Vykonávanie klimatických testov, GOST: faktory a metódy

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Klimatické testovanie je jednou z metód testovania odolnosti produktov voči vonkajším faktorom. Nepriaznivé podmienky prostredia môžu viesť k poruche zariadenia, kritickému stavu konštrukcií a riziku ich zrútenia, poškodeniu celistvosti ochranných náterov, strate vzhľadu a zintenzívneniu koróznych procesov. Takéto testy možno vykonať v špeciálnych uzavretých komorách alebo na testovacích miestach pomocou niekoľkých metód.

Všeobecný koncept

Technické produkty pracujúce vo voľnej atmosfére sú ovplyvňované rôznymi klimatickými faktormi, ktoré zhoršujú ich výkon: vysoká vlhkosť, slnečné žiarenie, nízke a vysoké teploty. Zohľadňujú sa pri navrhovaní produktov. Takže v závislosti od umiestnenia oblasti, kde bude zariadenie prevádzkované, sa určí klimatický dizajn a vyberú sa vhodné materiály, ktoré spĺňajútechnické požiadavky.

Klimatické testy sa používajú na hodnotenie funkčných vlastností (spoľahlivosť, odolnosť proti deštrukcii a namáhaniu, tesnosť) a vzhľadu za špecifikovaných prevádzkových podmienok. Ako ukazujú štúdie, najnebezpečnejšími faktormi, pod vplyvom ktorých dochádza v materiáloch k negatívnym fyzikálnym a chemickým procesom, sú nízke teploty (zvyšuje sa krehkosť), vysoká vlhkosť (urýchlenie koróznych procesov) a náhle zmeny teploty.

Výsledky klimatických testov možno hodnotiť kvalitatívne aj kvantitatívne. Zvyčajne sa vykonávajú v štádiu vývojových prác, ako aj v hromadnej výrobe ako vyraďovanie kritických štruktúr (pravidelné technologické skúšky) a na kontrolu stability kvality (periodická kontrola).

Metodológia

Metóda testovania podnebia podľa GOST 24813-81 závisí od technických požiadaviek, ktoré spotrebiteľ kladie na výrobky, konštrukčné prvky, výrobný a inštalačný proces, ako aj od prevádzkových podmienok. Sú stanovené príslušnými priemyselnými normami a projektovou dokumentáciou.

Testy sa vykonávajú v 3 fázach:

1. Predbežné starnutie v špecifických klimatických podmienkach. To je potrebné na elimináciu vplyvu predchádzajúcich podmienok (vlhkosť, teplota, tlak). Trvanie tejto etapy je určené časom potrebným na stúpanierovnováha. Zároveň sa vykonajú prvotné merania a vizuálna kontrola objektu.
2. Výstupné parametre do prevádzkového režimu, rýchlosť uzávierky, extrakcia z kamery (z miesta testu), stabilizácia vonkajších podmienok pre následné vyhodnotenie objektu. Testovací režim môže byť krátky, dlhý alebo cyklický.
3. Vidieť a merať zmeny, vyvodzovať závery. Vývoj prediktívneho charakteru zmien prevádzkových charakteristík.

Ak sa objekt skladá z viacerých prvkov, potom po dohode so zákazníkom môžu byť tieto práce realizované ako súčasť celého produktu.

Prípravná fáza. Dizajn testovacej technológie

Príprava na klimatický test zahŕňa nasledujúce postupy:

• Navrhovanie matematického modelu objektu.
• Zber informácií o možnej zmene funkčných alebo vonkajších vlastností produktu pod vplyvom klimatických faktorov.
• Výber testovacích a meracích nástrojov, stanovenie rozsahu a postupnosti práce, zostavenie harmonogramu, vypracovanie metodiky.
• Plánovací materiál, technická a metrologická podpora.
• Definujte formuláre nahlasovania.
• Inštruktáž servisného personálu.
• Testovacie nástroje ladenia.
• Výber prostriedkov na spracovanie prijatých údajov.

Klasifikácia

Klimatické testy sú klasifikované podľa 3 kritérií: podľa spôsobu vykonania, podľa spôsobu expozície a podľa typu klímyfaktor.

