環(huán)境試驗及標(biāo)準(zhǔn)
環(huán)境試驗是為了保證產(chǎn)品在規(guī)定的壽命期間,在預(yù)期的使用,運輸或貯存的所有環(huán)境下,保持功能可靠性而進(jìn)行的活動。是將產(chǎn)品暴露在自然的或人工的環(huán)境條件下經(jīng)受其作用,以評價產(chǎn)品在實際使用,運輸和貯存的環(huán)境條件下的性能,并分析研究環(huán)境因素的影響程度及其作用機理。
環(huán)境試驗設(shè)備是模擬各類環(huán)境氣候,運輸、搬運、振動、等條件下,是企業(yè)或機構(gòu)為驗證原材料、半成品、成品質(zhì)量的一種方法。目的是通過使用各種環(huán)境試驗設(shè)備做試驗,來驗證材料和產(chǎn)品是否達(dá)到在研發(fā)、設(shè)計、制造中預(yù)期的質(zhì)量目標(biāo)。廣泛用于大專院校、航空、航天、軍事、造船、電工、電子、醫(yī)療、儀器儀表、石油儀表、石油化工、醫(yī)療、汽摩等領(lǐng)域。
環(huán)境試驗設(shè)備能按IEC、MIL、ISO、GB、GJB等各種標(biāo)準(zhǔn)或用戶要求進(jìn)行高溫、低溫、溫度沖擊(氣態(tài)及液態(tài))、浸漬、溫度循環(huán)、低氣壓、高低溫低氣壓、恒定濕熱、交變濕熱、高壓蒸煮、砂塵、耐爆炸、鹽霧腐蝕、氣體腐蝕、霉菌、淋雨、太陽輻射、光老化等。
隨著科學(xué)技術(shù)經(jīng)濟貿(mào)易的迅猛發(fā)展,自然資源海洋宇宙開發(fā)與利用,各種產(chǎn)品在貯存、運輸和使用過程中遇到的環(huán)境越來越復(fù)雜,越來越嚴(yán)酷。從熱帶到寒帶,從平原到高原,從海洋到太空等等,這就使得用戶和生產(chǎn)者雙方都關(guān)心產(chǎn)品在上述環(huán)境中得性能、可靠性和安全性,以保證產(chǎn)品能滿意地工作,這就必須要進(jìn)行環(huán)境試驗。
所謂環(huán)境試驗,就是將產(chǎn)品暴露在自然環(huán)境或人工模擬環(huán)境中,從而對它們實際上會遇到的貯存、運輸和使用條件下的性能做出評價。通過環(huán)境試驗,可以提供設(shè)計質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量方面的信息,是質(zhì)量保證的重要手段。
對產(chǎn)品的評價不能只看其功能和性能是否,還要綜合其各方面條件,例如在嚴(yán)酷環(huán)境中,其功能和性能的可靠程度以及維修、成本高低等。在提高產(chǎn)品可靠性方面,環(huán)境試驗占有重要位置,說的一些,沒有環(huán)境試驗,就無法正確鑒別產(chǎn)品的品質(zhì)、確保產(chǎn)品質(zhì)量。
在產(chǎn)品的研制,生產(chǎn)和使用中都貫穿著環(huán)境試驗,通常是設(shè)計、環(huán)境試驗、改進(jìn)、再環(huán)境試驗、投產(chǎn)。環(huán)境試驗越真實準(zhǔn)確,產(chǎn)品的可靠性越好。
1) 用于產(chǎn)品研究性試驗:
研究性試驗主要用于產(chǎn)品的設(shè)計、研制階段,用于考核所選用的元器件、零部件、設(shè)計結(jié)構(gòu)、采用的工藝等能否滿足實際環(huán)境要求以及存在的問題。為了節(jié)省時間和充分暴露產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié),一般都采用加速環(huán)境試驗方法。
2) 用于產(chǎn)品定型試驗:
定型試驗是用來確定產(chǎn)品能否在預(yù)定的環(huán)境條件下達(dá)到規(guī)定設(shè)計技術(shù)指標(biāo)和安全要求。定型試驗是全面的試驗,產(chǎn)品可能遇到的環(huán)境因素都必須考慮到。
3) 用于生產(chǎn)檢查試驗:
生產(chǎn)檢查試驗主要用于檢查產(chǎn)品的工藝質(zhì)量及工藝變更時的質(zhì)量穩(wěn)定性。
4) 用于產(chǎn)品的驗收試驗:
驗收試驗是指產(chǎn)品出廠時,為了保證產(chǎn)品質(zhì)量必須進(jìn)行的一些項目的試驗,驗收試驗通常是抽樣進(jìn)行的。
5) 用于安全性試驗:
用環(huán)境試驗可以檢查產(chǎn)品是否危害健康及生命問題,用恒加速度來檢查產(chǎn)品安裝、連接的牢固性,以防止在緊急情況下被甩出而造成人身傷亡事故或撞壞其它設(shè)備。安全試驗通常采用較正常試驗更嚴(yán)酷的試驗等級進(jìn)行。
6) 用于可靠性試驗:
可靠性試驗是由環(huán)境試驗、壽命試驗、現(xiàn)象試驗和特殊試驗等組成,環(huán)境試驗是其中的主要組成部分。美國MIL-ZTD-781D中明確規(guī)定:環(huán)境試驗是可靠性試驗的必要補充內(nèi)容,也是提高產(chǎn)品可靠性的重要手段。
