Διεξαγωγή κλιματικών δοκιμών, GOST: παράγοντες και μέθοδοι

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Οι κλιματικές δοκιμές είναι μία από τις μεθόδους για τον έλεγχο της αντοχής των προϊόντων σε εξωτερικούς παράγοντες. Οι δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες μπορεί να οδηγήσουν σε αστοχία εξοπλισμού, κρίσιμη κατάσταση των κατασκευών και κίνδυνο κατάρρευσής τους, βλάβη στην ακεραιότητα των προστατευτικών επιστρώσεων, απώλεια εμφάνισης και εντατικοποίηση των διαδικασιών διάβρωσης. Τέτοιες δοκιμές μπορούν να πραγματοποιηθούν σε ειδικούς κλειστούς θαλάμους ή σε χώρους δοκιμών χρησιμοποιώντας διάφορες μεθόδους.

Γενική έννοια

Τα τεχνικά προϊόντα που λειτουργούν στην ανοιχτή ατμόσφαιρα επηρεάζονται από διάφορους κλιματικούς παράγοντες που επιδεινώνουν την απόδοσή τους: υψηλή υγρασία, ηλιακή ακτινοβολία, χαμηλές και υψηλές θερμοκρασίες. Λαμβάνονται υπόψη κατά το σχεδιασμό προϊόντων. Έτσι, ανάλογα με την τοποθεσία της περιοχής όπου θα λειτουργήσει ο εξοπλισμός, καθορίζεται ο κλιματικός σχεδιασμός και επιλέγονται τα κατάλληλα υλικά που πληρούντεχνικές απαιτήσεις.

Οι κλιματικές δοκιμές χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση των λειτουργικών ιδιοτήτων (αξιοπιστία, αντοχή σε καταστροφή και καταπόνηση, στεγανότητα) και εμφάνιση υπό καθορισμένες συνθήκες λειτουργίας. Όπως δείχνουν οι μελέτες, οι πιο επικίνδυνοι παράγοντες υπό την επίδραση των οποίων συμβαίνουν αρνητικές φυσικές και χημικές διεργασίες στα υλικά είναι οι χαμηλές θερμοκρασίες (αυξάνεται η ευθραυστότητα), η υψηλή υγρασία (επιτάχυνση των διεργασιών διάβρωσης) και οι ξαφνικές αλλαγές θερμοκρασίας.

Τα αποτελέσματα των δοκιμών για το κλίμα μπορούν να αξιολογηθούν τόσο ποιοτικά όσο και ποσοτικά. Συνήθως εκτελούνται στο στάδιο των εργασιών ανάπτυξης, καθώς και στη μαζική παραγωγή ως απόρριψη κρίσιμων δομών (τεχνολογικές δοκιμές σε τακτική βάση) και για έλεγχο της σταθερότητας της ποιότητας (περιοδικός έλεγχος).

Μεθοδολογία

Η μέθοδος κλιματικών δοκιμών σύμφωνα με το GOST 24813-81 εξαρτάται από τις τεχνικές απαιτήσεις που θέτει ο καταναλωτής στα προϊόντα, τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού, τη διαδικασία κατασκευής και εγκατάστασης, καθώς και από τις συνθήκες λειτουργίας. Καθορίζονται από τα σχετικά βιομηχανικά πρότυπα και την τεκμηρίωση σχεδιασμού.

Οι δοκιμές πραγματοποιούνται σε 3 στάδια:

1. Προκαταρκτική γήρανση σε συγκεκριμένες κλιματικές συνθήκες. Αυτό απαιτείται για την εξάλειψη της επίδρασης των προηγούμενων συνθηκών (υγρασία, θερμοκρασία, πίεση). Η διάρκεια αυτού του σταδίου καθορίζεται από το χρόνο που απαιτείται για τη θερμικήισορροπία. Ταυτόχρονα γίνονται αρχικές μετρήσεις και οπτικός έλεγχος του αντικειμένου.
2. Παράμετροι εξόδου στον τρόπο λειτουργίας, ταχύτητα κλείστρου, εξαγωγή από την κάμερα (από το σημείο δοκιμής), σταθεροποίηση εξωτερικών συνθηκών για την επακόλουθη αξιολόγηση του αντικειμένου. Η λειτουργία δοκιμής μπορεί να είναι σύντομη, μεγάλη ή κυκλική.
3. Βλέποντας και μετρώντας τις αλλαγές, εξάγοντας συμπεράσματα. Ανάπτυξη μιας προγνωστικής φύσης αλλαγών στα λειτουργικά χαρακτηριστικά.

