Tiến hành kiểm tra khí hậu, GOST: các yếu tố và phương pháp

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Thử nghiệm khí hậu là một trong những phương pháp kiểm tra khả năng chống chịu của sản phẩm trước các tác nhân bên ngoài. Điều kiện môi trường không thuận lợi có thể dẫn đến hỏng hóc thiết bị, tình trạng quan trọng của kết cấu và nguy cơ sụp đổ, làm hỏng tính toàn vẹn của lớp phủ bảo vệ, mất hình thức và tăng cường các quá trình ăn mòn. Các bài kiểm tra như vậy có thể được thực hiện trong các phòng kín đặc biệt hoặc tại các địa điểm kiểm tra bằng một số phương pháp.

Khái niệm chung

Các sản phẩm kỹ thuật hoạt động trong bầu không khí mở bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khí hậu khác nhau làm giảm hiệu suất của chúng: độ ẩm cao, bức xạ mặt trời, nhiệt độ thấp và cao. Chúng được tính đến khi thiết kế sản phẩm. Vì vậy, tùy thuộc vào vị trí của khu vực mà thiết bị sẽ được vận hành, thiết kế khí hậu sẽ được xác định và lựa chọn vật liệu phù hợp đáp ứngyêu cầu kỹ thuật.

Kiểm tra khí hậu được sử dụng để đánh giá chất lượng chức năng (độ tin cậy, khả năng chống phá hủy và căng thẳng, độ kín) và hình thức trong các điều kiện vận hành quy định. Như các nghiên cứu cho thấy, các yếu tố nguy hiểm nhất chịu ảnh hưởng của các quá trình vật lý và hóa học tiêu cực xảy ra trong vật liệu là nhiệt độ thấp (tăng độ giòn), độ ẩm cao (tăng tốc quá trình ăn mòn) và thay đổi nhiệt độ đột ngột.

Kết quả kiểm tra khí hậu có thể được đánh giá cả về mặt định tính và định lượng. Chúng thường được thực hiện ở giai đoạn phát triển công việc, cũng như sản xuất hàng loạt để loại bỏ các cấu trúc quan trọng (kiểm tra công nghệ thường xuyên) và để kiểm tra tính ổn định của chất lượng (kiểm soát định kỳ).

Phương pháp

Phương pháp kiểm tra khí hậu theo GOST 24813-81 phụ thuộc vào các yêu cầu kỹ thuật mà người tiêu dùng đặt ra đối với sản phẩm, tính năng thiết kế, quy trình sản xuất và lắp đặt, cũng như điều kiện vận hành. Chúng được thiết lập bởi các tiêu chuẩn ngành liên quan và tài liệu thiết kế.

Thử nghiệm được thực hiện trong 3 giai đoạn:

1. Lão hoá sơ bộ trong điều kiện khí hậu quy định. Điều này là cần thiết để loại bỏ ảnh hưởng của các điều kiện trước đó (độ ẩm, nhiệt độ, áp suất). Thời gian của giai đoạn này được xác định bằng thời gian cần thiết cho nhiệttrạng thái cân bằng. Đồng thời, các phép đo ban đầu và kiểm tra trực quan đối tượng được thực hiện.
2. Thoát các thông số đến chế độ hoạt động, tốc độ màn trập, trích xuất từ máy ảnh (từ địa điểm thử nghiệm), ổn định các điều kiện bên ngoài để đánh giá đối tượng tiếp theo. Chế độ kiểm tra có thể ngắn, dài hoặc theo chu kỳ.
3. Xem và đo lường các thay đổi, rút ra kết luận. Phát triển bản chất dự đoán về những thay đổi trong đặc điểm hoạt động.

Nếu đối tượng bao gồm một số yếu tố, thì theo thỏa thuận với khách hàng, những công việc này có thể được thực hiện như một phần của toàn bộ sản phẩm.

Giai đoạn chuẩn bị. Thử nghiệm thiết kế công nghệ

Chuẩn bị cho bài kiểm tra khí hậu bao gồm các thủ tục sau:

• Thiết kế mô hình toán học của một đối tượng.
• Thu thập thông tin về sự thay đổi có thể xảy ra trong chức năng hoặc đặc tính bên ngoài của sản phẩm dưới tác động của các yếu tố khí hậu.
• Lựa chọn các công cụ kiểm tra và đo lường, thiết lập phạm vi và trình tự công việc, lập lịch trình, phát triển phương pháp luận.
• Hỗ trợ vật tư, kỹ thuật và đo lường lập kế hoạch.
• Xác định các biểu mẫu báo cáo.
• Hướng dẫn nhân viên phục vụ.
• Công cụ kiểm tra gỡ lỗi.
• Lựa chọn phương tiện để xử lý dữ liệu đã nhận.

Phân loại

Thử nghiệm khí hậu được phân loại theo 3 tiêu chí: theo phương pháp thực hiện, phương pháp tiếp xúc và loại khí hậuyếu tố.

Trong trường hợp đầu tiên, có 3 loại công việc như vậy:

1. Dùng thử đơn lẻ. Sản phẩm chỉ bị ảnh hưởng bởi một trong các yếu tố khí hậu. Đối với một phép thử, chúng có thể thay đổi tuần tự, nhưng tác động của chúng lên đối tượng là độc lập. Ưu điểm của phương pháp thử nghiệm khí hậu này là sự đơn giản của thiết bị. Những bất lợi bao gồm việc tuân thủ không đầy đủ các điều kiện hoạt động thực tế.
2. Bài kiểm tra tổng hợp. Đối tượng cũng chỉ chịu tác động của một yếu tố duy nhất, nhưng nó được nâng cao bởi ảnh hưởng của yếu tố trước đó. Một ví dụ là đặt sản phẩm trong môi trường có độ ẩm cao và sau đó hạ nhiệt độ xuống.
3. Bài kiểm tra phức tạp. Đối tượng bị ảnh hưởng đồng thời bởi một phức hợp của các yếu tố khí hậu. Đây là loại đáng tin cậy nhất, vì nó càng gần với các điều kiện hoạt động càng tốt. Nhược điểm của nó là cần thiết lập thử nghiệm phức tạp.

Kiểm tra thực địa và cấp tốc

Theo phương pháp tác động lên vật thể, các bài kiểm tra khí hậu toàn quy mô và gia tốc được phân biệt. Loại thứ hai thường được sử dụng cho lớp phủ bảo vệ và chất dẻo. Vì sự phá hủy của chúng xảy ra trong một thời gian dài, để giảm thời gian thu được kết quả, sản phẩm bị ảnh hưởng bởi các chu kỳ mô phỏng sự thay đổi của các điều kiện trong vài tháng hoặc vài năm (thay đổi nhiệt độ và độ ẩm, bức xạ mặt trời). Tác động được xác định bởi một hoặc nhiều chỉ số.

Phương pháp để kiểm tra nhanh các lớp phủ sơn và polyme được đưa ra trong các tiêu chuẩn của Hệ thống Bảo vệ Lão hóa và Ăn mòn Thống nhất (ESZKS).

Yếu tố khí hậu

Việc phân loại các bài kiểm tra khí hậu cũng được thực hiện theo loại yếu tố ảnh hưởng:

• Áp suất khí quyển cao hoặc thấp.
• Mưa (mưa, tuyết, sương giá, băng).
• Độ ẩm cao hoặc thấp.
• Sương mù biển thấm đẫm muối.
• Nhiệt độ cao hoặc thấp.
• Tải trọng gió.
• Khí quyển, độ ẩm hoặc đất bão hòa với các chất ăn mòn.
• Thay đổi nhiệt độ đột ngột.
• Tăng khả năng cách nhiệt bằng năng lượng mặt trời.
• Tiếp xúc với cát bụi.

Công cụ kiểm tra

Thông thường, các sản phẩm được thử nghiệm trong các buồng đặc biệt (buồng thời tiết nhân tạo), nơi các điều kiện khí hậu thích hợp được tạo ra một cách nhân tạo. Vật thể được lắp đặt sao cho đảm bảo độ ổn định lớn nhất và không khí lưu thông tự do giữa vật thể đó và các bức tường của công trình lắp đặt. Thiết bị của các buồng khí hậu để thử nghiệm có thể khác nhau và phụ thuộc vào yêu cầu đối với công việc. Có các loại cài đặt sau:

• nhiệt-lạnh-ẩm;
• nhiệt và đông lạnh sâu;
• xịt muối;
• với đường hầm gió (để thử gió);
• lão hoá nhẹ;
• sốc nhiệt (một giọt được tạo ra trong chúngnhiệt độ);
• mưa;
• bức xạ mặt trời với nguồn bức xạ tia hồng ngoại và tia cực tím;
• buồng chân không nhiệt và những buồng khác.

Nhiệt độ thấp đạt được khi sử dụng chất làm lạnh (nitơ lỏng, carbon dioxide, amoniac) hoặc thiết bị bay hơi nén.

Tất cả các thiết bị kiểm tra môi trường phải được kiểm tra định kỳ về hiệu suất và có các thiết bị ngăn ngừa hỏng hóc do lỗi của con người và các yếu tố bên ngoài.

Thử nghiệm các mặt hàng lớn

Nghiên cứu khả năng của các thiết bị kỹ thuật hoặc các yếu tố cấu trúc lớn được thực hiện tại các đa giác (trạm khí hậu). Ở Nga, trung tâm khoa học duy nhất về thử nghiệm khí hậu được đặt tại Gelendzhik (GTsKI VIAM). Kể từ năm 1925, nó đã nghiên cứu vật liệu cho ngành hàng không và phát triển các hệ thống bảo vệ chống lại sự ăn mòn, lão hóa và ô nhiễm sinh học.

