Испытания на статическое и динамическое воздействие пыли (песка)

Условия испытаний и применяемое испытательное оборудование. В

некоторых условиях эксплуатации изделия подвергаются воздействию пылевых смесей различных составов, в результате чего могут изме­няться значения электрических и механических параметров изделий. Абразивное воздействие пыли проявляется в основном в оптических и трущихся конструктивных элементах. Из-за возникновения элект­рических зарядов у различных комбинаций пылевой смеси пыль при­тягивается к неподвижным поверхностям. Наличие пыли влияет на электрическую прочность изделий.

Воздействие пыли связано с действием ветра, который активи­зирует ее проникающее и разрушающее действие. Таким образом, требования к стойкости изделий на воздействие пыли для разных ус­ловий эксплуатации оказываются различными, что приводит к двум видам испытаний — на статическое и динамическое воздействие пыли. Для воспроизведения воздействия пыли с определенными скоростя — ‘Еа Рис. 6.36. Режим испытаний на воздействие пониженной температуры и пониженного атмосферного давления: а — нетепловыделяющих изде­лий; б — тепловыделяющих изделий ми циркуляции воздуха используют специальные камеры. Основны­ми параметрами, характеризующими камеры пыли, являются: ско­рость циркуляции воздуха в камере, температура воздуха, относи­тельная влажность, временной режим. Кроме того, вид и режим испытаний зависят от параметров пылевой смеси: ее состава, разме­ра частиц, концентрации пыли в воздухе, плотности пыли.

В основном находят применение две конструкции камер: для испытаний на статическое и динамическое воздействие пыли. В ка­мере для испытаний на статическое воздействие пыли (рис. 6.37) пыль завихряется и с помощью постоянной циркуляции воздуха удержива­ется во взвешенном состоянии. Поскольку длительность падения ча­стиц пыли разных размеров различна, необходимо, чтобы ее состав поддерживался постоянным.

Камера для испытаний на динамическое воздействие пыли (рис. 6.38) представляет собой ветровой канал с замкнутой воздушной циркуля­цией. Собственно испытательной камерой является средняя верхняя секция трубопровода. Циркуляция воздуха осуществляется с помо­щью осевого вентилятора 4, который вращается от электродвигателя 5, закрепленного на амортизирующих прокладках для уменьшения шума и вибрации. Для создания определенной формы потока (лами-

нарной или турбулентной) в ветровом канале (воздухопроводе) 8 рас­положен специальный направляющий щит 7. В нижней части возду­хопровода расположена заслонка (шибер) 10, позволяющая регули­ровать скорость воздушного потока. Регулирование формы и скорости воздушного потока осуществляется рукоятками, выведенными на переднюю панель камеры. Для установки испытуемых изделий и их равномерного обдува со всех сторон в камере расположен вращаю­щийся в горизонтальной плоскости стол 2, закрепленный на верти­кальном валу редуктора 11. Частота вращения стола 9 мин-1. Пре­дусмотрена возможность выдвижения стола из камеры для установки на него испытуемых изделий. На передней стенке камеры сделан проем, закрываемый дверью с резиновым уплотнением и со смотро­вым окном. В камере имеется внутреннее освещение.

Заданная концентрация пыли в камере достигается вводом в нее определенного количества пылевой смеси и циркуляцией воздуха. Для этого камера оборудована специальным дозатором, обеспечива­ющим введение пылевой смеси. Постоянство концентрации пыли контролируется измерителем концентрации через определенные ин­тервалы времени. Заданный температурный режим достигается с по­мощью электроподогревателя. Постоянство температурного режима может поддерживаться ручным и автоматическим регулированием.

В современных пылевых испытательных камерах осуществляется полная автоматизация поддержания заданных значений: временных параметров режимов, концентрации или плотности пылевой смеси, а также температуры,

Методы проведения испытаний на воздействие пыли. Для прове­дения испытаний на воздействие пыли изделия помещают в камеру и располагают так, чтобы воздействие пыли максимально соответство­вало эксплуатационным условиям. В частном случае способ уста­новки определенного изделия указывается в нормативной документа­ции. Минимальное расстояние от изделий до стенок камеры и между изделиями должно быть не менее 10 см.

