjamrežaste strukture i slabe mehanička svojstva.Simptomi starenja gume su :- gubitak boje



24

- pojava malih napuklina na površini- gubitak sjaja površine- zamućenje prozirnih materijala- izlučivanje pigmenta- deformacija materijala

-

pogoršanje mehaničkih svojstava.

SINTETSKI KAU Č UK

Početak : - Njemačka II svjetski rat – metilni kaučuk- sredinom 50-tih godina – stereopoliizopren

Sintetički kaučuk djelimo na :1) Polimeri i kopolimeri butadiena – njemački sintetički kaučuk.

Buna S je sintetički kaučuk dobiven polimerizacijom acetilena u autoklavamauz prisutnost kovnog Na kao katalizatora. Ima svojstva slična prirodnom, ali se lakše

prerañuje, otporniji je na djelovanje kisika i ozona, samo je manje zatezne čvrstoće.Polimerizacija toplo i hladno

Prednosti hladne vrste :- imaju dobra svojstva istezanja- otpornost na toplinsku razgradnju i abraziju- velika otpornost na atmosferilije- električna otpornost

Nedostatak : - slabo otporni na benzin i uljne proizvodeUpotrebljavaju se za izradu pneumatika, cijevi, izolaciju podova, izradupotplata, izradu guma (polibutadien)

2) Polimeri kloroprena –Uiruski sintetič ki kau

č uk Poliizopren : - proizvodi se polimerizacijom izoprena u otopini, isti je kao

prirodni kaučuk za kojim zaostaje jedino po svojstvima obrade i vulkanizacije.Upotrbljava se u gotovo svim područ jima upotrebe prirodnog kaučuka, zaizradu profila za auto-gume, cijevi za kemijsku i naftnu industriju, izolacije žicai kabela…Vulkanizati su otporni na kisik, ozon, UV-zračenje, mnoge kemikalije, ulja idobro se prerañuju

3)Polimeri izobutilena butil-kaučuk – sastavljen od izobutilena i izoprena, vrlo je skup pa seupotrebljava samo za posebne namjene (zračnice)

4) Polisulfidni kauč uk Polikondenzacijski proizvod organskih dihalogenida i alkilpolisulfida, slabootporan na habanje, ali otporan na oksidaciju, na otapala i ulja, nepropustan zaplinove. Upotrebljava se za fleksibilne cijevi za benzin i predmete koji dolaze udodir s tekućim gorivima i otapalima.

5)Silikonski kauč uk



25

- slabe je otpornosti na habanje- niske rastezne čvrstoće- upotrebljiv u temperaturnom intervalu od –60 do – 250°C- otporan na oksidaciju, djelovanje otapala i na UV-zračenje- upotrebljava se za električne izolacije i brtve

Izrada gumenih proizvoda

Glavni postupci za izradu poluproizvoda prije vulkanizacije su:a) ekstrudiranje – proces za izradu dvodimenzionalnih predmeta, koji imaju profil

sapnice. Nakon izlaska iz sapnica, ekstrudat se odvodi u kade na hladnuvulkanizaciju ili postrojenje za toplu vulkanizaciju. Ekstrudiranjem se izrañujurazne gumene ploče i profili, a može se izolirati i žica;

b) kalandiranje – obavlja se u stroju nazvanom kalander koji radi na principu valjaka.Sastoji se od 2 – 4 valjka. Mogu biti hladni i/ili topli. Nakon oblikovanja ploče seodvode u stroj za vulkanizaciju. Na kalanderu se proizvode ploče željene debljine;

c) prešanje – proces prerade za izradu trodimenzionalnih predmeta pomoću kalupa,koji se puni krutom masom za prešanje, koji sadrži osnovni polimer i aditive tesredstvo za umrežavanje. Prešanje se izvodi uz odreñeni tlak i temperaturu;

d) uronjavanje – koristi se tekuća smjesa kaučuka i aditiva u koju se uranjaju kalupirazličitog oblika. Koristi se i za impregniranje tkanina, za izradu rukavica,galanterija, a može biti hladna i topla, ovisno o vrsti proizvoda. Sredstvo zaumrežavanje je najčešće sumpormanaklorid u otopini, a umrežavanje se obavlja prisobnoj temperaturi ili u sušari.

Izrada auto-gume

Izrañuju se od gumenih ploča, armiranih tekstilom i pojačanih kovinskom žicom. Sastoji se oddva osnovna dijela:

- kostura, kordnog skeleta ili karkasa i- vanjskog gumenog protektiranog sloja.

Kostur sa stopalom gume i vanjskim protektiranim slojem čini vanjsku gumu kao neodvojivucjelinu.Glavni dijelovi auto-gume:

1) Protektor – ili vanjski gazeći dio, dolazi u dodir s površino ceste, te štiti kostur odmehaničkih oštećenja i ublažuje potrese u vožnji.

2)

Šara ili desen – je reljefni dio protektora koji ovisi o namjeni auto-gume igodišnjem dobu. Šara gume osigurava povećanu dodirnu površinu protektora spovršinom ceste i povećava stabilnost na suhoj i mokroj cesti.