Ngoài ra còn có các buồng kiểm tra khí hậu lớn (phòng khí hậu, Lối vào) với lối vào riêng biệt. Chúng phục vụ cho các tác động phức tạp của nhiệt độ và độ ẩm.

Yêu cầu đối với vật phẩm thử nghiệm

Được phép thử nghiệm khí hậu đối với các sản phẩm đã trải qua quá trình lắp ráp cuối cùng và đáp ứng các yêu cầu của tài liệu quy định và kỹ thuật về hình thức và các thông số hoạt động ở áp suất 1 atm. và nhiệt độ 20 ° C.

Trong trường hợp không có các buồng kiểm tra tổng thể, nó được phép thực hiện tác động lên các bộ phận của đối tượng. Nếu các phần tử kết cấu trong điều kiện vận hành thực tế ở các điều kiện khác nhau, thì có thể thực hiện 3 tùy chọn để kiểm tra:

• cho từng phần riêng biệt (nếu điều này không vi phạm hiệu suất);
• chung cho toàn bộ sản phẩm dưới những yếu tố khí hậu bất lợi nhất;
• về cách bố trí, hoàn toàn mang tính xây dựng và công nghệ phù hợp với đối tượng.

Tính năng của các bài kiểm tra khả năng chống ăn mòn bằng cách sử dụng các chất hóa học mạnh mẽ

Thử nghiệm có sử dụng chất ăn mòn được thực hiện trong các buồng đặc biệt. Theo loại môi trường hung hãn, 3 loại công việc được phân biệt:

• trong khí quyển (có tính đến hàm lượng clorua, sulfur dioxide, nitơ oxit, hydro nitrit và các hợp chất khác);
• trong nước có độ axit, độ mặn nhất định, carbon dioxide hòa tan, hydrogen sulfide, oxy, canxi, magiê và các nguyên tố hóa học khác;
• trong đất, các đặc điểm chính là độ ẩm, độ mặn, trạng thái kết tụ, nồng độ clorua, nitrat, sunfat, cacbonat và các chất ăn mòn khác.

Phân tích kết quả

Sau khi kiểm tra, ghi lại giá trị của các thông số đo được và dữ liệu định tính. Báo cáo chỉ ra thông tin sau:

• mục tiêu của công việc;
• địa điểm và kỹ thuật áp dụngquỹ;
• sai lệch được phép so với tài liệu quy chuẩn và lý do áp dụng chúng;
• phát hiện khuyết tật;
• kết quả đo;
• Đề xuất để hoàn thiện thiết kế hoặc thử nghiệm bổ sung.

Thử nghiệm khí hậu của lớp phủ

Tuổi thọ của lớp phủ bảo vệ phụ thuộc nhiều vào điều kiện khí hậu và có thể rất khác nhau. Các yếu tố sau đây có ảnh hưởng lớn nhất:

• Nhẹ và ấm. Ở một mức độ lớn hơn, điều này áp dụng cho vùng cực tím của bức xạ mặt trời, vì các tia sóng ngắn phá hủy các thành phần kết dính trong thành phần của sơn và lớp phủ vecni. Kết quả là làm tăng độ mỏng manh, mất độ bóng và độ sáng của chúng.
• Biến động nhiệt độ. Trong điều kiện tự nhiên, chúng có thể đạt 20 ° C trong 1 giờ. Nhiệt độ cao đẩy nhanh các phản ứng quang hóa trong màng trước đây, nhiệt độ thấp dẫn đến độ giòn của lớp phủ và sự khác biệt của chúng dẫn đến nứt do thay đổi ứng suất bên trong.
• Độ ẩm để làm mềm và phồng màng bảo vệ.
• Mưa và sương mù.
• Sự hiện diện của các hạt mài mòn và gió.

Vì lớp phủ tự nhiên tiếp xúc với nhiều yếu tố cùng một lúc, nên các phương pháp thử nghiệm trong buồng tiêu chuẩn không thể tái tạo những hiệu ứng này.

Thử nghiệm khí hậu đối với lớp phủ tại các bãi chôn lấp được thực hiện theo GOST 6992-98. Mẫu được đặt trên giá đỡ (trên một khu đất trống hoặc trên mái của một tòa nhà), ở góc 45 ° đếnđường chân trời, hướng về phía nam. Sự sắp xếp này cho phép thử nghiệm tăng tốc dưới ảnh hưởng của điều kiện thời tiết. Vị trí dọc phù hợp hơn với điều kiện thực tế, nhưng nó yêu cầu một bài kiểm tra lâu hơn.

Trước khi lắp đặt tại các bãi chôn lấp, tiến hành phơi nhiễm sơ bộ với một trong các yếu tố khí hậu trong các khoang. Để làm điều này, hãy chọn loại tác động mạnh có ảnh hưởng lớn nhất đến lớp phủ trong các điều kiện vận hành này. Việc đánh giá mức độ an toàn của tài sản được thực hiện theo GOST 9.407-2015.