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环境试验及标准

来源: 时间:2019-09-25 10:14:33 次数:

环境试验是为了保证产品在规定的寿命期间,在预期的使用,运输或贮存的所有环境下,保持功能可靠性而进行的活动。是将产品暴露在自然的或人工的环境条件下经受其作用,以评价产品在实际使用,运输和贮存的环境条件下的性能,并分析研究环境因素的影响程度及其作用机理。

环境试验设备是模拟各类环境气候,运输、搬运、振动、等条件下,是企业或机构为验证原材料、半成品、成品质量的一种方法。目的是通过使用各种环境试验设备做试验,来验证材料和产品是否达到在研发、设计、制造中预期的质量目标。广泛用于大专院校、航空、航天、军事、造船、电工、电子、医疗、仪器仪表、石油仪表、石油化工、医疗、汽摩等领域。

环境试验设备能按IEC、MIL、ISO、GB、GJB等各种标准或用户要求进行高温、低温、温度冲击(气态及液态)、浸渍、温度循环、低气压、高低温低气压、恒定湿热、交变湿热、高压蒸煮、砂尘、耐爆炸、盐雾腐蚀、气体腐蚀、霉菌、淋雨、太阳辐射、光老化等。

随着科学技术经济贸易的迅猛发展,自然资源海洋宇宙开发与利用,各种产品在贮存、运输和使用过程中遇到的环境越来越复杂,越来越严酷。从热带到寒带,从平原到高原,从海洋到太空等等,这就使得用户和生产者双方都关心产品在上述环境中得性能、可靠性和安全性,以保证产品能满意地工作,这就必须要进行环境试验。

所谓环境试验,就是将产品暴露在自然环境或人工模拟环境中,从而对它们实际上会遇到的贮存、运输和使用条件下的性能做出评价。通过环境试验,可以提供设计质量和产品质量方面的信息,是质量保证的重要手段。

对产品的评价不能只看其功能和性能是否优秀,还要综合其各方面条件,例如在严酷环境中,其功能和性能的可靠程度以及维修、成本高低等。在提高产品可靠性方面,环境试验占有重要位置,说的极端一些,没有环境试验,就无法正确鉴别产品的品质、确保产品质量。

在产品的研制,生产和使用中都贯穿着环境试验,通常是设计、环境试验、改进、再环境试验、投产。环境试验越真实准确,产品的可靠性越好。

1) 用于产品研究性试验:

研究性试验主要用于产品的设计、研制阶段,用于考核所选用的元器件、零部件、设计结构、采用的工艺等能否满足实际环境要求以及存在的问题。为了节省时间和充分暴露产品的薄弱环节,一般都采用加速环境试验方法。

2) 用于产品定型试验:

定型试验是用来确定产品能否在预定的环境条件下达到规定设计技术指标和安全要求。定型试验是最全面的试验,产品可能遇到的环境因素都必须考虑到。

3) 用于生产检查试验:

生产检查试验主要用于检查产品的工艺质量及工艺变更时的质量稳定性。

4) 用于产品的验收试验:

验收试验是指产品出厂时,为了保证产品质量必须进行的一些项目的试验,验收试验通常是抽样进行的。

5) 用于安全性试验:

用环境试验可以检查产品是否危害健康及生命问题,用恒加速度来检查产品安装、连接的牢固性,以防止在紧急情况下被甩出而造成人身伤亡事故或撞坏其它设备。安全试验通常采用较正常试验更严酷的试验等级进行。

6) 用于可靠性试验:

可靠性试验是由环境试验、寿命试验、现象试验和特殊试验等组成,环境试验是其中的主要组成部分。美国MIL-ZTD-781D中明确规定:环境试验是可靠性试验的必要补充内容,也是提高产品可靠性的重要手段。

自然环境试验是将产品特别是材料和构件长期直接暴露于某一自然环境中,以确定该自然环境对它的影响过程,通常在各种类型的自然暴露场进行;

使用环境试验是将产品安装于载体(平台)上,直接经受产品使用中遇到的自然(或诱发)的平台环境的作用,以确定其对平台环境的适应性,通常在现场进行;

实验室环境试验则是将产品置于人工产生的气候、力学或电磁等环境中,以确定这些环境对它的影响,通常在实验室内进行。

自然环境试验主要是获取气候环境因素对材料、工艺和构件等受自然环境各种因素长期综合作用产生的腐蚀、老化、长霉和降低电性能等,为产品设计中材料、工艺、元器(部)件选择提供基本数据;使用环境试验主要用于产品样机研制过程和产品使用阶段,获取样机对真实使用环境适应性的信息,为改进设计或评价其环境适应性提供依据。实验室环境试验分为激发试验和模拟试验。激发试验主要用于研制过程,用于发现产品环境适应性设计方面的缺陷,以改进设计,通过反复进行这一过程可提高产品的环境适应性;模拟试验主要用于验证或评价产品的环境适应性水平或是否达到规定的要求,作为设计定型、产品验收和采购决策的依据。因此环境试验是提高、验证和评价产品环境适应性的重要手段。

 IEC(国际电工委员会)Tc75环境条件分类委员会于1981年颁布了“环境参数分级标准”,具体如下:

1) 气候环境因素:

温度、湿度、压力、日光辐射、沙尘、雪等。

2) 生物及化学因素:

盐雾、霉菌、二氧化硫、硫化氢等。

3) 机械环境因素:

振动(含正弦、随机)、碰撞、跌落、摇摆、冲击等。

4) 综合环境因素:

温度与湿度,温度与压力、温度、湿度与振动等等。

气候环境试验其项目可分为如下几项:高温、低温、温度循环、温度冲击、低气压、湿热、日光辐射、砂尘、淋雨等,一般将盐雾和霉菌试验包括在其中。

在上述试验项目中又可分为单因素、综合及组合试验。

从本世纪初,人们就注意到环境条件对产品的性能有很大的影响,随着产品越来越复杂和使用环境越来越严酷,环境试验受到人们的重视。

环境试验在国际上已有80多年的历史,1919年美国开始进行人工模拟环境试验,1943年,美国陆海空军便制定了环境试验方法。当时的试验项目主要是高温、湿热、低气压、砂尘、盐雾、日光辐射等,其主要的目的是解决热带沙漠地区作战的战斗机、装甲车等的质量问题。1955年,美国成立了环境工程学会。英国于1949年成立了环境工程学会。前苏联在五十年代就在国内各地建立了环境试验站,并在我国进行大量的暴露试验。东德于1962年成立了环境试验委员会,主要负责电信设备和元件方面的环境试验。

IEC于四十年代开始研究环境试验方面的问题,随着电子电工产品环境试验问题的日益突出,于1961年成立了Tc50“环境试验技术委员会”,专门从事环境条件分类和分级的研究。

我国的环境试验始于五十年代,最先在广州、上海、海南岛等地建立了天然暴露试验站,与东欧各国共同探索热带、亚热带、沿海地区气候条件对产品的影响。我国的环境试验从学习国外的标准,到逐步建立自己的环境试验体系,几十年来有了很大的发展。目前,国内的环境试验工作正大面积地开展,各省市都建立了电子产品检验所(站),各大公司各大厂、所也都拥有自己的可靠性环境试验室,并陆续淘汰了旧设备,引进和购置了一些新设备,随着宇航事业的迅速发展,国防工业部门开始对可靠性和环境试验给予高度重视,并投入了巨大的人力、物力、财力,对提高军用产品的质量起到重要作用。

在环境试验中,人工模拟试验是最常用和最重要的试验方法,而环境试验设备是开展人工模拟试验工作研究的工具和手段。和环境试验一样,环境试验设备从本世纪二十年代至今已有80多年的历史了,从70年代开始,环境试验设备有了迅速发展,并逐渐成为一门综合性强技术复杂的边缘科学。

1) 国外气候试验设备的发展情况来看,大致可分为三个阶段:

第一阶段为探索阶段(从20年代至50年代):这个阶段是从无到有,其结构和电气控制都是较为简单的单因素设备。

第二阶段为发展阶段(从50年代末至70年代中期):这个阶段发展了几十个品种、上百个规格,可以模拟从地面到高空的气候试验设备,这些设备在结构设计和电气控制方面有了明显的改进,基本实现了自动控制,并有了简单的安全保护措施。