3) Kanali desena ili šare – su izlomljene i meñusobno povezane. Dubina kanala sepovećava prema vanjskom dijelu gume, što omogućava bočno odvoñenje vode itopline

4) Boč ni č epovi – stabiliziraju i ojačavaju te sprečavaju zatvaranje kanala i regulirajuravnomjerno trošenje šare



26

5) Lamele – povećavaju efikasnost prijanjanja, naročito kod kočenja na mokroj cesti6) Kostur ili karkas – osnovni noseći dio, sastavljen od većeg ili manjeg broja

gumiranih kordnih uložaka od pamuka, umjetne svile ili čelika unakrsno povezanih.To daje gumi jačinu, gipkost i elastičnost, preuzima sva opterećenja na istezanje isvijanje. Čelični kord se upotrebljava za radijalne gume za teretna vozila, jer

povećava stabilnost, smanjuje habanje gazeće površine i povećava prijanjanje7) Zaštitni pojas ili odbojnik – gumeno-tekstilni ili gumeno-čelični omotač sastavljenod nekoliko slojeva rayon korda, koji su postavljeni jedan na drugi pod kutom uodnosu na pravac kretanja

8) Č elič ni prstenovi ugrañ eni u stopu- ojačavaju stopu auto-gume i njeno nalijeganjena naplatak

Razlikujemo dvije vrste guma : - dijagonalne i radijalne. Protektiranje se sastoji u tome da se postavi sloj gume na vanjsku gumu kako bi se obnovionjezin protektor i eventualno njene bočne strane. Gume koje se protektiraju moraju se dobropregledati da nemaju mehaničkih oštećenja i nakon toga se brusi samo gornja površina vanjskegume ili cijela površina. Zatim se premazuje ljepilom i stavlja u toplu komoru na temperaturi

oko 30°C i suše se 15 – 30 minuta. Zatim se stavlja novi sloj u koji se urezuju profili.VRSTE GUMENE ROBE

Proizvode od gume možemo podijeliti na četiri osnovne skupine :1) pneumatska gumena roba – vanjske i unutarnje gume za motorna vozila2) gumena obuća3) tehnička gumena roba4) ostali gumeni proizvodi

Za gumene proizvode bitna su i sljedeća svojstva :- čvrstoća

-

modul elastičnosti- izduženje kod prekida mehanička- otpornost na trošenje, habanje svojstva- trajna deformacija- zamaranje gume- nepropusnost na plinove- otpornost na starenje

SKLADIŠTENJE GUME

Skladište mora biti hladno, suho, čisto od prašine i umjereno zračno temperature u rasponu od

–10 do +20°C (ako se ne poštuju temperaturne granice dolazi do smanjenja trajnosti robe).Relativna vlaga je oko 65%. Prozore treba premazati crvenom ili narančastom bojom. Uskladištu se ne smiju držati nikakva otapala, pogonska goriva ili razne kemikalije.

Zbog vremenskog roka skladištenja treba gumenu robu skladištiti tako da se skladišti propisnos obzirom na vrstu gumenog proizvoda i da roba ostane što kraće uskladištena.



27

TEHNOLOGIJA MATERIJALA

II

Duvnjak Branimir



28

1. Materijali u prometu2. Značenje poznavanja prirode materijala u prometu3. Podjela materijala u prometu

4.

Klasifikacija materijala u prometu5. Kvalitete materijala i promet6. Materijali za pakiranje i ambalaža7. Pakiranje materijala za promet8. Skladištenje materijala u prometu9. Opasne tvari u prometu10. Lakopokvarljiva roba u prometu

KVALITETA MATERIJALA I PROMET

Mehanič ka svojstva

Mehanička svojstva opisuju deformaciju koju materijal može podnijeti pod različitimokolnostima primjene sile.Pod silom se obično podrazumijeva opterećenje i naprezanje. Opterećenje je sila kojadjeluje na cijelu površinu ispitivanog uzorka i može biti statičko i dinamičko.Naprezanje je sila koja djeluje na jedinicu površine ispitivanog uzorka:

ζ =F

=N

= PaA m

U mehanička svojstva ubrajamo :- čvrstoću- tvrdoću- udarnu žilavost materijala- umor materijala- modul elastičnosti

F A1

A0 A2

l0 A1 A0

A2



29

l1

Hookov dijagram lA0 – elastično područ jeQ – granica tečenja

A1 – plastično područ jeA2 – granica loma

Hookov dijagram:

Čvstoća :

ζ =Fmax Pa

Istezanje : δ =l - l x 100% = ∆l

Kontradikcija : Ψ = A1 - A0 x 100%

Č vrstoć a materijala :

Čvrstoća je definirana kao maksimalna sila potrebna da bi se slomio materijal na jediničnompresjeku. Ovisno o prirodi vanjske sile kojom se djeluje na materijal, razlikujemo i čvrstoću.Sila može biti:

-

vlačna- tlačna- smična- na izvijanje- na savijanje- na torziju.

Tvrdoć a materijala :

To je otpornost površine materijala prema abraziji odnosno zadiranja drugih materijala u tupovršinu, ovisno o prirodi materijala, kao i njegovoj finalnoj obradi.

Ispitivanje tvrdoće:

Ispituje se statičkim i dinamičkim metodama. U statičke ubrajamo :- Brinellova metoda- Vickersova metoda- Rockwellova metoda

U dinamičke ubrajamo :



30

- Shareova metoda- Poldiova metoda- Baumanova metoda

Kod svih metoda se utiskuje drugi materijal u površinu .Prema Brinellovoj metodi utiskuje se kuglica, standardizirana je, a odnos tvrdoće i čvrstoće je :

ζ = 3,6 x HB [ MPa ]

ζ – čvrstoćaHB – tvrdoća prema BrinelluKoristi se za mekše kovine

Prema Vickersu se u materijal utiskuje dijamantna piramida koja ima vrh prema 136°. Rabi seza sve kovine .

Rockwellova metoda je kombinacija kuglice i dijamantne piramide.

Prema Shoreu tvrdoća se ispituje u skleroskopu. Mali bat sa čeličnim ili dijamantnim vrhom,odreñene mase, pada na ispitivani materijal sa odreñene visine i mjeri se visina odskoka.Visina odskoka je proporcionalna tvrdoći materijala.

Poldijeva metoda takoñer rabi bat, odnosno udarcem se utiskuje kuglica u ispitivani materijal ireferentni materijal, odnosno materijal poznate tvrdoće. Tvrdoća se izračunava mjerenjempromjera koji je napravila kuglica u jednom i u drugom materijalu tako da se izračuna njihovomjer.

