Испытание на воздействие повышенного давления

Испытание на воздействие пониженного атмосферного давления проводят с целью проверки способности изделий выполнять свои функции в условиях ухудшения теплоотдачи и возможности перегрева.

Зависимость давления от температуры окружающей среды имеет следующий вид:

аппаратура климатический проверка работоспособность

Р = Р0 (1+t/273),

где Р — давление газа при температуре 00С, Па; t — температура окружающей среды, 00С.

Испытания на воздействие пониженного атмосферного давления проводят либо при нормальной температуре испытаний, либо при верхнем значении температуры для испытываемых изделий, записанных в стандартах.

Испытанию при нормальной температуре подвергаются изделия, нагревающиеся при эксплуатации или не подверженные влиянию пониженного атмосферного давления. Испытанию при верхнем значении температуры подвергаются изделия, для которых нагрев при нагрузке, нормированной для пониженного атмосферного давления, является критичным. В этом случае изделия испытываются под электрической нагрузкой, вид и характер которой оговаривается в ТУ.

Продолжительность испытания, как правило, не превышает 30 мин. В отдельных случаях может устанавливаться длительное, более 2-3 ч, воздействие пониженного атмосферного давления.

Испытания на воздействие пониженного атмосферного давления производят в барокамерах или термобарокамерах. Барокамера представляет собой герметизированный шкаф, в который можно поместить испытываемое изделие через застекленную дверь 1, имеющую резиновое уплотнение (рис.2.1). Дверь герметично закрывается специальными болтами, которые плотно прижимают ее к шкафу.

Рисунок 2.1 — Устройство барокамеры

Смотровое окно 2 двери предназначено для наблюдения за работой испытываемых изделий. Наблюдение через смотровое окно позволяет при необходимости своевременно прекратить испытание и облегчает обнаружение мест пробоев или перекрытий по поверхности диэлектриков. Для подключения к испытываемому изделию источников питания и измерительной аппаратуры предусмотрены герметизированные выходы 3. Воздух отсасывается из камеры вакуумным насосом, который приводится в действие электродвигателем. Насос и электродвигатель расположены в ящике 4. Требуемое атмосферное давление устанавливают по показателям измерителя атмосферного давления — вакуумметра 5. По окончании испытаний производят впуск воздуха в камеру специальным краном.

В ходе испытаний изделие находится во включенном состоянии при заданном атмосферном давлении и в течении заданного времени, и при этом не должны наблюдаться нарушения коммутации электрических цепей, перекрытие между токоведущими элементами и появление короны на поверхности деталей. после испытаний производят внешний осмотр и проверку основных параметров в нормальных условиях. При внешнем осмотре следует обращать особое внимание на состояние контактов реле и переключателей и трещины в изоляционных материалах.

В реальных условиях эксплуатации изделий на больших высотах понижение атмосферного давления сопровождается понижением температуры. Поэтому для более полного воспроизведения условий, имеющихся в верхних слоях атмосферы, применяют термобарокамеры.

В рабочем объеме термобарокамеры создаются заданное пониженное атмосферно давление и заданная температура. Для создания, контроля и автоматического регулирования температуры применяют также устройства, как и для камер холода: систему компрессоров для последовательного сжатия фреона, испаритель, автоматический регулятор температуры и др. Для создания нужного атмосферного давления применяют такие же устройства, как и для барокамер: вакуумные насосы, вакуумметры, автоматические регуляторы давления и др. Смотровое окно термобарокамер имеет электрообогрев для предотвращения обледенения стекла. Основные положения, относящиеся к последовательности проведения испытаний, такие же, как и при испытаниях в барокамерах.

Испытание на воздействие повышенного атмосферного давления

Испытание на воздействие повышенного давления воздуха или другого газа проводят в барокамерах с целью проверки устойчивости параметров и сохранения внешнего вида изделий в условиях повышенного атмосферного давления.

Камера выполнена в виде шкафа, в верхней части которого расположены испытательная камера, панели автоматики и управления, вентилятор, приборы контроля и регулирования. В нижней части на раме размещены холодильный агрегат и вакуумный насос.

Испытание на воздействие статического гидравлического давления

Целью испытаний на воздействие статического гидравлического давления является определение работоспособности аппаратуры в условиях пребывания под водой. Испытания на водонепроницаемость проводят с целью проверки сохранения параметров аппаратуры после пребывания ее в воде.

Испытание оборудования на воздействие статического гидравлического давления проводят, помещая аппаратуру в бак с водой, где создается давление, соответствующее предельной глубине погружения, установленной в стандартах и ТУ. Испытание проводят в два этапа: сначала в течение 15 мин аппаратуру выдерживают при давлении на 50% больше давления предельной глубины погружения, затем после снижения давления до нормального снова повышают давление до значения, соответствующего уже предельной глубине погружения, и выдерживают аппаратуру в этих условиях в течение 24 ч. По окончании испытаний давление снижают до нормального и, не извлекая аппаратуру из воды, проводят измерение выходных параметров, указанных в ТУ и программе испытания. Изделия считают выдержавшими испытание на воздействие статического гидравлического давления, если в процессе и после испытания они удовлетворяют требованиям, установленным в стандартах и ТУ на изделия и в программе испытания.

Испытание на водонепроницаемость проводят, погружая аппаратуру в нерабочем состоянии на 1 ч в ванну с водой. Глубина погружения от поверхности воды до верхней точки конструкции аппаратура должна быть 50 см, температура воды 20100С. Внешний осмотр и измерение параметров аппаратуры проводят после извлечения ее из ванной и удаления воды с поверхности.

Испытания на воздействие пониженного и повышенного атмосферного давления проводят в целях проверки способности и устойчивости параметров и сохранности внешнего вида изделия в условиях пониженного и повышенного атмосферного давления.

Испытание на воздействие пониженного атмосферного давленияприводят одним из следующих методов: 1) при нормальной температуре; 2) при повышенной рабочей температуре для изделий, предназначенных для работы при давлении 6,7 кПа и выше; 3) при повышенной рабочей температуре для изделий, предназначенных для работы при давлении ниже 6,7 кПа.

Первый метод применяют для испытания нетепловыделяющих изделий, а также для испытания тепловыделяющих изделий, для которых нагрев при электрической нагрузке, нормированной для пониженного атмосферного давления, не является критичным.

Второй и третий методы применяют для испытания тепловыделяющих изделий, для которых нагрев при электрической нагрузке, нормированной для пониженного атмосферного давления, является критичным.

Для обеспечения воспроизводимости результатов испытаний тепловыделяющих изделий на воздействие пониженного атмосферного давления необходимо правильно выбрать соотношения площади поверхности, окружающей изделия, и общей площади поверхности: изделия по ГОСТ 20.57.406–81.

Испытание проводят в барокамере, которая должна обеспечивать испытательный режим с отклонениями, не превышающими указанные в стандарте, ТУ или ПИ.

Способ установки и положение изделий при испытаниях, а также минимально допустимые расстояния между изделиями в барокамере устанавливают в стандартах, ТУ на изделия и ПИ. Определение минимально допускаемых расстояний между тепловыделяющими изделиями в барокамере проводят в соответствии с ГОСТ 20.57.406–81.

Приближенный расчет минимально допустимых расстояний между тепловыделяющими испытуемыми изделиями проведем для параллельно расположенных изделий, имеющих вид параллелепипеда.

При испытании изделий, предназначенных для работы при напряжении ниже 300 В, давление воздуха в барокамеру устанавливают в зависимости от пониженного атмосферного давления и повышенной температуры по ТУ на изделия и ПИ. Затем проводят проверку параметров изделий.

Для изделий, предназначенных для работы при давлении или выше 0,67 кПа и напряжении не ниже 300 В, давление в термобарокамере плавно снижают от 1,33 кПа до значения, установленного в стандартах, ТУ на изделия и ПИ. В течение всего времени изменения давления проверяют параметры, зависящие от электрической прочности воздушных промежутков.

При испытании изделий, предназначенных для работы при давлении не выше 0,67 кПа и напряжении не ниже 300 В, давление в барокамере устанавливают 1,33 кПа. Затем давление плавно снижают до номинального значения, при этом в течение всего времени изменения давления проверяют параметры, зависящие от электрической прочности воздушных промежутков. Перечень этих параметров устанавливают в стандартах, ТУ на изделия и ПИ.

Изделие выдерживают в условиях пониженного давления воздуха и повышенной температуры в течение времени, указанного в стандартах и ПИ. По истечении времени выдержки проверяют параметры, не извлекая изделия из камеры.

Испытание на воздействие повышенного давления воздухаили другого газа проводят следующим образом: изделие помещают в барокамеру, давление в которой доводят до заданного значения, выдерживают при этом давление в течение времени, установленного в стандартах, ТУ или ПИ, и проводят проверку параметров

изделия; давление в камере плавно снижают до нормального, после чего изделие извлекают из камеры, подвергают внешнему осмотру и проверяют параметры.

Изделия считают выдержавшими испытание, если в процессе испытания и после него они удовлетворяют требованиям, установленным в ТУ, стандартах и ПИ для данного вида испытаний.

ИСПЫТАНИЕ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Испытание проводят для проверки сохранности внешнего вида изделий или их отдельных деталей и узлов, а также их параметров после воздействия солнечного излучения. Облучение изделий, их узлов или деталей (кожухов, крышек, ручек, шкал и т.п.) осуществляют в камере СО-1 (0,5) солнечной радиации источниками инфракрасного и ультрафиолетового излучения.

Изделие в камере располагают так, чтобы наиболее уязвимые части его находились под воздействием источника облучения и не было взаимной экранизации. Спектр ультрафиолетового излучения должен лежать в пределах 280…400 нм. Интегральная плотность теплового потока солнечного излучения должна составлять 1120 Вт/м2 ± 10 %, в том числе плотность потока ультрафиолетовой части спектра 68 Вт/м2 ± 25 %. Концентрация озона в камере не должна превышать нормальную (ГОСТ 15150–69).

Если основной целью испытания является проверка воздействия ультрафиолетовой части спектра, испытание проводят следующим образом. Изделия помещают в камеру, включают источники ультрафиолетового излучения, после чего температуру воздуха в камере (в тени) устанавливают 55 ± 2 °С. Изделия облучают в течение 120 ч непрерывно или с перерывами.

Если основной целью испытания является проверка взаимодействия ультрафиолетовой части спектра с нагревом, испытание проводят по режиму, график которого указан на рис. 5, при этом продолжительность испытания составляет 10 циклов.

По окончании испытания изделия вынимают из камеры и проводят их внешний осмотр и измерение параметров указанных в стандартах, ТУ или ПИ. Контролю подлежат только те параметры, стабильность которых зависит от состояния конструктивных деталей или узлов из органических материалов (или имеющих органические покрытия) и подвергающихся непосредственному облучению. Изделия считаются выдержавшими испытания, если в процессе и после испытаний они удовлетворяют требованиям, установленным в стандартах и ТУ на изделия и ПИ для данного; вида испытаний.

Радиационная стойкость характеризует свойство аппаратуры, комплектующих элементов и материалов выполнять свои функции и сохранять параметры в пределах установленных норм во время и после действия ионизирующего излучения (ГОСТ 18298–79).

При оценке качества любого изделия имеет смысл оценивать не только его функциональные и эксплуатационные показатели, но и степень воздействия факторов окружающей среды, при которой изделие продолжает соответствовать заявленным характеристикам.

К климатическим испытаниям относятся: испытания на воздействие повышенной или пониженной температуры, повышенной или пониженной влажности, пониженного или повышенного атмосферного давления, соляного тумана и т.п.

Испытание на воздействие повышенной температуры до +150 °С

Проводят для проверки параметров изделий и внешнего вида в условиях и после воздействия повышенной температуры. Влияние повышенной температуры на надежность и работу изделия проявляется по-разному: образуются трещины в изоляционных материалах, уменьшается сопротивление проводников и изоляции, соответственно увеличивается вероятность электрических пробоев, нарушается герметичность изделия, в результате разрушения изолирующих покрытий. Также повышенная температура позволяет выявить потенциально не надежные изделия, у которых неисправности проявляются на границах рабочего температурного диапазона.

Испытание на воздействие пониженной температуры до – 70 °С

Проводят для проверки параметров изделий и внешнего вида в условиях и после воздействия пониженной температуры. Влияние пониженной температуры на надежность и работу изделия проявляется по-разному: при низких температурах пластмассы теряют прочность, резиновые части изделия становятся хрупкими и растрескиваются, металлы делаются ломкими, изменяются зазоры у изделия и т. п. При замерзании воды в порах материала ее объем увеличивается, это вызывает внутренние напряжения, которые могут привести к скрытым повреждениям изделия.

Испытание на воздействие повышенной влажности воздуха до 100 % относительной влажности воздуха

Проводят для определения способности изделий сохранять внешний вид и значения параметров, в условиях и/или после воздействия повышенной влажности. Действие влажности на изделия при их эксплуатации и хранении главным образом влияет на металлы и полимерные материалы. Влияние на металлы определяется в основном необратимыми процессами коррозия или электролиза. Для полимерных материалов может проявляться как обратимыми процессами (например, диффузия), так и необратимыми (старение и разрушение).

