Спосіб циклічних температурних випробувань виробів

Спосіб циклічних температурних випробувань виробів, що включає витримку виробів при нормальних кліматичних умовах, циклічне поперемінне охолодження і нагрівання виробу в термоклімати C2 1 3 80174 Найбільш близьким по технічній сутності до запропонованного винаходу та обраного у зв'язку з цим, як його прототип, є спосіб циклічних випробувань на термоудар по [авторському свідоцтву СРСР за 1980р. №735963 (заявка №2608661/25-28 від 25.04.78р., МПК G 01 N 3/60]. Цей спосіб полягає в тому, що поперемінно (циклічно) охолоджують та нагрівають вироби у робочій камері від джерел холодного і гарячого повітря. При цьому застосовують декілька робочих камер, які по черзі підключаються до джерел холодного та гарячого повітря з інтервалом часу 2 × Te T= , n де Те -тривалість кожного з етапів охолодження або нагріву; n - кількість камер. Указаний спосіб випробувань є простим у реалізації, дозволяє зменшити час випробувань та оцінити стійкість виробів до температурних дій в умовах, близьких до реальних умов експлуатації, тому що виріб витримується при екстремальних температурах протягом часу, що вимагається. Недоліком указаного способу циклічних випробувань виробів на термоудар є його недостатня точність при імітації температурних дій, які мають місце в процесі реальної (штатної) експлуатації виробів. Це пояснюється тим, що температурний режим у камері створюється після поміщення виробу у камеру, і, таким чином зменшується швидкість дії температурних навантажень, а значить і збільшується часовий цикл виходу виробу, що випробовується, на заданий режим порівняно з тим, як це відбувається в умовах реальної експлуатації. Неповна імітація теплового удару може призвести до недостатньо об'єктивної оцінки стану виробу після відпрацьовування у стендових (лабораторних) умовах. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу циклічних випробувань виробів при визначенні їх стійкості до екстремальних температур експлуатації. При цьому способі підвищення вірогідності результатів випробувань і надійності відпрацьовування виробів і їхніх комплектуючих елементів у лабораторних умовах забезпечується шляхом виключення невластивих у процесі експлуатації виробів температурних навантажень. Одночасно зберігається простота у реалізації даного способу випробувань. Поставлена задача вирішується тим, що відповідно до способу циклічних температурних випробувань виробів, який включає витримку виробів при нормальних кліматичних умовах, циклічне охолодження та нагрів виробів у термокліматичних камерах при екстремальних температурах експлуатації протягом заданого часу, запропонований спосіб має відмінності. Згідно з запропонованим винаходом при випробуваннях попередньо доводять температуру у термокліматичній камері до вибраних значень екстремальних мінусових або плюсових температур, близьких до заданих умов експлуатації виробу, а потім ступенево холоджують і нагрівають вироби, змінюючи температуру у камері з інтервалом проміжних температур через (5-15)°С і наближаючись 4 до максимальних заданих значеннь екстремальних мінусових або плюсових температур експлуатації (до абсолютних значеннь верхньої межі екстремальних температур) протягом часу одержання виробами цих температур. Після чого вироби витримують протягом заданого часу при максимальних значеннях екстремальних температур. При цьому сумарний час витримки виробів при проміжних та максимальних значеннях екстремальних температур приймають рівним не менш часу перебування виробів при цих температурах у реальних умовах експлуатації виробів. Нормальними температурами експлуатації виробів вважають температури навколишнього середовища від 5 до 25°С. Для доведення причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю суттєви х ознак заявлюваного винаходу та технічними результатами його використування наводяться наступні дані. Попереднє встановлення у термокліматичних камерах температур випробувань, які дорівнюють абсолютним значенням нижньої межі екстремальних температур експлуатації виробів, дозволяє виключити у виробі великий перепад температур на початку випробувань та наблизити умови випробувань дореальних умов експлуатації виробів. Ступеневе охолодження і нагрів виробів з інтервалом проміжних температур від 5 до 15°С до абсолютних значень мінімальних та максимальних температур експлуатації також запобігає виключенню невластивого температурного навантаження на вироби при випробуваннях. Одночасно така витримка виробів при проміжних температурах дозволяє за - результатами випробувань перевірити їхній стан після перебування у можливому діапазоні температур експлуатації. Наступна витримка виробів при максимальних значеннях температур експлуатації