Klímavizsgálatok végzése, GOST: tényezők és módszerek

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

Az éghajlati vizsgálat a termékek külső tényezőkkel szembeni ellenállásának vizsgálatának egyik módszere. A kedvezőtlen környezeti feltételek a berendezések meghibásodásához, a szerkezetek kritikus állapotához és összeomlásuk veszélyéhez, a védőbevonatok integritásának károsodásához, a megjelenés elvesztéséhez és a korróziós folyamatok felerősödéséhez vezethetnek. Az ilyen vizsgálatok speciális zárt kamrákban vagy vizsgálati helyszíneken is elvégezhetők többféle módszerrel.

Általános koncepció

A nyílt légkörben működő műszaki termékekre különböző éghajlati tényezők hatással vannak, amelyek rontják a teljesítményüket: magas páratartalom, napsugárzás, alacsony és magas hőmérséklet. Ezeket figyelembe veszik a termékek tervezésénél. Tehát a berendezés üzemeltetési helyétől függően meghatározzák az éghajlati tervezést, és kiválasztják a megfelelő anyagokat, amelyek megfelelnek.műszaki követelmények.

Az éghajlati tesztek a funkcionális tulajdonságok (megbízhatóság, tönkremenetel- és feszültségállóság, tömítettség) és megjelenés értékelésére szolgálnak meghatározott üzemi feltételek mellett. A tanulmányok szerint a legveszélyesebb tényezők, amelyek hatására az anyagokban negatív fizikai és kémiai folyamatok játszódnak le, az alacsony hőmérséklet (növekszik a ridegség), a magas páratartalom (a korróziós folyamatok felgyorsulása) és a hirtelen hőmérséklet-változások.

A klímateszt eredményei minőségileg és mennyiségileg is értékelhetők. Általában a fejlesztési munka szakaszában, valamint a tömeggyártásban a kritikus szerkezetek visszautasítására (rendszeres technológiai tesztek) és a minőségi stabilitás ellenőrzésére (időszakos ellenőrzés) hajtják végre.

Módszertan

A GOST 24813-81 szerinti klímavizsgálati módszer a fogyasztó által a termékekre, a tervezési jellemzőkre, a gyártási és telepítési folyamatra, valamint az üzemeltetési feltételekre vonatkozó műszaki követelményektől függ. Ezeket a vonatkozó iparági szabványok és a tervdokumentáció határozzák meg.

A tesztek 3 szakaszban zajlanak:

1. Előzetes öregítés meghatározott éghajlati viszonyok között. Ez szükséges a korábbi feltételek (páratartalom, hőmérséklet, nyomás) hatásának kiküszöböléséhez. Ennek a szakasznak az időtartamát a hőkezeléshez szükséges idő határozza megegyensúlyi. Ezzel egyidejűleg elvégzik a kezdeti méréseket és a tárgy szemrevételezését.
2. Kilépés a paraméterekből az üzemmódba, zársebesség, kivonás a kamerából (a teszthelyről), a külső körülmények stabilizálása a tárgy későbbi értékeléséhez. A teszt mód lehet rövid, hosszú vagy ciklikus.
3. Változások látása és mérése, következtetések levonása. A működési jellemzők változásainak előrejelző jellegének fejlesztése.

Ha a tárgy több elemből áll, akkor a megrendelővel egyetértésben ezek a munkák a teljes termék részeként is elvégezhetők.

Előkészületi szakasz. Teszttechnológiai tervezés

A klímatesztre való felkészülés a következő eljárásokat tartalmazza:

• Egy objektum matematikai modelljének megtervezése.
• Információk gyűjtése a termék funkcionális vagy külső tulajdonságaiban az éghajlati tényezők hatására bekövetkező esetleges változásról.
• Vizsgálati és mérési eszközök kiválasztása, munkaterv és sorrend meghatározása, ütemterv készítése, módszertan kidolgozása.
• Tervezési anyag, műszaki és metrológiai támogatás.
• A jelentési űrlapok meghatározása.
• A szervizszemélyzet oktatása.
• Hibakeresési teszteszközök.
• A kapott adatok feldolgozásának módjainak megválasztása.

Osztályozás

Az éghajlati teszteket 3 kritérium szerint osztályozzák: a végrehajtás módja, az expozíció módja és az éghajlat típusa szerinttényező.

Az első esetben 3 típusú ilyen munka létezik:

1. Egyetlen próba. A terméket csak az egyik éghajlati tényező befolyásolja. Egy tesztnél szekvenciálisan változhatnak, de az objektumra gyakorolt hatásuk független. Ennek az éghajlati vizsgálati módszernek az előnye a berendezés egyszerűsége. A hátrányok közé tartozik a valós működési feltételeknek való hiányos megfelelés.
2. Összetett tesztek. Az objektumot is csak egyetlen tényező befolyásolja, de azt az előző tényező hatása fokozza. Példa erre, ha egy terméket magas páratartalmú környezetbe helyezünk, majd csökkentjük a hőmérsékletet.
3. Komplex tesztek. Az objektumot egyidejűleg éghajlati tényezők együttese is befolyásolja. Ez a típus a legmegbízhatóbb, mivel a lehető legközelebb áll az üzemi feltételekhez. Hátránya, hogy bonyolult tesztbeállításokra van szükség.

Terepi és gyorsított tesztek

Az objektumra gyakorolt hatás módszere szerint teljes körű és gyorsított éghajlati teszteket különböztetnek meg. Ez utóbbi típust gyakran használják védőbevonatokhoz és műanyagokhoz. Mivel pusztulásuk hosszú időn keresztül megy végbe, az eredmények eléréséhez szükséges idő csökkentése érdekében a termékeket olyan ciklusok befolyásolják, amelyek több hónapon vagy éven át szimulálják a körülmények változását (hőmérséklet és páratartalom változása, napsugárzás). A hatást egy vagy több mutató határozza meg.

A festékbevonatok és polimerek gyorsított vizsgálatának módszertana az Egységes Korrózió- és Öregedésvédelmi Rendszer (ESZKS) szabványaiban található.

Éghajlati tényezők

Az éghajlati tesztek osztályozása a befolyásoló tényező típusa szerint is megtörténik:

• Magas vagy alacsony légköri nyomás.
• Csapadék (eső, hó, fagy, jég).
• Magas vagy alacsony páratartalom.
• Sókkal telített tengeri köd.
• Magas vagy alacsony hőmérséklet.
• Szélterhelés.
• Légkör, nedvesség vagy maró anyagokkal telített talaj.
• Hirtelen hőmérséklet-változások.
• Megnövekedett napsugárzás.
• Pornak és homoknak való kitettség.

Tesztelőeszközök

A termékeket leggyakrabban speciális kamrákban (mesterséges időjárási kamrákban) tesztelik, ahol a megfelelő éghajlati viszonyok mesterségesen jönnek létre. Az objektumot úgy kell felszerelni, hogy a legnagyobb stabilitás biztosított legyen, és szabad légáramlás legyen közte és a berendezés falai között. Az éghajlati kamrák felszerelése a teszteléshez eltérő lehet, és a munka követelményeitől függ. A következő típusú telepítések léteznek:

• meleg-hideg-nedvesség;
• meleg és mélyfagy;
• sóspray;
• szélcsatornákkal (szélvizsgálathoz);
• könnyű öregedés;
• hősokk (egy csepp keletkezik bennükhőmérsékletek);
• eső;
• napsugárzás infravörös és ultraibolya sugárzás forrásaival;
• termikus vákuumkamrák és egyebek.

Alacsony hőmérséklet érhető el hűtőközegekkel (folyékony nitrogén, szén-dioxid, ammónia) vagy kompressziós elpárologtató egységekkel.

Minden környezeti tesztelő berendezés teljesítményét rendszeresen tesztelni kell, és olyan eszközökkel kell rendelkeznie, amelyek megakadályozzák az emberi hibából és külső tényezőkből eredő meghibásodást.

Nagy tételek tesztelése

A műszaki eszközök vagy nagyméretű szerkezeti elemek lehetőségeinek kutatása poligonokon (klimatikus állomásokon) történik. Oroszországban az egyetlen klímavizsgálati tudományos központ Gelendzhikben (GTsKI VIAM) található. 1925 óta kutat anyagokat a repülési ipar számára, és rendszereket dolgoz ki a korrózió, az öregedés és a biológiai károk elleni védelemre.

Léteznek külön bejáratú, nagy klímateszt kamrák is (klímaszobák, Walk-In). A hőmérséklet és a nedvesség összetett hatásait szolgálják.

A tesztelemekre vonatkozó követelmények

Az éghajlati tesztek megengedettek azoknál a termékeknél, amelyek végső összeszerelésen estek át, és 1 atm nyomáson megfelelnek a szabályozási és műszaki dokumentáció követelményeinek a megjelenés és az üzemi paraméterek tekintetében. és 20 °C hőmérséklet.

Teljes tesztkamrák hiányában megengedett az objektum egyes részein történő ütközés. Ha a szerkezeti elemek valós üzemi körülmények között eltérő körülmények között vannak, akkor 3 tesztelési lehetőség lehetséges:

• minden részre külön (ha ez nem sérti a teljesítményt);
• egészében a teljes termékre a legkedvezőtlenebb éghajlati tényezők mellett;
• az elrendezésen, teljesen konstruktív és technológiailag az objektumnak megfelelő.

A kémiailag agresszív anyagokkal végzett korrózióállósági vizsgálatok jellemzői

A korrozív anyagok felhasználásával végzett vizsgálatokat speciális kamrákban végzik. Az agresszív környezet típusa szerint 3 munkatípust különböztetünk meg:

• a légkörben (figyelembe véve a kloridok, kén-dioxid, nitrogén-oxidok, hidrogén-nitrit és egyéb vegyületek tartalmát);
• bizonyos savasságú, sótartalmú, oldott szén-dioxidot, hidrogén-szulfidot, oxigént, kalciumot, magnéziumot és egyéb kémiai elemeket tartalmazó vízben;
• talajban, melynek fő jellemzői a nedvesség, a sótartalom, az aggregációs állapot, a kloridok, nitrátok, szulfátok, karbonátok és egyéb maró anyagok koncentrációja.

Eredmények elemzése

A tesztelés után rögzítse a mért paraméterek és a minőségi adatok értékeit. A jelentés a következő információkat tartalmazza:

• munkacél;
• helyszín és alkalmazott műszakialapok;
• megengedett eltérések a normatív dokumentációtól és elfogadásuk okai;
• hibákat észlelt;
• mérési eredmények;
• Javaslatok a terv véglegesítéséhez vagy további teszteléshez.

Bevonatok klímavizsgálata

A védőbevonatok élettartama nagymértékben függ az éghajlati viszonyoktól, és nagyon eltérő lehet. A következő tényezők befolyásolják a legnagyobb mértékben:

• Fény és meleg. Ez nagyobb mértékben a napsugárzás ultraibolya tartományára vonatkozik, mivel a rövidhullámú sugarak elpusztítják a kötőanyag-komponenseket a festék- és lakkbevonatok összetételében. Az eredmény a törékenységük, a csillogásuk és a fényességük elvesztése.
• Hőmérséklet-ingadozások. Természetes körülmények között 1 óra alatt elérhetik a 20 °C-ot. A magas hőmérséklet felgyorsítja a fotokémiai reakciókat a filmképzőben, az alacsony hőmérséklet a bevonat ridegségéhez, különbségük pedig a belső feszültségek változása miatti repedéshez.
• Nedvesség a védőfóliák lágyulásához és duzzadásához.
• Csapadék és köd.
• Abrazív részecskék és szél jelenléte.

Mivel a bevonatok természetesen egy sor tényező hatásának vannak kitéve, a szabványos kamrás vizsgálati módszerek nem képesek reprodukálni ezeket a hatásokat.

A bevonatok éghajlati vizsgálatát a hulladéklerakókon a GOST 6992-98 szabvány szerint végezzük. A mintákat állványokra helyezzük (nyitott területen vagy épület tetején), 45°-os szögbenhorizont, dél felé néz. Ez az elrendezés lehetővé teszi a gyorsított tesztelést az időjárási viszonyok hatására. A függőleges elhelyezés jobban megfelel a valós körülményeknek, de hosszabb tesztet igényel.

A hulladéklerakókba történő telepítés előtt előzetesen ki kell téve a kamrák egyik éghajlati tényezőjének. Ehhez válassza ki azt az agresszív hatást, amely a legnagyobb hatással van a bevonatra ilyen üzemi körülmények között. Az ingatlanok biztonságának értékelése a GOST 9.407-2015 szerint történik.