Методическое пособие 576

поверхности изделий. Эти условия предусматривают строгое поддержание температуры (допустимое отклонение 1°С) при относительной влажности 73...77 %. Продолжительность предварительной выдержки определяется временем, достаточным для установления теплового равновесия изделий с окружающей средой. Обычно оно не превышает 2 ч. Первоначальные и заключительные измерения параметров изделий рекомендуется производить при одних и тех же значениях температуры и влажности окружающей среды.

При установке изделий в камере необходимо следить за тем, чтобы между изделиями и стенками камеры, а также между самими изделиями свободно циркулировал воздух. Способ установки и положение изделий при испытании имеют важное значение для воспроизводимости его результатов. Если при эксплуатации возможно несколько вариантов положения изделия, то следует выбрать вариант, обеспечивающий наибольшую жесткость испытания. Если в процессе испытания электрическая нагрузка на ЭС не подается, изделия располагают на сетках из капроновых нитей, натянутых на опоры. При испытании с электрической нагрузкой изделия устанавливают на специальных платах, приспособлениях (кассетах, держателях, контактирующих устройствах). Металлические части приспособлений обязательно должны иметь антикоррозионные покрытия. Время выдержки в испытательном режиме отсчитывают с момента установления режима в камере. Это время при повышенной/пониженной температуре должно быть достаточным для прогрева/охлаждения изделий по всему объему.

Внешний осмотр изделий осуществляют в соответствии с НТД.

Климатические испытания проводят не только на стадии проектирования ЭС, но и в серийном производстве для отбраковки потенциально ненадежных изделий (приемосдаточные испытания) и для контроля стабильности производства (периодические испытания). Режимы и условия

91

испытания ЭС устанавливают в зависимости от степени жесткости, которая, в свою очередь, определяется условиями дальнейшей эксплуатации ЭС в составе системы. Изделия считают выдержавшими испытание, если они во время и после его проведения удовлетворяют требованиям, заданным в программе испытаний и технических условиях для данного вида испытаний.

Для повышения информативности и эффективности климатических испытаний при освоении и производстве изделий целесообразно проводить их в такой последовательности, при которой каждое последующее испытание усиливает воздействие предыдущего, которое могло бы остаться незамеченным. Рекомендуется так называемая нормализованная последовательность климатических испытаний, включающая испытание при повышенной температуре, кратковременное испытание на влагоустойчивость в циклическом режиме (первый цикл), испытания на воздействия пониженных температуры и атмосферного давления, испытание на влагоустойчивость в циклическом режиме (остальные циклы). При этом между любыми из указанных испытаний допускается перерыв не более 3 суток, за исключением интервала между испытаниями на влагоустойчивость и на воздействие пониженной температуры, который не должен превышать 2 ч. Параметры изделий обычно измеряют в начале и конце нормализованной последовательности.

Воздействие повышенной температуры среды

Испытание проводят для проверки работоспособности ЭС и/или сохранения их внешнего вида при воздействии повышенной температуры и после него. Существует два метода испытания на воздействие повышенной температуры: под термической и под совмещенной нагрузкой (термической и электрической). По первому методу испытывают нетепловыделяющие ЭС, температура которых в процессе

92

эксплуатации зависит только от температуры окружающей среды; по второму — тепловыделяющие ЭС, которые в рабочем состоянии нагреваются за счет мощности, выделяемой под действием электрической нагрузки.

При испытании под совмещенной нагрузкой изделия помещают в камеру и испытывают при нормальной или максимально допустимой для них электрической нагрузке, соответствующей верхнему значению температуры внешней среды и устанавливаемой в зависимости от степени жесткости:

В зарубежной практике степень жесткости определяется не только температурой испытания, но и временем выдержки ЭС при этой температуре, которое выбирают из ряда 2, 16, 72, 96 ч. В отечественной практике время выдержки ЭС при испытании на повышенные температуры определяется временем, необходимым для достижения испытываемым изделием теплового равновесия с окружающей средой.

