การทดสอบสภาพภูมิอากาศ GOST: ปัจจัยและวิธีการ

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

การทดสอบสภาพภูมิอากาศเป็นหนึ่งในวิธีการทดสอบความต้านทานของผลิตภัณฑ์ต่อปัจจัยภายนอก สภาวะแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยอาจนำไปสู่ความล้มเหลวของอุปกรณ์ สภาวะสำคัญของโครงสร้าง และความเสี่ยงที่จะเกิดการพังทลาย ความเสียหายต่อความสมบูรณ์ของสารเคลือบป้องกัน การสูญเสียรูปลักษณ์ และการเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการกัดกร่อน การทดสอบดังกล่าวสามารถทำได้ในห้องปิดพิเศษหรือในสถานที่ทดสอบโดยใช้หลายวิธี

แนวคิดทั่วไป

ผลิตภัณฑ์ทางเทคนิคที่ทำงานในบรรยากาศเปิดได้รับผลกระทบจากปัจจัยภูมิอากาศต่างๆ ที่ทำให้ประสิทธิภาพการทำงานแย่ลง: ความชื้นสูง รังสีดวงอาทิตย์ อุณหภูมิต่ำและสูง สิ่งเหล่านี้ถูกนำมาพิจารณาเมื่อออกแบบผลิตภัณฑ์ ดังนั้นขึ้นอยู่กับตำแหน่งของพื้นที่ที่จะใช้งานอุปกรณ์ การออกแบบภูมิอากาศจะถูกกำหนดและเลือกวัสดุที่เหมาะสมที่ตรงตามข้อกำหนดทางเทคนิค

การทดสอบสภาพภูมิอากาศใช้เพื่อประเมินคุณภาพการทำงาน (ความน่าเชื่อถือ ความต้านทานต่อการทำลายและความเค้น ความรัดกุม) และลักษณะที่ปรากฏภายใต้สภาวะการทำงานที่กำหนด จากการศึกษาพบว่า ปัจจัยที่อันตรายที่สุดภายใต้อิทธิพลของกระบวนการทางกายภาพและทางเคมีที่เป็นลบเกิดขึ้นในวัสดุ ได้แก่ อุณหภูมิต่ำ (ความเปราะบางเพิ่มขึ้น) ความชื้นสูง (การเร่งกระบวนการกัดกร่อน) และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างกะทันหัน

ผลการทดสอบสภาพภูมิอากาศสามารถประเมินได้ทั้งในเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ พวกเขามักจะดำเนินการในขั้นตอนของการพัฒนาเช่นเดียวกับในการผลิตจำนวนมากเป็นการปฏิเสธโครงสร้างที่สำคัญ (การทดสอบทางเทคโนโลยีเป็นประจำ) และเพื่อตรวจสอบความเสถียรของคุณภาพ (การควบคุมเป็นระยะ)

วิธีการ

วิธีการทดสอบสภาพภูมิอากาศตาม GOST 24813-81 ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดทางเทคนิคที่ผู้บริโภคกำหนดเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ คุณลักษณะการออกแบบ กระบวนการผลิตและการติดตั้ง ตลอดจนสภาพการทำงาน ถูกกำหนดโดยมาตรฐานอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องและเอกสารการออกแบบ

การทดสอบมี 3 ขั้นตอน:

1. การแก่ก่อนวัยในสภาพอากาศที่กำหนด สิ่งนี้จำเป็นเพื่อขจัดอิทธิพลของสภาวะก่อนหน้า (ความชื้น อุณหภูมิ ความดัน) ระยะเวลาของขั้นตอนนี้กำหนดโดยเวลาที่จำเป็นสำหรับอุณหภูมิสมดุล. ในเวลาเดียวกัน การวัดเบื้องต้นและการตรวจสอบด้วยสายตาของวัตถุก็ถูกดำเนินการ
2. ออกจากพารามิเตอร์ไปยังโหมดการทำงาน, ความเร็วชัตเตอร์, การดึงออกจากกล้อง (จากไซต์ทดสอบ), การรักษาเสถียรภาพของสภาวะภายนอกสำหรับการประเมินวัตถุในภายหลัง โหมดการทดสอบอาจเป็นแบบสั้น ยาว หรือแบบวนได้
3. ดูและวัดการเปลี่ยนแปลงสรุปผล การพัฒนาลักษณะการคาดการณ์ของการเปลี่ยนแปลงในลักษณะการปฏิบัติงาน