自然環(huán)境試驗是將產(chǎn)品特別是材料和構(gòu)件長期直接暴露于某一自然環(huán)境中,以確定該自然環(huán)境對它的影響過程,通常在各種類型的自然暴露場進(jìn)行;
使用環(huán)境試驗是將產(chǎn)品安裝于載體(平臺)上,直接經(jīng)受產(chǎn)品使用中遇到的自然(或誘發(fā))的平臺環(huán)境的作用,以確定其對平臺環(huán)境的適應(yīng)性,通常在現(xiàn)場進(jìn)行;
實驗室環(huán)境試驗則是將產(chǎn)品置于人工產(chǎn)生的氣候、力學(xué)或電磁等環(huán)境中,以確定這些環(huán)境對它的影響,通常在實驗室內(nèi)進(jìn)行。
自然環(huán)境試驗主要是獲取氣候環(huán)境因素對材料、工藝和構(gòu)件等受自然環(huán)境各種因素長期綜合作用產(chǎn)生的腐蝕、老化、長霉和降低電性能等,為產(chǎn)品設(shè)計中材料、工藝、元器(部)件選擇提供基本數(shù)據(jù);使用環(huán)境試驗主要用于產(chǎn)品樣機研制過程和產(chǎn)品使用階段,獲取樣機對真實使用環(huán)境適應(yīng)性的信息,為改進(jìn)設(shè)計或評價其環(huán)境適應(yīng)性提供依據(jù)。實驗室環(huán)境試驗分為激發(fā)試驗和模擬試驗。激發(fā)試驗主要用于研制過程,用于發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計方面的缺陷,以改進(jìn)設(shè)計,通過反復(fù)進(jìn)行這一過程可提高產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性;模擬試驗主要用于驗證或評價產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性水平或是否達(dá)到規(guī)定的要求,作為設(shè)計定型、產(chǎn)品驗收和采購決策的依據(jù)。因此環(huán)境試驗是提高、驗證和評價產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性的重要手段。
IEC(電工委員會)Tc75環(huán)境條件分類委員會于1981年頒布了“環(huán)境參數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)”,具體如下:
1) 氣候環(huán)境因素:
溫度、濕度、壓力、日光輻射、沙塵、雪等。
2) 生物及化學(xué)因素:
鹽霧、霉菌、二氧化硫、硫化氫等。
3) 機械環(huán)境因素:
振動(含正弦、隨機)、碰撞、跌落、搖擺、沖擊等。
4) 綜合環(huán)境因素:
溫度與濕度,溫度與壓力、溫度、濕度與振動等等。
氣候環(huán)境試驗其項目可分為如下幾項:高溫、低溫、溫度循環(huán)、溫度沖擊、低氣壓、濕熱、日光輻射、砂塵、淋雨等,一般將鹽霧和霉菌試驗包括在其中。
在上述試驗項目中又可分為單因素、綜合及組合試驗。
從本世紀(jì)初,人們就注意到環(huán)境條件對產(chǎn)品的性能有很大的影響,隨著產(chǎn)品越來越復(fù)雜和使用環(huán)境越來越嚴(yán)酷,環(huán)境試驗受到人們的重視。
環(huán)境試驗在上已有80多年的歷史,1919年美國開始進(jìn)行人工模擬環(huán)境試驗,1943年,美國陸??哲姳阒贫谁h(huán)境試驗方法。當(dāng)時的試驗項目主要是高溫、濕熱、低氣壓、砂塵、鹽霧、日光輻射等,其主要的目的是解決熱帶沙漠地區(qū)作戰(zhàn)的戰(zhàn)斗機、裝甲車等的質(zhì)量問題。1955年,美國成立了環(huán)境工程學(xué)會。英國于1949年成立了環(huán)境工程學(xué)會。前蘇聯(lián)在五十年代就在國內(nèi)各地建立了環(huán)境試驗站,并在我國進(jìn)行大量的暴露試驗。東德于1962年成立了環(huán)境試驗委員會,主要負(fù)責(zé)電信設(shè)備和元件方面的環(huán)境試驗。
IEC于四十年代開始研究環(huán)境試驗方面的問題,隨著電子電工產(chǎn)品環(huán)境試驗問題的日益突出,于1961年成立了Tc50“環(huán)境試驗技術(shù)委員會”,專門從事環(huán)境條件分類和分級的研究。
我國的環(huán)境試驗始于五十年代,先在廣州、上海、海南島等地建立了天然暴露試驗站,與東歐各國共同探索熱帶、亞熱帶、沿海地區(qū)氣候條件對產(chǎn)品的影響。我國的環(huán)境試驗從學(xué)國外的標(biāo)準(zhǔn),到逐步建立自己的環(huán)境試驗體系,幾十年來有了很大的發(fā)展。目前,國內(nèi)的環(huán)境試驗工作正大面積地開展,各省市都建立了電子產(chǎn)品檢驗所(站),各大公司各大廠、所也都擁有自己的可靠性環(huán)境試驗室,并陸續(xù)淘汰了舊設(shè)備,引進(jìn)和購置了一些新設(shè)備,隨著宇航事業(yè)的迅速發(fā)展,國防工業(yè)部門開始對可靠性和環(huán)境試驗給予高度重視,并投入了巨大的人力、物力、財力,對提高軍用產(chǎn)品的質(zhì)量起到重要作用。
在環(huán)境試驗中,人工模擬試驗是常用和重要的試驗方法,而環(huán)境試驗設(shè)備是開展人工模擬試驗工作研究的工具和手段。和環(huán)境試驗一樣,環(huán)境試驗設(shè)備從本世紀(jì)二十年代至今已有80多年的歷史了,從70年代開始,環(huán)境試驗設(shè)備有了迅速發(fā)展,并逐漸成為一門綜合性強技術(shù)復(fù)雜的邊緣科學(xué)。
1) 國外氣候試驗設(shè)備的發(fā)展情況來看,大致可分為三個階段:
一階段為探索階段(從20年代至50年代):這個階段是從無到有,其結(jié)構(gòu)和電氣控制都是較為簡單的單因素設(shè)備。
二階段為發(fā)展階段(從50年代末至70年代中期):這個階段發(fā)展了幾十個品種、上百個規(guī)格,可以模擬從地面到高空的氣候試驗設(shè)備,這些設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)計和電氣控制方面有了明顯的改進(jìn),基本實現(xiàn)了自動控制,并有了簡單的安全保護(hù)措施。
三階段為飛躍發(fā)展階段(從70年代末至今):這個階段生產(chǎn)的設(shè)備采用了許多新的科學(xué)技術(shù)成果,微處理機得到廣泛應(yīng)用。從設(shè)計到制造,從測試到數(shù)據(jù)處理全部可以自動化,并出現(xiàn)了許多大型和綜合環(huán)境試驗設(shè)備。可以說,這個階段的設(shè)備從量變到質(zhì)變,得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。
2) 國內(nèi)研制和生產(chǎn)環(huán)境試驗設(shè)備已有四十多年的歷史,也經(jīng)歷了從仿制、自行設(shè)計和更新設(shè)計三個階段。四十多年來,國內(nèi)從事環(huán)境試驗設(shè)備研制和生產(chǎn)的廠、所發(fā)展到上百家,生產(chǎn)環(huán)境試驗設(shè)備二百多種。目前,不少廠家引進(jìn)*技術(shù),按和國家標(biāo)準(zhǔn),不斷更新設(shè)計,朝著多功能綜合參數(shù)、微機控制的方向發(fā)展。
環(huán)境試驗設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)的依據(jù)是環(huán)境試驗方法,隨著生產(chǎn)力的進(jìn)步、國民經(jīng)濟的發(fā)展,環(huán)境試驗方法的日臻豐富,相應(yīng)的環(huán)境試驗設(shè)備亦隨之日益增多。為了使環(huán)境試驗?zāi)芸煽?、持續(xù)地得到實施,這就需要有*,性能合格的試驗設(shè)備,而要達(dá)到這一要求,就需有一個統(tǒng)一衡量試驗設(shè)備尺度即環(huán)境試驗設(shè)備標(biāo)準(zhǔn),以及環(huán)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定標(biāo)準(zhǔn)。
我國的環(huán)境試驗設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱“設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)”)及電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定方法標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱“方法標(biāo)準(zhǔn)”)起草、發(fā)布、實施于二十世紀(jì)八十年代中期。
現(xiàn)行環(huán)境試驗設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)共有九項:
GB10586-89 濕熱試驗箱技術(shù)條件
GB10587-89 鹽霧試驗箱技術(shù)條件
GB10588-89 長霉試驗箱技術(shù)條件
GB10589-89 低溫試驗箱技術(shù)條件
GB10590-89 低溫/低氣壓試驗箱技術(shù)條件
GB10591-89 高溫/低氣壓試驗箱技術(shù)條件
GB10592-89 高、低溫試驗箱技術(shù)條件
GB11158-89 高溫試驗箱技術(shù)條件
