Przeprowadzenie testu klimatycznego, gost: czynniki i metody

Testy klimatyczne to jedna z metod badania odporności produktów na czynniki zewnętrzne. W wyniku niesprzyjających warunków środowiskowych, awarii urządzeń, krytycznych warunków konstrukcyjnych i ryzyka zawalenia się konstrukcji, braku integralności powłok ochronnych, utraty wyglądu i nasilenia procesów korozyjnych. Badania te mogą być przeprowadzane w specjalnych zamkniętych komorach lub na stanowiskach badawczych w kilka metod.

Koncepcja ogólna

Produkty techniczne pracujące w otwartej atmosferze są narażone na różne czynniki klimatyczne wpływające na ich działanie: podwyższona wilgotność, promieniowanie słoneczne, niskie i wysokie temperatury. Są one brane pod uwagę przy projektowaniu produktu. W zależności od położenia regionu, w którym będą pracować urządzenia, określa się wersję klimatyczną i dobiera odpowiednie materiały, aby spełnić wymagania techniczne.

Testy klimatyczne służą do oceny wydajności (niezawodności, odporności na uszkodzenia i naprężenia, hermetyzacji) i wyglądu w określonych warunkach pracy. Z badań wynika, że najbardziej niebezpiecznymi czynnikami, pod wpływem których w materiałach zachodzą negatywne procesy fizyczne i chemiczne, są niskie temperatury (zwiększona kruchość), wysoka wilgotność (przyspieszenie procesów korozyjnych) oraz gwałtowne wahania temperatury.

Wynik badania czynników klimatycznych może być szacowany zarówno za pomocą wskaźników jakościowych, jak i ilościowych. Wykonuje się je zwykle na etapie eksperymentalnych prac projektowych oraz w produkcji seryjnej jako odrzucenie ważnych konstrukcji (próby technologiczne na bieżąco) oraz sprawdzać Stabilność jakości (okresowe monitorowanie).

Metodologia

Procedura testów klimatycznych według GOST 24813-81 zależy od wymagań technicznych, stawianych produktom przez klienta, cechy konstrukcyjne, proces technologiczny warunki produkcji i instalacji, jak również warunki eksploatacji. Są one określone w odpowiednich normach branżowych i dokumentacji projektowej.

Badania przeprowadzane są w 3 etapach:

1. Wstępna ekspozycja na określone warunki klimatyczne. Jest to wymagane, aby wyeliminować wpływ poprzednich warunków (wilgotność, temperatura, ciśnienie). Czas trwania tego etapu jest określony przez czas, konieczny dla Czas trwania tej fazy jest określony przez czas potrzebny do osiągnięcia przez badanie równowagi termicznej. Dokonuje się wstępnych pomiarów i oględzin obiektu.
2. Uruchomienie, ekspozycja, usunięcie z komory (z terenu badań), stabilizacja warunków otoczenia dla późniejszej oceny obiektu. Tryb badania może być krótkoterminowy, długoterminowy lub cykliczny.
3. Kontrola i pomiar zmian, wyciąganie wniosków. Predykcyjna charakterystyka zmian w wydajności.

Jeżeli obiekt składa się z więcej niż jednego elementu, to w porozumieniu z klientem może być realizowany jako część całego produktu.

Etap przygotowania. Projektowanie procedur badawczych

Przygotowanie do badania ekspozycji klimatycznej obejmuje następujące procedury:

• Zaprojektowanie modelu matematycznego obiektu.
• Gromadzenie informacji o możliwych zmianach właściwości użytkowych lub zewnętrznych wyrobu spowodowanych czynnikami klimatycznymi.
• Dobór aparatury badawczej i pomiarowej, ustalenie zakresu i kolejności prac, opracowanie harmonogramu, opracowanie metodyki.
• Planowanie wsparcia materiałowego, technicznego i metrologicznego.
• Definicja formularzy sprawozdawczych.
• Odprawa personelu operacyjnego.
• Testowanie debugowania mediów.
• Dobrać narzędzia do przetwarzania danych.

Klasyfikacja

Badania klimatyczne klasyfikuje się według 3 kryteriów: ze względu na sposób wykonania, ze względu na sposób ekspozycji oraz ze względu na rodzaj czynnika klimatycznego.