หากวัตถุประกอบด้วยองค์ประกอบหลายอย่าง ดังนั้น ตามข้อตกลงกับลูกค้า งานเหล่านี้สามารถดำเนินการเป็นส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์ทั้งหมดได้

ขั้นเตรียมการ. การออกแบบเทคโนโลยีทดสอบ

การเตรียมตัวสำหรับการทดสอบสภาพอากาศรวมถึงขั้นตอนต่อไปนี้:

• การออกแบบแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของวัตถุ
• การรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้ในคุณสมบัติการทำงานหรือคุณสมบัติภายนอกของผลิตภัณฑ์ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยภูมิอากาศ
• การเลือกเครื่องมือทดสอบและวัด กำหนดขอบเขตและลำดับของงาน จัดทำตารางเวลา พัฒนาวิธีการ
• สื่อการวางแผน การสนับสนุนทางเทคนิคและมาตรวิทยา
• กำหนดแบบฟอร์มการรายงาน
• สอนเจ้าหน้าที่บริการ
• เครื่องมือทดสอบดีบัก
• ทางเลือกในการประมวลผลข้อมูลที่ได้รับ

การจำแนก

การทดสอบภูมิอากาศจำแนกตามเกณฑ์ 3 ประการ: โดยวิธีการดำเนินการ, โดยวิธีการสัมผัสและตามประเภทของภูมิอากาศปัจจัย

กรณีแรก งานดังกล่าวมี 3 ประเภท:

1. ทดลองเดี่ยว. ผลิตภัณฑ์ได้รับผลกระทบจากปัจจัยทางภูมิอากาศเพียงอย่างเดียว สำหรับการทดสอบหนึ่งครั้ง พวกมันสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามลำดับ แต่ผลกระทบต่อวัตถุนั้นเป็นอิสระจากกัน ข้อดีของวิธีการทดสอบสภาพภูมิอากาศนี้คือความเรียบง่ายของอุปกรณ์ ข้อเสียรวมถึงการปฏิบัติตามเงื่อนไขการใช้งานจริงไม่สมบูรณ์
2. การทดสอบแบบผสม. วัตถุได้รับผลกระทบจากปัจจัยเดียวเท่านั้น แต่ได้รับการปรับปรุงโดยอิทธิพลของปัจจัยก่อนหน้า ตัวอย่างคือการวางผลิตภัณฑ์ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงแล้วลดอุณหภูมิลง
3. การทดสอบที่ซับซ้อน วัตถุได้รับผลกระทบจากปัจจัยภูมิอากาศที่ซับซ้อนพร้อมกัน ประเภทนี้น่าเชื่อถือที่สุดเนื่องจากใกล้เคียงกับสภาพการทำงานมากที่สุด ข้อเสียของมันคือความจำเป็นในการตั้งค่าการทดสอบที่ซับซ้อน

ภาคสนามและการทดสอบเร่งความเร็ว

ตามวิธีการกระแทกกับวัตถุ การทดสอบภูมิอากาศแบบเต็มรูปแบบและแบบเร่งนั้นมีความโดดเด่น ชนิดหลังมักใช้สำหรับเคลือบป้องกันและพลาสติก เนื่องจากการทำลายเกิดขึ้นเป็นเวลานาน เพื่อลดเวลาในการรับผลลัพธ์ ผลิตภัณฑ์ได้รับผลกระทบจากวัฏจักรที่จำลองการเปลี่ยนแปลงในสภาวะในช่วงหลายเดือนหรือหลายปี (การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและความชื้น การแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์) ผลกระทบถูกกำหนดโดยตัวบ่งชี้อย่างน้อยหนึ่งตัว

วิธีการทดสอบเร่งความเร็วของการเคลือบสีและโพลีเมอร์นั้นกำหนดไว้ในมาตรฐานของ Unified Corrosion and Aging Protection System (ESZKS)

ปัจจัยภูมิอากาศ

การจำแนกประเภทการทดสอบภูมิอากาศจะดำเนินการตามประเภทของปัจจัยที่มีอิทธิพล:

• ความกดอากาศสูงหรือต่ำ
• ฝน (ฝน หิมะ น้ำแข็ง น้ำแข็ง)
• ความชื้นสูงหรือต่ำ
• ทะเลหมอกที่อบอวลไปด้วยเกลือ
• อุณหภูมิสูงหรือต่ำ
• ลมแรง
• บรรยากาศ ความชื้น หรือดินอิ่มตัวด้วยสารกัดกร่อน
• อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงกะทันหัน
• เพิ่มพลังงานแสงอาทิตย์
• สัมผัสกับฝุ่นและทราย

