Provádění klimatických testů, gost: faktory a metody

Klimatické zkoušky jsou jednou z metod testování odolnosti výrobků vůči vnějším faktorům. Nepříznivé podmínky prostředí mohou vést k selhání zařízení, kritickému stavu konstrukcí a riziku jejich kolapsu, narušení integrity ochranných povlaků, ztrátě vzhledu a intenzifikaci korozních procesů. Tyto testy mohou být prováděny ve speciálních uzavřených komorách nebo na zkušebních stanovištích několika technikám.

Obecný pojem

Technické výrobky pracující v otevřené atmosféře jsou ovlivněny různými klimatickými faktory, které zhoršují jejich výkon: vysoká vlhkost, sluneční záření, nízké a vysoké teploty. Zohledňují se při navrhování produktů. V závislosti na umístění oblasti, kde bude zařízení provozováno, je tedy stanoveno klimatické provedení a je proveden výběr vhodných materiálů, které splňují technické požadavky.

Klimatické zkoušky slouží k posouzení funkčních vlastností (spolehlivost ,odolnost proti rozbití a zatížení, zachování těsnosti) a vzhledu za stanovených provozních podmínek. Jak ukazují studie, nejnebezpečnějšími faktory, pod jejichž vlivem dochází v materiálech k negativním fyzikálně-chemickým procesům, jsou nízké teploty( zvyšuje se křehkost), vysoká vlhkost (zrychlení korozních procesů) a náhlé změny teploty.

Výsledek testů na dopad klimatických faktorů lze vyhodnotit jak pomocí kvalitativních ukazatelů, tak kvantitativních. Obvykle se provádějí ve fázi vývojové práce, stejně jako v sériové výrobě jako vyřazení odpovědných konstrukcí (technologické zkoušky pravidelně) a pro ověření stabilita kvality (periodická kontrola).

Metodologie

Metoda klimatických testů podle GOST 24813-81 závisí na technických požadavcích, které spotřebitel klade na výrobky, konstrukční prvky, technologický postup výroba a instalace, jakož i provozní podmínky. Jsou stanoveny příslušnými průmyslovými standardy a konstrukční dokumentací.

Zkoušky se provádějí ve 3 fázích:

1. Předběžná expozice v předem stanovených klimatických podmínkách. To je nutné k odstranění vlivu předchozích podmínek (vlhkost, teplota, tlak). Doba trvání této fáze je určena časem, nezbytné pro aby byla stanovena tepelná rovnováha. To provádí počáteční měření a vizuální kontrolu objektu.
2. Výstup parametrů do provozního režimu, rychlost závěrky, extrakce z komory( z testovacího místa), stabilizace vnějších podmínek pro následné vyhodnocení objektu. Zkušební režim může být krátkodobý, dlouhý nebo cyklický.
3. Kontrola a měření změn, závěry. Vývoj prediktivní povahy změn provozních charakteristik.

Pokud se objekt skládá z několika prvků, pak po dohodě se zákazníkem můžete tyto práce provádět jako součást celého produktu.

Přípravná fáze. Návrh zkušební technologie

Příprava na zkoušku klimatickým dopadem zahrnuje následující postupy:

• Návrh matematického modelu objektu.
• Shromažďování informací o možné změně funkčních nebo vnějších vlastností produktu pod vlivem klimatických faktorů.
• Výběr zkušebních a měřicích prostředků, stanovení objemu a posloupnosti práce, vypracování harmonogramu, vývoj metodiky.
• Plánování materiální, technické a metrologické podpory.
• Definice formulářů hlášení.
• Instruktážní personál.
• Ladění testovacích nástrojů.
• Výběr prostředků pro zpracování přijatých dat.

Klasifikace

Klimatické zkoušky jsou klasifikovány podle 3 kritérií: podle metody provádění, podle způsobu dopadu a podle typu klimatického faktoru.

