Provádění klimatických testů, GOST: faktory a metody

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Klimatické testování je jednou z metod testování odolnosti výrobků vůči vnějším faktorům. Nepříznivé podmínky prostředí mohou vést k poruchám zařízení, kritickému stavu konstrukcí a riziku jejich zhroucení, poškození celistvosti ochranných nátěrů, ztrátě vzhledu a zintenzivnění korozních procesů. Takové testy lze provádět ve speciálních uzavřených komorách nebo na testovacích místech pomocí několika metod.

Obecný koncept

Technické produkty provozované ve volné atmosféře jsou ovlivněny různými klimatickými faktory, které zhoršují jejich výkonnost: vysoká vlhkost, sluneční záření, nízké a vysoké teploty. Berou se v úvahu při navrhování výrobků. Takže v závislosti na umístění oblasti, kde bude zařízení provozováno, je určen klimatický design a jsou vybrány vhodné materiály, které splňujítechnické požadavky.

Klimatické testy se používají k hodnocení funkčních vlastností (spolehlivost, odolnost proti zničení a namáhání, těsnost) a vzhledu za stanovených provozních podmínek. Jak ukazují studie, nejnebezpečnějšími faktory, pod jejichž vlivem dochází v materiálech k negativním fyzikálním a chemickým procesům, jsou nízké teploty (zvyšuje se křehkost), vysoká vlhkost (urychlení korozních procesů) a náhlé změny teplot.

Výsledky klimatických testů lze hodnotit jak kvalitativně, tak kvantitativně. Obvykle se provádějí ve fázi vývojových prací, stejně jako v sériové výrobě jako vyřazování kritických struktur (pravidelné technologické zkoušky) a pro kontrolu stability kvality (periodická kontrola).

Metodika

Metoda klimatického testování podle GOST 24813-81 závisí na technických požadavcích, které spotřebitel klade na výrobky, konstrukční prvky, výrobní a instalační proces a také na provozních podmínkách. Jsou stanoveny příslušnými průmyslovými standardy a projektovou dokumentací.

Testy se provádějí ve 3 fázích:

1. Předběžné stárnutí ve specifikovaných klimatických podmínkách. To je nutné pro eliminaci vlivu předchozích podmínek (vlhkost, teplota, tlak). Trvání této fáze je určeno časem potřebným pro stoupánírovnováha. Současně se provádějí počáteční měření a vizuální kontrola objektu.
2. Výstupní parametry do provozního režimu, rychlost závěrky, vytažení z kamery (z testovacího místa), stabilizace vnějších podmínek pro následné vyhodnocení objektu. Testovací režim může být krátký, dlouhý nebo cyklický.
3. Vidět a měřit změny, dělat závěry. Vývoj prediktivní povahy změn provozních charakteristik.

Pokud se objekt skládá z více prvků, lze tyto práce po dohodě se zákazníkem provést jako součást celého produktu.

Přípravná fáze. Návrh testovací technologie

Příprava na klimatický test zahrnuje následující postupy:

• Návrh matematického modelu objektu.
• Sběr informací o možné změně funkčních nebo vnějších vlastností produktu pod vlivem klimatických faktorů.
• Výběr testovacích a měřicích nástrojů, stanovení rozsahu a posloupnosti práce, sestavení harmonogramu, vývoj metodiky.
• Plánovací materiál, technická a metrologická podpora.
• Definujte formuláře pro hlášení.
• Instruování servisního personálu.
• Ladit testovací nástroje.
• Výběr prostředků pro zpracování přijatých dat.

Klasifikace

Klimatické testy jsou klasifikovány podle 3 kritérií: podle způsobu provedení, podle způsobu expozice a podle typu klimatufaktor.

V prvním případě existují 3 typy takové práce:

1. Jednotlivé pokusy. Produkt je ovlivněn pouze jedním z klimatických faktorů. U jednoho testu se mohou postupně měnit, ale jejich vliv na objekt je nezávislý. Výhodou této metody klimatických zkoušek je jednoduchost zařízení. Mezi nevýhody patří neúplné dodržování skutečných provozních podmínek.
2. Složené testy. Objekt je také ovlivněn pouze jedním jediným faktorem, ale je posílen vlivem předchozího faktoru. Příkladem může být umístění produktu do prostředí s vysokou vlhkostí a následné snížení teploty.
3. Komplexní testy. Na objekt současně působí komplex klimatických faktorů. Tento typ je nejspolehlivější, protože je co nejblíže provozním podmínkám. Jeho nevýhodou je nutnost složitých testovacích nastavení.

Terénní a zrychlené testy

Podle způsobu dopadu na objekt se rozlišují plošné a zrychlené klimatické testy. Druhý typ se často používá pro ochranné nátěry a plasty. Vzhledem k tomu, že k jejich destrukci dochází po dlouhou dobu, za účelem zkrácení doby získání výsledků jsou výrobky ovlivňovány cykly, které simulují změny podmínek v průběhu několika měsíců nebo let (změny teploty a vlhkosti, sluneční záření). Dopad je určen jedním nebo více indikátory.

Metodika pro zrychlené testování nátěrových hmot a polymerů je uvedena v normách jednotného systému ochrany proti korozi a stárnutí (ESZKS).

Klimatické faktory

Klasifikace klimatických zkoušek se provádí také podle typu ovlivňujícího faktoru:

• Vysoký nebo nízký atmosférický tlak.
• Srážky (déšť, sníh, mráz, led).
• Vysoká nebo nízká vlhkost.
• Mořská mlha nasycená solemi.
• Vysoká nebo nízká teplota.
• Zatížení větrem.
• Atmosféra, vlhkost nebo půda nasycená korozivními látkami.
• Náhlé změny teploty.
• Zvýšené sluneční záření.
• Vystavení prachu a písku.

