Часть 2 испытания на воздействие естественных факторов. Особенности методики испытаний на климатические воздействия.

Испытания РЭС на воздействие климатических факторов проводят для про­верки способности изделий выполнять свои функции, сохранять параметры и внешний вид в пределах установленных норм при воздействии клима­тических факторов.

Принята следующая структура методики испытаний РЭС на климатические воздействия:

• предварительная выдержка, первоначаль­ные измерения параметров и внешний осмотр изделия.

• установка изделий в камеры, выдержка их в условиях испытательного режима, извлечение из камер и восстановление (конечная стабилизация свойств);

• внешний осмотр изделий и заключительные измерения параметров изделия.

Предварительную выдержку проводят с целью полного или частичного устранения последствий воздействия на изделия предыдущих условий. При установке изделий в камере климатических испытаний необходимо следить за тем, чтобы между изделиями и стенками камеры, а также между самими изделиями, свободно циркулировал воздух. Время выдержки в испытательном режиме отсчитывают с момента установления режима в камере.

Изделия в выключенном состоянии считаются достигшими температуры окружающей среды (теплового равновесия), если температура самых массивных частей, определяющих прогрев по всему объему, отличается от температуры окружающей среды не более чем на ±3°С.

При невозможности измерения параметров изделия без извлечения из испытательной камеры при различных видах испытаний допускается проводить эти измерения вне камеры. Методика и время измерения параметров после извлечения из камеры оговариваются в ПИ и ТУ на изделие.

Внешний осмотр изделий осуществляется в соответствии с НТД.

Климатические испытания проводят не только на стадии проектирования РЭС, но и в серийном производстве для отбраковки потенциально ненадеж­ных изделий (приемо-сдаточные испытания) и для контроля стабильности производства (периодические испытания).

Режимы и условия испытания РЭС устанавливают в зависимости от степе­ни жесткости, которая, в свою очередь, определяется условиями дальнейшей эксплуатации РЭС в составе системы. Изделия считают выдержавшими испытания, если они во время и после его проведения удовлетворяют требова­ниям, заданным в ПИ и ГУ для данного вида испытаний.

Для повышения информативности и эффективности климатических испытаний при производстве изделий целесообразно проводить их в последовательности, при которой каждое последующее испытание усиливает воздействие предыдущего.

Испытания на температурные воздействия.

Испытания на повышенную температуру.

Испытания на воздействие повышенной температуры проводят с целью опре­деления способности РЭС сохранять свои параметры и внешний вид в преде­лах ТУ в процессе и после воздействия верхнего значения температуры.

Различают два метода испытания РЭС на воздействие повышенной темпе­ратуры: испытание под термической нагрузкой, испытание под совмещенной термической и электрической нагрузкой.

Первому методу испытаний подвергаются нетеплорассеивающие изделия, температура которых в процессе эксплуатации зависит только от температуры окружающей среды, второму - теплорассеивающие РЭС, которые в рабочем состоянии нагреваются под действием электри­ческой нагрузки.

В отечественной практике время испытания на повышенные температуры определяется временем, необходимым для достижения испытываемым изде­лием теплового равновесия. В зарубежной практике степень жесткости опре­деляется не только температурой испытаний, но и временем выдержки при этой температуре.

Возможно два вида проведения испытаний теплорассеивающих изделий.

При первом способе достижение заданного температурного режима изделий определяется контролем температуры воздуха в камере, которая устанавлива­ется равной верхнему значению температуры окружающей среды при эксплу­атации (указанной в ТУ).

При втором способе достижение заданного температурного режима изделий определяют контролем температуры участка (блока) изделия, который имеет наибольшую температуру или является наиболее критичным для работоспо­собности изделия.

Измерение параметров испытываемых изделий проводят после достиже­ния теплового равновесия без извлечения изделий из камеры. Можно произвести измерение параметров вне камеры в течении 3 минут с момента извлечения изделия из нее.

Испытания на пониженную температуру.

Испытания на воздействие пониженных температур проводят с целью про­верки параметров изделий в условиях воздействия низкой температуры внеш­ней среды, а также после пребывания их в этих условиях. Изделия помещают в камеру холода, после чего устанавливают нижнее значение температуры по ТУ. Время выдержки при заданной температуре выбирают в зависимости от установленной жесткости испытаний из временного ряда значений, приведен­ных в ТУ.

Испытания на изменение температуры.

