Izvajanje klimatskih testov, gost: dejavniki in metode

Podnebno testiranje je ena od metod preverjanja odpornosti izdelkov na zunanje dejavnike. Neugodni okoljski pogoji lahko povzročijo odpoved opreme, kritične strukturne razmere in nevarnost zrušenja, okvaro celovitosti zaščitnih premazov, izgubo videza in povečano korozijo. Takšni preskusi se lahko izvajajo v posebnih zaprtih komorah ali na okoljskih preskusnih območjih Več metod.

Splošni koncept

Tehnični izdelki, ki delujejo v odprtem prostoru, so izpostavljeni različnim podnebnim dejavnikom, ki vplivajo na njihovo delovanje: povečana vlažnost, sončno sevanje, nizke in visoke temperature. Upoštevajo se pri oblikovanju izdelkov. Glede na lokacijo območja, kjer bo oprema delovala, se določi klimatska različica in izberejo ustrezni materiali, ki izpolnjujejo tehnične zahteve.

Podnebni preskusi služijo za ocenjevanje funkcionalnosti (zanesljivost, odpornost na okvare in obremenitve, celovitost) in videza v danih pogojih delovanja. Kot kažejo raziskave, so najnevarnejši dejavniki, pod vplivom katerih v materialih potekajo negativni fizikalni in kemijski procesi, nizke temperature (povečana krhkost), visoka vlažnost (pospešitev korozijskih procesov) in velike temperaturne razlike.

Rezultate testiranja podnebnih dejavnikov je mogoče oceniti kvalitativno in kvantitativno. Običajno se izvajajo v razvojni fazi, pa tudi v serijski proizvodnji kot zavrnitev kritičnih modelov (redni procesni testi) in za testiranje stabilnost kakovosti (redni pregledi).

Metodologija

Postopek klimatskih testov v skladu z GOST 24813-81 je odvisen od tehničnih zahtev stranke, strukturne značilnosti, tehnološki proces med proizvodnjo in sestavljanjem ter v obratovalnih pogojih. Ti so določeni v ustreznih industrijskih standardih in projektnih dokumentih.

Preskusi se izvajajo v treh fazah:

1. Predkondicioniranje v določenih podnebnih razmerah. To je potrebno za odpravo učinkov prejšnjih pogojev (vlažnost, temperatura, tlak). Trajanje te faze je odvisno od časa, potrebno za je doseženo toplotno ravnovesje. Opravita se začetna meritev in vizualni pregled predmeta.
2. parametrizacija, čas zadrževanja, odstranitev iz komore (s preskusnega mesta), stabilizacija okoliških pogojev za poznejše vrednotenje predmeta. Način preskušanja je lahko kratkoročen, dolgoročen ali cikličen.
3. Pregled in merjenje sprememb ter sklepanje o njih. Prediktivna opredelitev sprememb učinkovitosti.

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

Pripravljalna faza. Oblikovanje preskusne tehnologije

Priprava na testiranje podnebne izpostavljenosti vključuje naslednje postopke:

• Oblikovanje matematičnega modela predmeta.
• zbiranje informacij o morebitnih spremembah funkcionalnih ali zunanjih lastnosti izdelka zaradi podnebnih dejavnikov.
• Izbira preskusne in merilne opreme, določitev obsega in zaporedja dela, priprava časovnega načrta, razvoj metodologije.
• Načrtovanje materialne, tehnične in meroslovne podpore.
• Določitev obrazcev za poročanje.
• Usposabljanje vzdrževalnega osebja.
• Testna oprema za odpravljanje napak.
• Izbira orodij za obdelavo pridobljenih podatkov.

Razvrstitev

Vremenski preskusi so razvrščeni glede na tri merila: način izvedbe, način izpostavljenosti in vrsto podnebnega dejavnika.

