Realização de testes climáticos, GOST: fatores e métodos

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

O teste climático é um dos métodos para testar a resistência dos produtos a fatores externos. Condições ambientais desfavoráveis podem levar à falha de equipamentos, estado crítico das estruturas e risco de seu colapso, danos à integridade dos revestimentos protetores, perda de aparência e intensificação dos processos de corrosão. Esses testes podem ser realizados em câmaras fechadas especiais ou em locais de teste usando vários métodos.

Conceito geral

Produtos técnicos operando em atmosfera aberta são afetados por diversos fatores climáticos que pioram seu desempenho: alta umidade, radiação solar, baixas e altas temperaturas. Eles são levados em consideração ao projetar produtos. Assim, dependendo da localização da área onde o equipamento será operado, é determinado o projeto climático e selecionados os materiais adequados que atendamrequisitos técnicos.

Os testes climáticos são usados para avaliar as qualidades funcionais (confiabilidade, resistência à destruição e estresse, estanqueidade) e aparência sob condições operacionais especificadas. Como mostram os estudos, os fatores mais perigosos sob a influência dos processos físicos e químicos negativos que ocorrem nos materiais são as baixas temperaturas (aumento da fragilidade), alta umidade (aceleração dos processos de corrosão) e mudanças bruscas de temperatura.

Os resultados dos testes climáticos podem ser avaliados qualitativa e quantitativamente. Geralmente são realizados na fase de desenvolvimento do trabalho, bem como na produção em massa como rejeição de estruturas críticas (testes tecnológicos regulares) e para verificar a estabilidade da qualidade (controle periódico).

Metodologia

O método de teste climático de acordo com GOST 24813-81 depende dos requisitos técnicos que o consumidor coloca em produtos, características de design, processo de fabricação e instalação, bem como nas condições de operação. Eles são definidos por padrões relevantes da indústria e documentação de design.

Os testes são realizados em 3 etapas:

1. Envelhecimento preliminar em condições climáticas especificadas. Isso é necessário para eliminar a influência das condições anteriores (umidade, temperatura, pressão). A duração desta etapa é determinada pelo tempo necessário para aequilíbrio. Ao mesmo tempo, são realizadas medições iniciais e uma inspeção visual do objeto.
2. Parâmetros de saída para o modo de operação, velocidade do obturador, extração da câmera (do local de teste), estabilização das condições externas para a posterior avaliação do objeto. O modo de teste pode ser curto, longo ou cíclico.
3. Ver e medir mudanças, tirar conclusões. Desenvolvimento de natureza preditiva de mudanças nas características operacionais.

Se o objeto for composto por vários elementos, então, de acordo com o cliente, esses trabalhos podem ser realizados como parte de todo o produto.

Estágio preparatório. Projeto de tecnologia de teste

A preparação para um teste climático inclui os seguintes procedimentos:

• Projetando um modelo matemático de um objeto.
• Coletar informações sobre uma possível alteração nas propriedades funcionais ou externas do produto sob a influência de fatores climáticos.
• Escolher ferramentas de teste e medição, estabelecer o escopo e a sequência do trabalho, elaborar um cronograma, desenvolver uma metodologia.
• Material de planejamento, suporte técnico e metrológico.
• Definir formulários de relatório.
• Instruindo o pessoal de serviço.
• Ferramentas de teste de depuração.
• Escolha de meios para processar os dados recebidos.

Classificação

Os testes climáticos são classificados de acordo com 3 critérios: pelo método de execução, pelo método de exposição e pelo tipo de climafator.

No primeiro caso, existem 3 tipos de trabalho:

1. Ensaios simples. O produto é afetado por apenas um dos fatores climáticos. Para um teste, eles podem mudar sequencialmente, mas seu efeito no objeto é independente. A vantagem deste método de teste climático é a simplicidade do equipamento. As desvantagens incluem conformidade incompleta com as condições operacionais reais.
2. Testes compostos. O objeto também é afetado por apenas um único fator, mas é potencializado pela influência do fator anterior. Um exemplo seria colocar um produto em um ambiente de alta umidade e depois diminuir a temperatura.
3. Testes complexos. O objeto é simultaneamente afetado por um complexo de fatores climáticos. Este tipo é o mais confiável, pois é o mais próximo possível das condições de operação. Sua desvantagem é a necessidade de configurações de teste complexas.

Testes de campo e acelerados

De acordo com o método de impacto no objeto, distinguem-se os testes climáticos em escala real e acelerados. O último tipo é frequentemente usado para revestimentos protetores e plásticos. Como sua destruição ocorre por um longo período de tempo, para reduzir o tempo de obtenção de resultados, os produtos são afetados por ciclos que simulam mudanças nas condições ao longo de vários meses ou anos (mudanças de temperatura e umidade, radiação solar). O impacto é determinado por um ou mais indicadores.

A metodologia para testes acelerados de revestimentos de tintas e polímeros é dada nas normas do Sistema Unificado de Proteção contra Corrosão e Envelhecimento (ESZKS).

Fatores climáticos

A classificação dos testes climáticos também é realizada de acordo com o tipo de fator de influência:

• Alta ou baixa pressão atmosférica.
• Precipitação (chuva, neve, geada, gelo).
• Alta ou baixa umidade.
• Névoa marinha saturada de sais.
• Alta ou baixa temperatura.
• Carga de vento.
• Atmosfera, umidade ou solo saturado com substâncias corrosivas.
• Mudanças repentinas de temperatura.
• Insolação solar aumentada.
• Exposição à poeira e areia.

