Klimatologische tests uitvoeren, GOST: factoren en methoden

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Klimaattesten is een van de methoden om de weerstand van producten tegen externe factoren te testen. Ongunstige omgevingsomstandigheden kunnen leiden tot uitval van apparatuur, kritieke toestand van constructies en het risico van instorting, schade aan de integriteit van beschermende coatings, verlies van uiterlijk en intensivering van corrosieprocessen. Dergelijke tests kunnen worden uitgevoerd in speciale gesloten kamers of op testlocaties met behulp van verschillende methoden.

Algemeen concept

Technische producten die in de open atmosfeer worden gebruikt, worden beïnvloed door verschillende klimatologische factoren die hun prestaties verslechteren: hoge luchtvochtigheid, zonnestraling, lage en hoge temperaturen. Bij het ontwerpen van producten wordt hiermee rekening gehouden. Dus, afhankelijk van de locatie van het gebied waar de apparatuur zal worden gebruikt, wordt het klimaatontwerp bepaald en worden de juiste materialen geselecteerd die voldoen aantechnische vereisten.

Klimatologische tests worden gebruikt om de functionele eigenschappen (betrouwbaarheid, weerstand tegen vernietiging en stress, dichtheid) en het uiterlijk onder gespecificeerde bedrijfsomstandigheden te evalueren. Studies tonen aan dat de gevaarlijkste factoren onder invloed waarvan negatieve fysische en chemische processen in materialen plaatsvinden, zijn lage temperaturen (broosheid neemt toe), hoge vochtigheid (versnelling van corrosieprocessen) en plotselinge temperatuurveranderingen.

Klimaattestresultaten kunnen zowel kwalitatief als kwantitatief worden beoordeeld. Ze worden meestal uitgevoerd in het stadium van ontwikkelingswerk, maar ook in massaproductie als afwijzing van kritieke structuren (regelmatige technologische tests) en om de stabiliteit van de kwaliteit te controleren (periodieke controle).

Methodologie

De methode van klimaattests volgens GOST 24813-81 hangt af van de technische eisen die de consument stelt aan producten, ontwerpkenmerken, het fabricage- en installatieproces, evenals van de bedrijfsomstandigheden. Ze worden bepaald door relevante industrienormen en ontwerpdocumentatie.

De tests worden in 3 fasen uitgevoerd:

1. Voorlopige veroudering in gespecificeerde klimatologische omstandigheden. Dit is nodig om de invloed van eerdere omstandigheden (vochtigheid, temperatuur, druk) te elimineren. De duur van deze fase wordt bepaald door de tijd die nodig is voor de thermischeevenwicht. Tegelijkertijd worden de eerste metingen en een visuele inspectie van het object uitgevoerd.
2. Verlaat parameters naar de bedrijfsmodus, sluitertijd, extractie van de camera (van de testlocatie), stabilisatie van externe omstandigheden voor de daaropvolgende evaluatie van het object. De testmodus kan kort, lang of cyclisch zijn.
3. Veranderingen zien en meten, conclusies trekken. Ontwikkeling van een voorspellend karakter van veranderingen in operationele kenmerken.

Als het object uit meerdere elementen bestaat, kunnen deze werkzaamheden in overleg met de klant als onderdeel van het gehele product worden uitgevoerd.

Voorbereidende fase. Ontwerp van testtechnologie

Voorbereiding voor een klimaattest omvat de volgende procedures:

• Een wiskundig model van een object ontwerpen.
• Het verzamelen van informatie over een mogelijke verandering in de functionele of externe eigenschappen van het product onder invloed van klimatologische factoren.
• Kiezen van test- en meetinstrumenten, vaststellen van de omvang en volgorde van werkzaamheden, opstellen van een planning, ontwikkelen van een methodiek.
• Planningsmateriaal, technische en metrologische ondersteuning.
• Definieer rapportageformulieren.
• Instrueren van servicepersoneel.
• Testtools voor foutopsporing.
• Keuze van middelen voor het verwerken van ontvangen gegevens.

Classificatie

Klimatologische tests worden geclassificeerd volgens 3 criteria: door de methode van uitvoering, door de methode van blootstelling en door het type klimaatfactor.

In het eerste geval zijn er 3 soorten van dergelijk werk:

1. Enkele proeven. Het product wordt slechts door één van de klimatologische factoren beïnvloed. Voor één test kunnen ze sequentieel veranderen, maar hun effect op het object is onafhankelijk. Het voordeel van deze methode van klimaattesten is de eenvoud van de apparatuur. De nadelen zijn onder meer onvolledige naleving van echte bedrijfsomstandigheden.
2. Samengestelde tests. Het object wordt ook beïnvloed door slechts één enkele factor, maar wordt versterkt door de invloed van de vorige factor. Een voorbeeld is het plaatsen van een product in een omgeving met een hoge luchtvochtigheid en het vervolgens verlagen van de temperatuur.
3. Complexe tests. Het object wordt tegelijkertijd beïnvloed door een complex van klimatologische factoren. Dit type is het meest betrouwbaar, omdat het zo dicht mogelijk bij de bedrijfsomstandigheden ligt. Het nadeel is de noodzaak van complexe testopstellingen.

Veld- en versnelde tests

Volgens de methode van impact op het object worden grootschalige en versnelde klimaattests onderscheiden. Dit laatste type wordt vaak gebruikt voor beschermende coatings en kunststoffen. Aangezien hun vernietiging gedurende een lange periode plaatsvindt, worden producten, om de tijd die nodig is om resultaten te verkrijgen, te verkorten, beïnvloed door cycli die veranderingen in de omstandigheden gedurende meerdere maanden of jaren simuleren (veranderingen in temperatuur en vochtigheid, zonnestraling). Impact wordt bepaald door een of meer indicatoren.

De methodologie voor het versneld testen van verfcoatings en polymeren wordt gegeven in de normen van het Unified Corrosion and Aging Protection System (ESZKS).

Klimatische factoren

Classificatie van klimaattests wordt ook uitgevoerd volgens het type beïnvloedende factor:

• Hoge of lage atmosferische druk.
• Neerslag (regen, sneeuw, vorst, ijs).
• Hoge of lage luchtvochtigheid.
• Zeemist verzadigd met zouten.
• Hoge of lage temperatuur.
• Windbelasting.
• Atmosfeer, vocht of bodem verzadigd met bijtende stoffen.
• Plotselinge temperatuurveranderingen.
• Verhoogde zonnestraling.
• Blootstelling aan stof en zand.

Testtools

Meestal worden producten getest in speciale kamers (kunstmatige weerkamers), waar kunstmatig geschikte klimatologische omstandigheden worden gecreëerd. Het object wordt zo geplaatst dat de grootste stabiliteit is gewaarborgd en er een vrije luchtcirculatie is tussen het object en de wanden van de installatie. De uitrusting van klimaatkamers voor het testen kan verschillen en is afhankelijk van de vereisten voor het werk. Er zijn de volgende soorten van dergelijke installaties:

• warmte-koud-vocht;
• verwarmen en diepvriezen;
• zoutnevel;
• met windtunnels (voor windtesten);
• licht veroudering;
• thermische schok (er wordt een druppel in gecreëerdtemperaturen);
• regen;
• zonnestraling met bronnen van infrarood en ultraviolette straling;
• thermische vacuümkamers en andere.

Lage temperaturen worden bereikt met behulp van koelmiddelen (vloeibare stikstof, kooldioxide, ammoniak) of compressieverdampingsunits.

Alle apparatuur voor omgevingstests moet periodiek worden getest op prestaties en moet beschikken over apparaten die storingen door menselijke fouten en externe factoren voorkomen.

Grote items testen

Onderzoek naar de mogelijkheden van technische apparaten of grote structurele elementen wordt uitgevoerd op polygonen (klimaatstations). In Rusland is het enige wetenschappelijke centrum voor klimaattests gevestigd in Gelendzhik (GTsKI VIAM). Sinds 1925 doet het onderzoek naar materialen voor de luchtvaartindustrie en werkt het systemen uit voor bescherming tegen corrosie, veroudering en biologische schade.

