Ilmastotestien suorittaminen, GOST: tekijät ja menetelmät

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Ilmastotestaus on yksi menetelmistä testata tuotteiden kestävyyttä ulkoisia tekijöitä vastaan. Epäsuotuisat ympäristöolosuhteet voivat johtaa laitteiston rikkoutumiseen, rakenteiden kriittiseen tilaan ja niiden romahtamisriskiin, suojapinnoitteiden eheyden vaurioitumiseen, ulkonäön menettämiseen ja korroosioprosessien voimistumiseen. Tällaiset testit voidaan suorittaa erityisissä suljetuissa kammioissa tai testipaikoilla useilla menetelmillä.

Yleinen käsite

Avoimessa ilmakehässä toimiviin teknisiin tuotteisiin vaikuttavat useat ilmastolliset tekijät, jotka heikentävät niiden suorituskykyä: korkea kosteus, auringon säteily, matalat ja korkeat lämpötilat. Ne otetaan huomioon tuotteita suunniteltaessa. Joten riippuen alueen sijainnista, jossa laitteita käytetään, määritellään ilmastollinen suunnittelu ja valitaan sopivat materiaalit, jotka täyttävättekniset vaatimukset.

Ilmastotestejä käytetään toiminnallisten ominaisuuksien (luotettavuus, vaurioituminen ja rasituskestävyys, tiiviys) ja ulkonäön arvioimiseen tietyissä käyttöolosuhteissa. Kuten tutkimukset osoittavat, vaarallisimmat tekijät, joiden vaikutuksesta materiaalissa tapahtuu negatiivisia fysikaalisia ja kemiallisia prosesseja, ovat alhaiset lämpötilat (hauraus lisääntyy), korkea kosteus (korroosioprosessien kiihtyminen) ja äkilliset lämpötilan muutokset.

Ilmastotestien tuloksia voidaan arvioida sekä laadullisesti että kvantitatiivisesti. Ne suoritetaan yleensä kehitystyön vaiheessa sekä massatuotannossa kriittisten rakenteiden hylkäämiseksi (teknologiset testit säännöllisesti) ja laadun vakauden tarkistamiseksi (säännöllinen valvonta).

Metodologia

GOST 24813-81:n mukainen ilmastotestausmenetelmä riippuu teknisistä vaatimuksista, joita kuluttaja asettaa tuotteille, suunnitteluominaisuuksille, valmistus- ja asennusprosessille sekä käyttöolosuhteille. Ne on määritetty asiaankuuluvien alan standardien ja suunnitteludokumenttien mukaan.

Testit suoritetaan 3 vaiheessa:

1. Esivanhentaminen tietyissä ilmasto-olosuhteissa. Tämä on tarpeen aikaisempien olosuhteiden (kosteus, lämpötila, paine) vaikutuksen eliminoimiseksi. Tämän vaiheen kesto määräytyy lämpökäsittelyyn tarvittavan ajan mukaantasapaino. Samalla suoritetaan alustavat mittaukset ja kohteen silmämääräinen tarkastus.
2. Poista parametrit käyttötilaan, suljinaika, kamerasta poisto (testipaik alta), ulkoisten olosuhteiden vakauttaminen kohteen myöhempää arviointia varten. Testitila voi olla lyhyt, pitkä tai syklinen.
3. Muutosten näkeminen ja mittaaminen, johtopäätösten tekeminen. Toiminnallisten ominaisuuksien muutosten ennakoivan luonteen kehittäminen.

Jos kohde koostuu useista elementeistä, niin sovittaessa nämä työt voidaan toteuttaa osana koko tuotetta.

Valmistusvaihe. Testiteknologian suunnittelu

Ilmastotestiin valmistautuminen sisältää seuraavat toimenpiteet:

• Esineen matemaattisen mallin suunnittelu.
• Tietojen kerääminen mahdollisesta muutoksesta tuotteen toiminnallisissa tai ulkoisissa ominaisuuksissa ilmastotekijöiden vaikutuksesta.
• Testi- ja mittaustyökalujen valinta, työn laajuuden ja järjestyksen määrittäminen, aikataulun laatiminen, metodologian kehittäminen.
• Suunnittelumateriaali, tekninen ja metrologinen tuki.
• Määritä raportointilomakkeet.
• Huoltohenkilöstön opastaminen.
• Virheenkorjaustestityökalut.
• Tapahtumien valinta vastaanotettujen tietojen käsittelyyn.

Luokittelu

Ilmastotestit luokitellaan kolmen kriteerin mukaan: suoritustavan, altistustavan ja ilmastotyypin mukaantekijä.

