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1.4 环境试验的应用

1.4.1 标准大气条件

除另有规定外,GJB150A要求应在下列标准大气条件下进行测量和试验:

(1)温度:15~35℃;

(2)相对湿度(RH):20%~80%;

(3)大气压力:试验场所气压。

在GB/T2423中,用于测量和试验用标准大气条件:

(1)温度:15~35℃;

(2)相对湿度(RH):25%~75%;

(3)大气压力:86~106kPa。

1.4.2 水的纯度

在25℃下,水的pH值为6.5~7.2。GJB150A推荐使用电阻率为1500~2500Ω.m的水,GB/T2423要求水的电阻率不小于500Ω.m。

1.4.3 试验条件容差(允差)

(1)温度。要考虑样品周围(必要的支撑处除外)空气的边界效应,并应保持样品周围温度的均匀性。为确保样品暴露在所要求的空气温度下,应将传感器布置在样品周围有代表性的点上,并尽量靠近样品,但所测的空气温度不应受到样品温度的影响。各个测量点的温度均不应超过规定温度的±2℃。样品不工作时其周围的温度梯度不应超过1℃/m,且总温差不应超过2.2℃。

下列情况下,GJB150A规定温度容差可以加大:

① 体积大于5m 3 的试件,温度容差为±3℃;若容差超过±3℃,应证明其合理性,并得到订购方的批准。

② 当温度的规定值大于100℃时,其容差为±5℃,并应说明实际达到的容差。

(2)压力:规定值的±5%,或±200Pa,取其大者。

(3)相对湿度:±5%RH。

(4)振动幅值的容差如下。

① 正弦:规定值的±10%;

② 随机:见GJB150.16A及GB/T2423中的各项具体规定。

(5)振动频率:规定值的±2%;低于25Hz时,为±0.5Hz。

(6)加速度:规定值的±10%。

1.4.4 监控仪器和设备的校准

控制或监测试验参数的仪器和试验设备应校准合格并在有效期内,其最大误差不应超过测量值容差的1/3,更具体的规定以各具体试验标准为准。

1.4.5 温度稳定

1.GJB150A对温度稳定的规定

(1)样品工作时的温度稳定。除另有规定外,当样品中具有最大温度滞后效应的功能部件的温度变化率不大于2.0℃/h时,则认为样品达到了工作时的温度稳定。

(2)样品不工作时的温度稳定。除另有规定外,当样品中具有最大温度滞后效应的功能部件温度达到试验温度时,则认为样品达到了不工作时的温度稳定。

一般不考虑结构件或无源件的温度稳定。为缩短达到温度稳定的时间,试验箱调控温度可以超出样品的试验条件,但不能使样品的响应温度超出其温度极限。

2.GB/T2423对温度稳定的规定

样品各部分温度与最后温度之差小于或等于3℃时,则达到温度稳定(热稳定)。

(1)对于非散热样品,最后温度为试验箱当时的平均温度;

(2)对于散热样品,相邻两个时间间隔之比大于1.7时则认为达到热稳定。

对于温度稳定的判定,GB/T2423定义了散热试验样品、非散热试验样品、自由空气条件。

散热试验样品:在试验用标准大气条件和自由空气条件下,温度稳定后样品表面最热点温度与环境温度之差大于5℃的样品。

非散热试验样品:在试验用标准大气条件和自由空气条件下,温度稳定后样品表面最热点温度与环境温度之差不大于5℃的样品。

自由空气条件:空气运动只受散热样品本身的影响,样品辐射的能量全部由周围空气吸收。

1.4.6 试验步骤

环境试验包括一系列操作过程,一般试验步骤如下。

(1)预处理:消除或部分消除试验样品以前经历的效应,一般在标准大气条件下进行,或按特殊规定;

(2)安装样品;

(3)初始检测;

(4)条件试验:按需要或有关规定,可对样品进行中间检测;

(5)恢复:一般在标准大气条件下进行,或按特殊规定。也可按需要或有关规定,在恢复期间或恢复末期对样品进行检测。

(6)最后检测。

1.4.7 试验项目排序

当对样品采取一组环境试验项目时,可根据不同试验目的,可以采取以下排序方法:

(1)尽快暴露缺陷时,将环境影响最严酷的项目排在前面;

(2)尽可能得到更多试验信息时,将环境影响最温和的项目排在前面;

(3)已知产品全寿命期环境剖面时,可以按照实际环境剖面顺序设计试验项目的排序。此排序方式可用于产品鉴定试验。

(4)未知全寿命期环境剖面时,可以按照前一个试验对后续试验具有激发效应的顺序进行排序。此排序方式可用于产品鉴定试验。

1.4.8 试验应用要素

当今环境试验的应用几乎已扩展到军工和民用的所有产品领域,如航天、航空、船舶、汽车、轨道机车、仪器仪表、电子、电气、通信、机械、化工等。

综合环境试验可能比一系列连续的单个试验更能代表实际环境效应,因此若条件具备时,鼓励进行综合环境试验。

环境试验应用时,应根据试验的目的,考虑并确定以下要素:

(1)样品技术状态;

(2)试验项目;

(3)试验项目排序;

(4)试验条件(量值);

(5)试验程序;

(6)功能/性能检测项目;

(7)功能/性能检测项目检测时机;

(8)合格判据;

(9)样品的替代。

1.4.9 试验

1.试验前准备

试验前应收集下列信息并进行相应工作准备:

(1)试验所要使用的设备和仪器;

(2)要求的试验程序;

(3)样品中关键的部件和组件(适用时);

(4)试验持续时间;

(5)样品的技术状态;

(6)试验量值及其持续时间、应力施加方式;

