Durchführung von Klimatests, GOST: Faktoren und Methoden

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Klimatests sind eine der Methoden zum Testen der Beständigkeit von Produkten gegenüber äußeren Faktoren. Ungünstige Umgebungsbedingungen können zu Geräteausfällen, kritischem Zustand von Bauwerken und der Gefahr ihres Einsturzes, Beschädigung der Integrität von Schutzbeschichtungen, Verlust des Aussehens und Verstärkung von Korrosionsprozessen führen. Solche Tests können in speziellen geschlossenen Kammern oder an Teststandorten mit verschiedenen Methoden durchgeführt werden.

Gesamtkonzept

Technische Produkte, die im Freien betrieben werden, sind verschiedenen klimatischen Faktoren ausgesetzt, die ihre Leistung verschlechtern: hohe Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung, niedrige und hohe Temperaturen. Sie werden bei der Produktgest altung berücksichtigt. So wird je nach Einsatzort der Geräte die klimatische Auslegung festgelegt und die passenden Materialien ausgewähltTechnische Voraussetzungen.

Klimatests dienen der Bewertung der funktionellen Eigenschaften (Zuverlässigkeit, Zerstörungs- und Belastbarkeit, Dichtheit) und des Aussehens unter festgelegten Betriebsbedingungen. Wie Studien zeigen, sind die gefährlichsten Faktoren, unter deren Einfluss negative physikalische und chemische Prozesse in Materialien ablaufen, niedrige Temperaturen (Versprödung steigt), hohe Luftfeuchtigkeit (Beschleunigung von Korrosionsprozessen) und plötzliche Temperaturwechsel.

Klimatestergebnisse können sowohl qualitativ als auch quantitativ bewertet werden. Sie werden in der Regel in der Phase der Entwicklungsarbeit sowie in der Serienfertigung zur Ablehnung kritischer Strukturen (regelmäßige technologische Tests) und zur Überprüfung der Stabilität der Qualität (periodische Kontrolle) durchgeführt.

Methodik

Die Methode der Klimaprüfung nach GOST 24813-81 hängt von den technischen Anforderungen ab, die der Verbraucher an Produkte, Designmerkmale, den Herstellungs- und Installationsprozess sowie von den Betriebsbedingungen stellt. Sie werden durch relevante Industriestandards und Designdokumentationen festgelegt.

Tests werden in 3 Stufen durchgeführt:

1. Vorreifung unter bestimmten klimatischen Bedingungen. Dies ist erforderlich, um den Einfluss der vorherigen Bedingungen (Feuchtigkeit, Temperatur, Druck) zu eliminieren. Die Dauer dieser Phase wird durch die Zeit bestimmt, die für die Thermik benötigt wirdGleichgewicht. Gleichzeitig werden erste Messungen und eine Sichtprüfung des Objekts durchgeführt.
2. Ausgangsparameter in den Betriebsmodus, Verschlusszeit, Extraktion aus der Kamera (vom Testgelände), Stabilisierung der äußeren Bedingungen für die anschließende Bewertung des Objekts. Der Testmodus kann kurz, lang oder zyklisch sein.
3. Veränderungen sehen und messen, Schlussfolgerungen ziehen. Entwicklung eines prädiktiven Charakters von Änderungen der Betriebseigenschaften.

Besteht das Objekt aus mehreren Elementen, so können diese Arbeiten nach Absprache mit dem Kunden als Teil des Gesamtproduktes ausgeführt werden.

Vorbereitungsphase. Design der Testtechnologie

Die Vorbereitung auf einen Klimatest umfasst folgende Verfahren:

• Entwurf eines mathematischen Modells eines Objekts.
• Sammeln von Informationen über eine mögliche Änderung der funktionellen oder äußeren Eigenschaften des Produkts unter dem Einfluss klimatischer Faktoren.
• Test- und Messwerkzeuge auswählen, Arbeitsumfang und Arbeitsablauf festlegen, Zeitplan erstellen, Methodik entwickeln.
• Planungsmaterial, technische und messtechnische Unterstützung.
• Meldeformulare definieren.
• Servicepersonal einweisen.
• Debug-Testwerkzeuge.
• Wahl der Mittel zur Verarbeitung empfangener Daten.

Klassifizierung

Klimatests werden nach 3 Kriterien klassifiziert: nach der Ausführungsmethode, nach der Expositionsmethode und nach der Art des KlimasFaktor.