Εάν το αντικείμενο αποτελείται από πολλά στοιχεία, τότε, σε συμφωνία με τον πελάτη, αυτές οι εργασίες μπορούν να πραγματοποιηθούν ως μέρος ολόκληρου του προϊόντος.

Προπαρασκευαστικό στάδιο. Σχεδιασμός τεχνολογίας δοκιμής

Η προετοιμασία για μια κλιματική δοκιμή περιλαμβάνει τις ακόλουθες διαδικασίες:

• Σχεδίαση μαθηματικού μοντέλου αντικειμένου.
• Συλλογή πληροφοριών σχετικά με πιθανή αλλαγή στις λειτουργικές ή εξωτερικές ιδιότητες του προϊόντος υπό την επίδραση κλιματικών παραγόντων.
• Επιλογή εργαλείων δοκιμής και μέτρησης, καθορισμός του αντικειμένου και της σειράς εργασιών, κατάρτιση χρονοδιαγράμματος, ανάπτυξη μεθοδολογίας.
• Υλικό σχεδιασμού, τεχνική και μετρολογική υποστήριξη.
• Ορισμός φορμών αναφοράς.
• Οδηγίες στο προσωπικό σέρβις.
• Εργαλεία δοκιμής εντοπισμού σφαλμάτων.
• Επιλογή μέσων για την επεξεργασία ληφθέντων δεδομένων.

Ταξινόμηση

Οι κλιματικές δοκιμές ταξινομούνται σύμφωνα με 3 κριτήρια: με τη μέθοδο εκτέλεσης, τη μέθοδο έκθεσης και τον τύπο του κλίματοςπαράγοντας.

Στην πρώτη περίπτωση, υπάρχουν 3 τύποι τέτοιων εργασιών:

1. Μονές δοκιμές. Το προϊόν επηρεάζεται μόνο από έναν από τους κλιματικούς παράγοντες. Για μία δοκιμή, μπορούν να αλλάξουν διαδοχικά, αλλά η επίδρασή τους στο αντικείμενο είναι ανεξάρτητη. Το πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου κλιματικών δοκιμών είναι η απλότητα του εξοπλισμού. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν την ελλιπή συμμόρφωση με τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας.
2. Σύνθετες δοκιμές. Το αντικείμενο επηρεάζεται επίσης από έναν μόνο παράγοντα, αλλά ενισχύεται από την επίδραση του προηγούμενου παράγοντα. Ένα παράδειγμα θα ήταν η τοποθέτηση ενός προϊόντος σε περιβάλλον με υψηλή υγρασία και στη συνέχεια η μείωση της θερμοκρασίας.
3. Σύνθετες δοκιμές. Το αντικείμενο επηρεάζεται ταυτόχρονα από ένα σύμπλεγμα κλιματικών παραγόντων. Αυτός ο τύπος είναι ο πιο αξιόπιστος, καθώς είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στις συνθήκες λειτουργίας. Το μειονέκτημά του είναι η ανάγκη για πολύπλοκες ρυθμίσεις δοκιμών.

Δοκιμές πεδίου και επιταχυνόμενες δοκιμές

Σύμφωνα με τη μέθοδο πρόσκρουσης στο αντικείμενο, διακρίνονται οι κλιματικές δοκιμές πλήρους κλίμακας και οι επιταχυνόμενες κλιματικές δοκιμές. Ο τελευταίος τύπος χρησιμοποιείται συχνά για προστατευτικές επιστρώσεις και πλαστικά. Δεδομένου ότι η καταστροφή τους συμβαίνει σε μεγάλο χρονικό διάστημα, προκειμένου να μειωθεί ο χρόνος απόκτησης αποτελεσμάτων, τα προϊόντα επηρεάζονται από κύκλους που προσομοιώνουν τις αλλαγές των συνθηκών για αρκετούς μήνες ή χρόνια (μεταβολές θερμοκρασίας και υγρασίας, ηλιακή ακτινοβολία). Ο αντίκτυπος καθορίζεται από έναν ή περισσότερους δείκτες.

Η μεθοδολογία για επιταχυνόμενες δοκιμές βαφής και πολυμερών δίνεται στα πρότυπα του Ενιαίου Συστήματος Προστασίας από τη Διάβρωση και τη Γήρανση (ESZKS).

Κλιματικοί παράγοντες

Η ταξινόμηση των κλιματικών δοκιμών πραγματοποιείται επίσης σύμφωνα με τον τύπο του παράγοντα που επηρεάζει:

• Υψηλή ή χαμηλή ατμοσφαιρική πίεση.
• Υετό (βροχή, χιόνι, παγετός, πάγος).
• Υψηλή ή χαμηλή υγρασία.
• Θαλασσινή ομίχλη κορεσμένη με άλατα.
• Υψηλή ή χαμηλή θερμοκρασία.
• Φορτίο ανέμου.
• Ατμόσφαιρα, υγρασία ή χώμα κορεσμένο με διαβρωτικές ουσίες.
• Ξαφνικές αλλαγές θερμοκρασίας.
• Αυξημένη ηλιακή ακτινοβολία.
• Έκθεση σε σκόνη και άμμο.

Εργαλεία δοκιμής

Πιο συχνά, τα προϊόντα δοκιμάζονται σε ειδικούς θαλάμους (τεχνητούς θαλάμους καιρού), όπου δημιουργούνται τεχνητά οι κατάλληλες κλιματικές συνθήκες. Το αντικείμενο τοποθετείται έτσι ώστε να εξασφαλίζεται η μεγαλύτερη σταθερότητα και να υπάρχει ελεύθερη κυκλοφορία αέρα μεταξύ αυτού και των τοιχωμάτων της εγκατάστασης. Ο εξοπλισμός των κλιματικών θαλάμων για δοκιμή μπορεί να είναι διαφορετικός και εξαρτάται από τις απαιτήσεις για την εργασία. Υπάρχουν οι ακόλουθοι τύποι τέτοιων εγκαταστάσεων:

• ζέστη-κρύο-υγρασία;
• ζέστη και κατάψυξη;
• spray αλατιού;
• με αεροσήραγγα (για δοκιμή ανέμου);
• ελαφριά παλαίωση;
• θερμικό σοκ (δημιουργείται μια σταγόνα σε αυτάθερμοκρασίες);
• βροχή;
• ηλιακή ακτινοβολία με πηγές υπέρυθρης και υπεριώδους ακτινοβολίας,
• θερμικοί θάλαμοι κενού και άλλοι.

Οι χαμηλές θερμοκρασίες επιτυγχάνονται χρησιμοποιώντας ψυκτικά μέσα (υγρό άζωτο, διοξείδιο του άνθρακα, αμμωνία) ή μονάδες εξάτμισης συμπίεσης.

Όλος ο εξοπλισμός περιβαλλοντικών δοκιμών πρέπει να ελέγχεται περιοδικά για απόδοση και να διαθέτει συσκευές που αποτρέπουν την αστοχία λόγω ανθρώπινου λάθους και εξωτερικών παραγόντων.

Δοκιμή μεγάλων αντικειμένων

Γίνεται έρευνα για τις δυνατότητες τεχνικών συσκευών ή μεγάλων δομικών στοιχείων σε πολύγωνα (κλιματικούς σταθμούς). Στη Ρωσία, το μοναδικό επιστημονικό κέντρο για κλιματικές δοκιμές βρίσκεται στο Gelendzhik (GTsKI VIAM). Από το 1925, ερευνά υλικά για την αεροπορική βιομηχανία και επεξεργάζεται συστήματα για την προστασία από τη διάβρωση, τη γήρανση και τη βιοζημία.

Υπάρχουν επίσης μεγάλοι θάλαμοι κλιματικών δοκιμών (κλιματικά δωμάτια, Walk-In) με ξεχωριστή είσοδο. Χρησιμεύουν για πολύπλοκες επιδράσεις θερμοκρασίας και υγρασίας.

Απαιτήσεις για δοκιμαστικά στοιχεία

Επιτρέπονται οι κλιματικές δοκιμές για προϊόντα που έχουν υποστεί τελική συναρμολόγηση και πληρούν τις απαιτήσεις της κανονιστικής και τεχνικής τεκμηρίωσης όσον αφορά την εμφάνιση και τις λειτουργικές παραμέτρους σε πίεση 1 atm. και θερμοκρασία 20 °C.

Ελλείψει συνολικών θαλάμων δοκιμής, επιτρέπεται η πρόσκρουση σε μέρη του αντικειμένου. Εάν τα δομικά στοιχεία σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας βρίσκονται σε διαφορετικές συνθήκες, τότε είναι δυνατές 3 επιλογές για δοκιμή:

• για κάθε μέρος ξεχωριστά (αν αυτό δεν παραβιάζει την απόδοση);
• συνολικά για ολόκληρο το προϊόν υπό τους πιο δυσμενείς κλιματικούς παράγοντες.
• στη διάταξη, πλήρως εποικοδομητικό και τεχνολογικά κατάλληλο για το αντικείμενο.

