Определение способности теплорассеивающих элементов, аппаратуры или других изделий, для которых быстрое изменение температуры не является опасным, работать в условиях высокой температуры.
Этот метод предназначен для изделий, которые подвергаются воздействию повышенной температуры в течение времени, достаточного для достижения температурной стабильности.
При этом методе длительность выдержки обычно отсчитывают с момента достижения образцом температурной стабильности. В тех случаях, когда это условие невыполнимо, длительность выдержки отсчитывают, как указано в п.1 раздела "Общие положения".
При указанном испытании образец, имеющий температуру воздуха лаборатории, вносят в камеру, температура которой установлена в соответствии со степенью жесткости, указанной в соответствующей НТД.
После достижения температурной стабильности образец выдерживают в этих условиях в течение заданной длительности.
В соответствующей НТД должен указываться режим работы испытуемого образца.
Охлаждающие устройства образцов должны соответствовать требованиям соответствующей НТД.
Условия испытания должны имитировать воздействия на испытуемый образец условий свободного обмена воздуха при определенных характеристиках теплопроводности крепления.
Заданная температура испытания такая же, как температура окружающей среды.
Испытание без принудительной циркуляции воздуха является предпочтительным. Однако принудительная циркуляция воздуха может быть применена в том случае, когда трудно или невозможно обеспечить условия, заданные для испытания без циркуляции воздуха.
Приложения А-D являются составной частью соответствующей НТД.
25.1. Испытательная камера
25.1.1. Температура в камере должна контролироваться термочувствительными датчиками, размещенными в соответствии с требованиями п.4.4.2 МЭК 68-1 (ГОСТ 28198).
25.1.2. В том случае, когда испытание проводят без принудительной циркуляции воздуха, камера должна быть достаточно велика по сравнению с размером образца и величиной его суммарного теплорассеяния, чтобы позволить имитировать воздействие условий свободного обмена воздуха.
Требования к размеру камеры, в которой имитируется воздействие условий свободного обмена воздуха, приведены в приложении А и представлены как зависимость от размера испытуемого образца и величины теплорассеяния с единицы его поверхности.
25.1.3. Стенки камеры должны быть близки к термически черному цвету и иметь коэффициент лучепоглощения не менее 0,7.
Для ограничения влияния излучения температура стенок камеры не должна отличаться от заданной температуры испытания, выраженной в °К, более чем на 3%. Это требование относится ко всем частям стенок камеры, причем образцы не должны испытывать прямого воздействия любого нагревательного или охлаждающего элемента, не отвечающего этому требованию.
25.1.4. Если испытание проводят в камере с принудительной циркуляцией воздуха, скорость потока воздуха должна быть как можно меньше.
25.1.5. Абсолютная влажность не должна превышать величину, равную 20 г водяных паров в 1 м воздуха (приблизительно соответствует относительной влажности 50% при температуре 35 °C). Когда испытание проводят при температуре ниже 35 °C, относительная влажность не должна быть выше 50%.
25.1.6. Если предусмотрен циклический режим нагрузки, следует принять меры, чтобы в процессе испытания температура поддерживалась на постоянном уровне; для соблюдения этого условия обычно достаточно равномерного чередования рабочих и нерабочих периодов, если элементы, находящиеся под нагрузкой, достаточно равномерно распределены по всей камере.
Примечание. Если предусмотрен циклический режим нагрузки испытуемых образцов, то в течение нерабочих периодов температура в камере не должна падать ниже заданной температуры испытаний (см. приложение D).
25.2. Крепление
25.2.1. Теплопроводность и другие характеристики крепления и соединений испытуемого образца должны быть указаны в соответствующей НТД. Если образец будут эксплуатировать закрепленным на специальном приспособлении, при испытании он должен крепиться точно таким же образом.
25.2.2. Если образец предназначен для крепления на радиаторе, характеристики которого не указаны, то радиатор, применяемый при испытании, должен обладать теплоемкостью и теплопроводностью, достаточными для того, чтобы обеспечить поддержание его температуры на уровне, близком к температуре в испытательной камере.
25.2.3. Если о характеристиках крепежных приспособлений ничего не известно, теплопроводность их должна быть низкой, так чтобы образец был практически теплоизолирован.
25.2.4. При испытании образцов может возникнуть необходимость в использовании монтажной стойки. В этом случае в соответствующей НТД должны быть приведены все необходимые сведения для определения тепловых характеристик крепления и соединений, например, длина выводов.
25.2.5. Если в камере испытывают несколько образцов, следует принять меры для того, чтобы на образец не оказывали нежелательного влияния окружающие образцы и крепежные приспособления.
Степени жесткости определяются температурой, а также длительностью выдержки и должны быть указаны в соответствующей НТД.
Значения их выбирают из рядов, приведенных в пп.26.1 и 26.2.
26.1. Температура: 200 °C, 175 °C, 155 °C, 125 °C, 100 °C, 85 °C, 70 °C, 55 °C, 40 °C, 30 °C. Допустимое отклонение ±2 °C.
Примечания:
1. Если не оговорено особо, то температуры от 200 °C до 1000 °C должны выбираться из следующего ряда: 250 °C, 315 °C, 400 °C, 500 °C, 630 °C, 800 °C, 1000 °C. Допустимое отклонение ±2%.
2. Если соблюдение указанных допусков не представляется возможным из-за размеров камеры, то для температур до 100 °C допуск может быть расширен до ±3 °C, а для температур до 200 °C - до ±5 °C. В протоколе испытания следует указать установленный допуск.
26.2. Длительность выдержки образцов: 2, 16, 72, 96 ч.
Когда испытания Вс применяют при испытаниях на долговечность или надежность, необходимо руководствоваться стандартами, в которых приводятся особые рекомендации по длительности таких испытаний.
Если цель испытания заключается только в том, чтобы выявить, будет ли образец функционировать при высокой температуре, длительность выдержки может быть ограничена временем, необходимым для достижения испытуемым образцом температурной стабильности.
(Измененная редакция, Изм.N 1).
В соответствующей НТД может предусматриваться предварительная выдержка.
Образец подвергают внешнему осмотру, измеряют его электрические параметры и проверяют механические характеристики в соответствии с требованиями соответствующей НТД.
29.1. Образец без искусственного охлаждения
29.1.1. Испытание без принудительной циркуляции воздуха
29.1.1.1. Условия испытания при испытании одного образца:
а) в камере должна быть температура, соответствующая заданной степени жесткости;
б) образец, имеющий температуру воздуха лаборатории, вносят в камеру без упаковки, в выключенном, готовом для эксплуатации состоянии, в обычном для него положении или другом, оговоренном особо;
в) затем должно быть предусмотрено время для восстановления условий испытания в камере и для достижения образцом температурной стабильности;
г) образец должен быть включен или находиться под электрической нагрузкой и проверен на работоспособность в соответствии с требованиями соответствующей НТД.
Образец должен оставаться в рабочем состоянии при заданном режиме работы и под нагрузкой (если это предусматривается) в соответствии с требованиями соответствующей НТД;
д) затем образец выдерживают в условиях высокой температуры в течение периода выдержки, указанного в соответствующей НТД. Длительность выдержки следует отсчитывать с момента достижения образцом температурной стабильности.
Примечание. При испытании образцов малых размеров нет необходимости контролировать с помощью измерений достижение температурной стабильности (см. МЭК 68-1, п.4.6, примечание 2 (ГОСТ 28198);
е) проводят промежуточные измерения в соответствии с п.30, если это предусматривается в соответствующей НТД;
ж) по окончании этого периода образец подвергают восстановлению. Если во время испытания образец находится в рабочем состоянии или под нагрузкой, то перед восстановлением он должен быть отключен или с него должна быть снята нагрузка.
29.1.1.2. Условия испытания при испытании нескольких образцов
Если в одной камере испытывают несколько образцов, температура поверхностей испытуемых образцов, измеренная в одинаковых точках поверхности образца, не должна отличаться от образца к образцу более чем на 5 °C или на 5% от разницы между температурой поверхности образца и температурой окружающей среды; берется большая величина (см. примечание 2).
Примечания:
1. Проверку выполнения вышеуказанных условий обычно проводят на образцах, установленных в камере в том положении, какое требуется для испытания. Если такая проверка внутри камеры не приемлема, то она может быть проведена вне камеры в нормальных атмосферных условиях лаборатории. Образцы должны быть установлены в том положении, которое требуется для испытания (например, на стойке), и не должны подвергаться нежелательным внешним воздействиям.
2. Установление допуска на колебания температур, измеренных в одинаково расположенных точках на поверхностях испытуемых образцов, имеет своей целью ограничить влияние количества образцов, расположенных в объеме камеры друг над другом, на градиент температуры. Указанный допуск на колебания температур (5 °C или 5%; берется большая величина) не учитывает колебаний, вызванных различной величиной теплорассеяния отдельных образцов. Эти различные величины можно учитывать при проверке на одном и том же образце, помещаемом в разные части камеры.
Испытание должно проводиться в соответствии с п.29.1.1.1.
29.1.2. Испытание с принудительной циркуляцией воздуха
29.1.2.1. Условия испытания при испытании одного образца
Если невозможно обеспечить условия испытания без принудительной циркуляции воздуха, то применяют испытание с принудительной циркуляцией воздуха.
В любом случае скорость потока воздуха должна быть невелика (по возможности не более 0,5 м/с).
Метод основан на предположении, что разность между температурой горячей точки на поверхности испытуемого образца и температурой окружающей среды в условиях свободного обмена воздуха более или менее независима от температуры окружающей среды. Это предположение справедливо только в том случае, когда меньше 25 °C, а температура окружающей среды изменяется на величину , не превышающую 30 °C. Если учитывают поправки, приведенные в приложении В, то и могут быть увеличены соответственно до 80 °C и 65 °C.
В поправках учитывают погрешности как вследствие конвекции, так и излучения.
Для разности температур более 80 °C и (или) изменении температуры окружающей среды на величину , превышающую 65 °C, справедливость данного метода не подтверждена.
На образец, смонтированный соответствующим образом в условиях лаборатории и защищенный от воздействия таких нежелательных факторов, как солнечный свет и сквозняки, должна быть подана нагрузка при комнатной температуре, установленная для испытания при повышенной температуре. После достижения температурной стабильности должна быть измерена температура в самой горячей точке или в ряде характерных точек при испытании крупногабаритных или более сложных образцов. Повышение температуры в каждой точке измерения над температурой окружающей среды должно быть зарегистрировано.
Если меньше 25 °C, то испытание следует проводить в соответствии с п.29.1.1.
Если больше 25 °C, откорректированную температуру , соответствующую заданной температуре испытания, определяют в соответствии с приложением В. Образец помещают в камеру с температурой, соответствующей заданной степени жесткости. Затем образец должен быть включен или находиться под электрической нагрузкой в соответствии с требованиями соответствующей НТД, а температура в камере должна быть установлена такой величины, при которой температура ранее контролируемой (в условиях лаборатории) точки поверхности образца достигает величины .
Эта температура должна поддерживаться в течение всего периода выдержки. Испытание должно проводиться в соответствии с пп.29.1.1.1г - 29.1.1.1ж.
Графическое изображение испытания с принудительной циркуляцией воздуха при испытании Вс и методе В испытания Bd приведено в приложении D.
Схематическое представление последовательности операций при планировании метода приведено в приложении F.
(Измененная редакция, Изм.
N 1).
29.1.2.2. Условия испытания в камере нескольких образцов
Если в одной камере испытывают несколько образцов, температура поверхностей испытуемых образцов, измеренная в одинаково расположенных точках на поверхности образца, не должна отличаться от образца к образцу более чем на 5 °C или на 5% от разницы между температурой поверхности образца и температурой окружающей среды; берется большая величина (см. примечание 2).
Примечания:
1. Проверку выполнения вышеуказанных условий обычно проводят на образцах, установленных в камере, в том положении, какое требуется для испытания; при этом система обогрева камеры должна быть включена, а принудительная циркуляция воздуха приведена в действие.
2. Установление допуска на колебания температур, измеренных в одних и тех же точках на поверхностях испытуемых образцов, имеет своей целью ограничить влияние количества образцов, расположенных в камере друг над другом, на градиент температуры. Указанный допуск на колебания температур (5 °C или 5%; берется большая величина) не учитывает колебаний, вызванных различной величиной теплорассеяния отдельных образцов. Эти величины можно учитывать при проверке на одном и том же образце, помещаемом в разные части камеры.
а) Один или несколько образцов должны быть выбраны из партии образцов, подлежащих испытанию, и помещены в условия свободного обмена воздуха при заданной для испытания температуре окружающей среды. На образец (образцы) подают нагрузку.
После достижения температурной стабильности регистрируют температуру ряда характерных точек на поверхности испытуемого (испытуемых) образца (образцов).
