ИСПЫТАНИЯ В УСЛОВИЯХ ПОНИЖЕННОГО АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ. БАРОКАМЕРЫ

Испытания на воздействие пониженного атмосферного давления предназначены для проверки способности изделий АЭ сохранять работоспособность в условиях высокогорья и после авиаперевозок. Эти испытания проводят двумя методами: при нормальной температуре и при повышенной рабочей температуре (для изделий, работающих при давлении ниже 670 мм рт. ст. (6,7 кПа)).

Первый метод предназначен для не тепловыделяющих изделий или тепловыделяющих изделий, для которых нагрев при электрической нагрузке не является критичным.

Второй метод используют для всех тепловыделяющих изделий, в том числе для которых нагрев при электрической нагрузке является критичным.

Для обеспечения воспроизводимости 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 — от 2 до 3 ч.

Испытания в условиях пониженного атмосферного давления проводят в барокамерах, представляющих собой шкаф, в верхней части которого расположены испытательная камера, система автоматики контроля и регулирования, кнопки управления и вентилятор, в нижней части — вакуумной насос. В камеру встроены разъемы для обеспечения подвода электрического тока к испытуемым изделиям и измерения их параметров в процессе испытаний.

Для повышения коэффициента использования испытательного оборудования барокамеру часто совмещают с тепловой или холодильной камерой для создания в ней дополнительно отрицательных и высоких температур. Примером может служить термобарокамера типа КТХБ-К-0,025-65/155 — барокамера тепла, холода, обеспечивающая диапазон температур 65—155°С.

ИСПЫТАНИЯ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ПЫЛИ И ПЕСКА

Испытания изделий АЭ на воздействие пыли предназначены для проверки их устойчивости в среде с повышенной концентрацией пыли (пыленепроницаемость) и к разрушающему (абразивному) воздействию пыли.

Эти испытания проводят в камерах пыли (рис. 7.6) в режимах, представленных в табл. 7.3.

Схема испытательной камеры на динамическое, статическое воздействие пыли и на пыленепроницаемость

Рис. 7.6. Схема испытательной камеры на динамическое, статическое воздействие пыли и на пыленепроницаемость:

  • 7 — направляющий щит; 2 — испытываемое изделие; 3 — камера пыли; 4 — поворотный стол; 5 — вентилятор для равномерного и направленного движения пыли;
  • 6 — направляющая заслонка; 7 — электронагреватель

Таблица 7.3

Режимы испытаний на воздействие пыли

Параметры

Воздействие пыли

динамическое

статическое

на проницаемость

Размер частиц, мкм

<200

<50

<50

Состав пыли

Кварцевый песок 70%, мел 15%, каолин 15%

Кварцевый песок 60%, мел 20%, каолин 20%

Не нормируется, добавляется 10% флюоресцирующего порошка

Концентрация, г/м3 (% от полезного объема партии)

(0,1)

2± 1(0,1)

Не нормируется

Скорость, м/с

10-15

0,5-1

0,5-1

Изделия помещают в камеру пыли, максимальное расстояние до стенок камеры и между изделиями — не менее 0,1 м, температура воздуха — 55°С при относительной влажности не более 50%.

Испытания проводят, обдувая изделия в течение 2 ч, затем вентилятор отключают и в течение 2 ч происходит оседание пыли без циркуляции воздуха. При испытаниях на работоспособность при воздействии пыли изделия могут находиться под электрической нагрузкой. При испытаниях на пыленепроницаемость изделия вскрывают и оценивают наличие пыли внутри корпуса.

ИСПЫТАНИЕ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ

Испытания на воздействие солнечной радиации предназначены для проверки сохранения внешнего вида и параметров изделий после воздействия солнечного излучения. Этот вид испытаний используют для проверки элементов конструкции и органических покрытий изделий АТЭ и АЭ, которые не подвергались другим видам испытаний. Испытания на воздействие солнечной радиации проводят в камере солнечной радиации (рис. 7.7).

  • 3
  • 4

Рис. 7.7. Схема камеры солнечной радиации:

7 — электродвигатель вентилятора; 2 — нагревательные элементы; 3 — датчики температуры; 4 — пирометр; 5 — электродвигатель вращения стола камеры; 6 — излучатели тепла инфракрасного излучения и ультрафиолетового света; 7 — камера; 8 — стол для испытуемого изделия; 9 — вытяжка; 10 — измеритель температуры; 11 — датчик контроля превышения температуры; 12 — регулятор температуры в камере

Изделие располагают в камере так, чтобы его детали, изготовленные из органических материалов или имеющие органические покрытия (в основном это изделия тропического исполнения), были обращены к источникам излучения. После проведения испытаний визуально оценивают состояние деталей и покрытий, а также проверяют электрические характеристики изделия.

Основными элементами камеры солнечной радиации являются: источники инфракрасного и ультрафиолетового света, нагреватели, создающие тепловой поток, и поворотный стол, на котором крепят испытуемое изделие. Спектральный состав и интенсивность, близкие к таким показателям солнечного света, обеспечивают ртутно-кварцевые лампы с вольфрамовой нитью накала, лампа ультрафиолетового излучения или газоразрядные ртутные лампы.

Спектр ультрафиолетового излучения — 280—400 Нм. Интегральная плотность теплового потока солнечного излучения может составлять до 1125 Вт/м2, в том числе ультрафиолетовой части спектра — до 68 Вт/м2. Концентрация озона в камере не должна превышать нормы по ГОСТ 15150—69. Температурный режим в камере обеспечивают автоматически. Стол, на котором крепится изделие, реверсивно перемещается на 360° при частоте вращения 1 мин-1.

Ниже представлены технические характеристики камеры солнечной радиации КСР-1:

рабочий объем, м3.....................................................................1,0

диапазон температур, °С...................................................15—100

суммарная плотность теплового потока на расстоянии 0,26—0,5 м от источника излучения, Вт/м2..................980—1960

потребляемая мощность, кВт...................................................9,5

ИСПЫТАНИЯ НА РАДИАЦИОННУЮ СТОЙКОСТЬ

Радиационная стойкость — это стойкость изделий АЭ к воздействию ионизирующего излучения. Ионизирующее излучение, вызывающее в материалах ионизацию, подразделяют на корпускулярное (нейтроны, протоны, ядра атомов) и квантовое гамма-и рентгеновское излучение. Для испытаний на радиационную стойкость применяют единицу меры радиационной дозы (экспозиционной) — НЕД (нейтронную единицу дозы). В качестве источников радиоактивного излучения применяют ускорители заряженных частиц или ядерные реакторы.

Ускорители делятся на линейные и циклические. В линейных ускорителях траектории заряженных частиц близки к прямой линии, а в циклических частицы под действием магнитного поля двигаются по орбитам, близким к круговым.

В практике используют линейные ускорители с энергией 1,2— 20 ГэВ, циклические — 20—25 МэВ.

В атомных реакторах, в которых происходит управляемая цепная реакция, излучается поток нейтронов и гамма-лучей. Основными элементами ядерного реактора являются: активная зона; отражатель нейтронов; теплоноситель; системы управления, регулирования и контроля; система охлаждения и биологическая защита.

Испытуемые изделия при помощи манипулятора вводятся в активную зону через вертикальный или горизонтальный каналы. После облучения изделий экспозиционной дозой их дезактивируют и проверяют их функционирование и электрические характеристики.

Степень радиационных повреждений изделия зависит от количества энергии и скорости ее передачи, а также от вида, параметров излучения и характеристик материала. Нейтронное и гамма-излучение вызывают в материалах объемные и одновременно поверхностные изменения, альфа-частицы и осколки ядер — только поверхностные.

Определено, что эффективность работы транзистора тем выше, чем меньше рекомбинируют при прохождении через базу инжектированные в ней неосновные носители. В связи с этим высокочастотные транзисторы с узкой базой более радиационно-стойкие, чем низкочастотные с широкой базой.

В интегральных микросхемах помимо ионизации происходят изменения теплового характера, так как энергия радиоактивного излучения преобразуется в тепло. Это определяет и температурные свойства материалов, используемых для производства микросхем.