W pierwszym przypadku można wyróżnić 3 rodzaje takich prac:

1. Pojedyncze testy. Produkt jest narażony na działanie tylko jednego czynnika klimatycznego. Mogą się one zmieniać w trakcie jednego badania, ale ich wpływ na obiekt jest niezależny. Zaletą tej metody badania klimatu jest prostota sprzętu. Wady obejmują brak pełnego dopasowania do rzeczywistych warunków pracy.
2. Badanie kompozytów. Na obiekt wpływa również tylko jeden czynnik, ale jest on wzmacniany przez wpływ czynnika poprzedzającego. Przykładem może być umieszczenie produktu w środowisku o wysokiej wilgotności, po którym następuje spadek temperatury.
3. Testy end-to-end. Na obiekt oddziałuje jednocześnie zespół czynników klimatycznych. Ten rodzaj testu jest najbardziej wiarygodny, ponieważ jest jak najbardziej zbliżony do warunków pracy. Jego wadą jest konieczność posiadania skomplikowanych urządzeń testowych.

Testy in situ i przyspieszone

Wprowadza się rozróżnienie między badaniem in situ a przyspieszonym badaniem klimatycznym. Ten ostatni jest często stosowany w powłokach ochronnych i tworzywach sztucznych. Ponieważ ich degradacja następuje w długim okresie czasu, w celu skrócenia czasu potrzebnego do uzyskania wyników, produkty są wystawiane na działanie cykli symulujących zmieniające się warunki w ciągu miesięcy lub lat (wahania temperatury i wilgotności, promieniowanie słoneczne). Skutki są określane dla jednego lub więcej z następujących elementów.

Procedura przyspieszonego testowania powłok i polimerów podana jest w normach Zunifikowanego Systemu Ochrony przed Korozją i Starzenia (EPCAS).

Czynniki klimatyczne

Klasyfikacji badań klimatycznych dokonuje się również w zależności od rodzaju ekspozycji:

• Wyższe lub niższe ciśnienie atmosferyczne.
• Opady (deszcz, śnieg, mróz, lód).
• Wysoka lub niska wilgotność.
• Słona mgła morska.
• Podwyższone lub niskie temperatury.
• Obciążenie wiatrem.
• Atmosfera, wilgoć lub gleba nasycona substancjami żrącymi.
• Ekstremalne temperatury.
• Nadmierne nasłonecznienie od słońca.
• Narażenie na działanie pyłu i piasku.

Media testowe

Produkty testowane są najczęściej w specjalnych komorach (sztucznych komorach klimatycznych), gdzie sztucznie stwarza się odpowiednie warunki klimatyczne. Obiekt badań jest zainstalowany tak, aby był jak najbardziej stabilny i aby istniała swobodna cyrkulacja powietrza między obiektem badań a ścianami komory. Wyposażenie komór klimatycznych może być różne w zależności od wymagań stawianych przy wykonywaniu prac. Wyróżnia się następujące rodzaje komór klimatycznych:

• Środowiska o wysokiej temperaturze i wilgotności;
• Ogrzewanie i głębokie zamrażanie
• sól w sprayu;
• Z tunelami aerodynamicznymi (w testach zderzenia z wiatrem);
• lekkie starzenie się;
• szok termiczny (gdzie powstaje różnica temperatur);
• deszcz;
• Promieniowanie słoneczne z wykorzystaniem źródeł światła podczerwonego i ultrafioletowego;
• Komory termobaryczne i inne.

Niskie temperatury uzyskuje się za pomocą czynników chłodniczych (ciekły azot, dwutlenek węgla, amoniak) lub parowników sprężarkowych.

Wszystkie urządzenia do badania klimatu muszą być okresowo sprawdzane w celu zapewnienia, że działają zgodnie z zaleceniami i muszą zawierać środki zapobiegające uszkodzeniom spowodowanym przez błąd operatora lub czynniki zewnętrzne.

Testowanie dużych przedmiotów

Badania możliwości urządzeń technicznych lub wielkogabarytowych elementów konstrukcyjnych prowadzone są na poligonach (stacjach klimatycznych). W Gelendzhik znajduje się jedyne w Rosji centrum badań nad klimatem (GTSKI VIAM). Znajduje się tam od 1925 roku., zbadać materiały do W przemyśle lotniczym i kosmicznym badane są systemy ochrony przed korozją, starzeniem i biodegradacją.

Są też duże komory klimatyczne (sale klimatyczne, Walk-In) z osobnym wejściem. Służą one do łącznego oddziaływania temperatury i wilgoci.

Wymagania dotyczące obiektów badań

Do badań klimatycznych przyjmowane są wyroby, które przeszły montaż końcowy i spełniają wymagania dokumentacji technicznej w zakresie wyglądu i parametrów użytkowych przy ciśnieniu 1 atm. a temperatura 20 °C.

Jeśli nie ma dużych komór badawczych, części obiektu mogą być narażone na. Jeżeli elementy konstrukcyjne są poddawane różnym warunkom testowym w rzeczywistych sytuacjach, możliwe są trzy opcje testowe:

• dla każdej części z osobna (o ile nie wpływa to negatywnie na wykonanie);
• Za cały produkt w najbardziej Wymagania dla obiektów testowych w niekorzystnych warunkach klimatycznych: > Niekorzystne warunki klimatyczne czynniki;
• Na stanowisku badawczym, które w pełni odpowiada strukturalnie i technologicznie obiektowi.

Cechy badań korozyjnych z użyciem substancji chemicznie agresywnych

Badania z użyciem czynników korozyjnych przeprowadza się w specjalnych komorach. Wyróżnia się 3 rodzaje pracy w zależności od rodzaju agresywnego środowiska:

• w atmosferze (licząc chlorki, dwutlenek siarki, tlenki azotu, azotyn wodoru i inne związki);
• W wodzie o określonej wartości pH, zasoleniu, rozpuszczonym dwutlenku węgla, siarkowodorze, tlenie, solach wapnia, magnezu i innych pierwiastkach chemicznych;
• w glebie, której głównymi cechami są wilgotność, zasolenie, stan skupienia, stężenie chlorków, azotanów, siarczanów, węglanów i innych substancji korozyjnych.

Analiza wyników

Wartości testowe i dane jakościowe są zapisywane po zakończeniu testów. Należy zgłosić następujące informacje:

• cel pracy
• miejsce wykonywania prac oraz zastosowane urządzenia techniczne;
• dozwolone odchylenia z dokumentów regulacyjnych; - cel pracy przyczyny ich przyjęcia;
• wykrytych wad;
• wyniki pomiarów;
• zalecenia dotyczące ulepszeń projektowych lub dodatkowych badań.

Badania klimatyczne powłok

Żywotność powłok ochronnych jest silnie uzależniona od warunków klimatycznych i może się znacznie różnić. Największy wpływ mają następujące czynniki:

• Światło i ciepło. Dotyczy to w szczególności promieniowania ultrafioletowego pochodzącego ze słońca, ponieważ promieniowanie o krótkich falach niszczy środki wiążące w powłokach lakierniczych. Efektem jest zwiększona kruchość, utrata połysku i blasku.
• Zmienność temperatury. W warunkach naturalnych mogą osiągnąć 20 °C w ciągu 1 godziny. Wysokie temperatury przyspieszają reakcje fotochemiczne w czynniku tworzącym powłokę, niskie temperatury prowadzą do kruchości powłoki, natomiast ich różnica prowadzi do pękania na skutek zmiany naprężeń wewnętrznych.
• Wilgoć, która sprzyja zmiękczaniu i pęcznieniu warstw ochronnych.
• Opady i mgła.
• Obecność cząstek ściernych i wiatru.

Ponieważ powłoki w warunkach naturalnych narażone są na działanie całej gamy czynników jednocześnie, standardowe metody badań Komory nie są w stanie odtworzyć tych efektów.

Testy klimatyczne powłok na poligonach przeprowadza się zgodnie z GOST 6992-98. Okazy umieszcza się na stanowiskach (na otwartym terenie lub na dachu budynku), pod kątem 45° do horyzontu, skierowane na południe. Taki układ pozwala na przeprowadzenie przyspieszonych testów pod wpływem warunków atmosferycznych. Umieszczenie w pionie jest lepiej dostosowane do warunków rzeczywistych, ale wymaga dłuższego czasu trwania badania.

Przed instalacją w miejscach badań jeden z czynników klimatycznych w komorach musi być wstępnie uwarunkowany. W tym celu należy wybrać ten rodzaj agresji, który ma największy wpływ na powłokę w danych warunkach użytkowania. Ocena stanu zachowania nieruchomości przeprowadzana jest zgodnie z GOST 9.407-2015.