Udarna žilavost materijala

To je maksimalna sila koju podnosi materijal udarno. Materijal se udara do loma. Mjeri sepomoći Charpijevog bata. Sa odreñene visine pušta se bat odreñene mase da pada i udariepruvetu. Udarna žilavost materijala računa se iz omjera utrošenog rada i presjeka epruvete.Udarna žilavost zrakoplovnih materijala je 600 – 2500 kJ/m2.

Umor materijala

Dogaña se kod dinamičkih opterećenja. On izaziva pucanje i lom materijala prije nego što bi seto od njega očekivalo.Uvjeti :

- vibracije

- udari vjetra- rad motora- udari valova

Degradacija materijala – pucanje materijala – prvo mikropukotine koje se šire pa materijalpuca.Svaki materijal ima svoju granicu izdržljivosti – umora. Materijal se podvrgava cikličkimopterećenjima – koja se stalno ponavljaju.



31

Vibracije su odreñene amplitudom i frekvencijom (frekvencija-broj titraja u jedinici vremena)– (amplituda – intenzitet frekvencije )

VOZILO NAPREZANJE [Pa] FREKVENCIJA[Hz] Kamioni 1 - 5 5 - 125Teretni vagoni 1 - 0,5 1 – 3Brodovi 0,3 – 1,0 2 – 20Zrakoplovi do 4 5 – 5000 Modul elastič nosti

To je odnos naprezanja i relativne deformacije, tj mjerilo krutosti materijala pri naprezanju.Izuzetno je bitno svojstvo u inženjerstvu. Za svaki materijal se posebno ispituje modulelastičnosti (Youngov modul elastičnosti ).Za čelik i Fe broj je 106

Za obojene kovine 2 x 10

6

.

FIZI Č KA SVOJSTVA MATRERIJALA

U fizička svojstva ubrajamo :- boju- gustoću- temperaturu paljenja ( topljenja )- koeficijent toplinskog istezanja- toplinska vodljivost

Boja

Bijela svjetlost je dio elektromagnetskog zračenja raspona od 350 – 780 nm :

- γ – zračenje 1024 MHz- X - zračenje-UV – zračenje [ sunčev spektar 350 – 780 nm ]- IR – zračenje- radio-valovi 104 MHz- elektromagnetski valovi - 106 m/s

Svjetlost : Elektromagnetski valovi na koje je osjetljivo ljudsko oko.Spektar :

- crvena : 640 – 750 nm- narančasta : 590 – 640 nm- žuta : 570 – 590 nm- zelena : 480 – 570 nm



32

- plava : 430 – 480 nm- ljubičasta : 400 – 430 nm

Oko je najviše osjetljivo na žuto-zelenu boju : 550 nmAko se obasja bijelom svjetlošću neki predmet, tada će taj predmet dio apsorbirati, dio ćereflektirati, a dio će transmitirati. Oko prima samo reflektirani dio spektra.

Zakon totalne refleksije – prijenos informacija putem optičkog kabla.Gustoć a :

Mjerne jedinice : ρ = g/cm3 , kg/m3 Gustoća je masa jediničnog volumena.Najlakši metal je litij – Li - ρ = 0,5 g/cm3 Najteži metal je osmij – Os – ρ = 22,5 g/cm3 Voda - ρ = 1 kg/dm3 Papir - ρ = 0,7 – 1,1 g/cm3 Snijeg - ρ = 0,1 g/cm3 Dijamant - ρ = 3,5 vg/cm3

Gustoća se obično odreñuje pri 15 – 20°C vaganjem. Gustoća tekućina mjeri se aerometrom ,piknometrom, Morh-Westhallovom vagom.Aerometar – prema Arhimedovom zakonuPiknometar – ρ se mjeri usporedbom sa ρ poznatog volumena tvari.Mjerenja pri povišenim temperaturama korigiraju se sa faktorom koji označava povećanjevolumena za 1°C – DILATACIJA.

Temperatura topljenja- T t

Materijale dijelimo na :- lako topljive

-

teško topljive- vrlo teško topljive [ Wolfram 3400°C, Ugljik oko 3400°C ]

Koeficjent toplinskog istezanja :

Opisuje promjenu volumena pri porastu temperature za 1°C – dilatacija

lt = 10 [ 1 + α ( t2 – t1 )]

lt =duljina pri t2 [°C]

l0 = početna duljina pri t1

t2 – t1 = ∆t

α = koeficijent linearnog širenja za 1°C

W – 4,4



33

Fe – 11,7

Mg - 25,7Za termoelemente najviše se rabi slitina Fe i Ni. Najmanji koeficijent rastezanja postiže sedodatkom 36 % Ni u Fe. Ova slitina se naziva INVARI I rabi se do 100°C.

Toplinska vodljivost materijala :

To je sposobnost provoñenja topline. Izražava se u W/m I K [ vati po metru I kelvinu ].Ag ima toplinsku vodljivost 400 W/mKAl 210 W/mKDur-Al 126Fe 84 W/mKČelik 8 – 16 W/mKStaklo 0,4 – 1,2 W/mK

Azbest I staklena vuna 0,12 W/mKZrak 0,25 W/mK

Električ na svojstva materijala:

S obzirom na vodljivost materijale dijelimo na :- vodljive- poluvodljive- magnetne- izolacijske

Vodiči imaju specifičnu vodljivost od 107 Siemensa,

Poluvodiči od 107

– 10-5

SiemensaIzolatori manje od 10-5 SiemensaDovoñenjem energije elektroni iz vanjske ljuske prelaze na višu energetsku razinu i postajuslobodni i tako omogućavaju vodljivost. Ova energetska razina naziva se vodljivom vrpcom.U prometnoj tehnici kao vodiči najviše se rabe Ag, Al i njegove slitine, a kao poluvodiči suugljen, oksidi Cu, U, Ti, Zn, sulfidi Ag…

Kemijska svojstva materijala

Dijelimo ih :- prema kemijskom sastavu- prema kemijskoj otpornosti prema koroziji

- vatrootpornosti

- toplinskoj otpornosti - prema kristalografskim svojstvima

Prema vrsti veze dijelimo ih na :- s kovalentnom vezom- s metalnom vezom- s ionskom vezom



34

S obzirom na vrstu veze materijale dijelimo na b:- metale- polimere- keramiku

Dva atoma ulažu po jedan elektron i nastaje kovalentna veza. Takvi spojevi ne provode

električnu energiju.Ionska veza – provodi elektricitetMetalna veza – provodi elektricitet

Metode analitič ke kemije:

1. Elementarna analiza materijala2. Tehnička analiza materijala3. Spektroskopska analiza materijala

1, Elementarna analiza materijala Utvrñuje se kemijski sastav nekog materijala po elementima. Mogu biti različite( volumetrijska, gravimetrijska, atomska apsorpcija…)

2. Tehnička analiza materijala Utvrñuje se spaljivanjem, a dobiveni ostatak se analizira

3. Spektroskopska analiza materijala Vrši se spektrografijom, plinskom kromatografijom…

Vlaga može biti :

-

gruba- higroskopska ili vezana- kristalna ili konstrukcijska

Kiselost produkta – kada voda disocira na H+ + OH- Negativnim logaritmom koncentracije H-iona označava se kiselost pH. Metode za odreñivanjekiselosti H-atoma mogu biti kolorimetrijske i elektrometrijske.Kiselost : u 106 vode nalazi se samo 1g H-iona. To pišemo kao 10-7 - pH = 7Ako je otopina neutralna, to znači da ima jednak broj H+ i OH- iona. Kisele otopine imajuraspon od 0 – 7 , a lužnate od 7 – 14 .



35

AMBALAŽA

Potječe od francuske riječi amballage – omotavanje.Prvotno je značila pakiranje za transport, a danas znači integralni dio proizvoda. Svrhaambalaže je zaštiti robu od oštećenja, rasipanja, kvarenja, od vanjskih utjecaja ( vlage, sunčevesvjetlosti…). Ambalaža je prilagoñena svakoj robi, uvjetima skladištenja i prijevoza.

Zaštitna funkcija: Roba se čuva od mehaničkog oštećenja. Prilikom naprezanja ambalaže preuzima jedan dio tihnaprezanja. Logistič ka funkcija: Služi za čuvanje u stanju i količini robe u propisanom trajanju bez gubitka kvalitete ivrijednosti. Marketinška funkcija:Daje informacije o proizvodu i produktu, sadrži upute za uporabu produkta, stručneinformacije ( naziv proizvoñača, vijek trajanja ), oblik i dizajn koji motivira kupnju. Može sepodijeliti na tri segmenta :

- komercijalni

- prodajni- uporabniMaterijale za izradu možemo podijeliti na :

- prema funkciji (transportna, komercijalna i komercijalno-transportna)- prema materijalu- prema obliku- prema namjeni

Podjela prema materijalima: - drvena (palete, sanduci, bačve, košare…)- metalna ( kontejneri, spremnici, cisterne, bačve, limenke, folije…)

- staklena (boce, staklenke…)- papirna – karton i ljepenka (običan papir, vreće, vrećice, kutije, sanduke, bačve,boce,veliki broj materijala za omatanje, lijevana ljepenka…)

- plastična (vrećice, bačve, vreće, karnisteri, zračni jastuci, folije, kutije…)- tekstilna (vreće, pletivo, pokrivači, užad…)

Prema obliku: Treba napraviti oblik da ima što manju zapremninu kod skladištenja i transporta.Prema namjeni:



36

Dijelimo je s obzirom na agregatno stanje tvari (čvrste, tekuće, prašci…)

DRVENA AMBALAŽA

To je prirodni i najstariji ambalažni materijal.

Fizikalna svojstva :- gustoća – izražava se pri 15% vlažnosti- vlažnost – odreñuje se sušenjem na 105°C tijekom 48 sati. Sušenjem mijenja

dimenziju- deformacija, a kada upija vlagu onda bubri- nabiranje i deformacija

Mehanička svojstva su :- neizotropna- različita čvrstoća s obzirom na smjer vlakana

gustoća istezanje II tlak I/tlak Gustoća: bor 0,52 kg/m3 100MPa 47MPa 80MPa

Uporaba drveta :

-

palete, košare, bačve- ima dobra mehanička svojstva- piljeno drvo se rabi tamo gdje su vrlo velika opterećenja

Laminirano i špenirano drvo- laminati- slojevito :Drveni pločasti materijal izrañen od više slojeva, koji su unakrsno poredani. Unutarploča nalaze se i folije od drveta debljine 3 – 5 mm i nazivaju se furnir .Furnir se proizvodi iz rezanog, ljuštenog i struganog drveta svih vrsta.Šperploče čine slijepljeni i prešani furniri.