Ferramentas de teste

Na maioria das vezes, os produtos são testados em câmaras especiais (câmaras climáticas artificiais), onde as condições climáticas adequadas são criadas artificialmente. O objeto é instalado de forma a garantir a maior estabilidade e livre circulação de ar entre ele e as paredes da instalação. O equipamento das câmaras climáticas para testes pode ser diferente e depende dos requisitos para o trabalho. Existem os seguintes tipos de tais instalações:

• calor-frio-umidade;
• aquecer e congelar;
• pulverizador de sal;
• com túneis de vento (para teste de vento);
• envelhecimento leve;
• choque térmico (uma gota é criada nelestemperaturas);
• chuva;
• radiação solar com fontes de radiação infravermelha e ultravioleta;
• câmaras térmicas a vácuo e outros.

Baixas temperaturas são alcançadas usando refrigerantes (nitrogênio líquido, dióxido de carbono, amônia) ou unidades evaporativas de compressão.

Todos os equipamentos de teste ambiental devem ser testados periodicamente quanto ao desempenho e ter dispositivos que evitem falhas devido a erro humano e fatores externos.

Testando itens grandes

A pesquisa das possibilidades de dispositivos técnicos ou grandes elementos estruturais é realizada em polígonos (estações climáticas). Na Rússia, o único centro científico para testes climáticos está localizado em Gelendzhik (GTsKI VIAM). Desde 1925, pesquisa materiais para a indústria aeronáutica e desenvolve sistemas de proteção contra corrosão, envelhecimento e danos biológicos.

Há também grandes câmaras de teste climático (salas climáticas, Walk-In) com entrada separada. Eles servem para efeitos complexos de temperatura e umidade.

Requisitos para itens de teste

Testes climáticos são permitidos para produtos que passaram por montagem final e atendem aos requisitos da documentação regulatória e técnica em termos de aparência e parâmetros operacionais a uma pressão de 1 atm. e uma temperatura de 20 °C.

Na ausência de câmaras de teste gerais, é permitido realizar o impacto em partes do objeto. Se os elementos estruturais em condições reais de operação estiverem em condições diferentes, são possíveis 3 opções de teste:

• para cada parte separadamente (se isso não violar a performance);
• como um todo para todo o produto sob os fatores climáticos mais desfavoráveis;
• no layout, totalmente construtivo e tecnologicamente adequado ao objeto.

Características dos testes de resistência à corrosão com substâncias quimicamente agressivas

Testes com uso de substâncias corrosivas são realizados em câmaras especiais. De acordo com o tipo de ambiente agressivo, distinguem-se 3 tipos de trabalho:

• na atmosfera (levando em consideração o teor de cloretos, dióxido de enxofre, óxidos de nitrogênio, nitrito de hidrogênio e outros compostos);
• em água com certa acidez, salinidade, dióxido de carbono dissolvido, sulfeto de hidrogênio, oxigênio, cálcio, magnésio e outros elementos químicos;
• no solo, cujas principais características são umidade, salinidade, estado de agregação, concentração de cloretos, nitratos, sulfatos, carbonatos e outras substâncias corrosivas.

Análise dos resultados

Após o teste, registre os valores dos parâmetros medidos e os dados qualitativos. O relatório indica as seguintes informações:

• objetivo do trabalho;
• local e técnica aplicadafundos;
• desvios permitidos da documentação normativa e as razões para sua adoção;
• defeitos detectados;
• resultados da medição;
• Recomendações para finalizar o projeto ou para testes adicionais.

Teste climático de revestimentos

A vida útil dos revestimentos de proteção depende muito das condições climáticas e pode variar muito. Os seguintes fatores têm a maior influência:

• Luz e calor. Em maior medida, isso se aplica à região ultravioleta da radiação solar, uma vez que os raios de ondas curtas destroem os componentes aglutinantes na composição dos revestimentos de tintas e vernizes. O resultado é um aumento em sua fragilidade, perda de brilho e brilho.
• Flutuações de temperatura. Em condições naturais, podem atingir 20°C em 1 hora. Altas temperaturas aceleram as reações fotoquímicas no formador de filme, baixas temperaturas levam à fragilidade do revestimento e sua diferença leva a trincas devido a mudanças nas tensões internas.
• Umidade para suavizar e inchar as películas protetoras.
• Precipitação e neblina.
• Presença de partículas abrasivas e vento.

Como os revestimentos são naturalmente expostos a uma série de fatores de uma só vez, os métodos de teste de câmara padrão não podem reproduzir esses efeitos.

Os testes climáticos de revestimentos em aterros são realizados de acordo com GOST 6992-98. As amostras são colocadas em estandes (em uma área aberta de terra ou no telhado de um edifício), em um ângulo de 45 ° parahorizonte, virado a sul. Este arranjo permite testes acelerados sob a influência das condições climáticas. O posicionamento vertical corresponde melhor às condições reais, mas requer um teste mais longo.

Antes da instalação nos aterros é realizada uma exposição preliminar a um dos fatores climáticos nas câmaras. Para fazer isso, selecione o tipo de impacto agressivo que tem o maior efeito sobre o revestimento nessas condições de operação. A avaliação da segurança das propriedades é realizada de acordo com GOST 9.407-2015.