GB11159-89 低氣壓試驗箱技術(shù)條件
GB/T5170.2----1996電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定方法溫度試驗設(shè)備
GB/T5170.5----1996電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定方法濕熱試驗設(shè)備
GB/T5170.8----1996電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定方法鹽霧試驗設(shè)備
GB/T5170.9----1996電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定方法太陽輻射試驗設(shè)備
GB/T5170.10---1996電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定方法高低溫低氣壓試驗設(shè)備
GB/T5170.11---1996電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定方法腐蝕氣體試驗設(shè)備
GB2423.1 電工電子產(chǎn)品環(huán)境第2部分試驗方法試驗A:低溫
GB5170.2 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定方法溫度試驗設(shè)備
GB2423.1 電工電子產(chǎn)品環(huán)境第2部分試驗方法試驗B:高溫
GB2423.22 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程試驗N:溫度變化試驗方法
GB2423.3 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分試驗方法試驗Ca:恒定濕熱
GB5170.5 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定方法濕熱試驗設(shè)備
GB2423.4 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分試驗方法試驗Db:交變濕熱
GB2423.9 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分試驗方法試驗Cb:設(shè)備用恒定濕熱
GB2423.16 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分試驗方法試驗J:長霉
GB2423.17 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分試驗方法試驗Ka:鹽霧
GB5170.8 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定方法鹽霧試驗設(shè)備
GB2423.18 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分試驗方法試驗Kb:交變鹽霧
GB2423.19 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分試驗方法 Kc:接觸點和連接件的二氧化硫試驗 GB5170.11 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定方法:腐蝕氣體試驗設(shè)備
GB2423.20 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分試驗方法 Kd:接觸點和連接件硫件氫試驗方法
環(huán)境試驗方法
1、高溫試驗:試驗中兵器處于高溫空氣中,但不受到陽光直接照射。試驗針對高溫季節(jié)在室內(nèi)或密閉空間中或接近發(fā)動機等熱源處儲藏或使用兵器的情形。僅當(dāng)太陽輻射試 驗不能檢驗高溫效應(yīng)時才進(jìn)行這項試驗。試驗的目的是檢驗在高溫環(huán)境中儲藏或使用 的性能。
2、低溫試驗:試驗適用于在壽命周期中很可能在低溫環(huán)境中使用的試件。試驗的目的是檢驗試件能否在長期的低溫環(huán)境中儲藏、操縱控制和作戰(zhàn)。
3、淋雨試驗:試驗適用于使用過程中有可能受到雨淋的兵器。淋雨試驗包括無風(fēng)時的淋雨試驗和有風(fēng)時的淋雨試驗。淋雨試驗的目的是檢驗遮雨器材的防水性能,檢驗兵器 在淋雨期間和淋雨之后的性能。
4、鹽霧試驗:鹽在地球上分布非常廣泛。海洋、大氣、地面、湖水和河流中都有鹽,尤以沿海地區(qū)含鹽量比較大,海洋中含鹽量大。不與鹽接觸的兵器是沒有的。
5、沙塵試驗:試驗適用與在干沙或塵土含量比較高的空氣中使用的所有機械的、電的、電子的和電化學(xué)的兵器。