Воздействие атмосферы, содержащей агрессивные среды

Агрессивная – среда, обладающая кислотным, основным или окислительным действием и вызывающая ухудшение параметров изделий и материалов либо их разрушение.

Испытание на воздействие агрессивной среды проводят с целью определения коррозионной стойкости изделия в атмосфере, насыщенной водными растворами солей. Поэтому такое испытание называют испытанием в «соляном тумане».

Испытание проводится в специальной камере при температуре 27±2^оС. Соляной туман создается распылением раствора соли (NaCl) в дистиллированной воде (33±2 г соли на 1 литр воды). Распыление производится пульверизатором или центрифугой в течение 15 мин за каждый час испытаний. Брызги раствора и капли со стенок камеры на должны попадать на изделие. Туман должен обладать дисперсностью 1…10 мкм (95% капель) и массовой концентрацией воды 2…3г/м³.

Общая продолжительность испытания от 2,7 до 10 суток в зависимости от заданной в НТД степени жесткости.

Дисперсность соляного тумана определяют методом микрофотографирования капель, оседающих на поверхности предметного стекла, помещаемого в середине камеры. При нормальном соляном тумане 95% поверхности стекла должно быть покрыто каплями размером 1…10 мкм.

Концентрацию воды в тумане (водность тумана) определяют прибором Зайцева, работающим по принципу инерционного оседания капель на специальную фильтрованную бумагу, покрытую красителем и помещенную в кассету. При всасывании в кассету определенного объема влажного воздуха на бумаге образуется пятно, по размеру которого судят о содержании капельно-жидкой влаги в единице объема.

Нормальная водность тумана составляет 2…3г/м³.

Воздействие повышенного гидростатического давления проводят для определения работоспособности изделия в условиях нахождения под водой. Это испытание совмещают с испытанием на герметичность.

Последовательность испытания на воздействие повышенного гидростатического давления:

- выдержка изделия в течение 15 мин под водой при давлении, в 1,5 раза превышающем давление при максимальном заглублении;

- снижение давления до значения, соответствующего предельной глубине погружения, и выдерживают в течение 24 ч;

- снижение давления до нормального и извлечение изделия из воды, просушка и контроль параметров.

Испытания на герметичность в зависимости от требований, предъявляемых к изделию, реализуют одним из методов согласно ГОСТ 20.57.406-81:

- по утечке жидкости – для изделий, наполненных жидкостью или содержащих наполнитель, находящийся в твердом состоянии (или в виде геля) и превращающийся в жидкость при температуре испытания;

- по утечке газа с применением индикаторного газа и масс-спектрометра – для изделий, имеющих свободный внутренний объем и не обладающих повышенной абсорбцией, но способных выдерживать без остаточных деформаций повышенное и пониженное давление относительно нормального атмосферного;

- по проникновению газа или жидкости – для изделий, проникновение агрессивной среды в которые приводит к изменению их параметров;

- по обнаружению утечки газа путем наблюдения пузырьков при погружении в жидкость – для изделий, содержащих внутри некоторый объем газа и способных выдерживать без остаточных деформаций повышенное и пониженное давления;

- по обнаружению утечки воздуха, подаваемого на изделия под давлением;

- по проникновению влаги («влажный» метод) – для изделий, электрические характеристики которых изменяются от проникновения внутрь корпуса жидкости.

При проведении испытания этими методами используют камеры тепла, цветовые индикаторы, масс-спектрометры, барокамеры, жидкостные камеры и другие средства.

Одним из наиболее распространенных является метод испытания, при котором внутрь корпуса изделия нагнетается избыточное давление до (3…5)*10⁴ Па и, аналогично поиску прокола в велосипедной камере, изделие погружают на 5 мин в резервуар с водой при температуре 25±10^оС. Изделие считается выдержавшим испытание, если за время нахождения его под водой не наблюдалось выделение пузырьков воздуха из корпуса.

Количественную характеристику негерметичности можно оценить, например, с помощью дифференциального манометра, один из входов которого соединяется с внутренней полостью испытательной камеры, а второй открыт для атмосферного давления. В барокамеру помещается испытываемое изделие и создается избыточное давление (или разрежение). После выдержки в течение 15мин оценивается изменение разностного давления.

Комплексные климатические воздействия.

Перечисленные ранее основные климатические испытания изделий используются в отечественной и зарубежной практике на разных стадиях жизненного цикла изделий.

В современной технологической практике также находят применение более сложные и жесткие комплексные климатические воздействия:

- комбинированные испытания, когда на изделие одновременно воздействуют несколько климатических факторов;

- составные испытания, когда изделие подвергается воздействию нескольких факторов не одновременно и не изолированно, а последовательно и через определенные интервалы времени.

В отечественной практике, например, широко применяется испытание на одновременное воздействие повышенной температуры и пониженного давления среды.

Упомянутую в начале рассмотрения данной темы нормализованную климатическую последовательность можно также рассматривать как составное испытание.

Все сказанное выше привязано к решению задач испытания завершенных изделий: электронных приборов и электроизмерительных устройств.

Однако, конструктор-разработчик, получив задание на разработку прибора, который должен будет работать в заданных жестких климатических условиях, обязан выбрать такие материалы, которые заведомо обеспечат функционирование такого прибора.

Например, если ошибочно применить термопластичную пластмассу для крепления контактных пластин реле, то при высокой температуре окружающей среды такая деталь размягчится и контактные пластины либо произвольно замкнутся, либо наоборот разомкнутся. Такая работа явно недопустима.

Изделия из полимеров в процессе эксплуатации могут терять свои изначальные свойства под воздействием факторов внешней среды: излучений, температуры, агрессивных химических жидкостей и газов и т.д.

Испытание на устойчивость к воздействию подобных факторов (и их комбинаций) также является задачей служб контроля качества.

Например, проводятся испытания образцов из полимерных материалов на их устойчивость к деградации при пребывании в специальных условиях:

- в условиях солевого тумана;

- в условиях светового облучения (световое старение);

- при воздействии активного кислорода (озоновое старение) и т.д.

Тепловые испытания (теплофизические):

- линейное тепловое расширение и линейная температурная усадка;

- тепло и морозостойкость;

- точка плавления;

- тепловое старение;

И др.

Чтобы иметь свою нишу на рынке сбыта, фирмы-производители изделий из полимеров оснащают свои испытательные лаборатории современным испытательным оборудованием.

Вот, несколько примеров такого оборудования.

Камера соляного тумана и конденсата Corrosionbox 400/1000 ATS-Faar.

Простой в использовании приборный комплекс для продолжительных испытаний образцов из полимеров на воздействие соляного тумана и водяного конденсата. Принцип работы аналогичен рассмотренному отечественному оборудованию.

Объемы камер 400 и 1000 л соответственно. Исполнение коррозионно-защищенное – выполнены из полипропилена.

Для управления процедурой испытаний и для наблюдения за текущим состоянием камеры оснащены программируемым контроллером и ЖК-дисплеем, обеспечивающие самодиагностику системы, мониторинг температуры в камере и генераторе тумана, давления в распылителе и в насосе, регистрацию результатов испытаний.

Возможно программирование непрерывного и циклического режимов испытаний.

Имеется встроенный принтер для формирования протокола.

Встроенная память обеспечивает сохранность до 15 программ. Вывод информации для дистанционной регистрации через протокол RS232.

Камера светового старения Lightfastness Apparatus ATS-Faar.

Оборудование обеспечивает экспозицию образцов под искусственным освещением. Соответствует требованиям ISO 2039-1.

Камера имеет регулируемый вращающийся стол для размещения образцов.

Используются в качестве излучателей две ртутные лампы по 500Вт и кварцевый излучатель в диапазоне ИК света.

Та же фирма предлагает камеру озонового старения, соответствующую ряду национальных стандартов и ISO 3011 и другим.

Озон в камере генерируется источником УФ-излучения.

Управление, обеспечение безопасности, контроль и регистрация результатов автоматические.

Климатические камеры серии KBF, соответствующие ГОСТ 12423.

Эти камеры обеспечивают регулирование и поддержание рабочих параметров среды с точностью:

- температуры ±1^оС;

- влажности ±1,5%.

(Технические характеристики конкретных образцов камер KBF приведены в приложении к заданию по Курсовой работе).

Теплофизические свойства имеют важное значение для определения практической ценности полимерных материалов.

Такие пластмассовые детали технических устройств как пары трения, вкладыши, уплотнители, работающие в нестационарных тепловых полях, требуют знания теплофизических характеристик применяемых полимерных материалов.

Знание теплофизических особенностей также необходимо для выбора параметров процессов переработки пластмасс в изделия с использованием нагревания или охлаждения рабочего тела.

К этим свойствам относится, например, коэффициент линейного теплового расширения, который определяет степень изменения длины, ширины или толщины формованной детали при различной температуре среды.

(В процессе подготовки пластмассы этот коэффициент можно корректировать, вводя дополнительные наполнители).

Для измерения такого коэффициента (или контроля) используется специальный прибор – дилатометр.

Например, дилатометр «CEAST» , изготовленный в соответствии с требованиями национального стандарта DIN 53 752, оборудован измерительной системой, позволяющей наблюдать изменение длины образца при нагревании и охлаждении с шагом 0,001мм и автоматически регистрировать данные измерений.

Теплостойкость или температура размягчения также определяются с помощью специальных устройств.

Такие устройства выполняются в соответствии с требованиями стандартов ISO 306 и ГОСТ 15088.

В основе их работы лежит контроль температуры (контроль температурного размягчения «по ВИКА») при которой специальный щуп (индентор) внедряется в исследуемый материал на глубину 1мм.

Другой способ – определение температуры, при которой (метод «HTD») прогиб образца под нагрузкой достигает 0,32мм (согласно ISO 75).

Морозостойкость – способность полимера, находящегося под нагрузкой, сохранять свои термодеформационные свойства при низких температурах

характеризуется температурой хрупкости согласно ISO 974.

Специальное оборудование, например, прибор Brittleness ATS-Faar позволяет определять температуру, при которой 50% образцов разрушаются при ударе маятником.

Это лишь некоторые примеры специфических испытаний полимеров.

Контрольные вопросы по теме:

1. Основные условия воспроизводимости климатических испытаний

2. Что есть нормализованная последовательность климатических испытаний

3. Какие существуют методы испытаний на воздействие повышенной температуры

4. В чем отличие испытаний на циклическое изменение температуры и на термоудар

5. Что общего у испытаний на воздействие гидростатического давления и на герметичность.

КРАТКИЕ ТЕЗИСЫ ПО БАЗОВЫМ РАЗДЕЛАМ КУРСА

Общие вопросы

Качество изделия закладывается:

- на этапах разработки конструкции, НТД и технологии изготовления

- на этапах отработки технологии.

Воздействия

Воздействия бывают внешние и внутренние.

Внешние воздействия определяются условиями хранения, транспортировки и эксплуатации и разделяются на естественные, обусловленные окружающей средой (климатические, биологические, космические, механические), и объектные, вызванные воздействием объекта на котором изделие установлено и эксплуатируется.

Внутренние воздействия определяются работой самого изделия и нагрузками, связанными с его функционированием.

Виды биоповреждений:

- механическое разрушение – вызывается макроорганизмами (птицы, грызуны и др.);

- био загрязнение – выделения и продукты жизнедеятельности организмов;

- био засорение – споры, семена, отмирающие остатки;

- био обрастание – микроорганизмы, грибы, водоросли, моллюски, что усиливает коррозию.

Космические воздействия:

- электромагнитные и корпускулярные излучения;

- глубокий вакуум;

- лучистые тепловые потоки;

- невесомость;

- метеорные частицы (пыль);

- гравитационные поля.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: