Provođenje klimatskih ispitivanja, GOST: čimbenici i metode

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Klimatsko ispitivanje je jedna od metoda za ispitivanje otpornosti proizvoda na vanjske čimbenike. Nepovoljni uvjeti okoliša mogu dovesti do kvara opreme, kritičnog stanja konstrukcija i opasnosti od njihovog urušavanja, oštećenja integriteta zaštitnih premaza, gubitka izgleda i intenziviranja procesa korozije. Takva ispitivanja mogu se provoditi u posebnim zatvorenim komorama ili na ispitnim mjestima korištenjem nekoliko metoda.

Opći koncept

Na tehničke proizvode koji rade u otvorenoj atmosferi utječu različiti klimatski čimbenici koji pogoršavaju njihov učinak: visoka vlažnost, sunčevo zračenje, niske i visoke temperature. Oni se uzimaju u obzir pri dizajniranju proizvoda. Dakle, ovisno o mjestu gdje će se oprema raditi, određuje se klimatski dizajn i odabiru odgovarajući materijali koji zadovoljavajutehnički zahtjevi.

Klimatski testovi se koriste za procjenu funkcionalnih kvaliteta (pouzdanost, otpornost na razaranja i naprezanja, nepropusnost) i izgled pod određenim radnim uvjetima. Kao što pokazuju studije, najopasniji čimbenici pod čijim se utjecajem nastaju negativni fizikalni i kemijski procesi u materijalima su niske temperature (povećava se krhkost), visoka vlažnost (ubrzavanje procesa korozije) i nagle promjene temperature.

Rezultati klimatskih testova mogu se ocijeniti i kvalitativno i kvantitativno. Obično se provode u fazi razvoja, kao iu masovnoj proizvodnji kao odbacivanje kritičnih konstrukcija (tehnološka ispitivanja na redovnoj bazi) i radi provjere stabilnosti kvalitete (periodična kontrola).

Metodologija

Metoda klimatskog ispitivanja prema GOST 24813-81 ovisi o tehničkim zahtjevima koje potrošač postavlja na proizvode, značajkama dizajna, procesu proizvodnje i ugradnje, kao i o radnim uvjetima. Postavljeni su relevantnim industrijskim standardima i projektnom dokumentacijom.

Testovi se provode u 3 faze:

1. Preliminarno starenje u određenim klimatskim uvjetima. To je potrebno kako bi se eliminirao utjecaj prethodnih uvjeta (vlažnost, temperatura, tlak). Trajanje ove faze određeno je vremenom potrebnim za toplinuravnoteža. Istovremeno se provode početna mjerenja i vizualni pregled objekta.
2. Parametri izlaza u način rada, brzina zatvarača, izvlačenje iz kamere (sa mjesta testiranja), stabilizacija vanjskih uvjeta za naknadnu evaluaciju objekta. Način testiranja može biti kratak, dug ili cikličan.
3. Vidjeti i mjeriti promjene, donositi zaključke. Razvoj prediktivne prirode promjena operativnih karakteristika.

Ukoliko se objekt sastoji od više elemenata, tada se u dogovoru s kupcem ovi radovi mogu izvesti kao dio cjelokupnog proizvoda.

Pripremna faza. Dizajn testiranja tehnologije

Priprema za klimatski test uključuje sljedeće postupke:

• Dizajniranje matematičkog modela objekta.
• Prikupljanje informacija o mogućoj promjeni funkcionalnih ili vanjskih svojstava proizvoda pod utjecajem klimatskih čimbenika.
• Odabir alata za testiranje i mjerenje, utvrđivanje opsega i slijeda rada, izrada rasporeda, razvoj metodologije.
• Materijal za planiranje, tehnička i mjeriteljska podrška.
• Definirajte obrasce za izvješćivanje.
• Uputa servisnog osoblja.
• Probni alati za otklanjanje pogrešaka.
• Izbor sredstava za obradu primljenih podataka.

Klasifikacija

Klimatski testovi se klasificiraju prema 3 kriterija: po načinu izvođenja, po načinu izlaganja i po vrsti klimatskih uvjetafaktor.