Ensimmäisessä tapauksessa tällaisia töitä on 3 tyyppiä:

1. Yksittäiset kokeilut. Tuotteeseen vaikuttaa vain yksi ilmastotekijöistä. Yhdessä testissä ne voivat muuttua peräkkäin, mutta niiden vaikutus kohteeseen on riippumaton. Tämän ilmaston testausmenetelmän etuna on laitteiden yksinkertaisuus. Haittoja ovat epätäydellinen todellisten käyttöolosuhteiden noudattaminen.
2. Yhdistetestit. Kohteeseen vaikuttaa myös vain yksi yksittäinen tekijä, mutta sitä tehostaa edellisen tekijän vaikutus. Esimerkkinä voisi olla tuotteen sijoittaminen ympäristöön, jossa on korkea kosteus, ja sitten lämpötilan laskeminen.
3. Monimutkaiset testit. Kohteeseen vaikuttaa samanaikaisesti joukko ilmastotekijöitä. Tämä tyyppi on luotettavin, koska se on mahdollisimman lähellä käyttöolosuhteita. Sen haittapuoli on monimutkaisten testiasetusten tarve.

Kenttä- ja nopeutetut testit

Kohteeseen kohdistuvan iskumenetelmän mukaan erotetaan täysimittaiset ja nopeutetut ilmastotestit. Jälkimmäistä tyyppiä käytetään usein suojapinnoitteissa ja muoveissa. Koska niiden tuhoutuminen tapahtuu pitkän ajan kuluessa, tulosten saamiseen kuluvan ajan lyhentämiseksi tuotteisiin vaikuttavat jaksot, jotka simuloivat olosuhteiden muutoksia useiden kuukausien tai vuosien aikana (lämpötilan ja kosteuden muutokset, auringon säteily). Vaikutus määräytyy yhden tai useamman indikaattorin perusteella.

Maalipinnoitteiden ja polymeerien nopeutetun testauksen menetelmät on annettu ESZKS:n (Unified Corrosion and Aging Protection System) standardeissa.

Ilmastotekijät

Ilmastotestien luokittelu suoritetaan myös vaikuttavan tekijän tyypin mukaan:

• Korkea tai matala ilmanpaine.
• Sateet (sade, lumi, pakkasta, jää).
• Korkea tai alhainen kosteus.
• Suoloilla kyllästetty merisumu.
• Korkea tai matala lämpötila.
• Tuulikuorma.
• Syövyttävillä aineilla kyllästetty ilmakehä, kosteus tai maaperä.
• Äkilliset lämpötilan muutokset.
• Lisästynyt aurinkosäteily.
• Altistuminen pölylle ja hiekalle.

Testaustyökalut

Useimmiten tuotteet testataan erityisissä kammioissa (keinotekoisissa sääkammioissa), joissa sopivat ilmasto-olosuhteet luodaan keinotekoisesti. Kohde asennetaan siten, että varmistetaan suurin vakaus ja vapaa ilmankierto sen ja asennuksen seinien välillä. Ilmastokammioiden varustelu testausta varten voi olla erilainen ja riippuu työn vaatimuksista. Tällaisia asennuksia on seuraavanlaisia:

• lämpö-kylmä-kosteus;
• lämpö ja pakkas;
• suolasuihke;
• tuulitunneleilla (tuulitestausta varten);
• kevyt ikääntyminen;
• lämpösokki (niihin syntyy pisaralämpötilat);
• sade;
• auringon säteilyä infrapuna- ja ultraviolettisäteilyn lähteillä;
• termiset tyhjiökammiot ja muut.

Matalat lämpötilat saavutetaan käyttämällä kylmäaineita (nestemäinen typpi, hiilidioksidi, ammoniakki) tai puristushaihdutusyksiköitä.

Kaikkien ympäristötestauslaitteiden suorituskyky on testattava säännöllisesti, ja niissä on oltava laitteet, jotka estävät inhimillisistä virheistä ja ulkoisista tekijöistä johtuvat viat.

Suurten tuotteiden testaaminen

Teknisten laitteiden tai suurten rakenneelementtien mahdollisuuksien tutkimusta tehdään polygoneissa (ilmastoasemissa). Venäjällä ainoa tieteellinen ilmastotestauksen keskus sijaitsee Gelendzhikissä (GTsKI VIAM). Vuodesta 1925 lähtien se on tutkinut materiaaleja ilmailuteollisuudelle ja kehittänyt järjestelmiä suojaamaan korroosiolta, ikääntymiseltä ja biovaurioilta.