V prvem primeru obstajajo tri vrste teh postopkov:

1. Posamezni testi. Izdelek je izpostavljen le enemu od podnebnih dejavnikov. V enem testu se lahko dosledno spremenijo, vendar je njihov učinek na predmet neodvisen. Prednost te metode klimatskega testiranja je preprostost opreme. Pomanjkljivosti vključujejo nepopolno skladnost z dejanskimi pogoji delovanja.
2. Preizkusi sestavnih delov. Na predmet vpliva tudi samo en dejavnik, vendar je njegov vpliv okrepljen zaradi vpliva prejšnjega dejavnika. Primer tega je postavitev izdelka v zelo vlažno okolje, ki ji sledi znižanje temperature.
3. Izčrpni testi. Objekt je hkrati izpostavljen kompleksnim podnebnim dejavnikom. Ta vrsta je najzanesljivejša, saj se kar najbolj približa delovnim pogojem. Njegova pomanjkljivost je potreba po uporabi zapletenih testnih naprav.

Preskusi in situ in pospešeni preskusi

Glede na način vpliva na predmet razlikujemo med testi in situ in pospešenimi klimatskimi testi. Slednja vrsta se pogosto uporablja za zaščitne premaze in plastiko. Ker se razgradijo v daljšem časovnem obdobju, se za skrajšanje časa, potrebnega za doseganje rezultatov, izdelki izpostavijo v ciklih, ki simulirajo spreminjajoče se pogoje v več mesecih ali letih (nihanje temperature in vlage, sončno sevanje). Učinek se ugotavlja na podlagi enega ali več kazalnikov.

Tehnike za pospešeno testiranje premazov in polimerov so na voljo v standardih Enotnega sistema protikorozijske zaščite in staranja (EPCAS).

Podnebni dejavniki

Razvrstitev klimatskih preskusov temelji tudi na vrsti okoljskega dejavnika:

• Visok ali nizek atmosferski tlak.
• Padavine (dež, sneg, zmrzal, led).
• Visoka ali nizka vlažnost.
• Slana morska megla.
• povišane ali nizke temperature.
• Obremenitev zaradi vetra.
• Atmosfera, vlaga ali zemlja, nasičena z jedkimi snovmi.
• nenadna temperaturna nihanja.
• Povečana osončenost.
• Izpostavljenost prahu in pesku.

Preskusni mediji

Izdelki se najpogosteje preskušajo v posebnih komorah (vremenskih komorah), v katerih so umetno ustvarjene ustrezne podnebne razmere. Objekt je nameščen tako, da je zagotovljena največja stabilnost in prosto kroženje zraka med objektom in stenami objekta. Oprema klimatskih komor se lahko razlikuje glede na zahteve za testiranje. Obstajajo naslednje vrste takšnih naprav:

• vročina-hladina-vlaga;
• zamrzovalniki za toploto in šok;
• Solna megla;
• z vetrovniki (za teste vetra);
• staranje svetlobe;
• toplotni šok (če nastane temperaturna razlika)
• dež;
• sončno sevanje z viri infrardečega in ultravijoličnega sevanja
• Komore Thermobar in druge.

Nizke temperature dosežemo s hladilnimi sredstvi (tekoči dušik, ogljikov dioksid, amoniak) ali kompresijskimi uparjalniki.

Vso opremo za preskušanje klime je treba redno preverjati, da se zagotovi izpolnjevanje njenih specifikacij delovanja, in mora vključevati naprave za preprečevanje okvar zaradi napake upravljavca in zunanjih vzrokov.

Testiranje velikih izdelkov

Raziskave zmogljivosti tehničnih naprav ali velikih konstrukcijskih elementov se izvajajo na testnih poligonih (klimatskih postajah). V Rusiji je edini znanstveni center za klimatske teste v Gelendžiku (VIAM GTSKI). Od leta 1925 proizvaja., raziskati materiali za letalsko in vesoljsko industrijo ter razvili sisteme za zaščito pred korozijo, staranjem in biološkimi poškodbami.

Na voljo so tudi velike okoljske preskusne komore (klimatske sobe, Walk-Ins) z ločenim dostopom. Prilagodijo se kompleksni izpostavljenosti temperaturi in vlagi.

Zahteve za testne predmete

Na izdelkih, ki so bili dokončno sestavljeni in izpolnjujejo zahteve normativno-tehnične dokumentacije glede videza in parametrov delovanja pri 1 atm, se lahko opravijo klimatski preskusi. pri temperaturi 20 °C.

Če ni dimenzijskih preskusnih komor, je dovoljena izpostavljenost delov predmeta. Če so konstrukcijski elementi v resničnem življenju izpostavljeni različnim pogojem uporabe, so možni trije načini preskušanja

• za vsak del posebej (če to ne poslabša delovanja);
• za celoten izdelek največ neugodne podnebne razmere dejavniki;
• na modelu, ki je strukturno in tehnološko v celoti primeren za predmet.

Značilnosti korozijskih preskusov s kemično agresivnimi snovmi

Preskusi z jedkimi snovmi se izvajajo v posebnih komorah. Glede na vrsto agresivnega okolja razlikujemo med tremi vrstami dela:

• neugodne podnebne razmere v ozračju (upošteva se vsebnost kloridov, žveplovega dioksida, dušikovih oksidov, vodikovega nitrita in drugih spojin);
• V vodi z določeno kislostjo, slanostjo, vsebnostjo raztopljenega ogljikovega dioksida, vodikovega sulfida, kisika, kalcijevih in magnezijevih soli ter drugih kemičnih elementov;
• v tleh, katerih glavne značilnosti so vlažnost, slanost, agregatno stanje, koncentracija kloridov, nitratov, sulfatov, karbonatov in drugih jedkih snovi.

Analiza rezultatov

Vrednosti parametrov, ki jih je treba izmeriti, in podatke o kakovosti je treba zabeležiti po preskusih. V poročilu so navedeni naslednji podatki:

• namen dela;
• lokacijo in uporabljena tehnična sredstva;
• dovoljena odstopanja iz normativne dokumentacije in razloge za njihovo sprejetje;
• odkrite napake;
• rezultate meritev;
• Priporočila za spremembe ali dodatne teste.

Podnebno preskušanje premazov

Življenjska doba zaščitnih premazov je močno odvisna od podnebnih razmer in se lahko spreminja v širokem razponu. Največji vpliv imajo naslednji dejavniki:

• Svetloba in toplota. To velja zlasti za ultravijolično sončno sevanje, saj kratkovalovno sevanje uničuje veziva v premazih. To povzroči večjo krhkost, izgubo sijaja in svetlosti.
• Spremembe temperature. V naravnih razmerah lahko v eni uri dosežejo 20 °C. Visoke temperature pospešujejo fotokemične reakcije v sredstvu za tvorbo filma, nizke temperature povzročajo krhkost premaza, njihova razlika pa vodi do razpok zaradi spremembe notranjih napetosti.
• Vlaga, ki pospešuje mehčanje in nabrekanje zaščitnih plasti.
• Padavine in megla.
• Prisotnost abrazivnih delcev in vetra.

Ker so premazi v naravnih razmerah izpostavljeni vsem dejavnikom hkrati, je standard preskusne metode Komore teh učinkov ne morejo ponoviti.

Klimatski preskusi premazov na poligonih se izvajajo v skladu z GOST 6992-98. Vzorci so postavljeni na stojala (na odprtem prostoru na tleh ali na strehi stavbe), pod kotom 45° glede na obzorje, obrnjeni proti jugu. Ta ureditev omogoča pospešeno testiranje pod vplivom vremenskih razmer. Vertikalna namestitev je bolj primerna za dejanske razmere, vendar zahteva daljše preskusno obdobje.

Pred namestitvijo na odlagališčih je izpostavljen enemu od podnebnih dejavnikov v komorah. Izberejo vrsto agresivnega delovanja, ki ima v danih pogojih največji učinek na premaz. Skladnost lastnosti se ocenjuje v skladu z GOST 9.407-2015.