Выбор состава пылевой смеси, размеров ее частиц и концентра­ции зависит от цели испытаний, определяемой местом и продолжи­тельностью эксплуатации изделия. Повышение концентрации позво­ляет сократить продолжительность испытаний. В любом случае для исключения образования комков пыли и нежелательного ее прилипа­ния необходимо, чтобы относительная влажность воздуха в камере не превышала 30—50% (в зависимости от состава пылевой смеси), что достигается повышением температуры до +55 °С. Для определения размеров частиц пыли ее просеивают через специальные сита; при этом остаток на сите не должен превышать 3%.

Испытания изделий на динамическое воздействие пыли (песка) про­водят для оценки их устойчивости к разрушающему (абразивному) воздействию пыли, а также для проверки их пыленепроницаемости и работоспособности в среде с повышенной концентрацией пыли. Осо­бенность испытаний на динамическое воздействие пыли (песка) — обязательная циркуляция воздуха с повышенной скоростью (табл. 6.7).

При проверке на устойчивость к абразивному действию пыли из­делия считают выдержавшими испытания, если их внешний вид удов­летворяет требованиям нормативной документации. При испытании изделий на работоспособность они должны находиться в камере в ра­бочем состоянии. Необходимость проверки значений параметров из­делий устанавливается в нормативной документации.

Основной целью испытаний на пыленепроницаемость является вы­явление способности конструкции изделия препятствовать проник­новению пыли внутрь его оболочки (кожуха). Чем меньшие отвер­стия в оболочке необходимо выявить, тем меньше должны быть размеры частиц пыли. Для распознавания проникновения пыли же­лательно применение флуоресцирующего порошка в количестве 10% общего объема смеси. Размер частиц порошка должен быть порядка 50 мкм, что определяется с помощью специальных сит. При выборе флуоресцирующего порошка необходимо учитывать, что некоторые материалы (пластмассы, пропиточные средства и т. д.) могут также обладать люминесцентными свойствами, что может затруднять рас­шифровку результатов испытаний.

Для выявления проникновения пыли внутрь изделий можно ис­пользовать ультрафиолетовое облучение вскрытых изделий в затем­ненном помещении. Известно, что различные материалы, облучае­мые ультрафиолетовым светом, обладают характерными оттенками свечения: мел химический — светло-синий; мел молотый — светло — коричневый; окись цинка — желто-зеленый; бумага из чистой целлю­лозы — светло-желтый; хлопчатобумажное волокно не светится и т. д.

Для эффективного проникновения пыли через отверстия внутрь испытуемого изделия необходимо наличие разности давлений возду­ха между испытательной камерой и внутренней полостью изделия. Очевидно, что предварительный нагрев испытуемого изделия приве­дет к созданию внутри изделия избыточного давления, способствую­щего выходу воздуха из него наружу. При помещении изделия в ка­меру с более низкой температурой в нем создается разрежение, которое будет способствовать проникновению пыли внутрь изделия.

В случае испытаний тепловыделяющего изделия эффект засасыва­ния пыли можно осуществить периодическим включением и выклю­чением изделия в процессе испытаний. Однако для осуществления процесса засасывания пыли желательно понизить температуру в каме­ре до +35 °С. Важную роль при этом играет соотношение продолжи­тельности циркуляции воздуха с пылевой смесью и ее осаждением.

Испытания на статическое воздействие пыли (песка) проводят в соответствии с условиями, указанными в табл. 6.7.

Перед размещением изделия в камере должна быть установлена температура 55±3 °С и относительная влажность не более 50%. Испы­тания на статическое воздействие пыли в ряде случаев имитируют эксплуатацию изделий в помещении, поэтому целесообразно, чтобы в состав пылевой смеси, кроме неорганической части, которая со­ставляет до 70% (по массе), входила бы еще и органическая часть, в качестве которой используют волокна целлюлозацетатного шелка (хло­пья диаметром 20—60 мкм и длиной 0,1—0,5 мм).

После проведения испытаний обоих видов изделия извлекают из камеры, удаляют пыль с наружных поверхностей кисточками или лоскутами мягкой материи, если нормативной документацией не предусмотрены другие методы (обдув или всасывание пыли могут ис­казить результаты испытаний). Затем осуществляют визуальный ос­мотр. При испытании изделий в рабочем состоянии нормативная документация может предусматривать измерения значений электри­ческих параметров.