第三阶段为飞跃发展阶段(从70年代末至今):这个阶段生产的设备采用了许多新的科学技术成果,微处理机得到广泛应用。从设计到制造,从测试到数据处理全部可以自动化,并出现了许多大型和综合环境试验设备。可以说,这个阶段的设备从量变到质变,得到了突飞猛进的发展。

2) 国内研制和生产环境试验设备已有四十多年的历史,也经历了从仿制、自行设计和更新设计三个阶段。四十多年来,国内从事环境试验设备研制和生产的厂、所发展到上百家,生产环境试验设备二百多种。目前,不少厂家引进先进技术,按国际和国家标准,不断更新设计,朝着多功能综合参数、微机控制的方向发展。

环境试验设备设计、生产的依据是环境试验方法,随着生产力的进步、国民经济的发展,环境试验方法的日臻丰富,相应的环境试验设备亦随之日益增多。为了使环境试验能可靠、持续地得到实施,这就需要有质量上乘,性能合格的试验设备,而要达到这一要求,就需有一个统一衡量试验设备尺度即环境试验设备标准,以及环境试验设备基本参数检定标准。

我国的环境试验设备标准(以下简称“设备标准”)及电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法标准(以下简称“方法标准”)起草、发布、实施于二十世纪八十年代中期。

现行环境试验设备标准共有九项:

GB10586-89 湿热试验箱技术条件

GB10587-89 盐雾试验箱技术条件

GB10588-89 长霉试验箱技术条件

GB10589-89 低温试验箱技术条件

GB10590-89 低温/低气压试验箱技术条件

GB10591-89 高温/低气压试验箱技术条件

GB10592-89 高、低温试验箱技术条件

GB11158-89 高温试验箱技术条件

GB11159-89 低气压试验箱技术条件

GB/T5170.2----1996电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法温度试验设备

GB/T5170.5----1996电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法湿热试验设备

GB/T5170.8----1996电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法盐雾试验设备

GB/T5170.9----1996电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法太阳辐射试验设备

GB/T5170.10---1996电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法高低温低气压试验设备

GB/T5170.11---1996电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法腐蚀气体试验设备

GB2423.1 电工电子产品环境第2部分试验方法试验A:低温

GB5170.2 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法温度试验设备

GB2423.1 电工电子产品环境第2部分试验方法试验B:高温

GB2423.22 电工电子产品基本环境试验规程试验N:温度变化试验方法

GB2423.3 电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验Ca:恒定湿热

GB5170.5 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法湿热试验设备

GB2423.4 电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验Db:交变湿热

GB2423.9 电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验Cb:设备用恒定湿热

GB2423.16 电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验J:长霉

GB2423.17 电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验Ka:盐雾

GB5170.8 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法盐雾试验设备

GB2423.18 电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验Kb:交变盐雾

GB2423.19 电工电子产品环境试验第2部分试验方法 Kc:接触点和连接件的二氧化硫试验 GB5170.11 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法:腐蚀气体试验设备

GB2423.20 电工电子产品环境试验第2部分试验方法 Kd:接触点和连接件硫件氢试验方法

环境试验方法

1、高温试验:试验中兵器处于高温空气中,但不受到阳光直接照射。试验针对高温季节在室内或密闭空间中或接近发动机等热源处储藏或使用兵器的情形。仅当太阳辐射试 验不能检验高温效应时才进行这项试验。试验的目的是检验在高温环境中储藏或使用 的性能。

2、低温试验:试验适用于在寿命周期中很可能在低温环境中使用的试件。试验的目的是检验试件能否在长期的低温环境中储藏、操纵控制和作战。

3、淋雨试验:试验适用于使用过程中有可能受到雨淋的兵器。淋雨试验包括无风时的淋雨试验和有风时的淋雨试验。淋雨试验的目的是检验遮雨器材的防水性能,检验兵器 在淋雨期间和淋雨之后的性能。

4、盐雾试验:盐在地球上分布非常广泛。海洋、大气、地面、湖水和河流中都有盐,尤以沿海地区含盐量比较大,海洋中含盐量最大。不与盐接触的兵器是没有的。

5、沙尘试验:试验适用与在干沙或尘土含量比较高的空气中使用的所有机械的、电的、电子的和电化学的兵器。

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