(7)仪器/传感器的安装位置;

(8)样品安装要求(包括安装准备、方向、连接等);

(9)冷却措施(适用时)。

2.样品安装

除另有规定外,样品的安装应尽可能模拟实际使用状况,并按需要进行样品连接和测试仪器连接。

(1)为检测样品防护装置的有效性,应确保服役中使用的插头、外罩和检测板处在便于测试的位置,且在操作时处于正常(防护或未加防护)方式。

(2)使用情况中在样品上的正常电气连接和机械连接,若试验中不需要(如样品不工作),则用模拟接头(按现场/载体使用进行连接和防护)代替,以确保试验真实。

(3)若样品包括数个具有完整功能的独立单元,则可对各单元分别进行试验。若对各单元一并进行试验,且机械、电气和射频连接接口允许时,则各单元间及单元与试验箱内壁间至少应保持15cm的距离,以确保空气能正常循环。

(4)保护样品不受无关的环境污染物影响。

3.样品的工作状态

当需要样品工作时,应采用最具有代表性的典型工作状况,也可以按照需要或有关规定采取最严酷的工作状况。

4.初始检测

样品的初始检测用于样品试验前的基线数据。

在环境试验前,应将样品置于标准大气条件下正常工作,并采集性能数据。试验前的文件应包括下列信息:

(1)样品标识(名称、型号、研制单位等);

(2)样品外观/状态和检查结果;

(3)样品的环境试验履历。

初始检测数据用于比较试验中、试验后的性能参数,可以发现样品功能/性能参数变化情况并用于试验结果的分析判定。

5.中间检测

在对样品施加环境条件的过程中,可以全过程对样品进行检测,也可以在部分时间段对样品进行检测。

对中间检测结果进行分析时,若需要应注意获取以下信息:

(1)施加在样品上的环境条件记录;

(2)样品对施加的环境作用的响应记录。

6.最后检测

条件试验结束后,按有关规定对样品进行最后检测,并于初始检测、中间检测数据进行比较分析。

最后检测的记录中应包括下列信息:

(1)样品的标识;

(2)试验设备的标识;

(3)实际试验顺序;

(4)对试验大纲的偏离及其说明;

(5)所要监控的性能参数数据(适用时,含目视检查结果和照片);

(6)试验期间定期记录的室内环境条件;

(7)有关规定的其他数据;

(8)试验中断的记录及其处理结果;

(9)初步的失效分析(适用时);

(10)确认试验数据有效的人员签名及日期。

7.试验中断处理

除各具体试验的特别规定外,试验中断时应按以下处理。

(1)容差内中断。若试验中断期间,试验条件仍保持在容差范围内时,即在中断期间环境条件保持在正确的试验量值,则试验继续进行,不需要修改试验持续时间。

(2)超容差中断。温度冲击、淋雨、砂尘、爆炸性大气、振动、冲击、振动—噪声—温度中出现超容差中断时,按下列方法处理。

① 欠试验中断。当试验条件低于容差下限时,应从低于试验条件的点重新达到规定的试验条件,恢复试验直至结束。

② 过试验中断。出现过试验中断时,最好停止试验,用新样品重新试验。

若样品未损坏,则可继续进行试验,但要注意到若该样品在这点以后的试验中或在后续试验中出现失效,除非能证明过试验条件对该样品没有任何影响,否则该试验结果会无效。这是因为过试验条件可能损伤样品,引起在其他情况下可能不会出现的后续失效,因此,可能会由于无效试验而造成损失。

若过试验产生的损害只是样品中的某一部分,而这一部分对所收集的数据绝对没有影响,而且知道这些损坏是由过试验这唯一因素引起的(如样品底部用高温粘接的橡胶垫,而这些橡胶垫对样品性能没有影响),则可以修复样品,重新进行试验,做完规定的试验时间。过试验发生后,若要修复样品以继续进行试验,则应得到委托方的同意,以避免样品在剩余的试验工作中失效时出现异议。

若在低气压(高度)、高温、低温、太阳辐射、湿热、霉菌、盐雾、加速度、积冰/冻雨、温度—湿度—振动—高度、流体污染和酸性大气试验中出现超容差中断时,应按各试验标准中相应规定进行处理。处理时应仔细分析中断情况。若要从中断点继续试验,则应从最后一个有效的试验循环重新开始试验,或用同一样品重做整个试验,在这种情况下若样品再发生失效,则应确定中断试验或延长试验时间对其产生的影响。

8.失效/合格判据

应根据试验目的对环境试验效应进行整理分析。结构损坏和性能异常,在工程研制试验中也许视为有用的信息,但在验证是否符合合同要求的试验中则有可能视为失效。出现下述情况,产品可能视为失效。是否视为失效,要视具体的合同或要求而定。

(1)所监测的性能参数量值超出初始检测性能数据和有关文件规定的允许范围。但是,某些产品(如火箭发动机)常常需要测试某一环境极值条件下,特别是低温极值下性能的下降情况。这种情况下,只有当性能下降值超过允许范围或不施加环境应力后性能继续下降时,才视为失效。

(2)不满足安全要求或发生安全事故。

(3)不满足具体产品的某项具体要求(如颜色变化)。

(4)产品发生的变化表明产品达不到预定寿命或维修保障要求(例如,被腐蚀的油管插口不能用专用工具拆除)。

(5)偏离规定的环境影响要求(例如,排放量值超出规定的范围或者密封失效漏油)。

(6)产品规范中规定的其他失效判据。 5zigj+pTkKuoMz1BADsiK5CTOfHEYcNg22SlWRLGfvA15GbLANk9U1K4lr1KODfq

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