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    環境試驗及標準
    點擊次數:114 發布時間:2019-09-25

    環境試驗是為了保證產品在規定的壽命期間,在預期的使用,運輸或貯存的所有環境下,保持功能可靠性而進行的活動。是將產品暴露在自然的或人工的環境條件下經受其作用,以評價產品在實際使用,運輸和貯存的環境條件下的性能,并分析研究環境因素的影響程度及其作用機理。

    環境試驗設備是模擬各類環境氣候,運輸、搬運、振動、等條件下,是企業或機構為驗證原材料、半成品、成品質量的一種方法。目的是通過使用各種環境試驗設備做試驗,來驗證材料和產品是否達到在研發、設計、制造中預期的質量目標。廣泛用于大專院校、航空、航天、軍事、造船、電工、電子、醫療、儀器儀表、石油儀表、石油化工、醫療、汽摩等領域。

    環境試驗設備能按IEC、MIL、ISO、GB、GJB等各種標準或用戶要求進行高溫、低溫、溫度沖擊(氣態及液態)、浸漬、溫度循環、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。

    隨著科學技術經濟貿易的迅猛發展,自然資源海洋宇宙開發與利用,各種產品在貯存、運輸和使用過程中遇到的環境越來越復雜,越來越嚴酷。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者雙方都關心產品在上述環境中得性能、可靠性和安全性,以保證產品能滿意地工作,這就必須要進行環境試驗。

    所謂環境試驗,就是將產品暴露在自然環境或人工模擬環境中,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。通過環境試驗,可以提供設計質量和產品質量方面的信息,是質量保證的重要手段。

    對產品的評價不能只看其功能和性能是否優秀,還要綜合其各方面條件,例如在嚴酷環境中,其功能和性能的可靠程度以及維修、成本高低等。在提高產品可靠性方面,環境試驗占有重要位置,說的極端一些,沒有環境試驗,就無法正確鑒別產品的品質、確保產品質量。

    在產品的研制,生產和使用中都貫穿著環境試驗,通常是設計、環境試驗、改進、再環境試驗、投產。環境試驗越真實準確,產品的可靠性越好。

    1) 用于產品研究性試驗:

    研究性試驗主要用于產品的設計、研制階段,用于考核所選用的元器件、零部件、設計結構、采用的工藝等能否滿足實際環境要求以及存在的問題。為了節省時間和充分暴露產品的薄弱環節,一般都采用加速環境試驗方法。

    2) 用于產品定型試驗:

    定型試驗是用來確定產品能否在預定的環境條件下達到規定設計技術指標和安全要求。定型試驗是最全面的試驗,產品可能遇到的環境因素都必須考慮到。

    3) 用于生產檢查試驗:

    生產檢查試驗主要用于檢查產品的工藝質量及工藝變更時的質量穩定性。

    4) 用于產品的驗收試驗:

    驗收試驗是指產品出廠時,為了保證產品質量必須進行的一些項目的試驗,驗收試驗通常是抽樣進行的。

    5) 用于安全性試驗:

    用環境試驗可以檢查產品是否危害健康及生命問題,用恒加速度來檢查產品安裝、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備。安全試驗通常采用較正常試驗更嚴酷的試驗等級進行。

    6) 用于可靠性試驗:

    可靠性試驗是由環境試驗、壽命試驗、現象試驗和特殊試驗等組成,環境試驗是其中的主要組成部分。美國MIL-ZTD-781D中明確規定:環境試驗是可靠性試驗的必要補充內容,也是提高產品可靠性的重要手段。

    自然環境試驗是將產品特別是材料和構件長期直接暴露于某一自然環境中,以確定該自然環境對它的影響過程,通常在各種類型的自然暴露場進行;

    使用環境試驗是將產品安裝于載體(平臺)上,直接經受產品使用中遇到的自然(或誘發)的平臺環境的作用,以確定其對平臺環境的適應性,通常在現場進行;

    實驗室環境試驗則是將產品置于人工產生的氣候、力學或電磁等環境中,以確定這些環境對它的影響,通常在實驗室內進行。

    自然環境試驗主要是獲取氣候環境因素對材料、工藝和構件等受自然環境各種因素長期綜合作用產生的腐蝕、老化、長霉和降低電性能等,為產品設計中材料、工藝、元器(部)件選擇提供基本數據;使用環境試驗主要用于產品樣機研制過程和產品使用階段,獲取樣機對真實使用環境適應性的信息,為改進設計或評價其環境適應性提供依據。實驗室環境試驗分為激發試驗和模擬試驗。激發試驗主要用于研制過程,用于發現產品環境適應性設計方面的缺陷,以改進設計,通過反復進行這一過程可提高產品的環境適應性;模擬試驗主要用于驗證或評價產品的環境適應性水平或是否達到規定的要求,作為設計定型、產品驗收和采購決策的依據。因此環境試驗是提高、驗證和評價產品環境適應性的重要手段。

     IEC(國際電工委員會)Tc75環境條件分類委員會于1981年頒布了“環境參數分級標準”,具體如下:

    1) 氣候環境因素:

    溫度、濕度、壓力、日光輻射、沙塵、雪等。

    2) 生物及化學因素:

    鹽霧、霉菌、二氧化硫、硫化氫等。

    3) 機械環境因素:

    振動(含正弦、隨機)、碰撞、跌落、搖擺、沖擊等。

    4) 綜合環境因素:

    溫度與濕度,溫度與壓力、溫度、濕度與振動等等。

    氣候環境試驗其項目可分為如下幾項:高溫、低溫、溫度循環、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。

    從本世紀初,人們就注意到環境條件對產品的性能有很大的影響,隨著產品越來越復雜和使用環境越來越嚴酷,環境試驗受到人們的重視。

    環境試驗在國際上已有80多年的歷史,1919年美國開始進行人工模擬環境試驗,1943年,美國陸海空軍便制定了環境試驗方法。當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作戰的戰斗機、裝甲車等的質量問題。1955年,美國成立了環境工程學會。英國于1949年成立了環境工程學會。前蘇聯在五十年代就在國內各地建立了環境試驗站,并在我國進行大量的暴露試驗。東德于1962年成立了環境試驗委員會,主要負責電信設備和元件方面的環境試驗。

    IEC于四十年代開始研究環境試驗方面的問題,隨著電子電工產品環境試驗問題的日益突出,于1961年成立了Tc50“環境試驗技術委員會”,專門從事環境條件分類和分級的研究。

    我國的環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、沿海地區氣候條件對產品的影響。我國的環境試驗從學國外的標準,到逐步建立自己的環境試驗體系,幾十年來有了很大的發展。目前,國內的環境試驗工作正大面積地開展,各省市都建立了電子產品檢驗所(站),各大公司各大廠、所也都擁有自己的可靠性環境試驗室,并陸續淘汰了舊設備,引進和購置了一些新設備,隨著宇航事業的迅速發展,國防工業部門開始對可靠性和環境試驗給予高度重視,并投入了巨大的人力、物力、財力,對提高軍用產品的質量起到重要作用。

    在環境試驗中,人工模擬試驗是最常用和最重要的試驗方法,而環境試驗設備是開展人工模擬試驗工作研究的工具和手段。和環境試驗一樣,環境試驗設備從本世紀二十年代至今已有80多年的歷史了,從70年代開始,環境試驗設備有了迅速發展,并逐漸成為一門綜合性強技術復雜的邊緣科學。

    1) 國外氣候試驗設備的發展情況來看,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,其結構和電氣控制都是較為簡單的單因素設備。

    二階段為發展階段(從50年代末至70年代中期):這個階段發展了幾十個品種、上百個規格,可以模擬從地面到高空的氣候試驗設備,這些設備在結構設計和電氣控制方面有了明顯的改進,基本實現了自動控制,并有了簡單的安全保護措施。

    三階段為飛躍發展階段(從70年代末至今):這個階段生產的設備采用了許多新的科學技術成果,微處理機得到廣泛應用。從設計到制造,從測試到數據處理全部可以自動化,并出現了許多大型和綜合環境試驗設備。可以說,這個階段的設備從量變到質變,得到了突飛猛進的發展。

