ביצוע בדיקות אקלימיות, GOST: גורמים ושיטות

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

בדיקות אקלימיות היא אחת השיטות לבדיקת עמידות המוצרים בפני גורמים חיצוניים. תנאי סביבה לא נוחים עלולים להוביל לכשל בציוד, מצב קריטי של מבנים וסכנת קריסתם, פגיעה בשלמות ציפויים מגן, אובדן מראה והגברת תהליכי קורוזיה. בדיקות כאלה יכולות להתבצע בתאים סגורים מיוחדים או באתרי בדיקה בכמה שיטות.

קונספט כללי

מוצרים טכניים הפועלים באטמוספירה הפתוחה מושפעים מגורמים אקלימיים שונים המחמירים את ביצועיהם: לחות גבוהה, קרינת שמש, טמפרטורות נמוכות וגבוהות. הם נלקחים בחשבון בעת עיצוב מוצרים. לכן, בהתאם למיקום האזור בו יופעל הציוד, נקבע העיצוב האקלימי ונבחרים החומרים המתאימים העוניםדרישות טכניות.

מבחנים אקלימיים משמשים להערכת האיכויות הפונקציונליות (אמינות, עמידות בפני הרס ולחץ, אטימות) והמראה בתנאי הפעלה שצוינו. כפי שמראים מחקרים, הגורמים המסוכנים ביותר שבהשפעתם מתרחשים תהליכים פיזיקליים וכימיים שליליים בחומרים הם טמפרטורות נמוכות (השבריריות עולה), לחות גבוהה (האצת תהליכי קורוזיה) ושינויי טמפרטורה פתאומיים.

ניתן להעריך את תוצאות בדיקות האקלים הן מבחינה איכותית והן מבחינה כמותית. הם מבוצעים בדרך כלל בשלב עבודת הפיתוח, כמו גם בייצור המוני כדחייה של מבנים קריטיים (בדיקות טכנולוגיות על בסיס קבוע) וכדי לבדוק את יציבות האיכות (בקרה תקופתית).

מתודולוגיה

שיטת הבדיקה האקלימית לפי GOST 24813-81 תלויה בדרישות הטכניות שהצרכן מציב למוצרים, לתכונות העיצוב, לתהליך הייצור וההתקנה, וכן בתנאי ההפעלה. הם נקבעים לפי תקנים רלוונטיים בתעשייה ותיעוד עיצוב.

הבדיקות מתבצעות בשלושה שלבים:

1. הזדקנות ראשונית בתנאי אקלים מוגדרים. זה נדרש כדי לבטל את ההשפעה של תנאים קודמים (לחות, טמפרטורה, לחץ). משך השלב הזה נקבע לפי הזמן הנדרש לתרמיתשִׁוּוּי מִשׁקָל. במקביל, מתבצעות מדידות ראשוניות ובדיקה ויזואלית של החפץ.
2. פרמטרי יציאה למצב הפעלה, מהירות תריס, חילוץ מהמצלמה (מאתר הבדיקה), ייצוב תנאים חיצוניים להערכה שלאחר מכן של האובייקט. מצב הבדיקה יכול להיות קצר, ארוך או מחזורי.
3. לראות ולמדוד שינויים, להסיק מסקנות. פיתוח בעל אופי חיזוי של שינויים במאפיינים תפעוליים.

אם החפץ מורכב מכמה אלמנטים, אזי, בהסכמה עם הלקוח, ניתן לבצע עבודות אלו כחלק מהמוצר כולו.

שלב ההכנה. עיצוב טכנולוגיית בדיקה

הכנה למבחן אקלים כוללת את ההליכים הבאים:

• עיצוב מודל מתמטי של אובייקט.
• איסוף מידע על שינוי אפשרי בתכונות הפונקציונליות או החיצוניות של המוצר בהשפעת גורמי אקלים.
• בחירת כלי בדיקה ומדידה, קביעת היקף ורצף העבודה, עריכת לוח זמנים, פיתוח מתודולוגיה.
• חומר תכנון, תמיכה טכנית ומטרולוגית.
• הגדר טפסי דיווח.
• הדרכה לאנשי שירות.
• כלי בדיקת באגים.
• בחירת אמצעים לעיבוד נתונים שהתקבלו.

Classification

בדיקות אקלימיות מסווגות לפי 3 קריטריונים: לפי שיטת הביצוע, לפי שיטת החשיפה ולפי סוג האקליםגורם.

במקרה הראשון, ישנם 3 סוגים של עבודה כזו:

1. נסיונות בודדים. המוצר מושפע רק מאחד מגורמי האקלים. עבור בדיקה אחת, הם יכולים להשתנות ברצף, אבל ההשפעה שלהם על האובייקט היא בלתי תלויה. היתרון של שיטה זו של בדיקות אקלים הוא הפשטות של הציוד. החסרונות כוללים עמידה לא מלאה בתנאי ההפעלה האמיתיים.
2. בדיקות מורכבות. האובייקט מושפע גם רק מגורם בודד אחד, אך הוא מוגבר על ידי השפעת הגורם הקודם. דוגמה לכך היא הצבת מוצר בסביבת לחות גבוהה ולאחר מכן הורדת הטמפרטורה.
3. בדיקות מורכבות. האובייקט מושפע בו זמנית ממכלול של גורמי אקלים. סוג זה הוא האמין ביותר, שכן הוא קרוב ככל האפשר לתנאי ההפעלה. החיסרון שלה הוא הצורך בהגדרות בדיקה מורכבות.

בדיקות שדה ומאיצות

לפי שיטת ההשפעה על האובייקט, מבחנים בדיקות אקלימיות בקנה מידה מלא ומאיץ. הסוג האחרון משמש לעתים קרובות עבור ציפוי מגן ופלסטיק. מאחר והשמדתם מתרחשת על פני תקופה ארוכה, על מנת לצמצם את זמן השגת התוצאות, מוצרים מושפעים ממחזורים המדמים שינויים בתנאים לאורך מספר חודשים או שנים (שינויי טמפרטורה ולחות, קרינת שמש). ההשפעה נקבעת על ידי אינדיקטור אחד או יותר.

המתודולוגיה לבדיקה מואצת של ציפויי צבע ופולימרים ניתנת בסטנדרטים של מערכת הגנת קורוזיה והזדקנות מאוחדת (ESZKS).

גורמי אקלים

סיווג בדיקות אקלימיות מתבצע גם לפי סוג הגורם המשפיע:

• לחץ אטמוספרי גבוה או נמוך.
• משקעים (גשם, שלג, כפור, קרח).
• לחות גבוהה או נמוכה.
• ערפל ים רווי מלחים.
• טמפרטורה גבוהה או נמוכה.
• עומס רוח.
• אטמוספירה, לחות או אדמה רוויה בחומרים קורוזיביים.
• שינויי טמפרטורה פתאומיים.
• בידוד שמש מוגבר.
• חשיפה לאבק וחול.

כלי בדיקה

לרוב, המוצרים נבדקים בתאים מיוחדים (תאי מזג אוויר מלאכותיים), שבהם נוצרים באופן מלאכותי תנאי אקלים מתאימים. החפץ מותקן כך שמובטחת היציבות הגדולה ביותר וקיימת זרימת אוויר חופשית בינו לבין קירות המתקן. הציוד של תאי אקלים לבדיקה יכול להיות שונה ותלוי בדרישות לעבודה. ישנם סוגים הבאים של התקנות כאלה:

• חום-קור-לחות;
• חום והקפאה עמוקה;
• תרסיס מלח;
• עם מנהרות רוח (לבדיקת רוח);
• הזדקנות קלה;
• הלם תרמי (נוצרת בהם טיפהטמפרטורות);
• rain;
• קרינת שמש עם מקורות של קרינה אינפרא אדום ואולטרה סגול;
• תאי ואקום תרמיים ואחרים.

טמפרטורות נמוכות מושגות באמצעות חומרי קירור (חנקן נוזלי, פחמן דו חמצני, אמוניה) או יחידות אידוי דחיסה.

כל ציוד הבדיקות הסביבתי חייב להיבדק מעת לעת לביצועים ולהתקנים המונעים כשל עקב טעות אנוש וגורמים חיצוניים.

בודק פריטים גדולים

מחקר של האפשרויות של מכשירים טכניים או אלמנטים מבניים גדולים מתבצע במצולעים (תחנות אקלימיות). ברוסיה, המרכז המדעי היחיד לבדיקות אקלים ממוקם בגלנדז'יק (GTsKI VIAM). מאז 1925, היא חוקרת חומרים לתעשיית התעופה ומפתחת מערכות להגנה מפני קורוזיה, הזדקנות ונזקים ביולוגיים.

יש גם תאי בדיקה אקלימיים גדולים (חדרי אקלים, Walk-In) עם כניסה נפרדת. הם משמשים להשפעות מורכבות של טמפרטורה ולחות.

דרישות לפריטי בדיקה

מותרות בדיקות אקלימיות למוצרים שעברו הרכבה סופית ועומדים בדרישות התיעוד הרגולטורי והטכני מבחינת מראה ופרמטרים תפעוליים בלחץ של 1 atm. וטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס.

בהיעדר תאי בדיקה כוללים, מותר לבצע את הפגיעה בחלקים מהאובייקט. אם האלמנטים המבניים בתנאי הפעלה אמיתיים נמצאים בתנאים שונים, אז 3 אפשרויות לבדיקה אפשריות:

• לכל חלק בנפרד (אם זה לא מפר את הביצועים);
• בכללותו עבור המוצר כולו תחת גורמי האקלים הכי לא נוחים;
• על הפריסה, בונה לחלוטין ומתאים טכנולוגית לאובייקט.

תכונות של בדיקות עמידות בפני קורוזיה באמצעות חומרים אגרסיביים מבחינה כימית

בדיקות עם שימוש בחומרים מאכלים מתבצעות בתאים מיוחדים. לפי סוג הסביבה האגרסיבית, מבחינים בין 3 סוגי עבודה:

• באטמוספרה (בהתחשב בתכולת הכלורידים, דו תחמוצת הגופרית, תחמוצות החנקן, מימן ניטריט ותרכובות אחרות);
• במים עם חומציות מסוימת, מליחות, פחמן דו חמצני מומס, מימן גופרתי, חמצן, סידן, מגנזיום ויסודות כימיים אחרים;
• באדמה, שמאפייניה העיקריים הם לחות, מליחות, מצב צבירה, ריכוז כלורידים, חנקות, סולפטים, קרבונטים וחומרים מאכלים אחרים.

ניתוח תוצאות

לאחר הבדיקה, רשום את ערכי הפרמטרים הנמדדים והנתונים האיכותיים. הדוח מציין את המידע הבא:

• מטרת העבודה;
• מקום וטכני יישומיקרנות;
• סטיות מותרות מהתיעוד הנורמטיבי ומהסיבות לאימוץ;
• פגמים זוהו;
• תוצאות מדידה;
• המלצות לסיום העיצוב או לבדיקות נוספות.

בדיקה אקלימית של ציפויים

חיי השירות של ציפויים מגנים תלויים מאוד בתנאי האקלים ויכולים להשתנות מאוד. לגורמים הבאים יש את ההשפעה הגדולה ביותר:

• אור וחמימות. במידה רבה יותר, זה חל על האזור האולטרה סגול של קרינת השמש, שכן קרני גלים קצרות הורסים את מרכיבי הקלסר בהרכב של ציפויי צבע ולכה. התוצאה היא עלייה בשבריריות שלהם, אובדן הברק והבהירות.
• תנודות טמפרטורה. בתנאים טבעיים, הם יכולים להגיע ל-20 מעלות צלזיוס תוך שעה. טמפרטורות גבוהות מאיצות תגובות פוטוכימיות ביוצר הסרט, טמפרטורות נמוכות מובילות לשבירות הציפוי, וההבדל ביניהן מוביל לסדקים עקב שינויים בלחצים פנימיים.
• לחות לריכוך ולתפיחת סרטי הגנה.
• משקעים וערפל.
• נוכחות של חלקיקים שוחקים ורוח.

מכיוון שציפויים נחשפים באופן טבעי למגוון שלם של גורמים בו-זמנית, שיטות בדיקת תא סטנדרטיות אינן יכולות לשחזר את ההשפעות הללו.

בדיקות אקלימיות של ציפויים במזבלות מתבצעות בהתאם ל-GOST 6992-98. דגימות מונחות על דוכנים (על שטח קרקע פתוח או על גג בניין), בזווית של 45 מעלות לאופק, פונה דרומה. סידור זה מאפשר בדיקה מואצת בהשפעת תנאי מזג האוויר. מיקום אנכי מתאים יותר לתנאים האמיתיים, אבל הוא מצריך מבחן ארוך יותר.

לפני ההתקנה במזבלות מתבצעת חשיפה מקדימה לאחד מגורמי האקלים בחדרים. לשם כך, בחר את סוג ההשפעה האגרסיבית שיש לה את ההשפעה הגדולה ביותר על הציפוי בתנאי הפעלה אלה. הערכת בטיחות הנכסים מתבצעת על פי GOST 9.407-2015.