Испытания на изменение температур проводятся для определения способнос­ти изделий противостоять быстрой смене температур. Испытания проводятся одним из следующих методов:

Метод двух камер (быстрое изменение температуры). Испытания проводят в камерах тепла и холода без подачи на изделия электрической нагрузки. Изделия подвергают воздействию трех непрерывно следующих друг за дру­гом циклов, если большее число циклов не установлено в ТУ. Каждый цикл состоит из следующих этапов:

- изделие помещают в камеру холода и выдерживают в течении времени, указанного в ТУ.

- изделие переносят в камеру тепла и выдерживают в течении определенного времени.

Метод одной камеры (постепенное изменение температуры). Испытания проводят без подачи на изделия электрической нагрузки. Изделия подвергают воздействию двух непрерывно следующих друг за другом циклов. Каждый цикл состоит из следующих этапов:

- изделия помещают в камеру, после чего температуру понижают и выдер­живают в течении времени, указанного в ТУ;

- температуру в камере повышают, выдерживают и понижают в течение определенного времени.

Метод двух жидкостных ванн (резкое изменение температуры). Испытания проводят в двух ваннах с водой, в одной из которых вода имеет пониженную, а в другой повышенную температуру. Изделия подвергают воздействию 10 циклов. Каждый цикл состоит из следующих этапов:

- изделия погружают в ванну с холодной водой;

- изделия погружают в ванну с кипящей водой;

Испытания на воздействие инея и росы.

Испытания этого вида проводят в целях проверки способности изделий вы­держивать номинальное электрическое напряжение при конденсации на них инея и росы.

Испытания на воздействие атмосферных конденсированных осадков в лабораторных условиях проводят в камерах холода, влажности и термобарокамерах.

Порядок испытаний следующий:

- изделия помещают в камеру холода и выдерживают при температуре минус 20±5°С в течении 2 ч;

- изделия извлекают из камеры, помещают в нормальные условия, после чего на изделия подают электрическое напряжение, причем вид напряже­ния, его значение, время выдержки и место приложения устанавливают в НТД или ПИ.

Изделие считают выдержавшим испытание, если не произошло пробоя.

Испытания на воздействие повышенной влажности.

Влагоустойчивостью называют способность аппаратуры сохранять работоспо­собность в условиях повышенной относительной влажности.

Различают два вида испытания на влагоустойчивость: длительные и крат­ковременные. Длительные испытания проводятся с целью определения спо­собности изделий сохранять свои параметры в условиях и после длитель­ного воздействия влажности. Кратковременные испытания проводятся с целью оперативного выявления грубых технологических дефектов в серий­ном производстве и дефектов, которые могли возникнуть в предшествую­щих испытаниях.

Оба вида испытаний на влагоустойчивость могут проводиться в непрерыв­ном (без конденсации влаги) или циклическом (с конденсацией влаги) режи­мах.

1. Испытания без конденсации влаги (непрерывный режим).

В непрерывном режиме испытаний не предусматривается конденсации влаги на изделиях, поэтому непрерывные испытания проводят при постоян­ных значениях температуры и влажности в камере. Соответственно для длительного или ускоренного испытания время выдержки изделий при заданной температуре определяется необходимостью достижения изделием теплового равновесия. Затем относительную влажность воздуха в камере повышают до 95±3% и далее поддерживают ее и температуру постоян­ными в течении всего времени испытания.

2. Испытания с конденсацией влаги (циклический режим).

Этот режим характеризуется циклическим изменением температуры в камере при постоянной относительной влажности. В результате на изделии выпадает роса и затем испаряется, это способствует коррозии изделия. В результате изменения температуры изделия появляется разность давление внутри него и снаружи, вследствие чего влага просачивается внутрь элементов изделия. Учитывая эти особенности, испытания на влагоустойчивость в циклическом режиме рекомендуется проводить для изделий имеющих внутренние полости.

Испытания на воздействие солнечного излучения.

Испытания проводят для проверки сохранности изделий или их отдельных деталей, а также их параметров после воздействия солнечного излучения. Данному виду испытаний подвергаются РЭС или применяемые в них кон­структивные элементы и покрытия, выполненные из органических материа­лов, которые не подвергались другим видам испытаний.

Облучение изделий или деталей осу­ществляют в камере солнечной радиации источниками инфракрасного и ульт­рафиолетового излучения.

Изделия в камере располагают так, чтобы его наиболее уязвимые части находились под воздействием источника облучения и не было взаимной экра­низации. В камере осуществляют проверку воздей­ствия ультрафиолетовой части спектра на изделие.

Испытание проводят следующим образом: изделия помешают в камеру, включают источники ультрафиолетового излучения, после чего температуру воздуха в камере (в тени) устанавливают 55±2 ˚С. Изделия облучают в тече­нии 120 ч непрерывно или с перерывами.

По окончанию испытания изделия достают из камеры и проводят осмотр их внешнего вида и измерение параметров, указанных в ТУ или ПИ.

Испытания на воздействие пыли.

Испытания проводят для проверки устойчивости изделий к разрушающему воздействию пыли, т.е. проверки пыленепроницаемости изде­лий и их работоспособности в условиях воздействия среды с повышенной концентрацией пыли.

Существует два метода испытаний на воздействие пыли:

- испытание аппаратуры на воздействие статической пыли;

- испытание на воздействие динамической пыли.

В обоих случаях испытание изделий на воздействие пыли проводят в пыле­непроницаемой камере, полезный объем которой должен превышать объем ис­пытуемого изделия не менее чем в 5 раз. В камеру, снабженную устройством для непрерывной циркуляции воздуха, со скоростью 0,5-15 м/с перед испытаниями загружают пылевую смесь объемом 0,1 % полезного объема камеры.

Испытание аппаратуры при воздействии статической пыли проводят для про­верки способности изделий работать в среде с повышенной концентрацией пыли.

Изделия помещают в камеру и располагают на решетчатом столе таким образом, чтобы воздействие пыли было наиболее эффективным и соответ­ствовало возможному воздействию пыли в условиях эксплуатации. Способ установки изделий указывают в стандартах, ТУ на изделия и ПИ.

Температура воздуха в камере должна быть 55±3 °С при относительной влажности не более 50%. Пылевая смесь должна состоять из флюоресцирую­щего порошка. Скорость циркуляции воздуха в камере до начала оседания пыли должна быть 0,5-1 м/с.

После циркуляции воздуха в камере и последующего оседания пыли в течении 2 ч, испытываемую аппаратуру извлекают из камеры, удаляют пыль с наружных поверхностей, вскрывают и облучают ультрафиолетовым светом, чтобы установить проникшую в изделие пыль. При этом рекомендуется пользо­ваться лампами ультрафиолетового излучения типа ПРК со светофильтрами марки УФС.

Испытание аппаратуры при воздействии динамической пыли.

Изделия подвергают воздействию пылевой смеси, находящейся во взве­шенном состоянии в камере в течении 4 ч. Затем в течении 2 ч происходит оседание пыли без циркуляции воздуха в камере. Пылевая смесь содержит кварцевый песок (70%), мел (15%) и каолин (15%), проходящий через сито с сеткой по ГОСТ 6313-73. Скорость циркуляции воздуха в камере до оседания пыли должна быть 10-15 м/с. Аппаратура считается выдержавшей испытания, если в процессе или после испытания ее параметры удовлетворяют требованиям, установленным ТУ или ПИ для данного вида исселдования.

Испытания на воздействие атмосферного давления.

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

Испытания на воздействия пониженного атмосферного давления проводят одним из следующих методов:

• при нормальной температуре; при повышенной рабочей температуре для изделий, предназначенных для работы при давлении 6,7 кПа и выше;

• при повышенной рабочей температуре для изделий, предназначенных для работы при давлении ниже 6.7 кПа.

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

Испытания проводят в барокамере, которая должна обеспечивать испытательный режим. 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.

Испытание на воздействие повышенного атмосферного давления воздуха проводят следующим образом: аппаратуру 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 аппаратуры. Давление в камере плавно снижа­ют до нормального, после чего изделие извлекают из камеры, подвергают внешнему осмотру, проверяют параметры.

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

При составлении требований и основных положений к проведению испы­таний на воздействие атмосферного давления пользуются ГОСТ 24631-81 и ГОСТ 20.57.406-81.

Испытания на воздействие повышенного гидростатического давления.

Цель испытания - определение способности изделий сохранять свои парамет­ры в условиях пребывания под водой.

Испытания проводят следующим образом:

- изделия помещают в бак, в котором создают гидростатическое давление, установленное в ТУ;

- при этом давлении выдерживают в течении 15 мин, после чего давление снижают до нормального значения.

Затем давление повторно повы­шают до значения, соответствующего предельной глубине погружения. Изде­лия выдерживают при этом давлении в течении 24 ч, причем в конце прово­дят измерение параметров указанных в стандартах и ПИ для данного вида испытаний. После этого давление снижают до нормального и, не извлекая изделия из воды, проверяют параметры, указанные в стандартах и ПИ. После извлечения изделия из воды снова проводят проверку параметров, указанных в стан­дартах и ПИ.

Испытания на воздействие соляного тумана.

Испытания проводят в целях определения коррозионной стойкости изделий в атмосфере, насыщенной водными растворами солей.