Возможны два способа проведения испытаний тепло-

выделяющих изделий. При первом момент достижения заданного температурного режима изделий фиксируют контролируя температуру воздуха в камере, которую устанавливают равной верхнему значению (указанному в ТУ) температуры окружающей среды при эксплуатации. При втором способе этот момент определяют контролируя температуру тех участков изделий, которые наиболее сильно разогреваются при работе ЭС, т.е. являются критичными для работоспособности изделий. Испытание первым способом осуществляют при достаточно большом объеме камеры, позволяющем имитировать условия свободного обмена воздуха

93

(в камере отсутствует принудительная циркуляция воздуха или ее охлаждающим действием можно пренебречь). При испытании тепловыделяющих ЭС вторым способом рекомендуется поддерживать скорость потока воздуха в камере при включении электрической нагрузки не более 1 м/с, чтобы не облегчать условий испытания образцов вследствие понижения их температуры за счет обдува.

После установления теплового равновесия измеряют параметры испытываемых изделий, не извлекая их из камеры. Для этого изделия подключают к наружным коммутационным цепям измерительной системы. Если же измерение параметров изделий в камере технически невозможно, то допускается кратковременное (до 3 мин) извлечение их из камеры для выполнения измерений.

Обычно испытание ЭС на воздействие повышенной температуры проводят в следующем порядке: выполняют первое измерение необходимых параметров ЭС и температуры контролируемых точек в нормальных климатических условиях; помещают ЭС в камеру тепла (тепловыделяющие — при электрической нагрузке, нетепловыделяющие — без нее) и выдерживают при рабочей температуре в течение времени, установленного в ПИ и ТУ; выполняют второе измерение оговоренных в ПИ и ТУ параметров ЭС; температуру в камере повышают до предельного значения для ЭС данной группы или оставляют равной рабочей (в случае равенства рабочей и предельной температур) и выдерживают изделия при этой температуре в течение 6 ч; если предельная температура превышает рабочую, то температуру в камере затем понижают до рабочего значения повышенной температуры и выдерживают испытываемые изделия в этих условиях до достижения температуры окружающей среды по всему объему изделий; включают ЭС (если они испытывались в выключенном состоянии) и выдерживают их до установления теплового равновесия; выполняют третье измерение параметров; сравнивают данные второго и третьего измерений

94

и решают вопрос о прекращении или продолжении испытания. Если измеренные параметры находятся в пределах установленных норм, испытание прекращают. В противном случае его продолжают до завершения трех циклов, считая за один цикл испытание при рабочей и предельной температурах.

Камеры тепла. Для испытания ЭС на воздействие повышенной температуры служат серийно выпускаемые отечественной промышленностью камеры тепла типа КТ с рабочим объемом 0,05...1 м3 и диапазоном изменения температуры 40...350°С. В случае необходимости камеры должны обеспечивать подключение электрических сигналов и измерение параметров — критериев годности в процессе испытания.

Камера тепла обычно выполняется в виде шкафа, верхняя часть которого является рабочим объемом, а внижней расположены блоки автоматического регулирования температуры и панель управления.

Рис. 26. Схема камеры тепла КТ-0,05-315М: 1 - заслонка; 2 - дверь; 3 - окно; 4 - полезный объем, 5 - воздухопровод; 6 - нагреватель, 7 - вентилятор

Воздействие пониженной температуры среды

Испытание осуществляют для проверки работоспособности ЭС и сохранения их внешнего вида при воздействии пониженной температуры и после него. Сначала параметры ЭС

95

измеряют в нормальных условиях, затем изделия помещают в камеру холода, устанавливают предельное значение температуры согласно следующим данным, оговоренным в ТУ:

Выдерживают ЭС при заданной температуре в течение времени, которое выбирают в зависимости от степени жесткости испытания из временного ряда значений, приведенных в ТУ, но не менее 24 ч; повышают температуру в камере до рабочей пониженной (в соответствии с ТУ для испытываемых ЭС) температуры и выдерживают их при электрической нагрузке в течение времени, достаточного для выравнивания температуры по всему объему;включают ЭС, проводят измерение оговоренных в ПИ и ТУ параметров и проверку работы органов настройки и коммутационных устройств; повышают температуру в камере до нормальной и выдерживают ЭС в течение времени, необходимого для их прогрева по всему объему; открывают камеру, производят внешний осмотр и измерение параметров ЭС.

В процессе испытания измеряют те же параметры, что и при испытании на воздействие повышенных температур. При этом для проверки работоспособности ЭС предусматривается выдержка их под электрической нагрузкой при заданной температуре. Если пониженная рабочая температура испытываемых ЭС не превышает —10 °С (по ТУ) и к изделиям предъявляют требования работы в условиях инея и росы, то данное испытание допускается совместить с испытанием на воздействие инея и росы. В этом случае по окончании испытания ЭС при пониженной рабочей температуре открывают камеру, повышают температуру в ней до нормальной (или изделия извлекают из камеры и переносят в

96

нормальные условия), включают ЭС, и они работают в течение 3 ч или в течение времени, указанного в ПИ и ТУ. Сразу после включения и через каждые 30...50 мин или через интервалы времени, указанные в ПИ и ТУ, проверяют работоспособность ЭС и измеряют их параметры. Затем изделия осматривают.

Камера тепла и холода. Если испытание на воздействие пониженной температуры среды проводят в камере тепла и холода, то температура стенок камеры после достижения температурной стабильности не должна отличаться от температуры испытания более чем на ±8 %. Требования к расположению испытываемых изделий аналогичны требованиям при испытании на воздействие повышенной температуры.

Воздействие изменения температуры среды и термоудар

Испытание на воздействие изменения температуры среды проводят для проверки работоспособности и сохранения внешнего вида ЭС после указанного воздействия. В зависимости от назначения и условий эксплуатации, а также от конструктивных особенностей ЭС испытание осуществляют по методу либо двух камер (для ЭС, которые в условиях эксплуатации подвергаются быстрому изменению температуры среды), либо одной камеры (при медленном изменении температуры среды). Для испытания устанавливают три цикла, если иное их число специально не оговорено в ТУ. Каждый цикл состоит из двух этапов-испытаний: при пониженной и повышенной температуре среды.

97

Рис. 27. Схема камеры тепла и холода КТХ-0,4-65/155: 1 - нагреватель; 2 - дверь; 3 - полезный объем; 4, 6 -

испарители; 5 - вентилятор; 7 - терморегулирующий вентиль; 8 - соленоидный клапан; 9, 20 - фильтры; 10, 14, 26 - теплообменники; 11, 23 - вентили; 12 - конденсатор теплотехнический; 13, - компрессоры; 15 - конденсаториспаритель; 16, 25 -термовентили; 17, 19, 21, 24 -соленоидные вентили; 18 - дюза; 27 - емкость

Термоциклирование — один из самых жестких видов климатических испытаний — позволяет выявить скрытые конструктивные дефекты и нарушения технологии.

Испытание на термоудар (на устойчивостьЭС к воздействию резких перепадов температур) проводят иногда наряду с испытанием на воздействие изменения температуры среды. Это испытание является весьма жестким и применяется для установления предельных прочностных свойств ЭС; по его результатам можно сравнительно быстро получить данные о наиболее слабых частях конструкции ЭС. Испытание осуществляют используя метод двух жидкостных ванн. При этом подвергают ЭС воздействию обычно 10 циклов, если иное

98

число не указано в ТУ и ПИ. Испытание в течение одного цикла проводят в двух ваннах: в одной вода имеет пониженную температуру, в другой — повышенную. Значения температур соответствуют испытательным режимам.

Воздействие повышенной влажности

Испытание проводят для установления влагоустойчивости ЭС. Различают два вида испытания на влагоустойчивость: длительное и ускоренное. Длительное испытание осуществляют с целью определения способности изделий сохранять свои параметры при длительном воздействии влажности и после его окончания; ускоренное испытание — с целью оперативного выявления грубых технологических дефектов в серийном производстве и дефектов, которые могли возникнуть в предшествующих испытаниях.

Оба вида испытаний могут быть проведены в циклическом (с конденсацией влаги) и непрерывном (без конденсации влаги) режимах. Конкретный режим испытания устанавливают в зависимости от назначения и условий эксплуатации ЭС в соответствии с табл. 4. Циклический режим испытания характеризуется воздействием повышенной влажности при циклическом изменении температуры воздуха в камере. Обычно его применяют для не имеющих уплотненных кожухов изделий всех классов, которые должны сохранять работоспособность в условиях росы.

Степени жесткости испытания на влагоустойчивость в зависимости от условия эксплуатации изделий в течение года.

99

Продолжительность испытания, суток, на влагоустойчивость при циклическом режиме в зависимости от степени жесткости.

Продолжительность испытания, суток, на влагоустойчивость в непрерывном режиме в зависимости от степени жесткости.

100