ТЕМА 10. Испытания на воздействие пониженного атмосферного давления, пыли и песка, солнечного излучения

Информация о документе:

Дата добавления: 04/12/2015 в 05:51
Количество просмотров: 9
Добавил(а): Марсель Башаров
Название файла: tema_10_ispytaniya_na_vozdeystvie_ponizhennogo_atm.doc
Размер файла: 122 кб
Рейтинг: 0, всего 0 оценок

ТЕМА 10. Испытания на воздействие пониженного атмосферного давления, пыли и песка, солнечного излучения

ТЕМА 10. Испытания на воздействие пониженного атмосферного давления, пыли и песка, солнечного излучения


Цель лекции: изучение правил проведения испытаний на воздействие пониженного атмосферно давления, пыли и песка, солнечного излучения

План лекции:

1. Испытания на воздействие пониженного атмосферного давления

2. Испытания на воздействие пыли и песка

3. Испытания на воздействие солнечного излучения

Ключевыеслова:атмосферноедавление,испытаниянавоздействиепылиипеска,солнечноеизлучение

Литература:3,4,5,6,7,8


  1. Испытания на воздействие пониженного атмосферного давления

Испытания на устойчивость к воздействию пониженного атмосферного давления предназначены для проверки способности изделий АТЭ и АЭ сохранять работоспособность в условиях высокогорья и после авиаперевозки. Эти испытания проводят в условиях нормальной и повышенной рабочих температур для изделий, работающих при давлении ниже 670 мм рт. ст. (6,7 кПа) (ГОСТ 20.57.406 — 81). Первый метод предназначен для нетепловыделяющих или тепловыделяющих изделий, для которых нагревание при электрической нагрузке несущественно. Второй метод применяют для всех тепловыделяющих изделий, в том числе тех, для которых нагревание при электрической нагрузке имеет значение.

Чтобы обеспечить воспроизводимость результатов испытаний тепловыделяющих изделий на воздействие пониженного атмосферного давления, требуется правильно выбирать соотношения площади поверхности, окружающей изделия, и общей площади поверхности изделия. Также важно определить минимальное расстояние между тепловыделяющими изделиями.

Продолжительность испытания обычно не превышает 30 мин, иногда 2...3 ч. Испытания в условиях пониженного атмосферного давления проводят в барокамере, которая представляет собой шкаф, в верхней части которого расположены испытательная камера, аппаратура системы автоматики контроля и регулирования, а также кнопки управления и вентилятор. В нижней части расположен вакуумный насос. В камеру встроены разъемы для обеспечения подвода электрического тока к испытываемым изделиям и измерения их параметров в процессе испытаний. Для повышения коэффициента использования испытательного оборудования барокамеру совмещают с тепловой и холодильной камерами для создания в ней низких и высоких температур, например термобарокамеру типа КТХБ-К-0,025-65/155 (барокамеру тепла, холода с диапазоном температур -65...+ 155°С).

Испытание проводят методами:

209-1 — испытание изделий при нормальной температуре, в том числе:

209-1.1 — испытание негреющихся ЭРИ;

209-1.2 — испытание негреющихся изделий, кроме ЭРИ;

209-2 — испытание изделий при верхнем значении температуры — для изделий, предназначенных для работы при давлениях 6,7 гПа (5 мм рт. ст.) и выше, в том числе:

209-2.1 — испытание греющихся изделий;

209-2.2 — испытание негреющихся изделий, кроме ЭРИ;

209-3 — испытание изделий при верхнем значении температуры — для изделий, предназначенных для работы при давлениях ниже 6,7 гПа (5 мм рт. ст.), в том числе:

209-3.1 — испытание греющихся изделий;

209-3.2 — испытание негреющихся изделий, кроме ЭРИ;

209-4 — испытание изделий при нижнем значении температуры воздуха.

Метод 209-1.1 может быть применен для греющихся ЭРИ, для которых нагрев при нагрузке, нормированный для пониженного атмосферного давления, не является критичным.

Метод 209-1.2 применяют для изделий, для которых воздействие верхнего значения температуры при пониженном давлении не является критичным.