U prvom slučaju postoje 3 vrste takvog rada:

1. Pojedinačna ispitivanja. Na proizvod utječe samo jedan od klimatskih čimbenika. Za jedan test mogu se mijenjati uzastopno, ali njihov učinak na objekt je neovisan. Prednost ove metode klimatskog ispitivanja je jednostavnost opreme. Nedostaci uključuju nepotpunu usklađenost sa stvarnim radnim uvjetima.
2. Složeni testovi. Na objekt također utječe samo jedan jedini čimbenik, ali je pojačan utjecajem prethodnog čimbenika. Primjer bi bio stavljanje proizvoda u okruženje visoke vlažnosti, a zatim snižavanje temperature.
3. Složeni testovi. Na objekt istodobno utječe niz klimatskih čimbenika. Ova vrsta je najpouzdanija, jer je što je moguće bliža radnim uvjetima. Njegov nedostatak je potreba za složenim testnim postavkama.

Terenski i ubrzani testovi

Prema načinu udara na objekt razlikuju se puna i ubrzana klimatska ispitivanja. Potonji tip se često koristi za zaštitne premaze i plastiku. Budući da se njihovo uništavanje događa tijekom dužeg vremenskog razdoblja, kako bi se skratilo vrijeme za dobivanje rezultata, na proizvode utječu ciklusi koji simuliraju promjene uvjeta tijekom nekoliko mjeseci ili godina (promjene temperature i vlažnosti, sunčevo zračenje). Utjecaj je određen jednim ili više pokazatelja.

Metodologija za ubrzano ispitivanje premaza boja i polimera data je u standardima Jedinstvenog sustava zaštite od korozije i starenja (ESZKS).

Klimatski čimbenici

Klasifikacija klimatskih ispitivanja također se provodi prema vrsti utjecajnog faktora:

• Visoki ili niski atmosferski tlak.
• Padavine (kiša, snijeg, mraz, led).
• Visoka ili niska vlažnost.
• Morska magla zasićena solima.
• Visoka ili niska temperatura.
• opterećenje vjetrom.
• Atmosfera, vlaga ili tlo zasićeno korozivnim tvarima.
• Nagle promjene temperature.
• Povećana sunčeva insolacija.
• Izloženost prašini i pijesku.

Alati za testiranje

Najčešće se proizvodi testiraju u posebnim komorama (umjetne vremenske komore), gdje se umjetno stvaraju odgovarajući klimatski uvjeti. Objekt se postavlja tako da je osigurana najveća stabilnost i slobodna cirkulacija zraka između njega i zidova instalacije. Oprema klimatskih komora za ispitivanje može biti različita i ovisi o zahtjevima za rad. Postoje sljedeće vrste takvih instalacija:

• toplina-hladno-vlaga;
• toplina i duboko zamrzavanje;
• slani sprej;
• s aerotunelima (za ispitivanje vjetra);
• lagano starenje;
• toplinski šok (u njima se stvara kaptemperature);
• kiša;
• solarno zračenje s izvorima infracrvenog i ultraljubičastog zračenja;
• termalne vakuumske komore i ostalo.

Niske temperature se postižu korištenjem rashladnih sredstava (tekući dušik, ugljični dioksid, amonijak) ili kompresijskih isparivih jedinica.

Sva oprema za ispitivanje okoliša mora se povremeno testirati na performanse i imati uređaje koji sprječavaju kvar zbog ljudske pogreške i vanjskih čimbenika.

Testiranje velikih predmeta

Na poligonima (klimatskim postajama) provodi se istraživanje mogućnosti tehničkih uređaja ili velikih konstrukcijskih elemenata. U Rusiji se jedini znanstveni centar za klimatska ispitivanja nalazi u Gelendžiku (GTsKI VIAM). Od 1925. istražuje materijale za zrakoplovnu industriju i razvija sustave za zaštitu od korozije, starenja i bioloških oštećenja.

Postoje i velike komore za klimatska ispitivanja (klimatske sobe, Walk-In) s posebnim ulazom. Služe za složene učinke temperature i vlage.

