Научно-исследовательский институт
автоматики и электромеханики ТУСУР

Проведение климатических испытаний

Цель климатических испытаний – проверка работоспособности изделий в условиях воздействия климатических факторов. К климатическим факторам относятся следующие параметры:

  • температура,
  • влажность;
  • атмосферное давление.

Программу и методику климатических испытаний составляют так, чтобы возможно полнее воспроизвести наиболее тяжелые условия эксплуатации. При этом имеют в виду, что воздействие климатических факторов определяется не только абсолютными значениями температуры, влажности и давления, но и скоростью их изменения. Ввиду сложности реализации таких условий испытания и высокой стоимости оборудования, рассчитанного на регулирование одновременно нескольких климатических факторов, на практике обычно ограничиваются раздельными испытаниями (при воздействии отдельных климатических факторов).

К типичным климатическим испытаниям относят испытания на теплоустойчивость, влагоустойчивость и холодоустойчивость. Наиболее обширной и разнообразной областью испытаний являются так называемые специальные испытания. К этой группе относят испытания на воздействие повышенного атмосферного давления, на высотность, на воздействие соляного (морского) тумана, на грибоустойчивость, на воздействие пыли, на устойчивость к воздействию инея и росы. Однако такая классификация условна, так как некоторые испытания, отнесенные к специальным, могут быть включены в климатические.

Нормы испытательных режимов (температура, относительная влажность, давление и т.п.) и продолжительность их воздействия определяются нормативными документами (НД). Для изделий может быть указано несколько значений (степеней жесткости) одного и того же воздействующего климатического фактора. Так, для верхнего значения температуры воздуха при эксплуатации изделия ГОСТ 16962-71 устанавливает 15 степеней жесткости, а для нижнего 9. Например, для степени жесткости I максимально допустимое значение температуры +40°С, минимально допустимое +1°С, для степени жесткости XV максимальное значение температуры равно +500°С.

Большое значение для получения правильных данных имеет последовательность различных видов испытаний. Климатические испытания проводят, как правило, после механических испытаний. Это объясняется тем, что после механических испытаний может произойти увеличение числа капилляров в изоляции, появление трещин и зазоров. Воздействие же климатических факторов усугубляет эти явления.

Разрушающее действие различных климатических факторов зависит от последовательности их воздействия. Наиболее тяжелая последовательность – это испытание на теплоустойчивость (Т), на влагоустойчивость (В), а затем на холодоустойчивость (X), которая сокращенно обозначается Т–В–X. Возможны и другие последовательности: Т–Х–В, В–Т–Х, В–Х–Т, Х–В–Т и Х–Т–В. Последовательность проведения испытаний указывается в НД. Если нет специальных указаний, то испытания ведут в такой последовательности: механические, смена температур, на теплоустойчивость, на влагоустойчивость, на холодоустойчивость.

Методы климатических испытаний регламентируются стандартом, полный ассортимент которого содержит методы, начиная от 201 до 220 включительно (ГОСТ 16962-71). Каждый метод может иметь модификации. Например, метод 201 (испытание на теплоустойчивость при эксплуатации) имеет две модификации: 201-1 и 201-2.

Первая модификация устанавливает методику испытания изделий без электрической нагрузки, а вторая – под электрической нагрузкой. Стандартом определена и цель каждого метода испытания. Например, испытания методом 201 проводят с целью проверки степени влияния температуры на параметры изделия и проверки сохранения внешнего вида изделий в условиях и после воздействия верхнего значения температуры.


Испытания на теплоустойчивость и холодоустойчивость

Различают испытания на теплоустойчивость и холодоустойчивость при эксплуатации, при транспортировании и хранении.

Испытание на теплоустойчивость при эксплуатации проводят с целью проверки параметров и проверки сохранения внешнего вида изделий в условиях и после воздействия максимально допустимой температуры. Испытания изделий проводят без электрической нагрузки, а греющихся изделий – под электрической нагрузкой. Перед испытаниями производят визуальный контроль и проверку механических свойств изделий (механический контроль), а также измерение их электрических параметров. Затем проверяют контрольно-измерительную аппаратуру и надежность поддержания в камере заданного значения температуры с требуемой точностью. Изделие помещают в камеру тепла. Затем устанавливают в ней нужную температуру, при которой выдерживают изделие в течение времени, достаточного для достижения теплового равновесия.

Измерение контролируемых параметров производят после того, как испытуемые изделия будут иметь заданную температуру. По истечении времени испытаний изделие извлекают из камеры. Далее следует период восстановления, когда изделие выдерживается в нормальных атмосферных условиях. Период восстановления определяется временем, необходимым для приобретения изделием нормальной температуры. Он может быть от 1 до 6 ч. В заключение проверяют внешний вид, механические свойства изделия и измеряют электрические параметры. При проверке внешнего вида обращают внимание на изменение цвета и целостность защитного покрытия, состояние сопрягаемых деталей.

Испытания на холодоустойчивость при эксплуатации проводят для проверки параметров изделия в условиях воздействия и после воздействия минимально допустимой температуры окружающей среды. Последовательность выполнения операций в методике проведения испытаний на холодоустойчивость аналогична последовательности испытаний на теплоустойчивость.

Испытания на теплоустойчивость и холодоустойчивость при транспортировании и хранении проводят с целью проверки способности изделий выдерживать воздействие максимально допустимой температуры при транспортировании и хранении. Данное испытание обычно совмещают с испытанием на теплоустойчивость и холодоустойчивость при эксплуатации.

С испытаниями на холодоустойчивость обычно совмещают испытания на воздействие инея и росы. При этом изделия помещают в камеру холода и выдерживают в выключенном состоянии при заданной низкой температуре в течение определенного времени, после чего их извлекают из камеры и помещают в нормальные климатические условия. Во включенном состоянии изделия выдерживают в течение заданного времени (около 3 ч) и периодически (каждые 30 – 60 мин) проверяют их параметры, которые должны соответствовать нормам, оговоренным в НД.


Испытание на воздействие смен температур (циклическое воздействие температур).

Важным видом температурных испытаний являются испытания на циклическое воздействие температур, при которых изделие подвергается воздействиям 3 – 5 температурных циклов в определенной последовательности. Испытание проводят для определения способности изделий выдерживать изменения температуры внешней среды и сохранять свои параметры после этого воздействия. Испытания на циклическое воздействие проводят по следующей методике: установив в камере холода температуру, оговоренную в НД, помещают в нее испытуемые изделия и выдерживают в течение установленного времени; после этого изделие быстро переносят в камеру тепла (время переноса не более 5 мин), температура, в которой предварительно была доведена до установленного значения; по истечении времени выдержки изделий в камере тепла цикл повторяется.

При всех рассмотренных испытаниях отсчет выдержки в камерах производят с момента установления температурного режима. Обеспечение одинакового воздействия температуры на несколько расположенных в камере изделий достигается правильным их расположением. В методике НД указывают допустимые расстояния между изделиями и между изделиями и стенками камеры. Располагать изделия на расстоянии менее 5 см от стенок камеры нельзя.