Er zijn ook grote klimaattestkamers (klimaatkamers, Walk-In) met een aparte ingang. Ze dienen voor complexe effecten van temperatuur en vocht.

Vereisten voor testitems

Klimatologische tests zijn toegestaan voor producten die eindmontage hebben ondergaan en voldoen aan de eisen van wettelijke en technische documentatie wat betreft uiterlijk en operationele parameters bij een druk van 1 atm. en een temperatuur van 20 °C.

Bij afwezigheid van algemene testkamers is het toegestaan om de impact op delen van het object uit te voeren. Als de structurele elementen in reële bedrijfsomstandigheden zich in verschillende omstandigheden bevinden, zijn er 3 testopties mogelijk:

• voor elk deel afzonderlijk (als dit de uitvoering niet schendt);
• als geheel voor het gehele product onder de meest ongunstige klimatologische factoren;
• op de lay-out, volledig constructief en technologisch passend bij het object.

Kenmerken van corrosieweerstandstests met chemisch agressieve stoffen

Tests met het gebruik van bijtende stoffen worden uitgevoerd in speciale kamers. Afhankelijk van het type agressieve omgeving worden 3 soorten werk onderscheiden:

• in de atmosfeer (rekening houdend met het geh alte aan chloriden, zwaveldioxide, stikstofoxiden, waterstofnitriet en andere verbindingen);
• in water met een bepaalde zuurgraad, zoutgeh alte, opgeloste kooldioxide, waterstofsulfide, zuurstof, calcium, magnesium en andere chemische elementen;
• in de bodem, waarvan de belangrijkste kenmerken vocht, zoutgeh alte, aggregatietoestand, concentratie van chloriden, nitraten, sulfaten, carbonaten en andere bijtende stoffen zijn.

Analyse van resultaten

Noteer na het testen de waarden van de gemeten parameters en kwalitatieve gegevens. Het rapport geeft de volgende informatie:

• doel van het werk;
• locatie en toegepast technischfondsen;
• toegestane afwijkingen van de normatieve documentatie en de redenen voor hun goedkeuring;
• gedetecteerde defecten;
• meetresultaten;
• Aanbevelingen voor het finaliseren van het ontwerp of voor extra testen.

Klimatologische testen van coatings

De levensduur van beschermende coatings is sterk afhankelijk van de klimatologische omstandigheden en kan sterk variëren. De volgende factoren hebben de grootste invloed:

• Licht en warmte. Dit geldt in sterkere mate voor het ultraviolette gebied van zonnestraling, omdat kortegolfstralen de bindmiddelcomponenten in de samenstelling van verf- en laklagen vernietigen. Het resultaat is een toename van hun kwetsbaarheid, verlies van glans en helderheid.
• Temperatuurschommelingen. Onder natuurlijke omstandigheden kunnen ze in 1 uur 20 ° C bereiken. Hoge temperaturen versnellen fotochemische reacties in de filmvormer, lage temperaturen leiden tot brosheid van de coating en hun verschil leidt tot barsten als gevolg van veranderingen in interne spanningen.
• Vochtigheid om beschermende films te verzachten en op te zwellen.
• Neerslag en mist.
• Aanwezigheid van schurende deeltjes en wind.

Omdat coatings van nature aan een hele reeks factoren tegelijk worden blootgesteld, kunnen standaardkamertestmethoden deze effecten niet reproduceren.

Klimatologische tests van coatings op stortplaatsen worden uitgevoerd in overeenstemming met GOST 6992-98. Monsters worden op stands geplaatst (op een open stuk land of op het dak van een gebouw), onder een hoek van 45° tothorizon, op het zuiden gericht. Deze opstelling maakt versneld testen onder invloed van weersomstandigheden mogelijk. Verticale plaatsing komt beter overeen met de werkelijke omstandigheden, maar het vereist een langere test.

Vóór installatie op de stortplaatsen wordt een voorlopige blootstelling aan een van de klimatologische factoren in de kamers uitgevoerd. Selecteer hiervoor het type agressieve impact dat het grootste effect heeft op de coating in deze bedrijfsomstandigheden. De beoordeling van de veiligheid van eigendommen wordt uitgevoerd volgens GOST 9.407-2015.