Стойкость резисторов к радиоактивному излучению зависит от материала, из которого они изготовлены и технологии их производства. Наиболее стойкими являются резисторы остеклованные или опрессованные специальной пластмассой.

Для проведения испытаний на радиационную стойкость используют специальный измерительный комплекс, состоящий из линии передачи информации о состоянии испытуемого изделия из зоны облучения (дозиметры, датчики температуры); интерфейса; регистрирующей и вспомогательной аппаратуры; блока измерений; ко-мандно-управляющего блока и блока питания.

При работе с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений большое значение имеют правильная организация испытаний и соблюдение правил безопасности обслуживающим персоналом. Этими правилами предусмотрены обязательные инструктажи персонала, специальная защита от излучения, манипуляторы для перемещения изделия, периодическое дозиме-трирование помещения лаборатории и т.д.

Изделия, подвергшиеся облучению во время испытаний, в дальнейшем подлежат уничтожению или захоронению в специальных хранилищах.

ИСПЫТАНИЯ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ГРИБКОВОЙ ПЛЕСЕНИ

Испытания на воздействие грибковой плесени относятся к одному из видов испытаний на биостойкость. Они предназначены для определения способности изделий сохранять свои покрытия и параметры в условиях воздействия биологических дестабилизирующих факторов. Грибковая плесень производит наибольшие разрушения покрытий корпусных изделий.

Испытания на устойчивость к грибковой плесени проводят на образцах, которые не подвергались климатическим и механическим испытаниям. Допускается использование изделий, забракованных по электрическим параметрам. Для испытаний в соответствии с ГОСТ 9.048—89 «Единая система защиты от коррозии и старения. Изделия технические. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов» выбирают виды плесневых грибов, широко распространенных, имеющих быстрый рост и высокую стойкость к противогрибковым препаратам.

Для проведения таких испытаний используют камеры грибо-образования или термостаты, обеспечивающие температуру испытаний 29 ± 2°С, относительную влажность — более 90%. Кроме того, применяются эксикаторы, сушильные шкафы, автоклавы, биологические микроскопы, пульверизаторы, чашки Петри, пробирки и т.п.

Испытательная камера имеет двойные стенки, образующие воздушную рубашку, в которой циркулирует нагретый воздух. Внутри камеры обеспечиваются высокая равномерность распределения температуры и влажности по объему; отсутствие циркуляции воздуха и полное затемнение; обезвреживание воздуха, выходящего из камеры (уничтожение спор грибков); высокая грибостойкость материала и деталей камеры.

При подготовке испытаний на грибостойкость стерилизуют приспособления, в которых делают питательную среду для выращивания и хранения культур грибов, заранее выращивают культуры грибов, а изделия для испытаний проверяют и очищают от внешних загрязнений. За 2 ч до начала испытаний контролируют жизнеспособность спор грибов.

Согласно ГОСТ 9.048—89 «Единая система защиты от коррозии и старения. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов» испытания проводят двумя методами: первый, устанавливающий содержание в материалах изделия источников питания грибов; второй — влияние внешних загрязнений на грибоустойчивость. Используя первый метод испытаний, изделия тщательно промывают в этиловом спирте, второй — оставляют в том виде, в котором они поступили для испытаний.

Приспособления с двумя равными группами изделий с четным числом выборки помещают в камеру и обрабатывают равномерно предварительно приготовленной суспензией грибов концентрацией 1—2 млн спор/мм. На питательную среду контрольных чашек Петри наносят несколько капель испытательной суспензии грибов. После высыхания суспензии на образцах и в чашках Петри камеру закрывают на 28 сут. Расстояние между образцами — не менее 20 мм. Через 5 сут из камеры извлекают контрольные чашки Петри. Если в них рост грибов не наблюдается, то испытания повторяют на новых образцах с вновь приготовленной суспензией грибов.

По окончании испытаний оценивают грибоустойчивость по шестибальной шкале (0, 1, 2, 3, 4, 5), сравнивая с фотообразцами, которые приведены в ГОСТ 9.048—89 «Единая система защиты от коррозии и старения. Изделия технические. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов».

