Провеждане на екологични тестове, gost: фактори и методи

Климатичното изпитване е един от методите за проверка на устойчивостта на продуктите към външни фактори. Неблагоприятните условия на околната среда могат да доведат до повреди на оборудването, критични структурни условия и риск от срутване, увреждане на защитните покрития, загуба на външен вид и засилени корозионни процеси. Такива тестове могат да се провеждат в специални затворени камери или на сметища няколко метода.

Обща концепция

Техническите продукти, работещи в открита атмосфера, са подложени на различни климатични фактори, които влошават тяхната ефективност: висока влажност, слънчева радиация, ниски или високи температури. Те се вземат предвид при проектирането на продукти. В зависимост от местоположението на района, в който ще се монтира оборудването, се определя климатичната версия и се избират подходящи материали, които да отговарят на техническите изисквания.

Климатичните тестове служат за оценка на функционалността (надеждност, устойчивост на повреди и натоварване, изолиране) и външния вид при дадени условия на работа. Проучванията показват, че най-опасните фактори, под чието въздействие в материалите протичат негативни физични и химични процеси, са ниските температури (повишена крехкост), високата влажност (ускоряване на корозионните процеси) и резките температурни колебания.

Резултатът от изпитването на експозиция на климатични условия може да бъде оценен както качествено, така и количествено. Обикновено те се извършват по време на фазата на разработване, но също и в серийното производство като отхвърляне на критични проекти (рутинни технологични изпитвания) и за проверка Стабилност на качеството (периодичен контрол).

Методология

Методът на климатичните изпитвания съгласно GOST 24813-81 зависи от техническите изисквания, които потребителят има към продукта, конкретните характеристики на дизайна, време на процеса Продължителността на този етап се определя от времето, необходимо за производствените и монтажните процеси, както и от условията на работа. Те са определени в съответните индустриални стандарти и строителни документи.

Тестовете се провеждат на 3 етапа:

1. Предварително кондициониране при определени климатични условия. Това е необходимо, за да се елиминира въздействието на предишните условия (влажност, температура, налягане). Продължителността на тази стъпка се определя от времето, необходими за изпитването се провежда на три етапа, за да се постигне топлинно равновесие. Това включва първоначално измерване и визуална проверка на обекта.
2. Параметризиране, експониране, изваждане от камерата (от мястото на изпитване), стабилизиране на външните условия за последваща оценка на обекта. Режимът на изпитване може да бъде краткосрочен, дългосрочен или цикличен.
3. Изследване и измерване на промените, изготвяне на заключения. Предвиждане на промени в изпълнението.

Ако обектът се състои от няколко елемента, по споразумение с клиента е възможно тези работи да бъдат извършени като част от целия продукт.

Етап на подготовка. Процедура за изпитване на проекта

Подготовката за изпитването на експозиция на климатични условия включва следните процедури:

• Проектиране на математически модел на съоръжението.
• Събиране на информация за възможни промени във функционалните или външните свойства на продукта, дължащи се на климатични фактори.
• Избор на тестово и измервателно оборудване, определяне на обхвата и последователността на работата, планиране, разработване на методология.
• Планиране на материалната, техническата и метрологичната поддръжка.
• Определяне на формуляри за отчитане.
• Инструктаж на оперативния персонал.
• Регулиране на тестовото оборудване.
• Избор на средства за обработка на получените данни.

Класификация

Климатичните изпитвания се класифицират по 3 критерия: метод на изпълнение, метод на излагане и вид на климатичния фактор.

В първия случай има 3 вида тестове:

1. Единични тестове. Продуктът е подложен само на един климатичен фактор. Те могат да варират в рамките на един тест, но въздействието им върху обекта е независимо. Предимството на този метод за изпитване на климата е простотата на оборудването. Недостатъците са непълно съответствие с реалните условия на работа.
2. Композитни тестове. Обектът също е изложен само на един фактор, но той се усилва от въздействието на предишния фактор. Пример за това е поставянето на обект в среда с висока влажност, последвано от понижаване на температурата.
3. Изчерпателни тестове. Обектът е подложен едновременно на комбинация от климатични фактори. Този тип е най-надежден, тъй като се доближава максимално до работните условия. Недостатъкът му е необходимостта от сложни съоръжения за изпитване.

Тестове in situ и ускорени тестове

В зависимост от начина, по който се въздейства върху обекта, се прави разграничение между изпитвания in situ и ускорени климатични изпитвания. Последното често се отнася за защитни покрития и пластмаси. Тъй като разграждането им се извършва за дълъг период от време, за да се намали времето, необходимо за получаване на резултатите, продуктите се подлагат на цикли, които симулират промени в условията в продължение на няколко месеца или години (промени в температурата и влажността, слънчева радиация). Експозицията се определя за едно или повече от следните неща.

Методите за ускорено изпитване на покрития и полимери са дадени в стандартите на Единната система за защита от корозия и стареене (EPCAS).

Климатични фактори

Класификацията на климатичните изпитвания се основава и на вида на излагане:

• По-високо или по-ниско атмосферно налягане.
• валежи (дъжд, сняг, замръзване и образуване на лед).
• Висока или ниска влажност.
• Морска мъгла, наситена със сол.
• Повишени или понижени температури.
• Ветрови натоварвания.
• Атмосфера, влага или почва, наситена с корозивни вещества.
• Внезапни температурни колебания.
• Повишено слънчево греене.
• Излагане на прах и пясък.

