Провеждане на климатични тестове, GOST: фактори и методи

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Климатичното тестване е един от методите за тестване на устойчивостта на продуктите към външни фактори. Неблагоприятните условия на околната среда могат да доведат до повреда на оборудването, критично състояние на конструкциите и риск от тяхното срутване, увреждане на целостта на защитните покрития, загуба на външен вид и засилване на корозионните процеси. Такива тестове могат да се провеждат в специални затворени камери или на тестови площадки, като се използват няколко метода.

Обща концепция

Техническите продукти, работещи в открита атмосфера, се влияят от различни климатични фактори, които влошават работата им: висока влажност, слънчева радиация, ниски и високи температури. Те се вземат предвид при проектирането на продукти. Така че, в зависимост от местоположението на района, където ще се експлоатира оборудването, се определя климатичният дизайн и се избират подходящите материали, които отговарят натехнически изисквания.

Климатичните тестове се използват за оценка на функционалните качества (надеждност, устойчивост на разрушаване и напрежение, херметичност) и външния вид при определени работни условия. Както показват проучванията, най-опасните фактори, под въздействието на които възникват отрицателни физични и химични процеси в материалите, са ниските температури (повишава крехкостта), високата влажност (ускоряване на корозионните процеси) и внезапните температурни промени.

Резултатите от климатичните тестове могат да бъдат оценени както качествено, така и количествено. Обикновено се извършват на етапа на разработка, както и при масово производство като отхвърляне на критични конструкции (технологични тестове на регулярна основа) и за проверка на стабилността на качеството (периодичен контрол)..

Методология

Методът на климатичното изпитване съгласно GOST 24813-81 зависи от техническите изисквания, които потребителят поставя към продуктите, конструктивните характеристики, процеса на производство и монтаж, както и от условията на работа. Те са определени от съответните индустриални стандарти и проектна документация.

Тестовете се извършват на 3 етапа:

1. Предварително стареене при определени климатични условия. Това е необходимо, за да се елиминира влиянието на предишни условия (влажност, температура, налягане). Продължителността на този етап се определя от времето, необходимо за термична обработкаравновесие. В същото време се извършват първоначални измервания и визуална проверка на обекта.
2. Параметри за излизане в режим на работа, скорост на затвора, извличане от камерата (от тестовата площадка), стабилизиране на външни условия за последваща оценка на обекта. Тестовият режим може да бъде кратък, дълъг или цикличен.
3. Виждане и измерване на промените, правене на заключения. Разработване на предсказуем характер на промените в оперативните характеристики.

Ако обектът се състои от няколко елемента, тогава, по споразумение с клиента, тези работи могат да бъдат извършени като част от целия продукт.

Подготвителен етап. Дизайн на тестовата технология

Подготовката за климатичен тест включва следните процедури:

• Проектиране на математически модел на обект.
• Събиране на информация за възможна промяна във функционалните или външни свойства на продукта под влияние на климатични фактори.
• Избор на инструменти за тестване и измерване, установяване на обхвата и последователността на работата, съставяне на график, разработване на методология.
• Материал за планиране, техническа и метрологична поддръжка.
• Определете формулярите за отчет.
• Инструктиране на обслужващия персонал.
• Инструменти за тестване на грешки.
• Избор на средства за обработка на получените данни.

Класификация

Климатичните тестове се класифицират по 3 критерия: по метода на изпълнение, по метода на експозиция и по вида на климатичните условияфактор.

В първия случай има 3 вида такава работа:

1. Единични проби. Продуктът се влияе само от един от климатичните фактори. За един тест те могат да се променят последователно, но ефектът им върху обекта е независим. Предимството на този метод за климатични тестове е простотата на оборудването. Недостатъците включват непълно съответствие с реалните работни условия.
2. Сложни тестове. Обектът също се влияе само от един фактор, но се засилва от влиянието на предишния фактор. Пример би бил поставянето на продукт в среда с висока влажност и след това понижаване на температурата.
3. Сложни тестове. Обектът е едновременно засегнат от комплекс климатични фактори. Този тип е най-надеждният, тъй като е възможно най-близък до условията на работа. Недостатъкът му е необходимостта от сложни тестови настройки.

Полеви и ускорени тестове

Според метода на въздействие върху обекта се разграничават пълномащабни и ускорени климатични тестове. Последният тип често се използва за защитни покрития и пластмаси. Тъй като унищожаването им става за дълъг период от време, за да се намали времето за получаване на резултати, продуктите се влияят от цикли, които симулират промени в условията в продължение на няколко месеца или години (промени в температурата и влажността, слънчева радиация). Въздействието се определя от един или повече индикатори.

Методиката за ускорено изпитване на бояджийски покрития и полимери е дадена в стандартите на Единната система за защита от корозия и стареене (ESZKS).

Климатични фактори

Класификацията на климатичните тестове също се извършва според вида на влияещия фактор:

• Високо или ниско атмосферно налягане.
• Валежи (дъжд, сняг, скреж, лед).
• Висока или ниска влажност.
• Морска мъгла, наситена със соли.
• Висока или ниска температура.
• Вятърно натоварване.
• Атмосфера, влага или почва, наситени с корозивни вещества.
• Внезапни промени в температурата.
• Повишена слънчева изолация.
• Излагане на прах и пясък.

Инструменти за тестване

Най-често продуктите се тестват в специални камери (изкуствени метеорологични камери), където изкуствено се създават подходящи климатични условия. Обектът е монтиран така, че да се осигури най-голяма стабилност и да има свободна циркулация на въздуха между него и стените на инсталацията. Оборудването на климатичните камери за изпитване може да бъде различно и зависи от изискванията за работа. Има следните видове такива инсталации:

• топло-студено-влага;
• топло и дълбоко замразяване;
• солен спрей;
• с аеродинамични тунели (за вятърни тестове);
• леко стареене;
• термичен шок (в тях се създава капкатемператури);
• дъжд;
• слънчева радиация с източници на инфрачервено и ултравиолетово лъчение;
• термични вакуумни камери и други.

Ниските температури се постигат с помощта на хладилни агенти (течен азот, въглероден диоксид, амоняк) или компресионни изпарителни единици.

Цялото оборудване за изпитване на околната среда трябва периодично да се тества за производителност и да има устройства, които предотвратяват повреда поради човешка грешка и външни фактори.

Тестване на големи артикули

Проучване на възможностите на технически устройства или големи конструктивни елементи се извършва на полигони (климатични станции). В Русия единственият научен център за климатични тестове се намира в Геленджик (GTsKI VIAM). От 1925 г. тя проучва материали за авиационната индустрия и разработва системи за защита от корозия, стареене и биоповреди.

Има и големи климатични тестови камери (климатични стаи, Walk-In) с отделен вход. Те служат за комплексно въздействие на температура и влага.

Изисквания за тестови елементи

Климатични тестове са разрешени за продукти, които са преминали окончателен монтаж и отговарят на изискванията на нормативната и техническа документация по отношение на външен вид и експлоатационни параметри при налягане 1 атм. и температура 20 °C.

При липса на цялостни тестови камери е разрешено да се извърши удар върху части от обекта. Ако конструктивните елементи в реални условия на работа са в различни условия, тогава са възможни 3 варианта за тестване:

• за всяка част поотделно (ако това не нарушава изпълнението);
• като цяло за целия продукт при най-неблагоприятните климатични фактори;
• на оформлението, напълно конструктивно и технологично подходящо за обекта.

Характеристики на тестове за устойчивост на корозия с използване на химически агресивни вещества

Изпитванията с използване на корозивни вещества се извършват в специални камери. Според вида на агресивната среда се разграничават 3 вида работа:

• в атмосферата (като се вземе предвид съдържанието на хлориди, серен диоксид, азотни оксиди, водороден нитрит и други съединения);
• във вода с определена киселинност, соленост, разтворен въглероден диоксид, сероводород, кислород, калций, магнезий и други химични елементи;
• в почвата, чиито основни характеристики са влага, соленост, агрегатно състояние, концентрация на хлориди, нитрати, сулфати, карбонати и други корозивни вещества.

Анализ на резултатите

След тестване запишете стойностите на измерените параметри и качествените данни. Докладът посочва следната информация:

• цел на работа;
• място и приложени техническисредства;
• разрешени отклонения от нормативната документация и причините за тяхното приемане;
• открити дефекти;
• резултати от измерването;
• Препоръки за финализиране на дизайна или за допълнително тестване.

Климатично тестване на покрития

Срокът на експлоатация на защитните покрития е силно зависим от климатичните условия и може да варира значително. Следните фактори имат най-голямо влияние:

• Светлина и топлина. В по-голяма степен това се отнася за ултравиолетовата област на слънчевата радиация, тъй като късовълновите лъчи разрушават свързващите компоненти в състава на бояджийските и лаковите покрития. Резултатът е увеличаване на тяхната крехкост, загуба на блясък и яркост.
• Температурни колебания. При естествени условия те могат да достигнат 20 ° C за 1 час. Високите температури ускоряват фотохимичните реакции във филмообразувателя, ниските температури водят до чупливост на покритието, а разликата им води до напукване поради промени във вътрешните напрежения.
• Влажност за омекотяване и набъбване на защитните филми.
• Валеж и мъгла.
• Наличие на абразивни частици и вятър.

Тъй като покритията са естествено изложени на цял набор от фактори едновременно, стандартните камерни тестови методи не могат да възпроизведат тези ефекти.

Климатичните тестове на покрития на депата се извършват в съответствие с GOST 6992-98. Пробите се поставят на стойки (на открита земя или на покрива на сграда), под ъгъл от 45 ° дохоризонт, обърнат на юг. Тази подредба позволява ускорено тестване под влияние на метеорологичните условия. Вертикалното разположение отговаря по-добре на реалните условия, но изисква по-дълъг тест.

Преди монтаж на депата се извършва предварително излагане на един от климатичните фактори в камерите. За да направите това, изберете вида на агресивното въздействие, което има най-голям ефект върху покритието при тези работни условия. Оценката на безопасността на имотите се извършва съгласно GOST 9.407-2015.