Считается, что изделия выдержали испытания, если рост грибов не превышает 2 баллов у первой группы образцов (0 — рост грибов не виден; 1 — проросшие споры незначительны) и 3 баллов у второй группы образцов (2 — наличие спор).

При проведении испытаний на грибоустойчивость следует, как и при испытаниях на радиационную стойкость, соблюдать меры безопасности (работать в специальной одежде, проводить инструктаж персонала, осуществлять дезинфекции).

Образцы после испытаний дезинфицируют в автоклаве при давлении 0,1 МПа и температуре 12ГС в течение 1 ч или промывают в 5%-м растворе фенола или формальдегида, а затем уничтожают.

ОСОБЕННОСТИ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ ТРОПИЧЕСКОГО И ОБЩЕКЛИМАТИЧЕСКОГО ИСПОЛНЕНИЙ

В соответствии с ГОСТ 16969.1-89 «Изделия электротехнические для районов с тропическим климатом. Общие технические требования и методы испытаний» должны быть обеспечены следующие основные требования:

  • • длительная эксплуатация изделий при номинальных значениях температуры окружающей среды;
  • • стойкость электроизоляционных и конструкционных материалов, антикоррозионной защиты и внешней отделки при длительной эксплуатации при номинальных значениях температуры и влажности воздуха, а также в условиях воздействия солнечной радиации, песка, пыли и соляного тумана;
  • • защита изделий от воздействия плесневых грибов;
  • • защита изделий на период транспортирования, хранения и монтажа.

Климатические испытания, в том числе на воздействие солнечной радиации, соляного тумана, влажности, песка и пыли, рассмотрены в предыдущих разделах. Ниже будут рассмотрены специфические виды испытаний, к которым относятся: испытания на воздействие верхнего значения температуры среды при эксплуатации; испытания на воздействие верхнего значения температуры среды при транспортировании и хранении; испытания на воздействие нижних значений температуры при транспортировании и хранении; испытания на воздействие влажности воздуха — ускоренный режим.

Следует отметить, что при производстве и проектировании изделий в тропическом и общеклиматическом исполнении опираются на требования к выбору металлов, электроизоляционных и прочих материалов и защитных покрытий. Например, углеродистые и низколегированные стали и чугуны применяют только с защитой от коррозии; алюминий и его сплавы — с защитными покрытиями; свинцовые сплавы не применяют; для пайки применяют специальные припои (для мягкой и твердой пайки); для изоляции применяют пластмассы с неорганическими наполнителями и т.д.

Ниже приведены особенности проведения климатических испытаний изделий тропического и общеклиматического исполнений:

  • • при испытаниях на воздействие верхнего значения температуры среды при эксплуатации в технически обоснованных случаях к изделиям дополнительно к электрической нагрузке прикладывают механическую нагрузку;
  • • испытания на воздействие верхнего значения температуры внешней среды при транспортировании и хранении можно совмещать с испытаниями на теплоустойчивость в неработающем состоянии, увеличивая температуру до верхнего предела и время пребывания изделий в камере более 3 ч;
  • • испытания на холодоустойчивость при транспортировании и хранении изделий допускается совмещать с испытанием на холодоустойчивость при эксплуатации;
  • • при ускоренном режиме испытаний на воздействие влаги режим испытаний составляет 4, 9 или 18 циклов по 24 ч при температуре 55 ± 2°С.
  • 24-часовой цикл состоит из следующих этапов:
    • • температура в камере повышается до 55 ± 2°С при влажности не менее 95%, за исключением последних 15 мин, в течение которых она должна быть не менее 90%. Скорость повышения температуры должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить конденсацию влаги на изделиях;
    • • в камере поддерживается относительная влажность воздуха 93 ± 3% за исключением первых и последних 15 мин, в течение которых она может быть от 90 до 100%. Окончание этого этапа — через 16 ± 0,5 ч от начала цикла;
    • • температуру в камере понижают в течение 8 ч до температуры не менее 5°С ниже верхнего значения 55 ± 2°С при относительной влажности не менее 15%, за исключением первых 15 мин, когда она должна быть не менее 90%. Допускается режим по циклограмме (см. рис. 7.3), но температура в камере понижается в течение 3—4 ч до 25 ± 3°С, при этом скорость снижения температуры в течение первых 1,5 ч должна быть такова, чтобы температура снижалась с этой скоростью до 25 ± 3°С за 3 ч;
    • • проверка сопротивления изоляции при испытаниях на влагостойкость проводится при отсутствии конденсата на изоляции.

ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ТРОПИЧЕСКОГО ИСПОЛНЕНИЯ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЕРМИТОВ И ГРЫЗУНОВ

Испытания на устойчивость изделий АЭ к воздействию термитов проводят в термостатах при температуре 26 ± 0,5°С, поддерживая влажность воздуха близкой к 100%. Испытания проводят на образцах материала размером 40 х 80 мм, закрывая их половину полоской фильтровальной бумаги. Смачиваемая водой бумага служит источником питания и влаги для термитов. Затем на каждый образец устанавливают два стеклянных садка, помещая в каждый по 50 термитов. Садки прижимают к образцам резиновыми кольцами. Жизнеспособность термитов оценивают по контрольным садкам. Время испытаний — 30 сут. Три раза каждую неделю учитывают степень повреждения материала по отверстиям, царапинам, разрыхлению и т.д.

Устойчивость к воздействию грызунов проверяют согласно ГОСТ Р 9.905—2007 «Единая система защиты от коррозии и старения. Методы коррозионных испытаний. Общие требования» и ГОСТ 9.057—75 «Единая система защиты от коррозии и старения. Материалы полимерные, древесина, ткани, бумага, картон. Метод лабораторных испытаний на устойчивость к повреждениям грызунами» следующим образом. Используют дрессированных грызунов, приученных доставать пищу, преодолевая преграду. Роль преграды при проведении испытаний выполняет испытуемый материал. Время испытаний — 24 ч. Образцы считают выдержавшими испытания, если они не повреждены или на их поверхности есть следы зубов грызунов в виде неглубоких царапин.

ИСПЫТАНИЯ НА МАСЛО- И БЕНЗОСТОЙКОСТЬ

Испытания на масло- и бензостойкость предназначены для проверки стойкости изделий АЭ к воздействию топливосмазочных материалов.

Этот вид испытаний служит мерилом стойкости лакокрасочных покрытий. Испытания заключаются в выдержке деталей с лакокрасочным покрытием в испытательной жидкости (90 частей по массе бензина и 10 бензола) в течение 1 ч. Наличие растворения, отлипания и других повреждений лакокрасочного покрытия не допускается.

Иногда испытания проводят в жидкости, состоящей из 90 частей бензина и 10 частей масла. Длительность выдержки оговаривается в НТД на изделие. В этом случае маркировка изделия должна хорошо читаться после его тщательной протирки.

Таким образом, климатические испытания при всем многообразии их видов и методов позволяют достаточно точно определять способность конструкции, материалов и комплектующих изделий работать устойчиво и надежно в различных климатических зонах. Отказы изделий АЭ в процессе эксплуатации, вызванные воздействием климатических дестабилизирующих факторов, позволяют уточнить испытательные режимы и использовать методы климатических испытаний в качестве технологических — термотоковой тренировки и стресс-испытаний для повышения качества

выпускаемых изделий.

Контрольные вопросы и задания

  • 1. Укажите виды климатических испытаний.
  • 2. Перечислите методы тепловых испытаний.
  • 3. Опишите особенности размещения изделий и датчиков в камере тепла при проведении термоиспытаний.
  • 4. Каковы особенности испытаний изделий АЭ при низких температурах?
  • 5. Укажите особенности испытаний на влагоустойчивость.
  • 6. В чем состоит методика испытаний на воздействие соляного тумана?
  • 7. Какие виды испытаний изделий на воздействие пыли и песка используют в практике?
  • 8. Назовите методы испытаний изделий на воздействие солнечной радиации.
  • 9. Как проводят испытания на радиационную стойкость?
  • 10. Каковы методы испытаний на воздействие грибковой плесени, термитов и грызунов?
  • 11. Укажите особенности климатических испытаний изделий исполнений «Т» и «О».
 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >