Izvajanje klimatskih testov, GOST: dejavniki in metode

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Klimatsko testiranje je ena od metod za testiranje odpornosti izdelkov na zunanje dejavnike. Neugodne okoljske razmere lahko privedejo do okvare opreme, kritičnega stanja konstrukcij in nevarnosti njihovega propada, poškodbe celovitosti zaščitnih premazov, izgube videza in intenziviranja korozijskih procesov. Takšne teste je mogoče izvajati v posebnih zaprtih komorah ali na testnih mestih z več metodami.

Splošni koncept

Na tehnične izdelke, ki delujejo v odprtem ozračju, vplivajo različni klimatski dejavniki, ki poslabšajo njihovo delovanje: visoka vlažnost, sončno sevanje, nizke in visoke temperature. Upoštevajo se pri oblikovanju izdelkov. Torej, glede na lokacijo območja, kjer bo oprema obratovala, se določi klimatska zasnova in izberejo ustrezni materiali, ki ustrezajotehnične zahteve.

Klimatski testi se uporabljajo za ocenjevanje funkcionalnih lastnosti (zanesljivost, odpornost proti uničenju in obremenitvam, tesnost) in videza v določenih pogojih delovanja. Kot kažejo študije, so najnevarnejši dejavniki, pod vplivom katerih nastanejo negativni fizikalni in kemični procesi v materialih, nizke temperature (poveča se krhkost), visoka vlažnost (pospešitev korozijskih procesov) in nenadne temperaturne spremembe.

Rezultate klimatskih testov je mogoče oceniti tako kvalitativno kot kvantitativno. Običajno se izvajajo v fazi razvojnega dela, pa tudi v množični proizvodnji kot zavrnitev kritičnih struktur (redno tehnološko testiranje) in za preverjanje stabilnosti kakovosti (periodični nadzor).

metodologija

Metoda klimatskega testiranja po GOST 24813-81 je odvisna od tehničnih zahtev, ki jih potrošnik postavlja za izdelke, oblikovne značilnosti, postopek izdelave in namestitve ter od pogojev delovanja. Določajo jih ustrezni industrijski standardi in projektna dokumentacija.

Preizkusi se izvajajo v 3 fazah:

1. Predhodno staranje v določenih podnebnih razmerah. To je potrebno za odpravo vpliva prejšnjih pogojev (vlaga, temperatura, tlak). Trajanje te stopnje je določeno s časom, potrebnim za toplotoravnotežje. Hkrati se izvajajo začetne meritve in vizualni pregled predmeta.
2. Izhodni parametri v način delovanja, hitrost zaklopa, ekstrakcija iz kamere (iz testnega mesta), stabilizacija zunanjih pogojev za naknadno vrednotenje objekta. Preskusni način je lahko kratek, dolg ali cikličen.
3. Ogled in merjenje sprememb, sklepanje. Razvoj napovedne narave sprememb operativnih značilnosti.

Če je predmet sestavljen iz več elementov, se lahko ta dela v dogovoru s stranko izvedejo kot del celotnega izdelka.

Pripravljalna faza. Testna tehnološka zasnova

Priprava na klimatski test vključuje naslednje postopke:

• Oblikovanje matematičnega modela predmeta.
• Zbiranje informacij o morebitni spremembi funkcionalnih ali zunanjih lastnosti izdelka pod vplivom podnebnih dejavnikov.
• Izbira testnih in merilnih orodij, določitev obsega in zaporedja dela, izdelava urnika, razvoj metodologije.
• Načrtovalni material, tehnična in meroslovna podpora.
• Določite obrazce za poročanje.
• Učenje servisnega osebja.
• Orodja za testiranje za odpravljanje napak.
• Izbira sredstev za obdelavo prejetih podatkov.

Razvrstitev

Klimatski testi so razvrščeni po 3 kriterijih: po načinu izvedbe, po načinu izpostavljenosti in po vrsti podnebjafaktor.

V prvem primeru obstajajo 3 vrste takega dela:

1. Enojni preizkusi. Na izdelek vpliva le eden od podnebnih dejavnikov. Za en test se lahko spreminjajo zaporedno, vendar je njihov učinek na objekt neodvisen. Prednost te metode klimatskega testiranja je preprostost opreme. Slabosti vključujejo nepopolno skladnost z realnimi pogoji delovanja.
2. Sestavljeni testi. Na objekt vpliva tudi samo en sam dejavnik, vendar ga krepi vpliv prejšnjega faktorja. Primer bi bil, da izdelek postavite v okolje z visoko vlažnostjo in nato znižate temperaturo.
3. Zapleteni testi. Na objekt hkrati vpliva kompleks podnebnih dejavnikov. Ta vrsta je najbolj zanesljiva, saj je čim bližje pogojem delovanja. Njegova pomanjkljivost je potreba po zapletenih testnih nastavitvah.

Teren in pospešeni testi

Glede na način udarca na predmet se razlikujejo celostni in pospešeni klimatski testi. Slednji tip se pogosto uporablja za zaščitne premaze in plastiko. Ker do njihovega uničenja prihaja v daljšem časovnem obdobju, zaradi skrajšanja časa za pridobitev rezultatov na izdelke vplivajo cikli, ki simulirajo spremembe pogojev v več mesecih ali letih (spremembe temperature in vlažnosti, sončno sevanje). Vpliv je določen z enim ali več kazalniki.

Metodologija pospešenega testiranja barvnih premazov in polimerov je podana v standardih Enotnega sistema za zaščito pred korozijo in staranjem (ESZKS).

Klimatski dejavniki

Razvrstitev klimatskih testov se izvaja tudi glede na vrsto vplivnega faktorja:

• Visok ali nizek atmosferski tlak.
• Padavine (dež, sneg, zmrzal, led).
• Visoka ali nizka vlažnost.
• Morska megla, nasičena s solmi.
• Visoka ali nizka temperatura.
• obremenitev vetra.
• Atmosfera, vlaga ali tla, nasičena z jedkimi snovmi.
• Nenadne spremembe temperature.
• Povečana sončna insolacija.
• Izpostavljenost prahu in pesku.

Orodja za testiranje

Najpogosteje se izdelki testirajo v posebnih komorah (umetne vremenske komore), kjer so umetno ustvarjene ustrezne klimatske razmere. Objekt je nameščen tako, da je zagotovljena največja stabilnost in prosto kroženje zraka med njim in stenami instalacije. Oprema klimatskih komor za testiranje je lahko različna in je odvisna od zahtev za delo. Obstajajo naslednje vrste takšnih instalacij:

• toplota-hladno-vlaga;
• ogrevanje in globoko zamrzovanje;
• solni sprej;
• z vetrovniki (za preskušanje vetra);
• lahko staranje;
• termični šok (v njih se ustvari kapljicatemperature);
• dež;
• sončno sevanje z viri infrardečega in ultravijoličnega sevanja;
• termične vakuumske komore in drugo.

Nizke temperature se dosežejo z uporabo hladilnih sredstev (tekoči dušik, ogljikov dioksid, amoniak) ali kompresijskih izhlapevalnih enot.

Vso opremo za okoljsko testiranje je treba redno testirati glede delovanja in imeti naprave, ki preprečujejo okvare zaradi človeške napake in zunanjih dejavnikov.

Preizkušanje velikih predmetov

Raziskave možnosti tehničnih naprav ali velikih konstrukcijskih elementov se izvajajo na poligonih (klimatskih postajah). V Rusiji se edini znanstveni center za podnebno testiranje nahaja v Gelendžiku (GTsKI VIAM). Od leta 1925 raziskuje materiale za letalsko industrijo in razvija sisteme za zaščito pred korozijo, staranjem in biološkimi poškodbami.

Obstajajo tudi velike klimatske testne komore (klimatske sobe, Walk-In) z ločenim vhodom. Služijo za kompleksne učinke temperature in vlage.

Zahteve za testne predmete

Klimatski testi so dovoljeni za izdelke, ki so bili končno sestavljeni in izpolnjujejo zahteve regulativne in tehnične dokumentacije glede videza in obratovalnih parametrov pri tlaku 1 atm. in temperatura 20 °C.

V odsotnosti skupnih preskusnih komor je dovoljeno izvesti udarec na dele predmeta. Če so konstrukcijski elementi v realnih pogojih delovanja v različnih pogojih, so možne 3 možnosti testiranja:

• za vsak del posebej (če to ne krši izvedbe);
• kot celota za celoten izdelek pod najbolj neugodnimi podnebnimi dejavniki;
• na postavitvi, v celoti konstruktivno in tehnološko primerno objektu.

Lastnosti preskusov odpornosti proti koroziji z uporabo kemično agresivnih snovi

Preizkusi z uporabo jedkih snovi se izvajajo v posebnih komorah. Glede na vrsto agresivnega okolja ločimo 3 vrste dela:

• v ozračju (ob upoštevanju vsebnosti kloridov, žveplovega dioksida, dušikovih oksidov, vodikovega nitrita in drugih spojin);
• v vodi z določeno kislostjo, slanostjo, raztopljenim ogljikovim dioksidom, vodikovim sulfidom, kisikom, kalcijem, magnezijem in drugimi kemičnimi elementi;
• v tleh, katerih glavne značilnosti so vlaga, slanost, agregacijsko stanje, koncentracija kloridov, nitratov, sulfatov, karbonatov in drugih jedkih snovi.

Analiza rezultatov

Po testiranju zapišite vrednosti izmerjenih parametrov in kvalitativne podatke. Poročilo navaja naslednje podatke:

• cilj dela;
• prizorišče in uporabljena tehničnasredstva;
• dovoljena odstopanja od normativne dokumentacije in razlogi za njihovo sprejetje;
• zaznane napake;
• rezultati meritev;
• Priporočila za dokončanje zasnove ali za dodatno testiranje.

Klimatsko testiranje premazov

Življenjska doba zaščitnih premazov je zelo odvisna od podnebnih razmer in se lahko zelo razlikuje. Največji vpliv imajo naslednji dejavniki:

• Svetloba in toplina. V večji meri to velja za ultravijolično območje sončnega sevanja, saj kratkovalovni žarki uničijo vezivne komponente v sestavi barv in lakov. Rezultat je povečana njihova krhkost, izguba sijaja in svetlosti.
• Temperaturna nihanja. V naravnih pogojih lahko dosežejo 20 ° C v 1 uri. Visoke temperature pospešujejo fotokemične reakcije v tvorniku filma, nizke temperature vodijo do krhkosti prevleke, njihova razlika pa vodi do razpok zaradi sprememb notranjih napetosti.
• Vlažnost za mehčanje in nabrekanje zaščitnih filmov.
• Padavine in megla.
• Prisotnost abrazivnih delcev in vetra.

Ker so premazi naravno izpostavljeni celotni vrsti dejavnikov hkrati, standardne preskusne metode v komori ne morejo reproducirati teh učinkov.

Klimatsko testiranje premazov na odlagališčih se izvaja v skladu z GOST 6992-98. Vzorci so postavljeni na stojala (na odprtem zemljišču ali na strehi stavbe), pod kotom 45 ° doobzorje, obrnjeno proti jugu. Ta razporeditev omogoča pospešeno testiranje pod vplivom vremenskih razmer. Navpična postavitev bolje ustreza dejanskim pogojem, vendar zahteva daljši preizkus.

Pred namestitvijo na odlagališčih se izvede predhodna izpostavljenost enemu od klimatskih dejavnikov v komorah. Če želite to narediti, izberite vrsto agresivnega vpliva, ki ima največji učinek na premaz v teh pogojih delovanja. Ocena varnosti lastnosti se izvaja v skladu z GOST 9.407-2015.