    2) 國內研制和生產環境試驗設備已有四十多年的歷史,也經歷了從仿制、自行設計和更新設計三個階段。四十多年來,國內從事環境試驗設備研制和生產的廠、所發展到上百家,生產環境試驗設備二百多種。目前,不少廠家引進先進技術,按國際和國家標準,不斷更新設計,朝著多功能綜合參數、微機控制的方向發展。

    環境試驗設備設計、生產的依據是環境試驗方法,隨著生產力的進步、國民經濟的發展,環境試驗方法的日臻豐富,相應的環境試驗設備亦隨之日益增多。為了使環境試驗能可靠、持續地得到實施,這就需要有質量上乘,性能合格的試驗設備,而要達到這一要求,就需有一個統一衡量試驗設備尺度即環境試驗設備標準,以及環境試驗設備基本參數檢定標準。

    我國的環境試驗設備標準(以下簡稱“設備標準”)及電工電子產品環境試驗設備基本參數檢定方法標準(以下簡稱“方法標準”)起草、發布、實施于二十世紀八十年代中期。

    現行環境試驗設備標準共有九項:

    GB10586-89 濕熱試驗箱技術條件

    GB10587-89 鹽霧試驗箱技術條件

    GB10588-89 長霉試驗箱技術條件

    GB10589-89 低溫試驗箱技術條件

    GB10590-89 低溫/低氣壓試驗箱技術條件

    GB10591-89 高溫/低氣壓試驗箱技術條件

    GB10592-89 高、低溫試驗箱技術條件

    GB11158-89 高溫試驗箱技術條件

    GB11159-89 低氣壓試驗箱技術條件

    GB/T5170.2----1996電工電子產品環境試驗設備基本參數檢定方法溫度試驗設備

    GB/T5170.5----1996電工電子產品環境試驗設備基本參數檢定方法濕熱試驗設備

    GB/T5170.8----1996電工電子產品環境試驗設備基本參數檢定方法鹽霧試驗設備

    GB/T5170.9----1996電工電子產品環境試驗設備基本參數檢定方法太陽輻射試驗設備

    GB/T5170.10---1996電工電子產品環境試驗設備基本參數檢定方法高低溫低氣壓試驗設備

    GB/T5170.11---1996電工電子產品環境試驗設備基本參數檢定方法腐蝕氣體試驗設備

    GB2423.1 電工電子產品環境第2部分試驗方法試驗A:低溫

    GB5170.2 電工電子產品環境試驗設備基本參數檢定方法溫度試驗設備

    GB2423.1 電工電子產品環境第2部分試驗方法試驗B:高溫

    GB2423.22 電工電子產品基本環境試驗規程試驗N:溫度變化試驗方法

    GB2423.3 電工電子產品環境試驗第2部分試驗方法試驗Ca:恒定濕熱

    GB5170.5 電工電子產品環境試驗設備基本參數檢定方法濕熱試驗設備

    GB2423.4 電工電子產品環境試驗第2部分試驗方法試驗Db:交變濕熱

    GB2423.9 電工電子產品環境試驗第2部分試驗方法試驗Cb:設備用恒定濕熱

    GB2423.16 電工電子產品環境試驗第2部分試驗方法試驗J:長霉

    GB2423.17 電工電子產品環境試驗第2部分試驗方法試驗Ka:鹽霧

    GB5170.8 電工電子產品環境試驗設備基本參數檢定方法鹽霧試驗設備

    GB2423.18 電工電子產品環境試驗第2部分試驗方法試驗Kb:交變鹽霧

    GB2423.19 電工電子產品環境試驗第2部分試驗方法 Kc:接觸點和連接件的二氧化硫試驗 GB5170.11 電工電子產品環境試驗設備基本參數檢定方法:腐蝕氣體試驗設備

    GB2423.20 電工電子產品環境試驗第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。試驗針對高溫季節在室內或密閉空間中或接近發動機等熱源處儲藏或使用兵器的情形。僅當太陽輻射試 驗不能檢驗高溫效應時才進行這項試驗。試驗的目的是檢驗在高溫環境中儲藏或使用 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境中儲藏、操縱控制和作戰。

    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。淋雨試驗包括無風時的淋雨試驗和有風時的淋雨試驗。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,尤以沿海地區含鹽量比較大,海洋中含鹽量最大。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、電子的和電化學的兵器。

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