Vliv mikroklimatu a klimatických podmínek na elektroniku a letectví

Spolehlivost a životnost výstroje elektrických rozvaděčů souvisí s vnitřním mikroklimatem. Každé zvýšení teploty vzduchu o 10 °C zkracuje životnost elektroniky o polovinu. I příliš nízká teplota rovněž negativně ovlivňuje její funkčnost. Zajištění konstantní teploty v rozváděči je nutností a běžnou záležitostí. Více opomíjená je ochrana elektroniky před kondenzací a vysokou vlhkostí vzduchu.

Přitom snížení relativní vlhkosti vzduchu (RV) z 80 na 45 % snižuje počet selhání elektroniky o polovinu. Normy klasifikují klimatické podmínky a definují rámcové hodnoty meteorologických prvků. Mírné klima poněkud svádí k podcenění atmosférických podmínek.

Vlhkost má zásadní vliv na vznik plísní, na elektrické a mechanické vlastnosti materiálů. Negativní dopady vlhkosti navíc zesilují kontaminanty, jako prach, soli, agresivní plyny apod. Při zkouškách byl při 60% RV zjištěn izolační odpor vodičů integrovaného obvodu kontaminovaného prachem 10¹⁰Ω, při 80% RV byl už jen <10⁶Ω. Po vyfoukání prachu suchým dusíkem byl odpor při 60% RV 10¹¹Ω a při zvýšení vlhkosti na 95 % se udržel nad 10⁸Ω. Dobrý příklad, jak je důležité udržovat elektroniku v čistotě a suchu.

Vlhkost a teplota ale souvisí hlavně s korozí. Ačkoliv jejich důsledky nejsou vždy viditelné, stojí za řadou provozních neočekávaných selhání. Na elektroniku číhá nebezpečí, zvláště ve venkovních rozváděčích, při přechodu dne na noc nebo při náhlých změnách počasí. Ohroženy jsou takto například bankomaty, informační, řídicí, dopravní a bezpečnostní systémy, telekomunikační zařízení, parkovací systémy, záložní zdroje UPS a další. Ale ani elektronika „pod střechou“ není zcela v bezpečí.

Nedostatečně temperované sklady, výrobní provozy, kiosky telekomunikačních systémů, bazény, podzemní provozy, garáže, čističky vod a další provozy, kde nelze zajistit konstantní teplotu a vlhkost vzduchu, skrývají potenciální problémy. Koroze totiž nevzniká až při kondenzaci, ale ještě dříve, než se voda začne srážet. Rozpouštěním látek ve vodě se mění vodivost vody a ta se stává se elektrolytem. Za normálních okolností, při RV < 50 %, tloušťka vrstvy vody na povrchu (jedna až tři molekuly, tj. cca 0,2 až 0,6 nm) nespouští korozivní reakci.

Čtěte také: Klimatické podmínky

Ke korozi dochází, dosáhne-li velmi tenká vrstva vody, nasycená rozpustnými složkami atmosféry, hlavně oxidem siřičitým, oxidem uhelnatým, amoniakem, chlorovodíkem a aerosoly, dvaceti až padesáti molekul (cca 4 až 10 nm). K tomuto stavu dochází při cca 70 % RV. Je-li povrch kovu drsný a pokrytý prachem a nečistotami, tvoří se vodní film a koroze se spouští při ještě nižší relativní vlhkosti, již kolem 60 %!

Podle meteorologických údajů je v ČR počasí se stoprocentní relativní vlhkostí běžně úhrnem po dobu 1 000 h ročně, tj. cca po 13 % roku (obvykle mezi desátou večerní a šestou hodinou ranní). Počasí s RV vyšší než 70 % panuje průměrně po dobu 7 000 h ročně, tedy více než tři čtvrtiny roku! Přitom pro spuštění koroze stačí expozice vlhkosti pouhých několika desítek až stovek hodin!

Konstrukčně ano, ale je třeba uvážit „startovní“ vlhkost vzduchu při uzavření skříně. Pokud závěrečná montáž a uzavření skříně proběhly v teplém a vlhkém počasí, projeví se „uvězněná“ vlhkost při nejbližším poklesu teploty (třeba hned následující noc, je-li zařízení venku).

Parkovací automat v Praze, u kterého se neprojevují závady v důsledku vlhkosti a kondenzace, může v Peci pod Sněžkou nebo u Lipenské přehrady vykazovat neočekávaná selhání a korozi. Při instalacích v horských podmínkách je nutné uvážit, že teplota vzduchu s rostoucí výškou klesá (o ca 0,6 °C na 100 m výšky) a blíží se teplotě rosného bodu. Ve vyšších polohách bývá vzduch vlhčí než v nižších. Podobně vzduch v přímořské oblasti (ale i v blízkosti větších vodních ploch) bude mnohem vlhčí (a kontaminován) než ve vnitrozemí.

Značně proměnlivé počasí s bouřkami způsobilo letos ve výrobní hale našeho zákazníka opakovaně problémy s kondenzací v rozváděčích takového rozsahu, že byla ohrožena výroba a bezpečnost. Šlo o úkaz netypický, ale je důkazem, že i sporadické meteorologické jevy mohou způsobit značné škody i ve vnitřním prostředí.

Čtěte také: Postup zateplení v ČR

Na vlhkost je třeba pamatovat již při projektování zařízení. Vtipným, levným a jednoduchým testem jsou indikátory maximální vlhkosti vzduchu. Jedná se papírové karty s odstupňovanou stupnicí relativní vlhkosti (do 80, resp. 90 %), které stačí uzavřít na den či na týden do skříně. Mimochodem, podobným indikátorem lze ověřit i maximální teplotu v rozváděči.

Mikroklimatické podmínky označované též jako tepelně vlhkostní podmínky jsou určeny teplotou, relativní vlhkostí a rychlostí proudění vzduchu. Jsou navzájem závislé; změna jedné z nich má za následek i změnu dalších dvou. Tyto fyzikální veličiny vymezují subjektivního pocit pohody či nepohody, v extrémních případech je lze posuzovat jako škodliviny s negativním vlivem na zdraví člověka.

Rozhodující pro tepelný stav člověka je jeho tepelná bilance, tj. Vypovídá o tepelné zátěži nebo subjektivním pocitu tepelné pohody člověka; tepelná pohoda je jedním z faktorů zajišťujících optimální prostředí pro pobyt člověka. Lze ji charakterizovat jako stav rovnováhy mezi subjektem a okolím bez zatěžování termoregulačního systému.

Při pocitu tepelné pohody je zachována rovnováha metabolického tepelného toku (celková tepelná produkce člověka) a toku tepla odváděného z těla při optimálních hodnotách fyziologických parametrů. Existují doporučené hodnoty teplot vzduchu pro pracovní prostředí v závislosti na třídách práce, tj. energetickém výdeji vzhledem k druhu činnosti a oděvu, které by měly zajistit vhodné tepelné podmínky pro většinu osob.

Člověk snese teplotu kolem 50 °C po dobu asi 4 hodin, avšak při vzrůstající vlhkosti vzduchu doba snesitelnosti značně klesá. Vysoké teploty způsobují nadměrnou únavu a nesoustředěnost vedoucí až k nebezpečným úrazům. Při déletrvajících vysokých teplotách se mohou projevit příznaky akutních poruch zdraví z horka jako nevolnost až zvracení, průjmy, krvácení z nosu a úst, náhlé a vůlí nekontrolovatelné zrychlení a prohloubení dechu, prudké snížení pocení nebo diastolického krevního tlaku, změny barvy obličeje, mravenčení a brnění, bolesti hlavy, ve svalech, u srdce, křeče a často neadekvátní, víceméně nekontrolovatelné chování.