Методы 209-2.1 и 209-3.1 применяют для изделий, для которых нагрев при нагрузке, нормированной для пониженного давления, является критичным.

Методы 209-2.2 и 209-3.2 применяют для изделий, для которых воздействие верхнего значения температуры при пониженном давлении является критичным.

Все указанные методы применяют для испытания изделий на стойкость или устойчивость к воздействию пониженного давления при эксплуатации.

Методы 209-1.2 и 209-4 применяют также для проверки изделий всех видов на стойкость к воздействию пониженного давления при транспортировании самолетами в негерметичных отсеках.

При этом, как правило, применяют метод 209-1.2. Метод 209-4 применяют только для изделий, критичных к воздействию нижних значений температуры при пониженном давлении, о чем должно быть указано в стандартах и технических условиях (ТУ) на изделия.

При проведении испытания следует руководствоваться следующими положениями:

Испытания проводят в термобарокамере, которая должна обеспечивать испытательный режим с отклонениями, не превышающими указанные в ГОСТ 30630.0.0.

Если на изделия подают электрическую нагрузку, то в стенках термобарокамеры должны быть установлены герметичные соединители. Расстояние между соединителями выбирают такими, чтобы исключить появление между ними ионизационных процессов при заданных в стандартах и ТУ на изделия и ПИ [далее — нормативные документы (НД)] значениях давления и напряжения, подаваемых на испытываемые изделия. Для монтажа изделий в термобарокамере рекомендуется применять провода с фторопластовой изоляцией.

Если предусмотрена подача на изделия механической нагрузки, то в стенках термобарокамеры, при необходимости, должны быть предусмотрены устройства для подачи механической нагрузки.

Способ установки и положение изделий при испытаниях, а также минимально допустимые расстояния между изделиями в термобарокамере (для методов 209-2 и 209-3) и тепловые характеристики приспособлений устанавливают в стандартах и ТУ на изделия и ПИ.

Если изделия предназначены для эксплуатации со специальными монтажными приспособлениями (далее — приспособления), обеспечивающими необходимый отвод тепла, то должны быть приведены тепловые характеристики этих приспособлений и их подробное описание. При их описании следует пользоваться методикой, приведенной в приложении Б ГОСТ Р 51370.

Испытания проводят с учетом требований ГОСТ 30630.0.0.

Продолжительность испытания определяется временем, необходимым для проверки параметров изделия, и (или) временем достижения заданного режима.

В технически обоснованных случаях в стандартах и ТУ на изделия и ПИ устанавливают длительную (более 2 — 3 ч) продолжительность испытаний [например для проверки стойкости к пониженному давлению изделий, предназначенных для длительной эксплуатации в открытом космическом пространстве, имеющих контактные и (или) трущиеся поверхности или содержащих детали из полимерных материалов, свойства которых существенно могут изменяться вследствие улетучивания низкомолекулярных составляющих, в частности, пластификаторов].

Греющиеся изделия, предназначенные для эксплуатации при атмосферном давлении 1,33·10-6 гПа (10-6 мм рт.ст.), допускается испытывать при давлении 1,33·10-5 гПа (10-5 мм рт.ст.), за исключением негерметизированных изделий с трущимися или контактирующими поверхностями.

Изделия, предназначенные для эксплуатации при атмосферном давлении 1,33-10-9 гПа (10-9 мм рт. ст.) и ниже допускается испытывать при давлении 1,33·10-6 гПа (10-6 мм рт. ст.).

Перед помещением изделий в термобарокамеру их выдерживают в нормальных климатических условиях испытаний в течение времени, установленного в стандартах и ТУ на изделия.

ВизуальныйосмотриизмерениепараметровизделийпроводятвсоответствиисГОСТ30630.0.0.

Допускается проводить измерение параметров только в критических диапазонах давлений, указанных в стандартах и ТУ на изделия и определенных при испытании опытных образцов изделий или их аналогов.

При испытании изделий, предназначенных для работы только при указанных в ТЗ или стандартах и ТУ на изделия нижних значениях давления, измерение параметров проводят только при этих давлениях.

Изделия считают выдержавшими испытание, если в процессе и после испытания они удовлетворяют требованиям, установленным в стандартах и ТУ на изделия и ПИ для данного испытания.


  1. Испытания на воздействие пыли и песка

Такие испытания предназначены для проверки устойчивости изделий к работе в среде с повышенной концентрацией пыли (пыленепроницаемость) и разрушающим (абразивным) воздействием пыли.

Рисунок 6.6 Схема камеры пыли:

1 – направляющий щит; 2 – испытываемое изделие; 3 – камера пыли; 4 – поворотный стол; 5 – вентилятор; 6 – заслонка; 7 – электронагреватель


Стойкость изделий к воздействию пыли (песка) может обеспечиваться оболочками изделий (изделия группы 1) или другими способами (полностью или частично) (изделия группы 2).

Для проверки соответствия изделий группы 1 необходимым требованиям применяют методы и их обозначения по ГОСТ 14254.

Для изделий группы 2 применяют методы проверки соответствия и их обозначения по настоящему стандарту. При этом следует учитывать, что для группы 1 большинство методов проверки соответствия идентичны, а их обозначения различны, так как обозначения методов по настоящему стандарту входят в общую систему обозначений методов испытаний на стойкость к ВВФ по ГОСТ30630.0.0.

Испытание проводят в камере пыли.

Относительная влажность воздуха в камере пыли при испытаниях должна быть не выше 25 %. Температуру воздуха в камере пыли устанавливают в пределах нормальных значений при испытаниях или устанавливают более высокие значения, если это необходимо для поддержания требуемой относительной влажности, но не выше верхнего рабочего значения, нормированного для изделий.

Относительную влажность определяют расчетным путем, исходя из влажности воздуха (относительной влажности и влагосодержания) в окружающем камеру пыли пространстве и температуры воздуха в камере. При температуре воздуха 40°C и выше относительную влажность допускается не определять.

Влагосодержание пыли перед началом испытаний должно быть не более 2,5 %.

Перед началом и после испытания (а если установлено в нормативной документации (далее - в НД) на изделия - то и в процессе испытаний) изделие должно быть подвергнуто внешнему осмотру и должны быть измерены его параметры, в частности - параметры, определяющие безопасность.

Должно быть указано, испытывают ли изделие в работе, в нерабочем состоянии или в состоянии готовности к работе. При этом для ЭРИ и других изделий, работающих с присоединением их к источникам электропитания, уточняют условия проверки электрической прочности изоляции изделия.

В целях наиболее точного воспроизведения условий эксплуатации в части воздействия пыли (песка) в НД на изделие должен быть оговорен порядок измерения его параметров после испытаний, а именно - должны ли измеряться все параметры изделия, или часть параметров, до удаления пыли (песка) или после удаления.

Изделия группы 1, к которым предъявлено требование пыленепроницаемости оболочек, считают выдержавшими испытание, если после него внутри оболочек не обнаружено пыли.

Изделия группы 1, к которым предъявлено требование пылезащищенности оболочек (первая характеристическая цифра 5), считают выдержавшими испытание, если они удовлетворяют требованиям по работоспособности, указанным в НД на изделие.

Изделия группы 2 считают выдержавшими испытание, если они удовлетворяют требованиям по работоспособности, указанным в НД на изделие.

Подготовка к испытаниям

Для создания требуемых испытательных режимов проводят подготовку устройств и приспособлений.  Камеру выводят на испытательный режим без размещения в ней изделия (изделий).

Измерения параметров испытательного режима на соответствие заданным значениям проводят периодически. Рекомендуемая периодичность измерений - через каждые 2 ч, но не менее двух раз при проведении одного режима.

Установленный испытательный режим поддерживают в течение продолжительности заданного режима испытаний, но не более 24 ч.

Предварительную отработку режима допускается не выполнять перед испытанием новой партии изделий, если испытания предыдущей партии проводились в том же режиме.

Изделия в камере пыли располагают таким образом, чтобы воздействие пыли максимально соответствовало воздействию пыли при эксплуатации.

СпособустановкиизделийуказываютвНДиТУнаизделияипрограммахиспытаний(далее-ПИ).Принеобходимостивовремяиспытанийможноменятьположениеизделий.Минимальноерасстояниеотизделийдостенкамерыиминимальноерасстояниемеждуизделиямидолжносоставлять25%линейногоразмераизделия.

Испытание на динамическое воздействие пыли (песка)

Данное климатическое испытание проводится с целью проверки устойчивости наружных частей изделия к разрушающему (абразивному) воздействию пыли (песка), а также с целью проверки пыленепроницаемости изделия и (или) его работоспособности в условиях воздействия летящей пыли (песка) в среде с повышенной концентрацией летящей пыли (песка) (в зависимости от того, какое требование предъявляется).

Испытание проводят методами 212-1 и 212-2.

Метод 212-1. Испытание с замкнутым циклом перемещения пылевой смеси в установке, в том числе:

- метод 212-1.1 - единый режим для сравнительных испытаний разнородных изделий;

- метод 212-1.2 – испытание конкретных типов изделий с параметрами режима, установленными в НД на изделие.

Метод 212-1.1. Испытание с замкнутым циклом перемещения пылевой смеси в установке, единый режим для сравнительных испытаний разнородных изделий.

Изделия помещают в камеру и располагают в ней таким образом, чтобы воздействие пыли максимально соответствовало воздействию пыли при эксплуатации. Способ установки изделий в камере указывают в НД на изделие.

Минимальное расстояние от изделий до стенок камеры и между изделиями должно быть не менее 10 см.

Изделия обдувают в течение 2 ч просушенной пылевой смесью со скоростью (15±1,5) м/с. Если проверяется пыленепроницаемость, то, при необходимости, через оболочку в процессе испытаний следует перекачивать воздух при помощи вакуумного насоса.

Массовая концентрация пыли (песка) в пылевой камере должна составлять (5±1,5) г/м3. Контроль массовой концентрации пыли (песка) осуществляют в соответствии с указаниями инструкции по эксплуатации камеры. Ориентировочное количество пыли (песка) в камере - 0,1% полезного объема камеры.

Состав пылевой смеси - 70% кварцевого песка, 15% мела и 15% каолина. Размер частиц должен быть таков, чтобы они проходили без остатка через сито с сеткой № 0224 и оставляли остаток около 3 % на сите с сеткой № 2.

Допускается вместо кварцевого песка использовать маршалит той же дисперсности.

При наличии специального технического обоснования по согласованию с заказчиком допускается в НД на изделия оговаривать другие требования к размеру частиц пылевой смеси и другие методы ее приготовления и определения.

При испытании изделия только на пыленепроницаемость к составу пылевой смеси добавляют флюоресцирующий порошок в количестве 10% объема пылевой смеси. Величина частиц порошка должна быть такова, чтобы они проходили через сито с сеткой № 005.

При испытании только на пыленепроницаемость изделие, как правило, испытывают в нерабочем состоянии.

При испытании на работоспособность изделие в процессе испытания может находиться в рабочем состоянии.

Изделие извлекают из камеры. При испытании на пыленепроницаемость, в случае использования флюоресцирующего порошка, для выявления пыли, проникшей вовнутрь изделия, его переносят в затемненное помещение, вскрывают и подвергают ультрафиолетовому облучению.

Изделие считают выдержавшим испытание, если в процессе и (или) после испытания оно удовлетворяет требованиям, установленным в НД на изделие для данного вида испытаний.

При этом:

а) в случае проверки устойчивости к абразивному действию пыли (песка) изделие считают выдержавшим испытание, если его внешний вид удовлетворяет требованиям, оговоренным в стандартах на изделие и ПИ;

б) в случае проверки пыленепроницаемости браковочным признаком служит наличие пыли, проникшей вовнутрь изделия.

Метод 212-1.2 – испытание конкретных типов изделий с параметрами режима, установленными в НД на изделие.

Испытание проводят, как установлено для метода 212-1.1, но параметры испытательного режима устанавливают в НД на изделие, выбирая значения параметров из следующих рядов:

концентрация пыли в камере:(1,5±0,3); (2,5±0,5); (6±3) г/м3;

продолжительность испытаний: 4 ,8, 24, 48 ч.

3. Испытания на воздействие солнечного излучения

Испытание на воздействие солнечного излучения

Данное климатическое испытание на воздействие солнечного излучения (испытание 211) проводят следующими методами:

211-1 - непрерывное воздействие излучения для негреющихся (нетепловыделяющих) изделий;

211-2 - циклическое воздействие излучения (8 + 16) ч для негреющихся (нетепловыделяющих) изделий;

211-3 - циклическое воздействие излучения (20 + 4) ч для греющихся (тепловыделяющих) изделий;

211-4 - циклическое воздействие излучения (8 + 16) ч для негреющихся (нетепловыделяющих) изделий, в том числе:

211-4.1 - испытание изделий, выделяющих тепло в течение воздействия излучения;

211-4.2 - испытание изделий, выделяющих тепло в течение суток;

211-5 - воздействие излучения при испытании на теплоустойчивость.

Испытание по методам 211-1 - 211-4 проводят с целью оценки длительного фотохимического и теплового воздействия солнечного излучения. При этом оценивают сохранение внешнего вида изделий или их отдельных узлов и деталей и проверяют их параметры после воздействия солнечного излучения (если иное не установлено для метода 211-4). Испытанию подвергают изделия или отдельные узлы или детали, не защищенные от непосредственного воздействия солнечного излучения, внешние конструктивные элементы которых выполнены из органических материалов.

Испытание по методу 211-5 проводят с целью более точного, чем по ГОСТ 15150, учета влияния на работоспособность изделий повышения температуры их оболочки вследствие воздействия солнечного излучения.

Примечание - В соответствии с ГОСТ 15150 учет повышения температуры изделий категории 1 вследствие воздействия солнечного излучения проводят путем дополнительного увеличения верхнего рабочего и предельного рабочего значений температуры окружающего воздуха, что также принимают во внимание при расчете и испытании изделий.

Испытание проводят в камере солнечного излучения, которая должна обеспечить требуемый испытательный режим по параметрам этого излучения с отклонениями, не превышающими указанные в таблице 1, а по параметрам температуры - в соответствии с 4.9 и допустимыми отклонениями по ГОСТ 30630.0.0. Испытание без принудительной циркуляции воздуха является предпочтительным. Для обеспечения равномерности распределения температуры в камере применяют принудительную циркуляцию воздуха со скоростью не более 1 м/с. Влажность в камере не нормируют и не контролируют.

Таблица 1

Параметры излучения

Характеристика излучения

Область спектра

ультрафиолетовая

видимая

инфракрасная, от 0,78 до 3,0

Ширина полосы, мкм

От 0,28 до 0,32

Св. 0,32 до 0,40

От 0,40 до 0,52

Св. 0,52 до 0,64

Св. 0,64 до 0,78

Поверхностная плотность потока излучения, Вт/м2

5

63

200

186

174

492

Допускаемое отклонение поверхностной плотности потока излучения, %

± 35

± 25

± 10

± 10

± 10

± 20

Примечание - Если применяемый источник излучения обеспечивает непрерывность во всей области спектра излучения, то допускается проверять характеристику излучения только по значениям интегральной поверхностной плотности потока излучения и по поверхностной плотности ультрафиолетовой части спектра; в этом случае допускаемые отклонения не превышают, соответственно, ± 10 и ± 25 %.

Испытание проводят с учетом требований ГОСТ 30630.0.0. Интенсивность излучения в заданной плоскости измерения следует контролировать непосредственно перед каждым испытанием. Температуру воздуха в камере контролируют непрерывно.

Изделие выдерживают в нормальных климатических условиях испытаний по ГОСТ 15150 в течение времени, установленного в стандартах и технических условиях на изделия и (или) программах испытаний (далее - в стандартах и ТУ на изделия и ПИ).

Если изделие при испытаниях располагают на опорной стойке или основании, то тепловые свойства последних должны соответствовать тепловым свойствам мест крепления в эксплуатации.

Данные о тепловых свойствах опорной стойки или основания должны быть приведены в стандартах и ТУ на изделия и ПИ.

Проводят визуальный осмотр и измерение параметров в соответствии с требованиями стандартов и ТУ на изделия и ПИ.

При испытании с целью проверки фотохимического воздействия излучения контролю подлежат только те параметры, стабильность которых зависит от состояния деталей или узлов из органических материалов либо имеющих органические покрытия и подвергающиеся непосредственному излучению.

Изделия помещают в камеру и располагают таким образом, чтобы более уязвимые детали (изготовленные из органических материалов или имеющие органические покрытия) были обращены к источникам излучения.

Если пространственное распределение интенсивности излучения неравномерно, то в процессе испытания допускается изменять направление облучения поворотом изделия (или узла, или детали) или изменением положения источника облучения.

Прииспытанииметодами 211-1-211-3 и 211-5 верхнеезначениетемпературыустанавливаютпотаблице 2.

Таблица 2

Значения температуры

Вид изделий

Верхнее значение температуры, °С, воздуха (в тени) в камере солнечного излучения при испытаниях изделий климатических исполнений

В, О, Т, ТС

УХЛ, У, М

ОМ

Изделия, для которых в нормативной документации (НД) заданы рабочее и предельное рабочее значения температуры

55

45

45

Изделия, для которых в НД задано только рабочее значение температуры

45

40

45


Для метода 211-1 выдержку проводят непрерывно в соответствии с рисунком 1, для методов 211-2- 211-4 - циклами. Продолжительность каждого цикла - 24 ч. Изменение температуры и режим излучения - в соответствии с рисунками 2 - 5. Для метода 211-4 в стандартах и ТУ на изделия и ПИ может быть предусмотрено измерение необходимых параметров изделий в процессе испытаний в период совместного воздействия верхнего значения температуры и солнечного излучения. Для метода 211-5 испытание проводят путем проверки изделий на теплоустойчивость методами 201-1.1или 201-2.1 и 201-2.2 по ГОСТ Р 51368 со следующими изменениями и дополнениями:

- выдержку проводят в камере солнечного излучения;

- верхнее значение температуры воздуха в камере устанавливают в соответствии с 4.9.1;

-режимыизменениятемпературыиизлученияустанавливают,какправило,какдляметода 211-2.Однакоеслипродолжительностьизмеренияпараметровизделия,предусмотренногодля методов201-1и201-2,превышаетпродолжительностьсовместноговоздействияверхнегозначениятемпературыиизлучения,применяютрежимыизменениятемпературыиизлучениякакдляметода211-3.

Метод 211-5 можно применять как начальную стадию испытаний изделий по методам 211-1 -211-4 или как самостоятельный вид испытаний.

В каждом методе интенсивность излучения должна быть равна значениям, указанным ниже.

Интегральная поверхностная плотность потока излучения - 1120 Вт/м2 (в том числе поверхностная плотность потока ультрафиолетовой части спектра 68 Вт/м2).

Спектральноераспределениеидопустимыеотклоненияинтенсивностидолжнысоответствоватьуказаннымвтаблице 1,приэтомдоза(средняяэнергетическаяэкспозиция)интегрального(суммарного)излучениязаодинцикл(дляметода 211-1 за24ч)составляет:

- для методов 211-2, 211-4 - 8,96 кВт/(м2·цикл);

- для метода 211-3 - 22,4 кВт/(м2·цикл);

- для метода 211-1 - 26,9 кВт/(м2·сут).

Если определяют устойчивость изделий к воздействию температуры воздуха и солнечного излучения, испытание проводят в течение одного или двух циклов по методу 211-5.

По окончании выдержки изделия извлекают из камеры, проводят визуальный осмотр и проверку параметров, указанных в 4.2, 4.10.

Изделия считают выдержавшими испытание, если в процессе и после испытания они удовлетворяют требованиям, установленным в стандартах и ТУ на изделия и ПИ для данного испытания.