Klimatické zkušební metody a normy

Klimatické zkoušky slouží k posouzení odolnosti materiálů a výrobků proti vlivům prostředí v exteriéru i interiéru. Hodnotí se vliv klimatických parametrů na změnu barevnosti, lesku, pevnosti, pružnosti, adheze a dalších vlastností. Voda, teplo a teplotní změny, sluneční záření a jejich kombinace vedou ke změnám vlastností přírodních i umělých materiálů jako je dřevo, kůže, papír, textil, plasty, organické nátěry a adheziva (lepidla).

MIL-STD-810: Mezinárodní standard pro environmentální testování

MIL-STD-810 je mezinárodní standard pro environmentální testování vojenské i civilní techniky. Norma MIL-STD-810 byla poprvé publikována v roce 1962 Ministerstvem obrany USA (DoD). Původním cílem bylo připravit vojenské vybavení na použití v extrémních klimatických a mechanických podmínkách, jako jsou pouštní vedra, arktické mrazy a intenzivní mechanické namáhání vojenských vozidel. Od svého vzniku byla norma několikrát revidována, aby reflektovala nejnovější technologický pokrok.

Tato norma definuje metody, jak ověřit odolnost zařízení vůči extrémním teplotám, vlhkosti, vibracím, prachu, dešti a dalším vlivům. Využívá se v letectví, automobilovém průmyslu, telekomunikacích i při výrobě outdoorové elektroniky. Hlavním účelem normy je zajistit jednotnou kvalitu a bezpečnost vojenského vybavení. Na rozdíl od mnoha jiných standardů nepopisuje konkrétní požadavky na zkoušky, ale poskytuje strukturované zkušební metody a pokyny pro environmentální testování.

Flexibilita normy MIL-STD-810

Zásadní charakteristikou MIL-STD-810 je její flexibilita. Nejedná se o rigidní normu s pevně stanovenými limity, ale o metodický rámec, který poskytuje strukturované zkušební metody a pokyny pro simulaci realistických environmentálních vlivů. To umožňuje přizpůsobit testování specifickým podmínkám, kterým bude produkt vystaven během svého životního cyklu - od přepravy přes skladování až po provoz.

MIL-STD-810 je komplexní dokument s modulární strukturou, která uživatelům umožňuje vybrat a přizpůsobit si části relevantní pro jejich konkrétní aplikaci. Norma je rozdělena do tří hlavních částí:

Čtěte také: Klimatické podmínky

• Část I - Pokyny pro program environmentálního inženýrství: Tato část tvoří metodologický základ normy. Vysvětluje, jak by měl být strukturován program environmentálního testování - od analýzy podmínek prostředí až po výběr vhodných zkušebních metod.
• Část II - Laboratorní zkušební metody: Tato část podrobně popisuje specifické environmentální zkoušky. V současnosti obsahuje více než 29 samostatných zkušebních metod, z nichž každá simuluje určitý vlivový faktor.

Oblasti využití normy MIL-STD-810

• Letectví a kosmonautika: Letadla, vrtulníky, drony a satelity jsou vystaveny vysokým nadmořským výškám, extrémním teplotním rozdílům a intenzivním vibracím.
• Automobilový průmysl: Vozidla pro civilní i komerční použití, včetně terénních a stavebních vozidel, musí být chráněna proti blátu, prachu, vlhkosti a vibracím.
• Komunikační a síťové technologie: Rádiové jednotky, základnové stanice nebo mobilní zařízení pro kritickou komunikaci musí zůstat funkční za všech podmínek.
• Outdoorová elektronika a spotřební zboží: Stále více výrobců propaguje své produkty jako kompatibilní s MIL-STD-810, zejména v odvětví outdooru, sportu a dobrodružství.
• Obrana a bezpečnost: Původní vojenské využití zůstává klíčové.

Klíčové laboratorní testovací metody dle MIL-STD-810

Druhá část normy MIL-STD-810 podrobně popisuje více než 29 specifických laboratorních zkušebních metod pro simulaci vlivů, jako jsou extrémní teploty, vlhkost, vibrace, nárazy, písek, prach či slaná mlha.

Následující tabulka shrnuje některé z klíčových laboratorních testovacích metod popsaných v části II normy MIL-STD-810, včetně jejich účelu:

IEC 60068: Základní zkoušky vlivu prostředí

Norma IEC 60068 obsahuje základní informace o postupech a stupních přísnosti při zkoušení vlivů prostředí. Výraz „expozice vlivy prostředí“ nebo „zkoušení vlivů prostředí“ pokrývá přirozené i umělé prostředí, jemuž mohou být součástky nebo zařízení vystaveny, aby bylo možné posoudit jejich výkonnost za podmínek používání, dopravy a skladování, kterým mohou být vystaveny ve skutečnosti.

Klimatické (teplotně vlhkostní) komory používané pro „expozice vlivy prostředí“ nebo „zkoušení vlivů prostředí“ nejsou v žádné publikaci popsány, ačkoliv metoda udržování a měření teploty a/nebo vlhkosti má velký vliv na výsledky zkoušek. Fyzikální charakteristiky klimatických komor mohou mít též vliv na výsledky zkoušek. V této části IEC 60068 je uvedena jednotná a reprodukovatelná metoda konfirmace, že jsou klimatické zkušební komory bez zátěže ve shodě s požadavky specifikovanými v postupech klimatických zkoušek uvedených v IEC 60068-2. Tato norma je určena pro uživatele provádějící pravidelné monitorování výkonnosti komor.

Vybrané normy řady IEC 60068

• ČSN EN 60068-2-1 Zkoušky vlivu prostředí. Část 2: Zkoušky. Zkušební postup k prověření vhodnosti součástek, zařízení, nebo jiných výrobků neuvolňujících teplo pro jejich používání nebo skladování v podmínkách nízké teploty.
• ČSN EN 60068-2-2 Zkoušky vlivu prostředí. Část 2: Zkoušky. Účelem zkoušky je stanovit standardní zkušební postup k prověření vhodnosti součástek, zařízení, nebo jiných výrobků neuvolňujících teplo pro jejich používání nebo skladování v podmínkách vysoké teploty.
• ČSN EN 60068-2-30 Zkoušky vlivu prostředí. Účelem zkoušky je stanovit vhodnost součástí, zařízení nebo jiných výrobků k používání a skladování v podmínkách vysoké vlhkosti vzduchu kombinované s cyklickými teplotními změnami a obecně se vznikem kondenzátu na povrchu vzorku.
• ČSN EN 60068-2-66 Zkoušení vlivu prostředí. Část 2: Zkušební metody. Tato norma je identická s EN 60068-2-66:1994, která je převzetím IEC 68-2-66:1994 bez jakýchkoli modifikací.

Klimatické zkoušky v praxi

Kontakt předmětu nebo zařízení se vzduchem o vysoké vlhkosti může vést ke kondenzaci vody na povrchu. V praxi kondenzace vody způsobuje problémy zejména v místech s omezenou cirkulací vzduchu.

Čtěte také: Změny v jet streamu v důsledku klimatu

Ultrafialová (UV) složka slunečního záření představuje významný degradační faktor pro organické (polymerní) materiály. Ačkoliv UV složka slunečního záření v rozmezí vlnových délek 295 až 400 nm tvoří pouze přibližně 7 % celkové energie dopadajícího slunečního záření (viditelné světlo odpovídá za 55 % a infračervené záření (IČ) za 38 % dopadající energie), je zodpovědná prakticky za veškeré poškození polymerních organických materiálů.

V našich podmínkách se udává maximální sluneční ozáření mezi 950-1350 W/m², což odpovídá zhruba 2 MWh/m² za rok. Příslušnou roční dávku UV záření lze aplikovat v komorách s umělým zdrojem UV v průběhu přibližně 800- 1800 hodin. Přesná doba zkoušky závisí na intenzitě záření.

Pro rozštěpení vazby v organické molekule je třeba dodat energii, která odpovídá síle dané vazby. Stabilní vazby jako O-H nebo C-H potřebují pro rozštěpení vyšší energii, než méně stabilní vazby C-N, N-H nebo C-C. Z hlediska degradace UV zářením to znamená, že pro rozštěpení stabilnějších vazeb je nutné záření s nižší vlnovou délkou (vyšší energií).

Vedle přímého štěpení vazeb může záření také iniciovat reakce s jinými látkami, jako je například kyslík. Aby došlo k interakci mezi zářením a organickou polymerní látkou, musí daná látka záření absorbovat. Rozsahy záření, které konkrétní organický polymer absorbuje, silně závisí na jeho základním chemickém složení, přítomnosti znečišťujících látek a stabilizátorů (antioxidanty, absorbéry UV záření, zhášeče).

Následná fotochemická reakce pak způsobuje štěpení polymerních řetězců, jejich rozpad na monomery, síťování a další, většinou nežádoucí reakce, které se projevují zhoršením užitných vlastností.

Čtěte také: Luboše Motla o klimatické změně

Komora QUV od firmy Q-Lab se používá ke zkoušení odolnosti střešních krytin, těsnících materiálů, plastů, textilu, nátěrových hmot a materiálů používaných v automobilovém průmyslu. Vkládané vzorky jsou obvykle ploché, ale dostupné jsou i držáky pro trojrozměrné výrobky. Během expozice lze zkoušené materiály a výrobky střídavě ozařovat UV zářením, vystavovat kondenzaci vodní páry při různých teplotách a sprchovat.

tags: #klimaticke #zkusebni #metody #normy

Oblíbené příspěvky:

• Podnikový ekolog - co obnáší jeho práce?
• Výroba KVH hranolů a efektivní využití materiálu
• Sen o bratrovi a nebezpečí
• Průvodce řešením problémů se znečištěním ovzduší
• Závěsný koš BEMETA – Test