Изделия помещают в камеру, температуру в которой устанавливают равной 27 ±2°С, и подвергают воздействию соляного тумана. Изделия располагают в камере так, чтобы в процессе испытания брызги раствора из пульверизатора или аэрозольного аппарата, а также капли с потолка, стен и системы подвесов, попадали на изделия.

Если изделие эксплуатируют в защитной оболочке, оно должно испыты­ваться в ней.

Раствор распыляют в течении 15 мин через каждые 45 мин.

По окончании испытания изделия промывают в дистиллированной воде, если это указано в ПИ или стандартах, после чего они должны быть просушены.

Испытания на внешнее воздействие воды.

По степени защищенности от воздействия воды изделия выпускают, как из­вестно, (ГОСТ 17786-72) в четырех исполнениях: В1,В2,ВЗ,В4.

Изделия должны быть работоспособны и сохранять свои характеристики при следующих условиях:

- В1 — при воздействии дождя, падающего под углом не более 60˚ к вертикали;

- В2 — при воздействии брызг воды, падающих в любом направлении;

- ВЗ — при воздействии струй воды, падающих в любом направлении;

- В4 — при полном погружении в воду.

Для изделий класса В1 испытания проводят подавая на изделия воду из решетчатой трубки, качающейся над изделием и отклоняющейся на 60˚ от вертикали. Продолжительность воздействия 10 мин. Интенсивность дождя измеряют в месте установки образца с помощью цилиндрического сборника в течении 30 с.

Для изделий класса В2 испытания проводятся по вышеизложенной методике, только трубка отклоняется на 170˚ от вертикали в обе стороны. Температура жидкости должна быть на 10-15˚С ниже температуры образца. Продолжительность испытания 2 ч.

Для изделий класса В3 проводят для определения стойкости изделия при накате волн. Для этого изделие обливают струей воды с четырех сторон, с расстояния 1,5 м от образца.

Испытания изделий класса В4 проводят для проверки устойчивости параметров РЭС к пребыванию их в воде. Для этого изделие опускают в воду на глубину 0,5-1 м, температура воды 10-30˚С, и выдерживают в течении 30 мин.

После испытаний изделие насухо протирают и вскрывают для установления отсутствия влаги внутри корпуса.

Испытания на ветроустойчивость.

Ветроустойчивостью называют способность РЭС сохранять, при воздействии ветра, свои характеристики в пределах норм, установленных в стандартах, ТУ или ПИ.

Испытания проводятся в следующем порядке:

- после измерений в нормальных условиях характеристик, установленных для испытаний данного вида, изделие включают и устанавливают в рабочем положении в аэродинамической трубе или под вен­тиляционной установкой.

- изделие включают и обдувают воздушным потоком под различными уг­лами (через 45°) по 5-10 мин в каждом положении (в направлении наиболь­шей парусности продолжительность обдува должна быть 20 мин);

- при воздействии воздушного потока проверяют требуемые характеристики;

- прекращают подачу воздуха и выключают изделие;

- изделие второй раз обдувают воздушным потоком со скоростью не менее 50 м/с под углами через 45˚ по 5-10 мин в каждом положении;

- после пребывания в нормальных условиях эксплуатации в течение времени, установленного в стандартах или ТУ, изделие включают и по истечении времени установления рабочего режима проверяют требуемые характеристики.

Испытания на герметичность.

Метод испытания на герметичность выбирают в зависимости от назначе­ния РЭС, их конструктивно-технологических особеннос­тей. Испытания на герметичность включают в технологический процесс изго­товления РЭС таким образом, чтобы предшествующие технологические опе­рации не приводили к случайному перекрытию течей.

При невозможности исключить случайные перекрытия течей в технологи­ческом процессе необходимо предусмотреть операции, обеспечивающие осво­бождение течей от закупорки.

Испытания на герметич­ность подразделяются на две группы: газовые и жидкостные.

Классификация наиболее распространенных методов испытания на герме­тичность и их общая характеристика приведены в справочном приложении 2 ГОСТ 24054-80.

Испытания герметичности РЭС проводят одним из следующих методов:

- проверка на обнаружение утечки жидкости (гидростатический метод);

- проверка на обнаружение утечки газа масс-спектрометром;

- проверка на проникновение жидкости и газа (параметрический метод);

- проверка на обнаружение утечки газа, в том числе путем обнаружения утечки воздуха или другого газа из внутренних объемов РЭС при погружении ее в жидкость с пониженным давлением и при повышенной температуре (пу­зырьковый, катодометрический метод);

- проверка на обнаружение утечки воздуха, подаваемого на изделие под давлением (манометрический метод);

- проверка путем проникновения паров влаги (влажностный метод).