Testovací nástroje

Výrobky jsou nejčastěji testovány ve speciálních komorách (umělé povětrnostní komory), kde jsou uměle vytvořeny vhodné klimatické podmínky. Objekt je instalován tak, aby byla zajištěna co největší stabilita a volná cirkulace vzduchu mezi ním a stěnami instalace. Vybavení klimatických komor pro testování může být různé a závisí na požadavcích na práci. Existují následující typy takových instalací:

• teplo-chlad-vlhkost;
• teplo a hluboké zmrazení;
• solný sprej;
• s aerodynamickými tunely (pro testování větru);
• světlé stárnutí;
• tepelný šok (vytvoří se v nich kapkateploty);
• rain;
• sluneční záření se zdroji infračerveného a ultrafialového záření;
• tepelné vakuové komory a další.

Nízkých teplot se dosahuje pomocí chladiv (kapalný dusík, oxid uhličitý, čpavek) nebo kompresních odpařovacích jednotek.

Všechna zařízení pro testování prostředí musí být pravidelně testována na výkon a musí mít zařízení, která zabraňují selhání způsobené lidskou chybou a vnějšími faktory.

Testování velkých položek

Výzkum možností technických zařízení nebo velkých konstrukčních prvků se provádí na polygonech (klimatických stanicích). V Rusku se jediné vědecké centrum pro testování klimatu nachází v Gelendzhiku (GTsKI VIAM). Od roku 1925 zkoumá materiály pro letecký průmysl a vypracovává systémy ochrany proti korozi, stárnutí a biologickému poškození.

K dispozici jsou také velké klimatické testovací komory (klimatické místnosti, Walk-In) se samostatným vchodem. Slouží ke komplexnímu působení teploty a vlhkosti.

Požadavky na testovací položky

Klimatické zkoušky jsou povoleny u výrobků, které prošly finální montáží a splňují požadavky regulační a technické dokumentace z hlediska vzhledu a provozních parametrů při tlaku 1 atm. a teplotě 20 °C.

Při nepřítomnosti celkových zkušebních komor je povoleno provést náraz na části předmětu. Pokud jsou konstrukční prvky v reálných provozních podmínkách v různých podmínkách, jsou možné 3 možnosti testování:

• pro každou část zvlášť (pokud to neporušuje výkon);
• jako celek za celý produkt za nejnepříznivějších klimatických faktorů;
• na dispozičním řešení plně konstruktivní a technologicky vhodné pro daný objekt.

Vlastnosti testů odolnosti proti korozi za použití chemicky agresivních látek

Zkoušky s použitím korozivních látek se provádějí ve speciálních komorách. Podle typu agresivního prostředí se rozlišují 3 druhy práce:

• v atmosféře (s přihlédnutím k obsahu chloridů, oxidu siřičitého, oxidů dusíku, dusitanu vodíku a dalších sloučenin);
• ve vodě s určitou kyselostí, slaností, rozpuštěným oxidem uhličitým, sirovodíkem, kyslíkem, vápníkem, hořčíkem a dalšími chemickými prvky;
• v půdě, jejíž hlavními charakteristikami jsou vlhkost, slanost, stav agregace, koncentrace chloridů, dusičnanů, síranů, uhličitanů a dalších korozivních látek.

Analýza výsledků

Po testování zaznamenejte hodnoty naměřených parametrů a kvalitativní údaje. Zpráva obsahuje následující informace:

• cíl práce;
• místo konání a použitá technická technikaprostředky;
• povolené odchylky od normativní dokumentace a důvody pro jejich přijetí;
• zjištěné závady;
• výsledky měření;
• Doporučení pro dokončení návrhu nebo pro dodatečné testování.

Klimatické testování nátěrů

Životnost ochranných nátěrů je vysoce závislá na klimatických podmínkách a může se značně lišit. Největší vliv mají následující faktory:

• Světlo a teplo. Ve větší míře to platí pro ultrafialovou oblast slunečního záření, protože krátkovlnné paprsky ničí pojivové složky ve složení nátěrů barev a laků. Výsledkem je zvýšení jejich křehkosti, ztráta lesku a jasu.
• Kolísání teploty. V přirozených podmínkách mohou dosáhnout 20 °C za 1 hodinu. Vysoké teploty urychlují fotochemické reakce ve formovači filmu, nízké teploty vedou ke křehkosti povlaku a jejich rozdíl vede k praskání v důsledku změn vnitřního pnutí.
• Vlhkost pro změkčení a bobtnání ochranných filmů.
• Srážky a mlha.
• Přítomnost abrazivních částic a větru.

Vzhledem k tomu, že povlaky jsou přirozeně vystaveny celé řadě faktorů najednou, standardní zkušební metody v komoře nemohou tyto účinky reprodukovat.

Klimatické testování nátěrů na skládkách se provádí v souladu s GOST 6992-98. Vzorky jsou umístěny na stojanech (na volné ploše nebo na střeše budovy), pod úhlem 45° ažhorizont, orientovaný na jih. Toto uspořádání umožňuje zrychlené testování pod vlivem povětrnostních podmínek. Vertikální umístění lépe odpovídá skutečným podmínkám, ale vyžaduje delší test.

Před instalací na skládkách se v komorách provede předběžné vystavení jednomu z klimatických faktorů. Chcete-li to provést, vyberte typ agresivního nárazu, který má největší vliv na povlak v těchto provozních podmínkách. Posouzení bezpečnosti vlastností se provádí podle GOST 9.407-2015.