V prvním případě existují 3 typy takových prací:

1. Jednotlivé zkoušky. Produkt je ovlivněn pouze jedním z klimatických faktorů. V jednom testu se mohou postupně měnit, ale jejich vliv na objekt je nezávislý. Výhodou této metody klimatického testování je jednoduchost zařízení. Nevýhody zahrnují neúplnou shodu se skutečnými provozními podmínkami.
2. Složené zkoušky. Objekt je také ovlivněn pouze jedním jediným faktorem, ale je zesílen vlivem předchozího faktoru. Příkladem je umístění produktu do podmínek vysoké vlhkosti a poté snížení teploty.
3. Komplexní zkoušky. Zařízení je současně ovlivněno komplexem klimatických faktorů. Tento druh je nejspolehlivější, protože je co nejblíže provozním podmínkám. Jeho nevýhodou je nutnost použití složitých testovacích zařízení.

Přírodní a zrychlené zkoušky

Podle způsobu dopadu na objekt se rozlišují přirozené a zrychlené klimatické testy. Druhý typ se často používá pro ochranné povlaky a plasty. Vzhledem k tomu, že k jejich zničení dochází po dlouhou dobu, jsou výrobky ovlivněny cykly, které napodobují změny podmínek během několika měsíců nebo let (teplotní a vlhkostní rozdíly, sluneční záření), aby se zkrátila doba získávání výsledků. Stanovení expozice se provádí jedním nebo více opatřeními.

Technika pro provádění zrychlených testů nátěrových hmot a polymerů je uvedena ve standardech Jednotného systému ochrany proti korozi a stárnutí (ESZKS).

Klimatické faktory

Klasifikace klimatických testů se také provádí podle typu ovlivňujícího faktoru:

• Zvýšený nebo snížený atmosférický tlak.
• Srážky (déšť, sníh, tvorba námrazy, ledu).
• Vysoká nebo nízká vlhkost.
• Mořská mlha Plná solí.
• Zvýšená nebo snížená teplota.
• Zatížení větrem.
• Atmosféra, vlhkost nebo půda nasycená korozivzdornými látkami.
• Náhlé změny teploty.
• Zvýšené sluneční záření.
• Vystavení prachu a písku.

Zkušební prostředky

Nejčastěji se výrobky testují ve speciálních komorách (umělé meteorologické komory), kde jsou uměle vytvořeny vhodné klimatické podmínky. Zařízení je instalováno tak, aby byla zajištěna největší stabilita a mezi ním a stěnami zařízení byla volná cirkulace vzduchu. Vybavení klimatických komor pro zkoušky se může lišit a závisí na požadavcích na provedení práce. Existují následující odrůdy takových instalací:

• teplo-zima-vlhkost;
• teplo a hluboké zmrazení;
• solné mlhy;
• s aerodynamickými tunely (při testování větru);
• stárnutí světla;
• tepelný šok (v nich je vytvořen teplotní rozdíl);
• deště;
• sluneční záření se zdroji infračerveného a ultrafialového záření;
• termální komory a další.

Nízké teploty se dosahují pomocí chladiv (kapalný dusík, oxid uhličitý, amoniak) nebo kompresních odpařovacích zařízení.

Všechna zařízení pro testování klimatu musí být pravidelně kontrolována, aby splňovala deklarované vlastnosti, a musí mít zařízení, která zabraňují selhání v důsledku chyb obsluhy a vnějších faktorů.

Zkouška velkoobjemových výrobků

Výzkum schopností technických zařízení nebo prvků velkých konstrukcí se provádí na polygonech (klimatických stanicích). V Rusku je jediným vědeckým centrem pro klimatické testy v Gelendzhiku (FCC viam). V něm od roku 1925., prozkoumat materiály pro letecký průmysl a pracuje na systémech ochrany proti korozi, stárnutí a biopoškozování.