AMBALAŽA OD PAPIRA, KARTONA I LJEPENKE

Papirna ambalaža čini iznad 40% svih ostalih ambalažnih materijala. To je onaambalaža do gramature 150 g/m2, a iznad 150 g/m2 je ljepenka.Papir – celulozno vlakno

- celulozu dobivamo: - iz drveta- od tvari napravljenih od celuloze (stari papir, slama,

konoplja, krpe…)

Proizvodnja celuloze:

- za proizvodnju lakova, umjetnih vlakana, plastičnih masa- dobiva se kuhanjem drveta- sulfitni i natronski postupak. Sirova celuloza se zatim

ispire vodom,razvrstava se i izbjeljuje. Izbjeljivanje se vrši obično oksidacijom ilipomoću klornog vapna:Cl2 + H2O → HClO + HCl

HClO → HCl + O

Papir se proizvodi u plošnom obliku, koji čine mrežasto isprepletene celulozna vlakna.Budući da je mrežaste strukture, on je dosta porozan. Poroznost se smanjujedodavanjem punila, bojila i ljepila. Punila se dodaju uz to da bi se dobila mekoća



37

papira, glatkoća i sjaj (kaolin, miloka-talk, sadra, kreda, magnezit…). Obično sedodaju do 10%, a za specijalni tisak (umjetnički) do 30%. Ljepila povećavaju čvrstoćupapira, smanjuju poroznost i razlijevanje sredstava za pisanje. Kao ljepila obično serabi biljna smola, kolofonij i to 3 – 4%. Bojila koja se dodaju su uglavnom sintetička iobično su to anilinske boje.

Proizvodnja papira:

Odvija se u tri faze :a) priprema papirne maseb) oblikovanje listac) dorada papira

Priprema papirne mase: Vlaknasta celulozna masa prevede se u vodenu suspenziju (koncentracija – 10% tih vlakana),gdje se nastoje vlakna razdvojiti. Masa se zatim melje i dodaju se punila, ljepila i bojila(pulpa). Samljevena masa se zatim pušta u bazen kako bi se dobro izmiješala-homogenizirala.Papir se formira iz ove razrijeñene smjese koja sadrži 0,5% vlakana. Masa se zatim propuštakroz ureñaj za pročišćavanje i reguliranje gustoće3, a onda na sito-vrpcu na kojoj se formiralist papira.

Oblikovanje lista:Papirni list se oblikuje prepletanjem vlakana u razrijeñenoj papirnoj masi. Masa se odvodnjava,

glača, hladi i na kraju namotava na valjke. Stroj za izradu papira sastoji se od mokrog i suhogdijela. Mokri dio stroja je samo sito. Sito je pletena kružna vrpca (obujam od 10 – 40 m, širine8m). Vlakna celuloze se na situ usmjeravaju dužinski uz istodobno odvodnjavanje sisaljkamapri čemu nastaje papirni list koji sa vrpce prelazi na preše. Na prešama se odstranjuje preostalavoda – i to su uglavnom rotirajući valjci. Nakon toga papir prelazi na suhi dio stroja koji sesastoji od rotirajućih valjak unutar kojih se nalazi vruća vodena para. Na taj način se papir suši.Nakon sušenja papir se hladi prelazeći preko valjaka za hlañenje, a zatim se glača. Nakonglačanja namotava se na role.

Dorada papira: Dorada papira uključuje:

-

santiranje – postupak glačanja i dobivanja visokog sjaja. Tim postupkom sepovećava gustoća, žilavost i nepropusnost papira (za tekućine i masnoće). Odležalipapir (obično 1 dan), vlaži se vodenom parom da bi se zadržala zgusnutost;

- rezanje – uzdužno i poprečno, a po potrebi se reže samo uzdužno (novine). Postojenorme rezanja papira za odreñene formate (A4, A5, B5…). Papiri najslabijekakvoće izrañuju se od drvenjače, a srednje kvalitetni od kombinacije celuloze idrvenjače. Najkvalitetniji papiri su od krpa.

Prema izgledu površine papir dijelimo :



38

- strojno glatki- jednostrano glatki- hrapavi- santirani- mat santirani

-

polumat santirani- oštro santirani- santirani na visoki sjaj

Prema kakvoći površine dijelimo na:- naravni- bez oplemenjene površine- sa oplemenjenom površinom- sa plastičnim sjajem

Glavne značajke su:- gramatura- papir, karton, ljepenka

-

gustoća- debljina- format- vlaknasti sastav- vlažnost (papir 6-7%, karton 4-5%, ljepenka 8-10%)- sadržaj punila- dvostranost-sadržaj punila prelazi 15%- ljepljivost – četvrt, tričetvrt, punoljepljeni- duljina kidanja papira-kidanje na ovjesištu zbog vlastite težine-u metrima- poroznost i propusnost na zrak, plinove, vodenu paru, mirise i masnoće- papiri za

omotavanje i čuvanje prehrambenih proizvoda, papiri za filtriranje)

KARTONI

Karton je proizvod čvršći od papira, a izrañen od boljih sirovina nego ljepenka,gramature od 250 – 500 g/m2. Proizvodi gramature od 150 – 250g/m2 nazivaju sekartonski papir ili polukarton.Kartone možemo podijeliti na :- obični ili jednoslojni karton – od 200-300g/m2 - kartotečni karton- u pravilu jednoslojan, uvijek punoljepljen i oštro santirani- složeni ili višeslojni- obično od tri sloja, kromokarton nadomjestak- premazani kartoni- kromokarton - fini, jednostrano premazani karton koji se

obično tiska u višebojnom tisku- prešani karton - karton ili ljepenka velike čvrstoće i gustoće, jednolike debljine ivrlo glatke površine. Koristi se za izradbu omota za bilježnice, za fascikle ipregradne kartone, a u elektroindustriji kao materijal za izolaciju.