Воздействие повышенной влажности на ЭКБ главным образом проявляется накоплением влаги под корпусом изделия (если оно имеет внутренние полости), а это в свою очередь может привести к отказу изделия или повреждению корпуса при пайке.

Испытание на воздействие изменения температуры от – 70 °С до +150 °С

Проводят для определения способности изделий сохранять свой внешний вид и параметры после воздействия изменения температуры. Различают испытания на изменения температур двух видов: быстрое изменение температуры, постепенное изменение температуры. При испытании на быстрое изменение температуры заключается в том, что изделие переносится из предельной пониженной температуры в предельную повышенную температуру за малый промежуток времени (как правило не более 3 минут), и обратно. Постепенное изменение температуры главным образом характеризуется тем, что температура в камере меняется постепенно с определенной скоростью.

Основными параметрами, характеризующими процесс испытаний на воздействие изменения температуры, являются: повышенная и пониженная температура, длительность выдержки при различных температурах, скорость изменения температуры, интервал между выдержками при двух крайних температурах, число циклов.

Испытание на воздействие атмосферных конденсированных осадков (инея и росы)

Проводятся для проверки способности изделий выдерживать приложение номинального электрического напряжения при конденсации на них инея и росы.

Испытание на воздействие пониженного атмосферного давления до 5 мм.рт.ст.

Проводят для проверки способности изделий и упаковки выполнять свои функции в условиях атмосферного пониженного давления. Воздействие пониженного атмосферного давления при эксплуатации проводит к ухудшению теплоотдачи, а, следовательно, и возможности перегрева изделия.

Испытание на воздействие повышенного атмосферного давления до 2200 мм.рт.ст.

Проводят для проверки способности изделий выполнять свои функции и сохранять внешний вид после воздействия атмосферного повышенного давления. Воздействие высокого давления воздуха может вызвать повреждение оболочки, изменение параметров изделия, возможен даже выход из строя, особенно это важно для герметичных изделий.

Испытание на воздействие изменения давления воздуха от 5 мм.рт.ст. до 2200 мм.рт.ст.

Проводят для проверки способности изделий выполнять свои функции и сохранять внешний вид после воздействия давления воздуха. Резкие скачки давления могут привести к перегреву изделия или же к повреждению конструкции изделия. Если изделие герметично, то изменение давления очень значительно может повлиять на сохранение работоспособности.

Испытание на воздействие статической и динамической пыли, в соответствии с ГОСТ РВ 20.57.306 и ГОСТ РВ 20.57.416.

Проводят для проверки стойкости изделий при воздействие пыли (песка), а именно способности сохранять свою работоспособность в процессе и после действия пыли (песка). Также данное испытание позволяет определить стойкость к абразивному действию пыли при большой скорости воздушного потока в камере (10-15 м/с).

Испытание на воздействие соляного (морского) тумана, в соответствии с ГОСТ РВ 20.57.306 и ГОСТ РВ 20.57.416.

Проводят для проверки коррозийной стойкости изделий и определения их пригодности к эксплуатации во влажной атмосфере в присутствии солей. Под воздействием коррозии происходит самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия. В общем случае это разрушение любого материала: будь то металл, керамика или полимер.

Испытание на сохраняемость (ускоренную) и надежность (безотказность)

Сохраняемость проводят для выявления скрытых дефектов изделия, путем ускоренного старения изделия, при воздействии повышенной температуры. Безотказность также проводится для выявления скрытых дефектов изделия, помимо воздействия повышенной температуры, подвергается электрическому нагружению.

Ускоренные испытания на сохраняемость проводят путем экспериментального определения зависимости ресурса изделия от значений основных воздействующих факторов внешней среды: температуры и относительной влажности воздуха.

Режим и продолжительность ускоренных испытаний на безотказность определяют в следующей последовательности:

• проводят испытания по оценке конструктивно-технологических запасов (КТЗ) и выбирают предварительный режим ускоренных испытаний;
• проводят проверочные испытания в выбранном режиме;
• окончательно устанавливают режим и продолжительность ускоренных испытаний.

Определение режимов ускоренных испытаний на безотказность осуществляют в рамках отдельной программы. Испытания по оценке КТЗ проводят методом ступенчатых возрастающих нагрузок по температуре (в электрическом режиме), напряжению и (или) току. На основе анализа результатов испытаний по оценке КТЗ определяют область допустимого форсирования режимов.