Provođenje klimatskih ispitivanja, GOST: faktori i metode

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Klimatsko ispitivanje je jedna od metoda za ispitivanje otpornosti proizvoda na vanjske faktore. Nepovoljni uvjeti okoline 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 se mogu izvoditi u posebnim zatvorenim komorama ili na ispitnim mjestima korištenjem nekoliko metoda.

Opći koncept

Na tehničke proizvode koji rade u otvorenoj atmosferi utiču različiti klimatski faktori koji pogoršavaju njihov učinak: visoka vlažnost, sunčevo zračenje, niske i visoke temperature. Oni se uzimaju u obzir pri dizajniranju proizvoda. Dakle, u zavisnosti od lokacije prostora na kojem 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 destrukciju i naprezanje, nepropusnost) i izgled pod određenim radnim uvjetima. Kao što pokazuju studije, najopasniji faktori pod čijim uticajem nastaju negativni fizički i hemijski procesi u materijalima su niske temperature (povećava se krhkost), visoka vlažnost (ubrzavanje procesa korozije) i nagle promene temperature.

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

Metodologija

Metoda klimatskog ispitivanja prema GOST 24813-81 zavisi od tehničkih zahteva koje potrošač postavlja na proizvode, karakteristike dizajna, procesa proizvodnje i ugradnje, kao i od uslova rada. Postavljeni su relevantnim industrijskim standardima i projektnom dokumentacijom.

Testovi se izvode u 3 faze:

1. Preliminarno starenje u određenim klimatskim uslovima. Ovo je potrebno da bi se eliminisao uticaj prethodnih uslova (vlažnost, temperatura, pritisak). Trajanje ove faze je određeno vremenom potrebnim za termičku obraduravnoteža. Istovremeno se vrše početna mjerenja i vizuelni pregled objekta.
2. Izlaz parametara u režim rada, brzina zatvarača, izvlačenje iz kamere (sa mesta testiranja), stabilizacija spoljašnjih uslova za naknadnu procenu objekta. Način testiranja može biti kratak, dug ili cikličan.
3. Vidjeti i mjeriti promjene, donositi zaključke. Razvoj prediktivne prirode promjena u operativnim karakteristikama.

Ukoliko se objekat sastoji od više elemenata, onda se, u dogovoru sa kupcem, ovi radovi mogu izvoditi kao deo celog proizvoda.

Pripremna faza. Dizajn testiranja tehnologije

Priprema za klimatski test uključuje sljedeće procedure:

• Dizajniranje matematičkog modela objekta.
• Prikupljanje informacija o mogućoj promjeni funkcionalnih ili vanjskih svojstava proizvoda pod utjecajem klimatskih faktora.
• Odabir alata za testiranje i mjerenje, utvrđivanje obima i redoslijeda rada, izrada rasporeda, razvoj metodologije.
• Planerski materijal, tehnička i metrološka podrška.
• Definirajte obrasce za prijavu.
• Uputa servisnog osoblja.
• Debug test alati.
• Izbor sredstava za obradu primljenih podataka.

Klasifikacija

Klimatski testovi se klasifikuju prema 3 kriterijuma: po načinu izvođenja, po načinu izlaganja i po vrsti klimatskihfaktor.

U prvom slučaju postoje 3 vrste takvog rada:

1. Pojedinačne probe. Na proizvod utiče samo jedan od klimatskih faktora. Za jedan test, mogu se mijenjati sekvencijalno, ali njihov učinak na objekt je nezavisan. Prednost ove metode klimatskog ispitivanja je jednostavnost opreme. Nedostaci uključuju nepotpunu usklađenost sa stvarnim uslovima rada.
2. Složeni testovi. Na objekat takođe utiče samo jedan faktor, ali je pojačan uticajem prethodnog faktora. Primjer bi bio stavljanje proizvoda u okruženje visoke vlažnosti, a zatim snižavanje temperature.
3. Složeni testovi. Objekat je istovremeno pod uticajem kompleksa klimatskih faktora. Ovaj tip je najpouzdaniji, jer je što je moguće bliži radnim uslovima. Njegov nedostatak je potreba za složenim testnim postavkama.

Terenski i ubrzani testovi

Prema načinu udara na objekat razlikuju se puna i ubrzana klimatska ispitivanja. Potonji tip se često koristi za zaštitne premaze i plastiku. Budući da se njihovo uništavanje dešava tokom dužeg vremenskog perioda, kako bi se smanjilo vrijeme za postizanje rezultata, na proizvode se utječe ciklusi koji simuliraju promjene uslova tokom nekoliko mjeseci ili godina (promjene temperature i vlažnosti, sunčevo zračenje). Uticaj je određen jednim ili više indikatora.

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

Klimatski faktori

Klasifikacija klimatskih ispitivanja se takođe vrši prema vrsti uticajnog faktora:

• Visoki ili niski atmosferski pritisak.
• Padavine (kiša, snijeg, mraz, led).
• Visoka ili niska vlažnost.
• Morska magla zasićena solima.
• Visoka ili niska temperatura.
• Oterećenje vjetrom.
• Atmosfera, vlaga ili tlo zasićeno korozivnim supstancama.
• Iznenadne promjene temperature.
• Povećana solarna insolacija.
• Izloženost prašini i pijesku.

Alati za testiranje

Najčešće se proizvodi testiraju u posebnim komorama (veštačke vremenske komore), gde se veštački stvaraju odgovarajući klimatski uslovi. 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 zavisi od zahteva za rad. Postoje sljedeće vrste takvih instalacija:

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

Niske temperature se postižu korištenjem rashladnih sredstava (tečni dušik, ugljični dioksid, amonijak) ili kompresijskih isparivača.

Sva oprema za ispitivanje životne sredine mora se periodično testirati na performanse i imati uređaje koji sprečavaju kvar zbog ljudske greške i spoljnih faktora.

Testiranje velikih predmeta

Na poligonima (klimatskim stanicama) vrši se istraživanje mogućnosti tehničkih uređaja ili velikih konstruktivnih elemenata. U Rusiji, jedini naučni centar za klimatska ispitivanja nalazi se u Gelendžiku (GTsKI VIAM). Od 1925. godine istražuje materijale za vazduhoplovnu industriju i razvija sisteme za zaštitu od korozije, starenja i biooštećenja.

Postoje i velike komore za klimatska ispitivanja (klimatske sobe, Walk-In) sa posebnim ulazom. Služe za kompleksne efekte temperature i vlage.

Zahtjevi za testne stavke

Klimatska ispitivanja su dozvoljena za proizvode koji su prošli finalnu montažu i ispunjavaju zahtjeve regulatorne i tehničke dokumentacije u pogledu izgleda i radnih parametara pri pritisku od 1 atm. i temperaturu od 20 °C.

U nedostatku ukupnih ispitnih komora, dozvoljeno je izvršiti udar na dijelove objekta. Ako su strukturni elementi u stvarnim uslovima rada u različitim uslovima, tada su moguće 3 opcije za testiranje:

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

Karakteristike ispitivanja otpornosti na koroziju upotrebom hemijski agresivnih supstanci

Testovi sa upotrebom korozivnih supstanci izvode se u posebnim komorama. Prema vrsti agresivnog okruženja razlikuju se 3 vrste rada:

• u atmosferi (uzimajući u obzir sadržaj hlorida, sumpor-dioksida, azotnih oksida, vodonik nitrita i drugih jedinjenja);
• u vodi određene kiselosti, slanosti, rastvorenog ugljen-dioksida, sumporovodika, kiseonika, kalcijuma, magnezijuma i drugih hemijskih elemenata;
• u zemljištu čije su glavne karakteristike vlaga, salinitet, agregatno stanje, koncentracija hlorida, nitrata, sulfata, karbonata i drugih korozivnih materija.

Analiza rezultata

Nakon testiranja, zabilježite vrijednosti izmjerenih parametara i kvalitativne podatke. U izvještaju se navode sljedeće informacije:

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

Klimatsko ispitivanje premaza

Vek trajanja zaštitnih premaza u velikoj meri zavisi od klimatskih uslova i može uveliko varirati. Sljedeći faktori imaju najveći uticaj:

• Svjetlo i toplina. U većoj mjeri to se odnosi na ultraljubičasto područje sunčevog zračenja, budući da kratkotalasni zraci uništavaju komponente veziva u sastavu premaza boja i lakova. Rezultat je povećanje njihove krhkosti, gubitak sjaja i svjetline.
• Fluktuacije temperature. U prirodnim uslovima mogu dostići 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 uslijed promjena unutrašnjih naprezanja.
• Vlažnost za omekšavanje i bubrenje zaštitnih filmova.
• Padavine i magla.
• Prisustvo abrazivnih čestica i vjetra.

Pošto su premazi prirodno izloženi čitavom nizu faktora odjednom, standardne metode ispitivanja u komori ne mogu reproducirati ove efekte.

Klimatsko ispitivanje premaza na deponijama vrši se u skladu sa GOST 6992-98. Uzorci se postavljaju na štandove (na otvorenom terenu ili na krovu zgrade), pod uglom od 45° dohorizont, okrenut prema jugu. Ovakav raspored omogućava ubrzano testiranje pod uticajem vremenskih uslova. Vertikalni položaj bolje odgovara stvarnim uslovima, ali zahtijeva duži test.

Prije postavljanja na deponiji vrši se preliminarno izlaganje jednom od klimatskih faktora u komorama. Da biste to učinili, odaberite vrstu agresivnog udara koja ima najveći učinak na premaz u ovim radnim uvjetima. Procjena sigurnosti imovine vrši se prema GOST 9.407-2015.