протягом заданого часу сприяє проведенню процесу прискорених циклічних температурних випробувань з імітацією всього температурного навантаження на вироби при реальній експлуатації - від мінімальних до максимальних температур. Проведення витримки виробів при проміжних та крайніх значеннях екстремальних температур протягом сумарного часу, рівного не менше часу перебування виробів при цих температурах у реальних умовах експлуатації виробів, дозволяє провести випробування на вплив усіх заданих умов зберігання та експлуатації виробів - температури та часу їхнього впливу. Таким чином, сукупність ознак температурночасового навантаження виробів та перевірка стану виробів після випробувань дозволяє підвищити вірогідність результатів випробувань і надійність відпрацьовування виробів при оцінці їх стійкості до температурних навантажень при заданих умовах зберігання та експлуатації виробів. Для доведення можливості промислового використання винаходу наводиться наступний приклад його використання. Приклад. Необхідно оцінити стійкість виробу до впливу екстремальних мінусових та плюсових температур експлуатації, які діють на виріб під час його транспортування, або при установці на об'єкт 5 80174 експлуатації. Такими виробами, наприклад, можуть бути прилади, пристрої, ракетні двигуни на твердому паливі, акумуляторні батареї тощо, які потім будут встановлені на космічний ракетний носій. Для цих виробів характерним є те, що на них під час експлуатації можуть короткочасно впливати температури від мінус 50°С до плюс 50°С. Термін дії цих температур установлюється технічним завданням на розробку або технічними умовами на вироби, наприклад: - зберігання при нормальних (від 5 до 25°С) температурах протягом певного часу; - транспортування і установка на об'єкт експлуатації у холодну або жарку пору року протягом, наприклад, однієї чи двох діб. Цей процес може тривати декілька разів (5-7 разів і більше) за весь зазначений термін зберігання і експлуатації виробу. Вибирають інтервал проміжних екстремальних температур експлуатації через (5-15)°С. Розрахунок тривалості витримки виробів при температурах випробувань, еквівалентних імітації потрібного терміну експлуатації виробів (у даному прикладі 5 разів протягом 24 годин при мінімальних та максимальних температурах експлуатації), проводять за умов придбання виробом температури охолодження та прогріву під час випробувань. Сумарний час витримки виробів при проміжних та крайніх значеннях екстремальних температур приймають при цьому рівним не менше часу перебування виробів при цих температурах у реальних умовах експлуатації виробів (наприклад, 24 години). Результати розрахунку температурно-часових режимів випробувань виробів приведені у таблиці 1. При цьому режими 1 і 2 можуть бути об'єднані в один режим 3. Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а 6 Спосіб реалізують таким чином. 1. Витримують вироби при нормальних кліматичних умовах при температурах (15±10)°С протягом, наприклад, 10 годин. 2. Доводять температуру у камері до нижньої межі екстремальної температури (наприклад, до мінус 10°С або до 35°С) і витримують виріб при цій температурі протягом розрахованого часу, наприклад, 6 годин. 3. Ступенево зменшують (підвищують) температур у у камері до наступного значення проміжних температур випробувань і до мінімального (максимального) значення екстремальних температур експлуатації виробів. Витримку при цих температурах проводять протягом розрахованого та заданого часу, наприклад, по 6 годин. 4. Виймають вироби з камери холоду (тепла) і витримують їх при температурах (15±10)°С протягом, наприклад, 10 годин. 5. Далі цикли температурних випробувань повторюють ще, наприклад, чотири рази. 6. Після завершення випробувань оцінюють технічний стан та характеристики виробів. Запропонований спосіб проведення циклічних випробувань виробів, наприклад, по режиму 3, можна представити схематично (з урахуванням даних, наведених у таблиці 1): Таким чином, з наведеного прикладу видно, що описаний вище процес проведення циклічних температурних випробувань виробів і представлена сукупність відмінних ознак даного винаходу та суттєвих ознак відомого способу випробувань дозволяє: - оцінити стійкість виробів до температурних навантажень в умовах, близьких до реальних умов експлуатації;- підвищити точність і вірогідність результатів випробувань виробів при визначенні їх стійкості до екстремальних температур експлуатації; - забезпечити проведення випробувань виробів за допомогою існуючих термокліматичних камер при імітації заданих температур експлуатації виробів. Крім того, одночасно зберігається простота у реалізації даного способу випробувань виробів. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601