39

OPASNE TVARI U PROMETU

Opasnim tvarima smatraju se one tvari koje, zbog svojih svojstava kao što su : eksplozivnost,otrovnost, zapaljivost, korozivnost, oksidativnost i sl, mogu ugroziti zdravlje ili život ljudi,prouzročiti materijalnu štetu ili ugroziti i oštetiti okolinu.Prema meñunarodnim sporazumima sve opasne tvari su svrstane u sljedeće klase :

1) Klasa 1 – eksplozivne tvari i predmeti punjeni eksplozivnim tvarima2) Klasa 2 – Plinovi – stlačeni, ukapljeni ili pod tlakom otopljeni plinovi

3) Klasa 3 – zapaljive tekućine4) Klasa 4 – zapaljive tvari :4.1. zapaljive krute tvari4.2. tvari sklone samozapaljenju4.3. tvari koje u dodiru s vodom stvaraju zapaljive

plinove5) Klasa 5.1 - oksidirajuće tvari6) Klasa 5.2. – organski peroksidi7) Klasa 6.1. – otrovne tvari8) Klasa 6.2. – infektivne tvari9) Klasa 7. – radioaktivne tvari

10) klasa 8 – korozivne (nagrizajuće) tvari11) Klasa 9. – ostale opasne tvari, koje predstavljaju odreñene opasnosti, a ne mogu sesvrstati u prethodne klase

ZAPALJIVE TVARI I ZAŠTITA OD POŽARA

Zapaljive tvari po zakonu svrstavamo u više skupina i to :- gorivi plinovi- zapaljive tekućine- čvrste tvari- samozapaljive tvari

-

oksidansi- eksplozivi i predmeti punjeni eksplozivnim tvarimaPožari koji nastanu od takvih tvari možemo svrstati u pet razreda :

1. A – požari čvrstih tvari (drvo, ugljen, slama, papir…)2. B – požari zapaljivih tekućina (benzin, benzol, ulje, lakovi, smola…)3. C – požari plinovitih tvari (metan, butan, vodik, acetilen…)4. D – požari lakih kovina (koje gore jakim žarom-Al, Mg, Ti, osim Na i K)



40

5. E – požari vrste A-D u blizini el postrojenja ili njihovi požari (kablovi, sklopke,generatori, transformatori)

Da bi proces gorenja započeo potrebni su odreñeni uvjeti. Tako da bi kruta ili tekuća tvarplanula treba se stvoriti plinovito stanje tvari. Točka paljenja, temperatura samozapaljenja itočka gorenja su vrijednosti koje ukazuju na najvažnija svojstva pri procjeni opasnosti od

požara, stoga je nužno poznavanje fizičko-kemijskih značajki tvari.Za procjenu opasnosti od požara za plinove i pare potrebno je poznavati:- zapaljivost u zraku- maksimalni tlak pri eksploziji- brzinu porasta tlaka pri eksploziji- temperaturu samozapaljenja- kategoriju eksplozivne smjese- minimalnu temperaturu paljenja- brzinu gorenja- svojstva smjese zapaljene tvari i sredstva za gašenje požara- kritični promjer gašenja

U prometu susrećemo i tvari koje, iako su nezapaljive, mogu u odreñenim uvjetima biti opasne,pa tu pripadaju :- oksidansi (H-peroksid, tekući kisik, nitratna kiselina…)- tvari koje kemijskim reakcijama daju zapaljive proizvode- tvari koje s vodom ili nekom drugom tvari reagiraju i daju velike količinetopline ili eksplodiraju

- tvari koje se u posudama pod tlakom zagrijavanjem šire- kemijski nestabilne tvari

Za procjenu minimalnog eksplozivnog sadržaja i za procjenu od eksplozije potrebno je znati :- brzinu detonacije- plinski volumen

-

toplina eksplozije- temperatura eksplozije- specifični tlak- brizatnu vrijednost eksploziva- kemijsku stabilnost- temperaturu paljenja i- osjetljivost na udar

Gašenje požara predstavlja oduzimanje jednog od tri uvjeta potrebna za gorenje i to :1. oduzimanje gorive tvari od vatre2. oduzimanje oksidatora, kisika ili zraka3. snižavanje temperature gorive tvari ispod temperature paljenja

RADIOAKTIVNE TVARI

Mogu biti prirodnog i umjetnog podrijetla. Prirodne emitiraju tri vrste zračenja:- alfa zrake – jezgre helijevog atoma- beta-zrake – elektroni- gama-zrake – kratkovalno elektromagnetno zračenje



41

Radioaktivni prirodni i umjetni elementi i radioaktivni izotopi spontano ili trajno emitirajuodreñene vrste zračenja koje je štetno za zdravlje ljudi i životinja, i to tako da aktivira proceseionizacije i nastajanje slobodnih radikala čime se izmjeni funkcija organa biljaka i životinja.Isto tako radioaktivni materijali izazivaju induciranu radioaktivnost materijala koji se našao unjegovoj blizini.

U posljednje vrijeme i u prometu je masovna pojava proizvodnje i potrošnje radioaktivnih tvarikao nuklearnog goriva, preparata za potrebe medicine i za potrebe znanstveno-istraživačkograda.

PAKIRANJE, SKLADIŠTENJE I OZNAČ AVANJEOPASNIH TVARI

Pakiranje opasnih tvari ovisi o agregatnom stanju i kategoriji kojoj tvar pripada. S obzirom nafizikalno-kemijska svojstva, opasne tvari se razvrstavaju u nekoliko skupina :- opasni plinovi – komprimirani su u čelične boce, čelične bačve i čelične spremnike.

Čelični spremnici mogu biti montirani na prijevozno sredstvo (vagon, teretno vozilo).

Svaka vrsta plina ima vrh boce ili spremnika obojen drugom bojom (kisik-plavo, vodik-crveno, klor-zelena, acetilen-bijela, amonijak-tamnosiva). Cisterne s komprimiranimplinom moraju se označiti narančastom vrpcom širine 30cm.

- Opasne tekućine – pakiraju se u boce, kanistere, spremnike, bačve i cisterne koji morajubiti izrañeni od materijala koji prema zapakiranoj tekućini mora biti izvanredno inertan istabilan. Zbog toga je izbor ambalažnog materijala ovisan o svojstvima opasne tvari kojase transportira. Oznake na ambalaži moraju ukazivati na vrstu, otrovnost, štetnost i ostalanepovoljna djelovanja prevožene opasne tvari.