Čtěte také: Charakteristika klimatu v ČR

Při práci v chladu vede celkové působení chladu k omezení průtoku krve kůží, vzestupu krevního tlaku a zrychlení srdeční frekvence, rovněž ke zvýšení spotřeby kyslíku. Lze očekávat pokles teploty tělesného jádra, oslabené dýchání, zpomalování srdeční frekvence. Doporučené hodnoty jsou v rozmezí 30-70 % relativní vlhkosti.

V zimním období dochází při vytápění k poklesu relativní vlhkosti na 20 % i méně. Tehdy i u zdravých jedinců dochází k intenzivnějšímu vysoušení sliznice horních cest dýchacích, poklesu jejich ochranné funkce a zvyšování možnosti průniku některých škodlivých látek až do dolních cest dýchacích.

Vyšší rychlosti proudění zpravidla zlepšují tepelnou pohodu při vyšších teplotách, zároveň však již mohou vést až ke zdravotním potížím. Pokud se povrch těla vlivem proudícího vzduchu nadměrně ochlazuje rychlým odpařováním potu, dochází k prochladnutí organismu (příklady: nadměrné ochlazování zpocené pokožky při používání stolního ventilátoru v letním období, vzduchová sprcha v provozech se zdroji tepla). Kůže se rovněž významně ochlazuje tím, jak „pulzace“ proudícího vzduchu dráždí nervové kožní buňky citlivé na teplotu. Pocit chladu se zvětšuje. Rychlosti proudění vzduchu doporučované pro pracovní prostředí jsou celoročně v rozmezí od 0,1-0,3 ms^-1 v závislosti na druhu činnosti a použitém oděvu (pro administrativní budovy, drobné provozovny aj. je pro zimní období doporučená hodnota nejvýše 0,15 ms^-1, pro letní období nejvýše 0,25 ms^-1).

V organismu je nutné udržovat teplotu jádra v úzkém tepelném rozmezí - s tím souvisí nepříznivé účinky působení tepla či chladu na organismus. Buňka je poškozována při teplotě menší než -1 °C a vyšší než 45 °C a teplotu nad 41 °C snáší jen poměrně krátkou dobu. Lokální působení chladu má za následek omrzliny především na nechráněných a méně prokrvených částech těla jako nos a ušní boltce; kombinace působení nízké teploty a vlhkosti vede k ochrnutí krevních kapilár v kůži a podkoží, městnání krve a otokům končetin (tzv. zákopová noha). Celkové působení chladu omezuje průtok krve kůží, zvyšuje její izolační schopnosti, zejména na prstech končetin; krevní tlak i srdeční frekvence stoupají a zvyšuje se spotřeba kyslíku ve tkáni. Po vyčerpání termoregulačních možností při delším působení nadměrného chladu dochází k poklesu teploty tělesného jádra, k oslabení dýchání a ke zpomalení srdeční frekvence.

Celkové působení tepla vede k rozšíření cév v kůži, ke zvýšení průtoku krve kůží a k vytváření potu (pocení) nejprve na dolních končetinách, pak na hrudníku a nejpozději na hlavě a pažích. Existují velké individuální rozdíly v množství produkovaného potu, při práci v horkém prostředí dochází ke ztrátě tekutin pocením kolem 6 litrů za směnu (snižování obsahu iontů sodíku a chlóru v organismu).

Na umělé ovzduší je člověk schopen se adaptovat; u části osob se však objevují potíže, jejichž charakter je nápadně podobný - od roku 1983 se pro ně užívá název „syndrom nemocných budov“ (sick-building syndrom - SBS). Jedná se o dráždění očí a krku, výrazný pocit suchosti sliznic, bolesti hlavy, psychické příznaky jako roztěkanost, snížení pracovní kapacity, nesoustředěnost, poruchy paměti, vznětlivost, nervozita, denní ospalost a naopak noční nespavost. Pro uvedené příznaky je charakteristická jejich vazba na pracoviště, po jehož opuštění ustupují nebo úplně mizí. Nebyla zjištěna příčinná souvislost s technickým vybavením pracoviště ani typem práce.

Povrchové teploty se měří kontaktními teploměry nebo bezkontaktními přístroji. Relativní vlhkost vzduchu měří vlhkoměry, je to veličina sloužící i ke stanovení teploty rosného bodu (při této teplotě dochází ke kondenzaci vodní páry ze vzduchu). Mikroklimatické veličiny se objektivizují měřením vždy na pracovních místech a současně ve venkovním prostoru (měřené místo ve venkovním prostoru nesmí být ovlivněno žádným tepelným zdrojem a musí být ve stínu).

Jednoznačné hodnocení mikroklimatických podmínek je značně složité, zjednodušeně lze metody hodnocení mikroklimatu rozdělit na dvě skupiny - na metody subjektivní a objektivní. Metody subjektivní jsou založeny na zjišťování subjektivních názorů uživatelů na stav prostředí, ve kterém pobývají. Při posuzování stavu prostředí je navržena řada stupnic popisujících pocity vyšetřených osob, např. Pohoda (0), resp. tepelně neutrální pocity člověka nastávají tehdy, jestliže není pociťováno ani teplo, ani chlad, není pociťováno proudění vzduchu, oděv není nepříjemně pociťován, vzduch v místnosti připadá jako vyhovující, tj. Mírná nepohoda (1), resp. Nepohoda (2), resp. Značná nepohoda (3), resp. zima nebo horko, je provázena výrazným pocitem zimy (často s třesem) nebo horka s pocením, proudění vzduchu je pociťováno jako závan zimy nebo v horku také nepříjemně, neboť způsobuje nadměrné ochlazování částí těla s propoceným oděvem.

Objektivní metody hodnocení mikroklimatických podmínek spočívají v měření fyzikálních veličin určujících mikroklima. Naměřené hodnoty se porovnávají s kritérii buď na základě více či méně zjednodušeného šetření rovnice tepelné bilance nebo s kritérii získanými z řady subjektivních vyšetření, popřípadě kombinací obou způsobů. Měřené fyzikální veličiny, které určují mikroklimatické podmínky, jsou teplota vzduchu, výsledná nebo radiční teplota, rychlost proudění vzduchu a jeho relativní vlhkost. Hodnotícím kritériem je na základě těchto veličin stanovená operativní teplota vzduchu. Pro posouzení tepelné bilance člověka je třeba dále znát tepelnou produkci člověka a přenosové vlastnosti jeho oděvu.

Nadměrná zátěž teplem je způsobena buď vysokou zátěží konvekčního tepla (způsobenou vysokou teplotou vzduchu) nebo vysokým podílem sálavého tepla. Cílem technických opatření je nadměrnou tepelnou zátěž omezit. U konvekční zátěže toho lze dosáhnout dostatečným větráním, umožňujícím odvést produkované teplo. Clony proti sálání sálavé teplo pohlcují nebo odrážejí.

Nadměrnou tepelnou zátěž na pracovištích může také způsobit přímé sluneční osálání. I u nás intenzita slunečního sálání může v letních měsících přestoupit hodnotu 900 Wm^-2. Ochrana pracovních míst uvnitř budov před přímým slunečním osáláním se realizuje především vhodnou orientací osvětlovacích otvorů, jejich stíněním, případně užitím determálních skel.

K tepelné izolaci pracovníků se užívá speciálních oděvů s velkým tepelným odporem a malým součinitelem poměrné absorpce. Velikost pohlcovaného tepla izolační oděvy sníží, nemohou však zajistit optimální podmínky - při jejich používání se člověk značně potí (spodní vrstvy oděvu musí být dobře nasáklivé a svrchní provzdušné). Pro práce v extrémně horkém prostředí (u vysokých pecí v teplém stavu) byly vyvinuty speciální oděvy chlazené vzduchem.

V únoru 2008 ztratilo americké letectvo při nehodě supermoderní bombardér B-2 Spirit. Zkondenzovaná voda způsobila chybu senzorů tlaku vzduchu, palubní počítač chybně reagoval a letoun narazil do země.

V roce 1956 došlo k letecké katastrofě v Egyptě, kde se zřítil letoun MiG-15UTI (CS-102) výr. č. Kpt. Josef Saksůn. Pravděpodobnou příčinou bylo podcenění vysokých teplot (až 45°C) toho dne, které mohlo mít vliv na organismus pilota během následného letu. Za možnou příčinu bylo rovněž označeno zhoršené vnímání horizontu, který mohl být v těsné blízkosti moře a solného jezera matoucí. Zvláště jezero se určitých světelných podmínek lesklo jako zrcadlo. Mohlo tak dojít k oslnění pilota.

Zatímco čeští letci používají moderní letouny Gripen, slovenský vzdušný prostor chrání zastarávající a dosluhují ruské letouny MiG-29. V plánu kvůli tomu také společné cvičení pozemního personálu v obsluze vojenských letadel druhého státu - takzvaný "Cross-Servicing". Tedy, aby slovenští vojáci dovedli "obsloužit" gripeny a naopak.

Češi a Slováci by měli v budoucnu úzce spolupracovat ve společných modernizačních projektech zaměřených na výzbroj a výstroj ozbrojených sil. Jedním z aktuálních plánů na posílení specializovaných kapacit ozbrojených sil obou zemí je připravovaný nákup radarů a lehkých ručních zbraní.

"Promýšlíme a hovoříme o tom, jak bychom mohli společně postupovat v akvizicích, protože ta varianta se nabízí a byla by efektivnější pro obě země," uvedl ministr obrany Martin Stropnický.

Se slovenským kolegou Martinem Glváčem podepsali memorandum, na jehož základě česká a slovenská strana posílí spolupráci také v oblasti speciálních sil, konkrétně se jedná o českou 601. skupinu speciálních sil a slovenský 5. pluk speciálního určení ze Žiliny.

"Spolupráce dvou elitních jednotek v oblasti výcviku a cvičení bude určitě přínosem pro obě strany.

Premiér poprvé v letounu CASA. Na středeční společné zasedání vlád ČR a Slovenska dopravil českou delegaci na Slovensko armádní letoun CASA C-295. Vůbec poprvé tímto dvoumotorovým turbovrtulovým transportním strojem letěl také předseda vlády Bohuslav Sobotka. Ten přiznal, že byl na let armádním strojem zvědavý. Ačkoliv prý klimatické podmínky nebyly ideální, s letem byl spokojený. "Zážitek to byl příjemný, let dopadl dobře," uvedl.

"Vlády pověřily ministry obrany, aby do konce roku 2014 měli připravit návrhy v právní a vojensko-technické oblasti, které umožní realizovat společnou integrovanou česko-slovenskou ochranu vzdušného prostoru," uvádí se v dokumentu.

V plánu kvůli tomu také společné cvičení pozemního personálu v obsluze vojenských letadel druhého státu - takzvaný "Cross-Servicing". Tedy, aby slovenští vojáci dovedli "obsloužit" gripeny a naopak.

TIG sváření se pokládá za nejmodernější současnou metodu. Její nespornou výhodou je možná precizní kontrola svarové lázně. Při TIG sváření nedochází k neustálému přísunu přídavného materiálu a svářeč si tak vše může řídit sám či lze svářet úplně bez přídavného materiálu. To se pak jedná jen o roztavení lemu materiálu a spojení samotného materiálu. To je tak nejlepší možné, protože svařený kov má pak 100 % stejné chemické složení.

Další nespornou výhodou je možnost lehce tvarovat a tvořit svarovou housenku na povrchu i v kořeni svaru. Tigem lze svářet ve všech polohách a svařovat i extra tenké materiály. Lze totiž využít velmi nízké proudy, dokonce menší jak 1 Ampér.

Používá se především na sváření hliníku a hořčíku a jejich slitin ale i korozivzdorných ocelí - nerezů, niklu, mědi, bronzů, titanu, zirkonia a dalších neferitických kovů. Svařování je velmi podobné jako sváření plamenem - autogenem a tak vyžaduje zručnější svářeče a zkušenosti.

Metodou se svařuje většinou dopředu, tedy před hořákem se pohybuje tyčka přídavného materiálu, ze kterého se tvoří svarový kov na okraji svarové lázně. Výkonnostní parametry, při ručním nikoli strojním či robotovým svářením, jsou ale při porovnání s metodou sváření MIG / MAG ale velmi nízké.

Ve většině případů se používá jako ochranný inertní plyn argon, v některých případech a speciálních aplikacích lze použít i hélium, dusík nebo dokonce vodík. Samostatně se používají argon a hélium. Ve směsích pak plyny argon s hélium, argon s vodíkem, argon s dusíkem. Plyny se používají pouze v čistotě minimálně 99,995 % - označení čistoty 4.6.

Charles L. Coffin věděl, že potřebuje chránit roztavený svarový kov a tak v roce 1889 přišel s postupem sváření, při kterém využíval k ochraně tavidla. Na začátku 20. let minulého století přišel Irving Langmuir s jiným postupem. Dosahovat vysokých teplot mezi dvěma wolframovými elektrodami s aplikací vodíku. Elektrický oblouk totiž ve vodíkové atmosféře způsobuje disociaci a rekombinaci molekul vodíku za uvolnění velkého množství tepla. Tím dojde k tavení materiálu.

V roce 1941 pánové Pavlecka a Meredith z Northrop Aircraft, navrhli postup sváření s netavící se wolframovou elektrodou, který byl vhodný pro jejich obor letectví a to svařování hořčíku, hliníku a niklu v ochranné atmosféře hélia za pomocí hořáku, který vyvinuli a dnes je to běžný Tig hořák k svářečce.

Při použití směsi ochranného plynu argonu s minimálně 75 % helia je možné svařovat i hliník. Střídavý svařovací proud - AC. Použití pro sváření hliníku, hořčíku a jejich slitin. Pro sváření hliníku je vhodné používat střídavý elektrický proud.

Svařování takzvaně impulsním proudem je nejmodernější funkce sváření, která umožňuje snižovat objem vneseného tepla do svaru a kontrolovaně tak provádět plynulé přechody ze svarového kovu do základního materiálu. Tomu se říká bezvrubé přechody. V nastavených časech se zvyšují č snižují hodnoty svářecího proudu.

Vadami svaru při této metodě ( TIG ) bývají póry a bubliny, které svědčí o nevhodném technologickém postupu či technologické nekázni svářeče, která vedla na nedostatečnou ochranu svarové lázně inertním plynem nebo použití znečištěných přídavných či svářených materiálů.

Svařování v ochranné atmosféře (MIG/MAG) je moderní metoda svařování, která zajišťuje vysokou kvalitu svarů a efektivitu procesu. Používá se v široké škále průmyslových aplikací, zejména při svařování tenkostěnných materiálů a ocelových konstrukcí.

MIG svařování - používá inertní plyny, jako je argon nebo helium. Tato metoda je vhodná pro svařování neželezných kovů, například hliníku, mědi a jejich slitin. MAG svařování - používá aktivní plyny, jako je oxid uhličitý (CO₂) nebo směs argonu a CO₂. MAG svařování je nejčastěji využíváno při svařování ocelí a jejich slitin.

Použití ochranného plynu je klíčové pro zajištění kvalitního svaru, protože chrání svarovou lázeň před kontaminací kyslíkem, dusíkem a vodíkem z okolního prostředí.

Výhody svařování v ochranné atmosféře zahrnují:

• Vysokou rychlost svařování a produktivitu
• Možnost automatizace procesu
• Vysokou kvalitu svarů s minimálním množstvím nečistot
• Schopnost svařovat širokou škálu materiálů, od tenkostěnných plechů až po silné ocelové konstrukce

tags: #mig #a #klimatické #podmínky

Oblíbené příspěvky:

• Rozklad biobavlny v přírodním prostředí
• Kde platit za odpad?
• Náhrady za ekologickou újmu
• Recyklace kondomů
• Možnosti a výzvy v ekologickém odstraňování psích exkrementů