Съоръжения за изпитване

Продуктите се изпитват най-често в специални камери (климатични камери), в които изкуствено се създават подходящи климатични условия. Обектът за изпитване се монтира така, че да е възможно най-стабилен и да има свободна циркулация на въздуха между обекта и стените на инсталацията. Оборудването, необходимо за изпитване на климатични камери, варира в зависимост от изискванията. Разграничават се следните разновидности на такива инсталации:

• стрес от топлина, студ и вода;
• Загрейте и замразете;
• Солена мъгла;
• С аеродинамични тунели (изпитване в аеродинамичен тунел);
• леко стареене;
• термичен шок (в тях се създава температурен градиент);
• дъжд;
• слънчева радиация с източници на инфрачервена и ултравиолетова радиация;
• термобарични камери и други.

Ниските температури се постигат с помощта на хладилни агенти (течен азот, въглероден диоксид, амоняк) или компресионни изпарители.

Цялото оборудване за изпитване на климата трябва да се проверява периодично, за да се гарантира, че отговаря на посочените спецификации, и трябва да включва устройства за предотвратяване на неправилно функциониране поради грешка на оператора и външни фактори.

Тестване на големи продукти

Изследванията на възможностите на технически устройства или големи конструктивни елементи се извършват на стрелбища (климатични станции). В Русия единственият научен център за климатични тестове се намира в Геленджик (GTSKI VIAM). От 1925 г. насам основният акцент в нея е поставен върху изследването на потенциала на техническите апарати или елементи за големи предмети., проучване материали за авиационната индустрия и работи по системи за защита от корозия, стареене и биологични увреждания.

Предлагат се и мащабни климатични камери (камери с постоянен климат, Walk-In) с отделен достъп. Те служат за комплексно въздействие на температурата и влагата.

Изисквания към тестовите обекти

За провеждане на климатични изпитвания се допускат само продукти, окончателно сглобени, които отговарят на изискванията на нормативно-техническата документация по отношение на външния вид и работните параметри при налягане от 1 атм. и температура 20 °C.

При липса на оразмерени камери за изпитване части от обекта могат да бъдат засегнати. Ако структурните елементи са изложени на различни условия в реалния живот, са възможни 3 варианта на изпитване:

• отделно за всяка част (стига това да не застрашава функционалността)
• За целия продукт най-много неблагоприятни климатични условия фактори;
• на макет, който е напълно съобразен структурно и технологично с обекта.

Характеристики на изпитванията за корозия с химически агресивни вещества

Изпитванията с корозивни агенти се извършват в специални камери. В зависимост от вида на агресивната среда се различават 3 вида работа:

• атмосферни (отчита се съдържанието на хлориди, серен диоксид, азотни оксиди, нитритен водород и други съединения);
• Във вода със специфична киселинност, соленост, разтворен въглероден диоксид, сероводород, кислород, калциеви и магнезиеви соли и други химични елементи
• в почвата, чиито основни характеристики са влажност, соленост, агрегатно състояние, концентрация на хлориди, нитрати, сулфати, карбонати и други корозивни вещества.

Анализ на резултатите

След тестовете се записват стойностите на измерваните параметри и качествените данни. В доклада се включва следната информация:

• целта на работата;
• местоположението и използваните технически средства;
• допустими отклонения от разпоредбите и причините за тяхното приемане;
• открити дефекти;
• резултати от измерванията;
• препоръки за подобрения в дизайна или допълнителни тестове.

Климатично изпитване на покрития

Експлоатационният живот на защитните покрития силно зависи от климатичните условия и може да варира значително. Най-голямо влияние оказват следните фактори:

• Светлина и топлина. Това се отнася най-вече за ултравиолетовата радиация от слънцето, тъй като късовълновите лъчи разрушават свързващите вещества в покритията на боята. Това води до повишена крехкост, загуба на блясък и яркост.
• температурни колебания. В естествени условия те могат да достигнат 20 °C за 1 час. Високите температури ускоряват фотохимичните реакции при образуването на филма, ниските температури водят до крехкост на покритието, а разликите между тях водят до напукване поради промени във вътрешните напрежения.
• Влажност, която води до омекване и набъбване на защитните филми.
• Валежи и мъгла.
• Наличие на абразивни частици и вятър.

Тъй като покритията в естествени условия са изложени на целия набор от фактори едновременно, стандартът методи за изпитване Изпитвателните камери не са в състояние да възпроизведат тези ефекти.

Климатичните тестове на покритията в полигоните се извършват в съответствие с ГОСТ 6992-98. Пробите се поставят на стойки (на открито или на покрива на сградата) под ъгъл 45° спрямо хоризонта, с лице на юг. Тази схема позволява ускорено изпитване под въздействието на атмосферните условия. Вертикалното поставяне е по-подходящо за реални условия, но изисква по-голяма продължителност на теста.

Преди да бъдат монтирани на полигоните за изпитване, един от климатичните фактори в камерите трябва да бъде предварително обработен. Избира се видът агресивно действие, което е най-вероятно да повлияе на покритието при дадените условия на работа. Стоките се оценяват в съответствие с GOST 9.407-2015.