Im ersten Fall gibt es 3 Arten solcher Arbeit:

1. Einzelversuche. Das Produkt wird nur von einem der Klimafaktoren beeinflusst. Für einen Test können sie sich sequentiell ändern, aber ihre Wirkung auf das Objekt ist unabhängig. Der Vorteil dieser Methode der Klimaprüfung liegt in der Einfachheit der Geräte. Zu den Nachteilen gehört die unvollständige Einh altung realer Betriebsbedingungen.
2. Verbindungstests. Das Objekt wird auch nur von einem einzigen Faktor beeinflusst, aber durch den Einfluss des vorherigen Faktors verstärkt. Ein Beispiel wäre, ein Produkt in eine Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit zu stellen und dann die Temperatur zu senken.
3. Komplexe Tests. Das Objekt wird gleichzeitig von einem Komplex klimatischer Faktoren beeinflusst. Dieser Typ ist am zuverlässigsten, da er den Betriebsbedingungen so nahe wie möglich kommt. Sein Nachteil ist die Notwendigkeit komplexer Testaufbauten.

Feld- und beschleunigte Tests

Je nach Art der Einwirkung auf das Objekt werden großflächige und beschleunigte Klimaprüfungen unterschieden. Der letztere Typ wird häufig für Schutzbeschichtungen und Kunststoffe verwendet. Da ihre Zerstörung über einen langen Zeitraum erfolgt, werden Produkte zur Verkürzung der Zeit bis zur Erzielung von Ergebnissen Zyklen ausgesetzt, die Änderungen der Bedingungen über mehrere Monate oder Jahre simulieren (Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen, Sonneneinstrahlung). Die Auswirkung wird durch einen oder mehrere Indikatoren bestimmt.

Die Methodik zur beschleunigten Prüfung von Lackschichten und Polymeren ist in den Normen des Einheitlichen Korrosions- und Alterungsschutzsystems (ESZKS) angegeben.

Klimafaktoren

Klassifizierung der Klimaprüfungen erfolgt auch nach Art des Einflussfaktors:

• Hoher oder niedriger atmosphärischer Druck.
• Niederschlag (Regen, Schnee, Reif, Eis).
• Hohe oder niedrige Luftfeuchtigkeit.
• Mit Salzen gesättigter Meeresnebel.
• Hohe oder niedrige Temperatur.
• Windlast.
• Atmosphäre, Feuchtigkeit oder Boden mit ätzenden Substanzen gesättigt.
• Plötzliche Temperaturänderungen.
• Erhöhte Sonneneinstrahlung.
• Einwirkung von Staub und Sand.

Testwerkzeuge

Meistens werden Produkte in speziellen Kammern (Kunstwetterkammern) getestet, in denen entsprechende klimatische Bedingungen künstlich geschaffen werden. Das Objekt wird so installiert, dass die größtmögliche Stabilität gewährleistet ist und eine freie Luftzirkulation zwischen ihm und den Wänden der Installation besteht. Die Ausstattung von Klimakammern für Prüfungen kann unterschiedlich sein und richtet sich nach den Anforderungen an die Arbeiten. Es gibt folgende Arten solcher Installationen:

• Hitze-Kälte-Feuchtigkeit;
• Erhitzen und Tiefkühlen;
• Salzspray;
• mit Windkanälen (für Windtests);
• Licht alterung;
• thermischer Schock (in ihnen entsteht ein TropfenTemperaturen);
• regen;
• Sonnenstrahlung mit Infrarot- und Ultraviolettstrahlungsquellen;
• thermische Vakuumkammern und andere.

Niedrige Temperaturen werden mit Kältemitteln (flüssiger Stickstoff, Kohlendioxid, Ammoniak) oder Kompressionsverdampfungseinheiten erreicht.

Alle Umgebungsprüfgeräte müssen regelmäßig auf Leistung getestet werden und über Geräte verfügen, die Ausfälle aufgrund menschlicher Fehler und externer Faktoren verhindern.

Testen großer Elemente

An Polygonen (Klimastationen) werden die Möglichkeiten von technischen Geräten oder großen Bauteilen erforscht. In Russland befindet sich das einzige wissenschaftliche Zentrum für Klimatests in Gelendzhik (GTsKI VIAM). Seit 1925 werden Materialien für die Luftfahrtindustrie erforscht und Systeme zum Schutz vor Korrosion, Alterung und Bioschädigung erarbeitet.

Es gibt auch große Klimakammern (Klimaräume, Walk-In) mit separatem Eingang. Sie dienen der komplexen Wirkung von Temperatur und Feuchtigkeit.