- Otrovi – bez obzira na agregatno stanje, koristi se samo originalna ambalaža koja u prometmože doći jedino od proizvoñača, a na ambalaži mora biti istaknuti natpis „OTROV“odnosno „PAŽNJA“ ili „OPREZ“.

SKLADIŠTENJE

Skladištenje opasnih materija regulirano je meñunarodnim i nacionalnim propisima. Točno suutvrñene metode prihvata, rukovanja, slaganja, čuvanja i izdavanja opasnih tvari.Prema vrstama opasnih tvari skladišta se dijele na:- specijalna skladišta za opasne tvari- skladišta za opasne tekućine- skladišta za kemikalije- skladišta za plinoveMeñunarodnim i nacionalnim propisima su utvrñene maksimalne količine opasnih tvari koje

se mogu čuvati u jednom skladištu. PRIJEVOZ OPASNIH TVARI

Osim mjera opreznosti kod skladištenja opasni tvari, postoje i mjere opreznosti kod prijevozaopasnih tvari utvrñene meñunarodnim konvencijama i propisima zbog dodatnih rizika kao štosu djelovanje promjenjivih sila promjene klime te eventualne prometne nezgode koje mogu



42

izazvati prave katastrofe. Kada je riječ o integralnom prijevozu, primjenjuju se oni uvjeti kojisu za sigurnost pouzdaniji.Opasne tvari mogu se prevoziti svim vrstama prometnih sredstava i to :- prijevoz opasnih tvari cestom – utvrñen Europskim sporazumom o prijevozu opasnih tvari

cestom

-

prijevoz opasnih tvari željeznicom – meñunarodna konvencija o prijevozu robeželjeznicom – CIM- prijevoz opasnih tvari pomorskim putovima – meñunarodna konvencija o sigurnosti na

moru- prijevoz opasnih tvari unutarnjim plovnim putovima – Europska odredba o prijevozu

opasnih tereta unutarnjim plovnim putovima i Tehnička pravila Hrvatskog registrabrodova

- prijevoz opasnih tvari zrakoplovom – opasna roba definira se prema IATA-DGRpropisima kao roba koja zadovoljava kriterije jedne ili više, od devet UN-klasa rizika tepripada jednoj od ukupno tri UN-kategorije pakiranja.

- Prijenos opasnih tvari u poštanskom prometu – iznimno je moguće samo u nacionalnom

prometu, ako su one na spisku Svjetske poštanske konvencije i Aranžmana o poštanskimpaketima- Prijevoz opasnih tvari cjevovodima – to su pretežno zatvoreni sustavi prijenosa u

industrijskim krugovima, a jedino nafta i zemni plin se transportiraju meñunarodnimcjevovodima – JANAF

TEHNI Č KO- INFORMATIVNI PODACI O OPASNIM TVARIMA U PRIJEVOZU

Prije početka rada sa opasnim tvarima obvezno je upoznati njihova svojstva:- osnovni podaci – naziv tvari

- proizvoñač - godina proizvodnje- kvaliteta i kvantiteta- čistoća u %- pakiranje

- fizikalna svojstva – agregatno stanje u normalnim okolnostima- boja- miris- temperatura topljenja- temperatura ključanja pri atmosferskom i sniženom tlaku- gustoća pri 20°C

- indeks refrakcije- napon para pri 20°C- gustoća para- topljivost u vodi i u najvažnijim otapalima

- kemijska svojstva – molekulska masa- empirijska i strukturna formula- kemijska reaktivnost- osjetljivost na povišene temperature pri zagrijavanju



43

- osjetljivost na svjetlost- uvjeti čuvanja i minimalne mjere opreznosti

- toksič na svojstva – stupanj toksičnosti- kvanitativna toksičnost- maksimalna dopuštena koncentracija u radnom prostoru, u zraku,

u vodi- klasifikacija opasnosti- toksično djelovanje- osjetljivost po mirisu

- svojstva zapaljivosti i eksplozivnosti – procjena zapaljivosti i kemijske reaktivnosti- temperatura paljenja, samozapaljenja izapaljivosti

- granica eksplozivnosti smjesa u vol.%- temperaturna klasa i klasa opasnosti

- rukovanje i zaštita – klasifikacija za pakiranje, skladištenje i transport- mjere zaštite pri trovanju- sredstva za gašenje požara i zaštitu od požara- sredstva za zaštitu od radioaktivnog zračenja

OPASNE TVARI U PROMETU

Opasnim tvarima smatraju se one tvari koje, zbog svojih svojstava kao što su : eksplozivnost,

otrovnost, zapaljivost, korozivnost, oksidativnost i sl, mogu ugroziti zdravlje ili život ljudi,prouzročiti materijalnu štetu ili ugroziti i oštetiti okolinu.Prema meñunarodnim sporazumima sve opasne tvari su svrstane u sljedeće klase :

1) Klasa 1 – eksplozivne tvari i predmeti punjeni eksplozivnim tvarima2) Klasa 2 – Plinovi – stlačeni, ukapljeni ili pod tlakom otopljeni plinovi3) Klasa 3 – zapaljive tekućine4) Klasa 4 – zapaljive tvari :

4.1. zapaljive krute tvari4.2. tvari sklone samozapaljenju4.3. tvari koje u dodiru s vodom stvaraju zapaljive

plinove

5) Klasa 5.1 - oksidirajuće tvari6) Klasa 5.2. – organski peroksidi7) Klasa 6.1. – otrovne tvari8) Klasa 6.2. – infektivne tvari9) Klasa 7. – radioaktivne tvari10) klasa 8 – korozivne (nagrizajuće) tvari11) Klasa 9. – ostale opasne tvari, koje predstavljaju odreñene opasnosti, a ne mogu sesvrstati u prethodne klase