б) Затем в камеру вносят всю партию образцов. Температура в ней должна поддерживаться в соответствии с заданной степенью жесткости.
Если образцы монтируют на стойке, то препятствия для движения воздушного потока должны быть как можно менее значительны.
3. Если это целесообразно (например, в тех случаях, когда рамы с идентичными элементами вносят в одну и ту же камеру в разное время), то температура в камере может поддерживаться в соответствии с п.2).
а) Затем должно быть предусмотрено время для восстановления условий испытаний в камере и для достижения образцом температурной стабильности.
б) На образцы подают нагрузку.
Устанавливают температуру в камере, при которой после достижения образцами под нагрузкой температурной стабильности воспроизводится температура поверхности характерных точек, измеренная в соответствии с подпунктом а).
в) Испытание должно проводиться в соответствии с пп.29.1.1.1д - 29.1.1.1ж.
29.2. Образец с искусственным охлаждением
В соответствующей НТД должны быть определены характеристики охлаждающей среды для образца. Если охлаждающей средой является воздух, он не должен быть загрязнен частицами масла и должен быть достаточно сухим.
29.2.1. Система охлаждения, изолированная от камеры
Образцы этого типа имеют системы охлаждения, которые либо независимы, либо получают охлаждающий агент от внешнего источника (трубопроводы изолированы от камеры).
Эти образцы могут испытываться в соответствии с п.29.1.1.
Примечание. Если охлаждение производится так эффективно, что температура поверхности становится ниже температуры окружающей среды, то предпочтительнее проводить измерения температуры воздуха вокруг образца в плоскости, расположенной на расстоянии 0-5 см над образцом (в той ее части, которая находится посередине между стенкой камеры и образцом), чем в плоскости под образцом.
29.2.2. Система охлаждения, не изолированная от камеры
а) Образцы, к которым охлаждающий воздух поступает от внешнего источника и после охлаждения образца проходит в камеру.
Эти образцы могут испытываться в соответствии с п.29.1.1.
б) Образцы, к которым охлаждающий воздух подается из камеры и после охлаждения образца снова возвращается в камеру.
Эти образцы могут испытываться в соответствии с п.29.1.1 со следующими дополнениями: воздушный поток, поступающий в образец, контролируют, температура потока воздуха должна лежать в заданных пределах.
В соответствующей НТД во время или в конце выдержки без извлечения образца из камеры могут предусматриваться подача нагрузки и (или) проведение измерений. Если такие измерения необходимы, они должны определяться в соответствующей НТД. Кроме того, должен указываться период (периоды) времени, после которого (которых) эти измерения должны проводиться. Образец при этих измерениях извлекать из камеры не следует.
Примечание. Во время выдержки не разрешаются измерения, которым предшествует восстановление и при которых требуется извлечение и повторное помещение образцов в камеру. Если необходимо знать характеристики образца данного типа до окончания указанного времени испытаний, потребуется дополнительная партия образцов для каждого заданного времени длительности. Восстановление и заключительные измерения должны проводить отдельно для каждой партии.
31.1. Образец выдерживают в нормальных атмосферных условиях восстановления в течение времени, достаточного для достижения температурной стабильности, но не менее 1 ч.
При одновременном испытании нескольких образцов, для которых период восстановления 1 ч является достаточным, максимальный период восстановления должен быть равен 2 ч, и все измерения должны быть завершены к концу этого периода.
31.2. Образец должен быть включен или находиться под нагрузкой в течение периода восстановления, и измерения должны проводиться непрерывно, если это предусматривается в соответствующей НТД.
31.3. Если нормальные условия восстановления, приведенные выше, не применимы для испытуемого образца, в соответствующей НТД могут предусматривается другие условия восстановления.
Образец подвергают внешнему осмотру, измеряют его электрические параметры и проверяют механические характеристики в соответствии с требованиями соответствующей НТД.
Если испытание Вс включено в соответствующую НТД, должны быть приведены следующие данные:
а) предварительная выдержка;
б) первоначальные измерения;
в) подробное описание крепления или подвесов;
г) состояние образца, включая систему охлаждения во время выдержки;
д) степень жесткости (температура и длительность выдержки);
е) измерения и (или) нагрузка во время выдержки;
ж) условия восстановления, если они отличаются от нормальных;
з) заключительные измерения;
и) любые отклонения от методики, согласованные между поставщиком и потребителем.