K dispozici jsou také velké klimatické komory pro testování (klimatické místnosti, Walk-In) se samostatným vchodem. Slouží ke komplexním účinkům teploty a vlhkosti.

Požadavky na testovací zařízení

K provádění klimatických testů jsou povoleny výrobky, které prošly konečnou montáží, které splňují požadavky regulační a technické dokumentace z hlediska vzhledu a provozních parametrů při tlaku 1 atm. a teplota 20 °C.

Při absenci celkových zkušebních komor je povoleno provádět účinky na části objektu. Pokud jsou konstrukční prvky v reálných provozních podmínkách v různých podmínkách, pak jsou možné 3 možnosti testování:

• pro každou část zvlášť (pokud není narušen výkon);
• obecně pro celý produkt s nejvíce nepříznivé klimatické činitel;
• na prkénku, které plně konstruktivně a technologicky odpovídá objektu.

Vlastnosti testů odolnosti proti korozi pomocí chemicky agresivních látek

Zkoušky s použitím korozivzdorných látek se provádějí ve speciálních komorách. Podle typu agresivního prostředí se rozlišují 3 typy práce:

• v atmosféře (zohledňuje se obsah chloridů, oxidu siřičitého, oxidů dusíku, dusitanu vodíku a dalších sloučenin);
• ve vodě s určitou kyselostí, slaností, obsahem rozpuštěného oxidu uhličitého, sirovodíku, kyslíku, vápenatých solí, hořčíku a dalších chemických prvků;
• v půdě, jejíž hlavní vlastnosti jsou vlhkost, slanost, agregační stav, koncentrace chloridů, dusičnanů, síranů, uhličitanů a dalších korozivních účinných látek.

Analýza výsledků

Po provedení testů se zaznamenají hodnoty měřených parametrů a kvalitativní data. Zpráva uvádí následující informace:

• účel prací;
• místo konání a použité technické prostředky;
• přijaté odchylky z regulační dokumentace a důvody jejich přijetí;
• zjištěné vady;
• výsledky měření;
• doporučení pro zdokonalení konstrukce nebo pro další testování.

Klimatické zkoušky povlaků

Životnost ochranných krytin je vysoce závislá na klimatických podmínkách a může se lišit ve velkých mezích. Největší vliv mají následující faktory:

• Světlo a teplo. Ve větší míře se to týká ultrafialové oblasti slunečního záření, protože krátkovlnné paprsky ničí vazebné složky ve složení nátěrových hmot. Výsledkem je zvýšení jejich křehkosti, ztráta lesku a jasu.
• Kolísání teploty. Za přirozených podmínek mohou dosáhnout 20 °C za 1 hodinu. Vysoké teploty urychlují fotochemické reakce ve filmu, nízké teploty vedou k křehkosti povlaku a jejich pokles k praskání v důsledku změny vnitřního napětí.
• Vlhkost, která podporuje změkčení a bobtnání ochranných fólií.
• Srážky a mlha.
• Přítomnost abrazivních částic a vítr.

Vzhledem k tomu, že povlaky v přírodních podmínkách jsou vystaveny celé řadě faktorů najednou, jsou standardní zkušební metoda tyto kamery nemohou reprodukovat tyto dopady.

Klimatické zkoušky povlaků na skládkách se provádějí podle GOST 6992-98. Vzorky jsou umístěny na stojanech (na otevřeném pozemku nebo na střeše budovy), v úhlu 45° k obzoru, lícem na jih. Toto uspořádání umožňuje zrychlené testy pod vlivem povětrnostních podmínek. Vertikální umístění lépe vyhovuje skutečným podmínkám, ale vyžaduje delší testování.

Před instalací na skládky před expozicí jednomu z klimatických faktorů v komorách. Za tímto účelem je vybrán druh agresivního účinku, který má největší vliv na pokrytí v těchto provozních podmínkách. Hodnocení bezpečnosti vlastností se provádí podle GOST 9.407-2015.