Χαρακτηριστικά δοκιμών αντοχής στη διάβρωση με χρήση χημικά επιθετικών ουσιών

Οι δοκιμές με τη χρήση διαβρωτικών ουσιών πραγματοποιούνται σε ειδικούς θαλάμους. Ανάλογα με τον τύπο του επιθετικού περιβάλλοντος, διακρίνονται 3 τύποι εργασίας:

• στην ατμόσφαιρα (λαμβάνοντας υπόψη την περιεκτικότητα σε χλωρίδια, διοξείδιο του θείου, οξείδια του αζώτου, νιτρώδες υδρογόνο και άλλες ενώσεις),
• σε νερό με συγκεκριμένη οξύτητα, αλατότητα, διαλυμένο διοξείδιο του άνθρακα, υδρόθειο, οξυγόνο, ασβέστιο, μαγνήσιο και άλλα χημικά στοιχεία.
• στο έδαφος, τα κύρια χαρακτηριστικά του οποίου είναι η υγρασία, η αλατότητα, η κατάσταση συσσωμάτωσης, η συγκέντρωση χλωριδίων, νιτρικών, θειικών, ανθρακικών και άλλων διαβρωτικών ουσιών.

Ανάλυση αποτελεσμάτων

Μετά τη δοκιμή, καταγράψτε τις τιμές των μετρούμενων παραμέτρων και των ποιοτικών δεδομένων. Η αναφορά υποδεικνύει τις ακόλουθες πληροφορίες:

• στόχος δουλειάς;
• τόπος διεξαγωγής και εφαρμοσμένες τεχνικέςκεφάλαια;
• επιτρεπόμενες αποκλίσεις από την κανονιστική τεκμηρίωση και τους λόγους υιοθέτησής τους;
• εντοπίστηκαν ελαττώματα;
• αποτελέσματα μέτρησης;
• Συστάσεις για την οριστικοποίηση του σχεδιασμού ή για πρόσθετες δοκιμές.

Κλιματικές δοκιμές επιστρώσεων

Η διάρκεια ζωής των προστατευτικών επιστρώσεων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις κλιματικές συνθήκες και μπορεί να ποικίλλει πολύ. Οι ακόλουθοι παράγοντες έχουν τη μεγαλύτερη επιρροή:

• Φως και ζεστασιά. Σε μεγαλύτερο βαθμό, αυτό ισχύει για την υπεριώδη περιοχή της ηλιακής ακτινοβολίας, καθώς οι ακτίνες βραχέων κυμάτων καταστρέφουν τα συνδετικά συστατικά στη σύνθεση των επικαλύψεων βαφής και βερνικιού. Το αποτέλεσμα είναι η αύξηση της ευθραυστότητάς τους, η απώλεια λάμψης και φωτεινότητας.
• Διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Υπό φυσικές συνθήκες, μπορούν να φτάσουν τους 20 ° C σε 1 ώρα. Οι υψηλές θερμοκρασίες επιταχύνουν τις φωτοχημικές αντιδράσεις στο διαμορφωτή μεμβράνης, οι χαμηλές θερμοκρασίες οδηγούν σε ευθραυστότητα της επίστρωσης και η διαφορά τους οδηγεί σε ρωγμές λόγω αλλαγών στις εσωτερικές τάσεις.
• Υγρασία για να μαλακώσει και να φουσκώσει τα προστατευτικά φιλμ.
• Υετός και ομίχλη.
• Παρουσία λειαντικών σωματιδίων και ανέμου.

Επειδή οι επικαλύψεις εκτίθενται φυσικά σε μια ολόκληρη σειρά παραγόντων ταυτόχρονα, οι τυπικές μέθοδοι δοκιμής θαλάμου δεν μπορούν να αναπαράγουν αυτά τα αποτελέσματα.

Οι κλιματικές δοκιμές επικαλύψεων σε χώρους υγειονομικής ταφής πραγματοποιείται σύμφωνα με το GOST 6992-98. Τα δείγματα τοποθετούνται σε βάσεις (σε ανοιχτό χώρο γης ή στην οροφή κτιρίου), υπό γωνία 45° προςορίζοντα, με νότιο προσανατολισμό. Αυτή η διάταξη επιτρέπει επιταχυνόμενες δοκιμές υπό την επίδραση των καιρικών συνθηκών. Η κάθετη τοποθέτηση ταιριάζει καλύτερα με τις πραγματικές συνθήκες, αλλά απαιτεί μεγαλύτερη δοκιμή.

Πριν από την εγκατάσταση στους χώρους υγειονομικής ταφής, πραγματοποιείται μια προκαταρκτική έκθεση σε έναν από τους κλιματικούς παράγοντες στους θαλάμους. Για να το κάνετε αυτό, επιλέξτε τον τύπο της επιθετικής πρόσκρουσης που έχει τη μεγαλύτερη επίδραση στην επίστρωση σε αυτές τις συνθήκες λειτουργίας. Η αξιολόγηση της ασφάλειας των ακινήτων πραγματοποιείται σύμφωνα με το GOST 9.407-2015.