Anforderungen an Testobjekte

Klimatests sind für Produkte zulässig, die der Endmontage unterzogen wurden und die Anforderungen der behördlichen und technischen Dokumentation in Bezug auf Aussehen und Betriebsparameter bei einem Druck von 1 atm erfüllen. und einer Temperatur von 20 °C.

In Ermangelung von Gesamtprüfkammern darf der Schlag an Teilen des Objekts durchgeführt werden. Befinden sich die Bauteile im realen Betrieb in unterschiedlichen Zuständen, so sind 3 Möglichkeiten der Prüfung möglich:

• für jede Stimme einzeln (sofern dies nicht gegen die Aufführung verstößt);
• insgesamt für das gesamte Produkt unter ungünstigsten Witterungsbedingungen;
• grundrissgerecht, konstruktiv und technisch voll zum Objekt passend.

Merkmale von Korrosionsbeständigkeitsprüfungen mit chemisch aggressiven Substanzen

Tests unter Verwendung von ätzenden Substanzen werden in speziellen Kammern durchgeführt. Je nach Art der aggressiven Umgebung werden 3 Arten von Arbeiten unterschieden:

• in der Atmosphäre (unter Berücksichtigung des Geh alts an Chloriden, Schwefeldioxid, Stickoxiden, Nitritwasserstoff und anderen Verbindungen);
• in Wasser mit einem bestimmten Säuregeh alt, Salzgeh alt, gelöstem Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff, Sauerstoff, Kalzium, Magnesium und anderen chemischen Elementen;
• im Boden, dessen Hauptmerkmale Feuchtigkeit, Salzgeh alt, Aggregatzustand, Konzentration von Chloriden, Nitraten, Sulfaten, Karbonaten und anderen ätzenden Stoffen sind.

Analyse der Ergebnisse

Notieren Sie nach dem Testen die Werte der gemessenen Parameter und qualitativen Daten. Der Bericht enthält die folgenden Informationen:

• Ziel der Arbeit;
• Veranst altungsort und angewandte TechnikFonds;
• zulässige Abweichungen von der normativen Dokumentation und die Gründe für ihre Annahme;
• erkannte Mängel;
• Messergebnisse;
• Empfehlungen für die Fertigstellung des Designs oder für zusätzliche Tests.

Klimaprüfung von Beschichtungen

Die Lebensdauer von Schutzbeschichtungen ist stark von den klimatischen Bedingungen abhängig und kann stark variieren. Den größten Einfluss haben folgende Faktoren:

• Licht und Wärme. Dies gilt in verstärktem Maße für den ultravioletten Bereich der Sonnenstrahlung, da kurzwellige Strahlen die Bindemittelkomponenten in der Zusammensetzung von Farb- und Lackbeschichtungen zerstören. Das Ergebnis ist eine Zunahme ihrer Zerbrechlichkeit, ein Verlust an Glanz und Helligkeit.
• Temperaturschwankungen. Unter natürlichen Bedingungen können sie in 1 Stunde 20 ° C erreichen. Hohe Temperaturen beschleunigen photochemische Reaktionen im Filmbildner, niedrige Temperaturen führen zur Versprödung der Beschichtung und ihre Differenz führt zu Rissbildung aufgrund veränderter Eigenspannungen.
• Feuchtigkeit zum Aufweichen und Aufquellen von Schutzfilmen.
• Niederschlag und Nebel.
• Anwesenheit von abrasiven Partikeln und Wind.

Da Beschichtungen naturgemäß einer ganzen Reihe von Einflüssen gleichzeitig ausgesetzt sind, können Standard-Kammerprüfverfahren diese Effekte nicht reproduzieren.

Die klimatische Prüfung von Beschichtungen auf Deponien erfolgt gemäß GOST 6992-98. Proben werden auf Ständern (auf einer freien Fläche oder auf dem Dach eines Gebäudes) in einem Winkel von 45 ° platziertHorizont, nach Süden ausgerichtet. Diese Anordnung ermöglicht eine beschleunigte Prüfung unter Witterungseinfluss. Die vertikale Platzierung entspricht besser den realen Bedingungen, erfordert jedoch einen längeren Test.

Vor dem Einbau auf den Deponien wird eine Vorbelastung durch einen der Klimafaktoren in den Kammern durchgeführt. Wählen Sie dazu die Art der aggressiven Einwirkung, die bei diesen Betriebsbedingungen die größte Wirkung auf die Beschichtung hat. Die Bewertung der Sicherheit von Eigenschaften erfolgt gemäß GOST 9.407-2015.