Zahtjevi za testne stavke

Klimatska ispitivanja dopuštena su za proizvode koji su prošli završnu montažu i ispunjavaju zahtjeve regulatorne i tehničke dokumentacije u pogledu izgleda i radnih parametara pri tlaku od 1 atm. i temperatura od 20 °C.

U nedostatku ukupnih ispitnih komora, dopušteno je izvršiti udar na dijelove objekta. Ako su strukturni elementi u stvarnim radnim uvjetima u različitim uvjetima, tada su moguće 3 opcije za ispitivanje:

• za svaki dio posebno (ako to ne narušava izvedbu);
• u cjelini za cijeli proizvod pod najnepovoljnijim klimatskim čimbenicima;
• na izgledu, potpuno konstruktivan i tehnološki primjeren objektu.

Značajke ispitivanja otpornosti na koroziju korištenjem kemijski agresivnih tvari

Testovi s upotrebom korozivnih tvari provode se u posebnim komorama. Prema vrsti agresivnog okruženja razlikuju se 3 vrste rada:

• u atmosferi (uzimajući u obzir sadržaj klorida, sumpor-dioksida, dušikovih oksida, vodikovog nitrita i drugih spojeva);
• u vodi određene kiselosti, slanosti, otopljenog ugljičnog dioksida, sumporovodika, kisika, kalcija, magnezija i drugih kemijskih elemenata;
• u tlu čije su glavne karakteristike vlaga, salinitet, agregatno stanje, koncentracija klorida, nitrata, sulfata, karbonata i drugih korozivnih tvari.

Analiza rezultata

Nakon testiranja, zabilježite vrijednosti izmjerenih parametara i kvalitativne podatke. Izvješće navodi sljedeće informacije:

• cilj rada;
• mesto i primijenjena tehničkasredstva;
• dopuštena odstupanja od normativne dokumentacije i razlozi za njihovo donošenje;
• otkriveni nedostaci;
• rezultati mjerenja;
• Preporuke za finaliziranje dizajna ili za dodatno testiranje.

Klimatsko ispitivanje premaza

Vek trajanja zaštitnih premaza uvelike ovisi o klimatskim uvjetima i može se značajno razlikovati. Sljedeći čimbenici imaju najveći utjecaj:

• Svjetlo i toplina. U većoj mjeri, to se odnosi na ultraljubičasto područje sunčevog zračenja, budući da kratkovalne zrake uništavaju komponente veziva u sastavu premaza boja i lakova. Rezultat je povećanje njihove krhkosti, gubitak sjaja i svjetline.
• Fluktuacije temperature. U prirodnim uvjetima mogu doseći 20 ° C za 1 sat. Visoke temperature ubrzavaju fotokemijske reakcije u formiraču filma, niske temperature dovode do krhkosti premaza, a njihova razlika dovodi do pucanja zbog promjena unutarnjih naprezanja.
• Vlažnost za omekšavanje i bubrenje zaštitnih filmova.
• Padavine i magla.
• Prisutnost abrazivnih čestica i vjetra.

Budući da su premazi prirodno izloženi cijelom nizu čimbenika odjednom, standardne metode ispitivanja u komori ne mogu reproducirati ove učinke.

Klimatsko ispitivanje premaza na odlagalištima provodi se u skladu s GOST 6992-98. Uzorci se postavljaju na stalke (na otvorenom terenu ili na krovu zgrade), pod kutom od 45° dohorizont, okrenut prema jugu. Ovakav raspored omogućuje ubrzano testiranje pod utjecajem vremenskih uvjeta. Vertikalni položaj bolje odgovara stvarnim uvjetima, ali zahtijeva duži test.

Prije postavljanja na odlagalištima vrši se preliminarna izloženost jednom od klimatskih čimbenika u komorama. Da biste to učinili, odaberite vrstu agresivnog utjecaja koji ima najveći učinak na premaz u ovim radnim uvjetima. Procjena sigurnosti imovine provodi se prema GOST 9.407-2015.