44

ZAPALJIVE TVARI I ZAŠTITA OD POŽARA

Zapaljive tvari po zakonu svrstavamo u više skupina i to :- gorivi plinovi

-

zapaljive tekućine- čvrste tvari- samozapaljive tvari- oksidansi- eksplozivi i predmeti punjeni eksplozivnim tvarima

Požari koji nastanu od takvih tvari možemo svrstati u pet razreda :6. A – požari čvrstih tvari (drvo, ugljen, slama, papir…)7. B – požari zapaljivih tekućina (benzin, benzol, ulje, lakovi, smola…)8. C – požari plinovitih tvari (metan, butan, vodik, acetilen…)9. D – požari lakih kovina (koje gore jakim žarom-Al, Mg, Ti, osim Na i K)10. E – požari vrste A-D u blizini el postrojenja ili njihovi požari (kablovi, sklopke,

generatori, transformatori)Da bi proces gorenja započeo potrebni su odreñeni uvjeti. Tako da bi kruta ili tekuća tvarplanula treba se stvoriti plinovito stanje tvari. Točka paljenja, temperatura samozapaljenja itočka gorenja su vrijednosti koje ukazuju na najvažnija svojstva pri procjeni opasnosti odpožara, stoga je nužno poznavanje fizičko-kemijskih značajki tvari.

Za procjenu opasnosti od požara za plinove i pare potrebno je poznavati:- zapaljivost u zraku- maksimalni tlak pri eksploziji- brzinu porasta tlaka pri eksploziji- temperaturu samozapaljenja- kategoriju eksplozivne smjese

-

minimalnu temperaturu paljenja- brzinu gorenja- svojstva smjese zapaljene tvari i sredstva za gašenje požara- kritični promjer gašenja

U prometu susrećemo i tvari koje, iako su nezapaljive, mogu u odreñenim uvjetima biti opasne,pa tu pripadaju :

- oksidansi (H-peroksid, tekući kisik, nitratna kiselina…)- tvari koje kemijskim reakcijama daju zapaljive proizvode- tvari koje s vodom ili nekom drugom tvari reagiraju i daju velike količinetopline ili eksplodiraju

- tvari koje se u posudama pod tlakom zagrijavanjem šire

-

kemijski nestabilne tvariZa procjenu minimalnog eksplozivnog sadržaja i za procjenu od eksplozije potrebno je znati :- brzinu detonacije- plinski volumen- toplina eksplozije- temperatura eksplozije- specifični tlak- brizatnu vrijednost eksploziva



45

- kemijsku stabilnost- temperaturu paljenja i- osjetljivost na udar

Gašenje požara predstavlja oduzimanje jednog od tri uvjeta potrebna za gorenje i to :4. oduzimanje gorive tvari od vatre

5.

oduzimanje oksidatora, kisika ili zraka6. snižavanje temperature gorive tvari ispod temperature paljenja

RADIOAKTIVNE TVARI

Mogu biti prirodnog i umjetnog podrijetla. Prirodne emitiraju tri vrste zračenja:- alfa zrake – jezgre helijevog atoma

-

beta-zrake – elektroni- gama-zrake – kratkovalno elektromagnetno zračenjeRadioaktivni prirodni i umjetni elementi i radioaktivni izotopi spontano ili trajno emitirajuodreñene vrste zračenja koje je štetno za zdravlje ljudi i životinja, i to tako da aktivira proceseionizacije i nastajanje slobodnih radikala čime se izmjeni funkcija organa biljaka i životinja.Isto tako radioaktivni materijali izazivaju induciranu radioaktivnost materijala koji se našao unjegovoj blizini.U posljednje vrijeme i u prometu je masovna pojava proizvodnje i potrošnje radioaktivnih tvarikao nuklearnog goriva, preparata za potrebe medicine i za potrebe znanstveno-istraživačkograda.

PAKIRANJE, SKLADIŠTENJE I OZNAČ AVANJEOPASNIH TVARI

Pakiranje opasnih tvari ovisi o agregatnom stanju i kategoriji kojoj tvar pripada. S obzirom nafizikalno-kemijska svojstva, opasne tvari se razvrstavaju u nekoliko skupina :- opasni plinovi – komprimirani su u čelične boce, čelične bačve i čelične spremnike.

Čelični spremnici mogu biti montirani na prijevozno sredstvo (vagon, teretno vozilo).Svaka vrsta plina ima vrh boce ili spremnika obojen drugom bojom (kisik-plavo, vodik-



46

crveno, klor-zelena, acetilen-bijela, amonijak-tamnosiva). Cisterne s komprimiranimplinom moraju se označiti narančastom vrpcom širine 30cm.

- Opasne tekućine – pakiraju se u boce, kanistere, spremnike, bačve i cisterne koji morajubiti izrañeni od materijala koji prema zapakiranoj tekućini mora biti izvanredno inertan istabilan. Zbog toga je izbor ambalažnog materijala ovisan o svojstvima opasne tvari koja

se transportira. Oznake na ambalaži moraju ukazivati na vrstu, otrovnost, štetnost i ostalanepovoljna djelovanja prevožene opasne tvari.- Otrovi – bez obzira na agregatno stanje, koristi se samo originalna ambalaža koja u promet

može doći jedino od proizvoñača, a na ambalaži mora biti istaknuti natpis „OTROV“odnosno „PAŽNJA“ ili „OPREZ“.

SKLADIŠTENJE

Skladištenje opasnih materija regulirano je meñunarodnim i nacionalnim propisima. Točno suutvrñene metode prihvata, rukovanja, slaganja, čuvanja i izdavanja opasnih tvari.Prema vrstama opasnih tvari skladišta se dijele na:

-

specijalna skladišta za opasne tvari- skladišta za opasne tekućine- skladišta za kemikalije- skladišta za plinoveMeñunarodnim i nacionalnim propisima su utvrñene maksimalne količine opasnih tvari kojese mogu čuvati u jednom skladištu.

Documents

tehnologija materijala