Siellä on myös suuria ilmastokoekammioita (ilmastohuoneita, Walk-In) erillisellä sisäänkäynnillä. Ne palvelevat lämpötilan ja kosteuden monimutkaisia vaikutuksia.

Koekohteiden vaatimukset

Ilmastotestit ovat sallittuja tuotteille, jotka on koottu lopullisesti ja jotka täyttävät säädösten ja teknisten asiakirjojen vaatimukset ulkonäön ja toimintaparametrien os alta 1 atm:n paineessa. ja lämpötila 20 °C.

Yleisten testikammioiden puuttuessa on sallittua suorittaa isku kohteen osiin. Jos rakenneosat todellisissa käyttöolosuhteissa ovat eri olosuhteissa, niin 3 testausvaihtoehtoa on mahdollista:

• jokaisesta osasta erikseen (jos tämä ei riko suoritusta);
• kokonaisuutena koko tuotteelle kaikkein epäedullisimmissa ilmastotekijöissä;
• asettelussa, täysin rakentava ja teknisesti kohteeseen sopiva.

Kemiallisesti aggressiivisia aineita käyttävien korroosionkestävyystestien ominaisuudet

Syövyttäviä aineita koskevat testit suoritetaan erityisissä kammioissa. Aggressiivisen ympäristön tyypin mukaan erotetaan 3 työtyyppiä:

• ilmakehässä (ottaen huomioon kloridien, rikkidioksidin, typen oksidien, vetynitriitin ja muiden yhdisteiden pitoisuus);
• vedessä, jossa on tietty happamuus, suolapitoisuus, liuennut hiilidioksidi, rikkivetyä, happea, kalsiumia, magnesiumia ja muita kemiallisia alkuaineita;
• maaperässä, jonka tärkeimmät ominaisuudet ovat kosteus, suolaisuus, aggregaatiotila, kloridien, nitraattien, sulfaattien, karbonaattien ja muiden syövyttävien aineiden pitoisuus.

Tulosten analysointi

Testauksen jälkeen tallenna mitattujen parametrien arvot ja laadulliset tiedot. Raportti sisältää seuraavat tiedot:

• työn tavoite;
• paikka ja sovellettu tekninenvarat;
• sallitut poikkeamat normatiivisesta dokumentaatiosta ja niiden hyväksymisen syyt;
• havaitut viat;
• mittaustulokset;
• Suosituksia suunnittelun viimeistelyyn tai lisätestaukseen.

Paloitusten ilmastotestaus

Suojapinnoitteiden käyttöikä riippuu suuresti ilmasto-olosuhteista ja voi vaihdella suuresti. Seuraavilla tekijöillä on suurin vaikutus:

• Valoa ja lämpöä. Suuremmassa määrin tämä koskee auringonsäteilyn ultraviolettialuetta, koska lyhyta altosäteet tuhoavat sideainekomponentit maali- ja lakkapinnoitteiden koostumuksessa. Seurauksena on niiden haurauden lisääntyminen, kiilto ja kirkkaus.
• Lämpötilan vaihtelut. Luonnollisissa olosuhteissa ne voivat saavuttaa 20 ° C 1 tunnissa. Korkeat lämpötilat kiihdyttävät fotokemiallisia reaktioita kalvonmuodostajassa, alhaiset lämpötilat johtavat pinnoitteen haurauteen ja niiden ero johtaa halkeiluihin sisäisten jännitysten muutoksista.
• Kosteus pehmentää ja turvottaa suojakalvoja.
• Sateita ja sumua.
• Hankaavia hiukkasia ja tuulta.

Koska pinnoitteet ovat luonnollisesti alttiina useille tekijöille kerralla, standardikammiotestimenetelmät eivät pysty toistamaan näitä vaikutuksia.

Pinnoitteiden ilmastotestaus kaatopaikoilla suoritetaan standardin GOST 6992-98 mukaisesti. Näytteet asetetaan telineille (avomaalle maa-alueelle tai rakennuksen katolle) 45° kulmassa.horisontti, etelään päin. Tämä järjestely mahdollistaa nopeutetun testauksen sääolosuhteiden vaikutuksesta. Pystysuuntainen sijoitus vastaa paremmin todellisia olosuhteita, mutta se vaatii pidemmän testin.

Ennen asennusta kaatopaikoille, kammioiden alustava altistuminen jollekin ilmastotekijälle suoritetaan. Valitse tätä varten aggressiivisen iskun tyyppi, jolla on suurin vaikutus pinnoitteeseen näissä käyttöolosuhteissa. Kiinteistöjen turvallisuuden arviointi suoritetaan GOST 9.407-2015 mukaisesti.