V prvom prípade existujú 3 typy takejto práce:

1. Jednoduché pokusy. Produkt je ovplyvnený iba jedným z klimatických faktorov. Pri jednom teste sa môžu meniť postupne, ale ich vplyv na objekt je nezávislý. Výhodou tejto metódy klimatickej skúšky je jednoduchosť zariadenia. Medzi nevýhody patrí neúplné dodržiavanie skutočných prevádzkových podmienok.
2. Zložené testy. Objekt je tiež ovplyvnený iba jedným jediným faktorom, ale je posilnený vplyvom predchádzajúceho faktora. Príkladom môže byť umiestnenie produktu do prostredia s vysokou vlhkosťou a následné zníženie teploty.
3. Komplexné testy. Na objekt súčasne pôsobí komplex klimatických faktorov. Tento typ je najspoľahlivejší, pretože je čo najbližšie k prevádzkovým podmienkam. Jeho nevýhodou je potreba zložitých testovacích nastavení.

Terénne a zrýchlené testy

Podľa spôsobu dopadu na objekt sa rozlišujú klimatické skúšky v plnom rozsahu a zrýchlené. Posledný typ sa často používa na ochranné nátery a plasty. Keďže k ich deštrukcii dochádza počas dlhého časového obdobia, aby sa skrátil čas dosiahnutia výsledkov, produkty sú ovplyvňované cyklami, ktoré simulujú zmeny podmienok v priebehu niekoľkých mesiacov alebo rokov (zmeny teploty a vlhkosti, slnečné žiarenie). Vplyv je určený jedným alebo viacerými ukazovateľmi.

Metodika zrýchleného testovania náterových hmôt a polymérov je uvedená v normách Jednotného systému ochrany proti korózii a starnutiu (ESZKS).

Klimatické faktory

Klasifikácia klimatických testov sa vykonáva aj podľa typu ovplyvňujúceho faktora:

• Vysoký alebo nízky atmosférický tlak.
• Zrážky (dážď, sneh, mráz, ľad).
• Vysoká alebo nízka vlhkosť.
• Morská hmla nasýtená soľami.
• Vysoká alebo nízka teplota.
• Zaťaženie vetrom.
• Atmosféra, vlhkosť alebo pôda nasýtená korozívnymi látkami.
• Náhle zmeny teploty.
• Zvýšené slnečné žiarenie.
• Vystavenie prachu a piesku.

Testovacie nástroje

Výrobky sa najčastejšie testujú v špeciálnych komorách (umelé poveternostné komory), kde sú umelo vytvorené vhodné klimatické podmienky. Objekt je inštalovaný tak, aby bola zabezpečená čo najväčšia stabilita a voľná cirkulácia vzduchu medzi ním a stenami inštalácie. Vybavenie klimatických komôr na testovanie môže byť rôzne a závisí od požiadaviek na prácu. Existujú nasledujúce typy takýchto inštalácií:

• heat-cold-moisture;
• teplo a hlboké mrazenie;
• soľný sprej;
• s aerodynamickými tunelmi (na testovanie vetrom);
• svetlé starnutie;
• tepelný šok (vytvorí sa v nich kvapkateploty);
• rain;
• solárne žiarenie so zdrojmi infračerveného a ultrafialového žiarenia;
• tepelné vákuové komory a iné.

Nízke teploty sa dosahujú pomocou chladív (kvapalný dusík, oxid uhličitý, amoniak) alebo kompresných odparovacích jednotiek.

Všetky zariadenia na testovanie prostredia musia byť pravidelne testované na výkon a musia mať zariadenia, ktoré zabraňujú zlyhaniu v dôsledku ľudskej chyby a vonkajších faktorov.

Testovanie veľkých predmetov

Výskum možností technických zariadení alebo veľkých konštrukčných prvkov sa uskutočňuje na polygónoch (klimatických staniciach). V Rusku sa jediné vedecké centrum na testovanie klímy nachádza v Gelendžiku (GTsKI VIAM). Od roku 1925 skúma materiály pre letecký priemysel a vyvíja systémy na ochranu proti korózii, starnutiu a biologickému poškodeniu.