เครื่องมือทดสอบ

โดยส่วนใหญ่แล้ว ผลิตภัณฑ์จะได้รับการทดสอบในห้องพิเศษ (ห้องตรวจสภาพอากาศเทียม) ซึ่งสร้างสภาพอากาศที่เหมาะสม วัตถุได้รับการติดตั้งเพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรสูงสุดและมีการไหลเวียนของอากาศฟรีระหว่างวัตถุกับผนังของการติดตั้ง อุปกรณ์ของห้องภูมิอากาศสำหรับการทดสอบอาจแตกต่างกันและขึ้นอยู่กับข้อกำหนดสำหรับงาน มีการติดตั้งประเภทต่อไปนี้:

• ความร้อน-เย็น-ความชื้น;
• ความร้อนและแช่แข็งลึก;
• สเปรย์เกลือ;
• พร้อมอุโมงค์ลม (ทดสอบลม);
• อายุน้อย;
• กันความร้อน (มีหยดน้ำในตัวอุณหภูมิ);
• ฝน;
• รังสีแสงอาทิตย์ที่มีแหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดและรังสีอัลตราไวโอเลต
• ห้องสูญญากาศความร้อนและอื่นๆ

อุณหภูมิต่ำทำได้โดยใช้สารทำความเย็น (ไนโตรเจนเหลว คาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนีย) หรือเครื่องระเหยแบบบีบอัด

อุปกรณ์ทดสอบด้านสิ่งแวดล้อมทั้งหมดต้องได้รับการทดสอบประสิทธิภาพเป็นระยะๆ และมีอุปกรณ์ที่ป้องกันความล้มเหลวอันเนื่องมาจากความผิดพลาดของมนุษย์และปัจจัยภายนอก

ทดสอบสิ่งของขนาดใหญ่

วิจัยความเป็นไปได้ของอุปกรณ์ทางเทคนิคหรือองค์ประกอบโครงสร้างขนาดใหญ่ที่รูปหลายเหลี่ยม (สถานีภูมิอากาศ) ในรัสเซีย ศูนย์วิทยาศาสตร์แห่งเดียวสำหรับการทดสอบสภาพอากาศตั้งอยู่ใน Gelendzhik (GTsKI VIAM) ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2468 ได้มีการวิจัยวัสดุสำหรับอุตสาหกรรมการบินและดำเนินการระบบเพื่อป้องกันการกัดกร่อน อายุ และความเสียหายทางชีวภาพ

นอกจากนี้ยังมีห้องทดสอบภูมิอากาศขนาดใหญ่ (ห้องภูมิอากาศ, Walk-In) ที่มีทางเข้าแยกต่างหาก พวกเขาทำหน้าที่สำหรับผลกระทบที่ซับซ้อนของอุณหภูมิและความชื้น

ข้อกำหนดสำหรับรายการทดสอบ

การทดสอบสภาพภูมิอากาศอนุญาตสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการประกอบขั้นสุดท้ายและเป็นไปตามข้อกำหนดของเอกสารด้านกฎระเบียบและทางเทคนิคในแง่ของลักษณะที่ปรากฏและพารามิเตอร์การทำงานที่ความดัน 1 atm และอุณหภูมิ 20 °C

ในกรณีที่ไม่มีห้องทดสอบโดยรวม อนุญาตให้ทำผลกระทบกับส่วนต่างๆ ของวัตถุได้ หากองค์ประกอบโครงสร้างในสภาพการทำงานจริงอยู่ในสภาวะที่ต่างกัน ก็สามารถเลือกทดสอบได้ 3 ตัวเลือก:

• สำหรับแต่ละส่วนแยกกัน (หากไม่ละเมิดการแสดง);
• โดยรวมสำหรับผลิตภัณฑ์ทั้งหมดภายใต้ปัจจัยภูมิอากาศที่ไม่เอื้ออำนวยที่สุด
• บนเลย์เอาต์ สร้างสรรค์อย่างเต็มที่และเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับวัตถุ

คุณลักษณะของการทดสอบความทนทานต่อการกัดกร่อนโดยใช้สารเคมีที่มีฤทธิ์รุนแรง

การทดสอบด้วยการใช้สารกัดกร่อนจะดำเนินการในห้องพิเศษ ตามประเภทของสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว งาน 3 ประเภทมีความโดดเด่น:

• ในบรรยากาศ (โดยคำนึงถึงเนื้อหาของคลอไรด์, ซัลเฟอร์ไดออกไซด์, ไนโตรเจนออกไซด์, ไฮโดรเจนไนไตรต์และสารประกอบอื่นๆ);
• ในน้ำที่มีความเป็นกรด, ความเค็ม, คาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายในน้ำ, ไฮโดรเจนซัลไฟด์, ออกซิเจน, แคลเซียม, แมกนีเซียม และองค์ประกอบทางเคมีอื่นๆ;
• ในดิน ลักษณะเด่นคือ ความชื้น ความเค็ม สถานะของการรวมตัว ความเข้มข้นของคลอไรด์ ไนเตรต ซัลเฟต คาร์บอเนต และสารกัดกร่อนอื่นๆ

วิเคราะห์ผล

หลังการทดสอบ ให้บันทึกค่าของพารามิเตอร์ที่วัดได้และข้อมูลเชิงคุณภาพ รายงานระบุข้อมูลต่อไปนี้:

• เป้าหมายการทำงาน;
• สถานที่และเทคนิคประยุกต์กองทุน;
• อนุญาตให้มีการเบี่ยงเบนจากเอกสารเชิงบรรทัดฐานและเหตุผลในการรับเลี้ยงบุตรบุญธรรม
• ตรวจพบข้อบกพร่อง;
• ผลการวัด;
• คำแนะนำสำหรับการออกแบบขั้นสุดท้ายหรือการทดสอบเพิ่มเติม

การทดสอบสภาพอากาศของสารเคลือบ

อายุการใช้งานของสารเคลือบป้องกันขึ้นอยู่กับสภาพอากาศเป็นอย่างมากและสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างกว้างขวาง ปัจจัยต่อไปนี้มีอิทธิพลมากที่สุด:

• เบาและอบอุ่น. ในระดับที่มากขึ้น สิ่งนี้ใช้กับบริเวณรังสีอัลตราไวโอเลตของรังสีดวงอาทิตย์ เนื่องจากรังสีคลื่นสั้นทำลายส่วนประกอบของสารยึดเกาะในองค์ประกอบของสีและสารเคลือบวานิช ผลที่ได้คือความเปราะบาง สูญเสียความแวววาวและความสว่างเพิ่มขึ้น
• อุณหภูมิผันผวน. ภายใต้สภาพธรรมชาติสามารถเข้าถึง 20 ° C ใน 1 ชั่วโมง อุณหภูมิสูงเร่งปฏิกิริยาโฟโตเคมีในตัวฟิล์ม อุณหภูมิต่ำนำไปสู่การเปราะของสารเคลือบ และความแตกต่างนำไปสู่การแตกร้าวเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของความเครียดภายใน
• ความชื้นทำให้ฟิล์มป้องกันนิ่มและบวม
• ฝนและหมอก
• มีอนุภาคและลมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

เนื่องจากการเคลือบสัมผัสกับปัจจัยทั้งหมดโดยธรรมชาติในคราวเดียว วิธีการทดสอบในห้องมาตรฐานจึงไม่สามารถสร้างผลกระทบเหล่านี้ได้

การทดสอบสภาพภูมิอากาศของสารเคลือบที่หลุมฝังกลบดำเนินการตาม GOST 6992-98 ตัวอย่างจะถูกวางบนแท่น (บนพื้นที่เปิดโล่งหรือบนหลังคาของอาคาร) ที่มุม 45 °ถึงขอบฟ้าหันไปทางทิศใต้ ข้อตกลงนี้ช่วยให้ทำการทดสอบได้รวดเร็วขึ้นภายใต้อิทธิพลของสภาพอากาศ การจัดวางแนวตั้งตรงกับเงื่อนไขจริงมากกว่า แต่ต้องใช้เวลาทดสอบนานกว่า

ก่อนการติดตั้งที่หลุมฝังกลบ จะมีการสัมผัสปัจจัยทางภูมิอากาศอย่างใดอย่างหนึ่งในห้องเพาะเลี้ยงเบื้องต้น ในการทำเช่นนี้ ให้เลือกประเภทของผลกระทบเชิงรุกที่มีผลกระทบมากที่สุดต่อการเคลือบในสภาพการทำงานเหล่านี้ การประเมินความปลอดภัยของทรัพย์สินดำเนินการตาม GOST 9.407-2015