Sú tu tiež veľké klimatické testovacie komory (klimatické miestnosti, Walk-In) so samostatným vchodom. Slúžia na komplexné pôsobenie teploty a vlhkosti.

Požiadavky na testovacie položky

Klimatické skúšky sú povolené pre výrobky, ktoré prešli finálnou montážou a spĺňajú požiadavky regulačnej a technickej dokumentácie z hľadiska vzhľadu a prevádzkových parametrov pri tlaku 1 atm. a teplote 20 °C.

Pri absencii celkových testovacích komôr je dovolené vykonať náraz na časti predmetu. Ak sú konštrukčné prvky v reálnych prevádzkových podmienkach v rôznych podmienkach, potom sú možné 3 možnosti testovania:

• za každú časť samostatne (ak to neporušuje výkon);
• ako celok za celý produkt za najnepriaznivejších klimatických faktorov;
• na dispozičnom riešení plne konštruktívne a technologicky vhodné pre daný objekt.

Vlastnosti testov odolnosti proti korózii s použitím chemicky agresívnych látok

Skúšky s použitím korozívnych látok sa vykonávajú v špeciálnych komorách. Podľa typu agresívneho prostredia sa rozlišujú 3 druhy práce:

• v atmosfére (berúc do úvahy obsah chloridov, oxidu siričitého, oxidov dusíka, dusitanu vodíka a iných zlúčenín);
• vo vode s určitou kyslosťou, slanosťou, rozpusteným oxidom uhličitým, sírovodíkom, kyslíkom, vápnikom, horčíkom a inými chemickými prvkami;
• v pôde, ktorej hlavnými charakteristikami sú vlhkosť, slanosť, stav agregácie, koncentrácia chloridov, dusičnanov, síranov, uhličitanov a iných korozívnych látok.

Analýza výsledkov

Po testovaní zaznamenajte hodnoty nameraných parametrov a kvalitatívne údaje. Správa obsahuje nasledujúce informácie:

• cieľ práce;
• miesto konania a aplikovaná technikaprostriedky;
• povolené odchýlky od normatívnej dokumentácie a dôvody ich prijatia;
• zistené chyby;
• výsledky merania;
• Odporúčania na dokončenie návrhu alebo na dodatočné testovanie.

Klimatické testovanie náterov

Životnosť ochranných náterov veľmi závisí od klimatických podmienok a môže sa značne líšiť. Najväčší vplyv majú tieto faktory:

• Svetlo a teplo. Vo väčšej miere to platí pre ultrafialovú oblasť slnečného žiarenia, pretože krátkovlnné lúče ničia zložky spojiva v zložení náterov farieb a lakov. Výsledkom je zvýšenie ich krehkosti, strata lesku a jasu.
• Kolísanie teploty. V prirodzených podmienkach môžu dosiahnuť 20 ° C za 1 hodinu. Vysoké teploty urýchľujú fotochemické reakcie vo filmotvornej vrstve, nízke teploty vedú ku krehkosti povlaku a ich rozdiel vedie k praskaniu v dôsledku zmien vnútorných napätí.
• Vlhkosť na zmäkčenie a napučiavanie ochranných fólií.
• Zrážky a hmla.
• Prítomnosť abrazívnych častíc a vetra.

Vzhľadom na to, že povlaky sú prirodzene vystavené celému radu faktorov naraz, štandardné skúšobné metódy v komore nedokážu tieto účinky reprodukovať.

Klimatické testovanie náterov na skládkach sa vykonáva v súlade s GOST 6992-98. Vzorky sú umiestnené na stojanoch (na otvorenom priestranstve alebo na streche budovy), pod uhlom 45° ažhorizont, orientovaný na juh. Toto usporiadanie umožňuje zrýchlené testovanie pod vplyvom poveternostných podmienok. Vertikálne umiestnenie lepšie zodpovedá skutočným podmienkam, ale vyžaduje dlhší test.

Pred inštaláciou na skládkach sa vykoná predbežné vystavenie komory jednému z klimatických faktorov. Za týmto účelom vyberte typ agresívneho nárazu, ktorý má najväčší vplyv na povlak v týchto prevádzkových podmienkach. Hodnotenie bezpečnosti vlastností sa vykonáva podľa GOST 9.407-2015.