أخبار

يُشار غالبًا إلى اختبار الصدمة الحرارية باسم اختبار الصدمة الحرارية أو اختبار دورات درجة الحرارة، واختبار الصدمة الحرارية في درجات الحرارة العالية والمنخفضة.

معدل التسخين/التبريد لا يقل عن 30 درجة مئوية/دقيقة.

نطاق تغير درجة الحرارة كبير جدًا، وتزداد شدة الاختبار مع زيادة معدل تغير درجة الحرارة.

يكمن الفرق الرئيسي بين اختبار الصدمة الحرارية واختبار دورة درجة الحرارة في آلية تحميل الإجهاد المختلفة.

يفحص اختبار الصدمة الحرارية بشكل أساسي الفشل الناتج عن الزحف وتلف الإجهاد، بينما يفحص اختبار دورة درجة الحرارة بشكل أساسي الفشل الناتج عن إجهاد القص.

يسمح اختبار الصدمة الحرارية باستخدام جهاز اختبار ثنائي الفتحات، بينما يستخدم اختبار دورة درجة الحرارة جهاز اختبار أحادي الفتحة. في صندوق الاختبار ثنائي الفتحات، يجب أن يكون معدل تغير درجة الحرارة أكبر من 50 درجة مئوية في الدقيقة.
أسباب الصدمة الحرارية: التغيرات الجذرية في درجة الحرارة أثناء عمليات التصنيع والإصلاح مثل اللحام بالتدفق، والتجفيف، وإعادة المعالجة، والإصلاح.

بحسب معيار GJB 150.5A-2009 3.1، تُعرَّف الصدمة الحرارية بأنها تغير حاد في درجة حرارة محيط الجهاز، ويكون معدل تغير درجة الحرارة أكبر من 10 درجات مئوية/دقيقة. ويتفق معيار MIL-STD-810F 503.4 (2001) مع هذا الرأي.

هناك العديد من الأسباب لتغيرات درجة الحرارة، والتي تم ذكرها في المعايير ذات الصلة:
GB/T 2423.22-2012 الاختبارات البيئية الجزء 2 الاختبار رقم: تغير درجة الحرارة
الظروف الميدانية لتغيرات درجة الحرارة:
تُعدّ التغيرات في درجة الحرارة شائعة في المعدات والمكونات الإلكترونية. فعندما يكون الجهاز مطفأً، تتعرض أجزاؤه الداخلية لتغيرات في درجة الحرارة أبطأ من الأجزاء الموجودة على سطحه الخارجي.

يمكن توقع حدوث تغيرات سريعة في درجة الحرارة في الحالات التالية:
1. عند نقل المعدات من بيئة داخلية دافئة إلى بيئة خارجية باردة، أو العكس؛
2. عندما يتعرض الجهاز للمطر أو يغمر في الماء البارد ويبرد فجأة؛
3. مثبتة في معدات محمولة جواً خارجية؛
4. في ظل ظروف نقل وتخزين معينة.

بعد توصيل الطاقة، ستتولد تدرجات حرارية عالية في الجهاز. وبسبب هذه التغيرات الحرارية، ستتعرض المكونات للإجهاد. على سبيل المثال، بجوار مقاوم عالي القدرة، سيؤدي الإشعاع إلى ارتفاع درجة حرارة سطح المكونات المجاورة، بينما تبقى الأجزاء الأخرى باردة.
عند تشغيل نظام التبريد، ستشهد المكونات المبردة صناعياً تغيرات سريعة في درجة الحرارة. كما يمكن أن تحدث هذه التغيرات السريعة أثناء عملية تصنيع المعدات. ويُعدّ عدد هذه التغيرات وشدتها والفاصل الزمني بينها عوامل مهمة.

GJB 150.5A-2009 طرق الاختبار البيئي لمختبر المعدات العسكرية الجزء 5:اختبار الصدمة الحرارية":"
3.2 التطبيق:
3.2.1 البيئة العادية:
ينطبق هذا الاختبار على المعدات التي قد تُستخدم في أماكن تتغير فيها درجة حرارة الهواء بسرعة. ويُستخدم هذا الاختبار فقط لتقييم تأثيرات التغيرات السريعة في درجة الحرارة على السطح الخارجي للمعدات، أو الأجزاء المُثبّتة على السطح الخارجي، أو الأجزاء الداخلية المُثبّتة بالقرب من السطح الخارجي. وفيما يلي بعض الحالات النموذجية:
أ) يتم نقل المعدات بين المناطق الساخنة والبيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة؛
ب) يتم رفعها من بيئة الأرض ذات درجة الحرارة العالية إلى ارتفاعات عالية (من الساخن إلى البارد) بواسطة ناقلة عالية الأداء؛
ج) عند اختبار المواد الخارجية فقط (مواد التغليف أو مواد سطح المعدات)، يتم إسقاطها من الغلاف الواقي للطائرة الساخنة في ظروف الارتفاع العالي ودرجة الحرارة المنخفضة.

3.2.2 فحص السلامة والإجهاد البيئي:
بالإضافة إلى ما ورد في البند 3.3، يُستخدم هذا الاختبار للكشف عن مشكلات السلامة والعيوب المحتملة التي تحدث عادةً عند تعرض الجهاز لتغيرات في درجة الحرارة أقل من درجة الحرارة القصوى (شريطة ألا تتجاوز ظروف الاختبار حدود التصميم للجهاز). ورغم أن هذا الاختبار يُستخدم كفحص أولي للإجهاد البيئي، فإنه يُمكن استخدامه أيضًا كاختبار فحص (باستخدام صدمات حرارية ذات درجات حرارة أعلى) بعد إجراء المعالجة الهندسية المناسبة للكشف عن العيوب المحتملة التي قد تحدث عند تعرض الجهاز لظروف أقل من درجة الحرارة القصوى.
آثار الصدمة الحرارية: GJB 150.5A-2009 طريقة الاختبار البيئي لمختبر المعدات العسكرية الجزء 5: اختبار الصدمة الحرارية:

4.1.2 الآثار البيئية:
عادةً ما يكون للصدمة الحرارية تأثيرٌ أشدّ على الجزء القريب من السطح الخارجي للجهاز. وكلما ابتعدنا عن السطح الخارجي (وهذا بالطبع مرتبط بخصائص المواد المستخدمة)، تباطأ تغير درجة الحرارة وقلّت وضوح التأثير. كما أن صناديق النقل والتغليف وغيرها تُقلّل من تأثير الصدمة الحرارية على الجهاز المُغلّف. وقد تؤثر التغيرات السريعة في درجة الحرارة، مؤقتًا أو دائمًا، على تشغيل الجهاز. فيما يلي أمثلة على المشاكل التي قد تنشأ عند تعرّض الجهاز لبيئة ذات صدمة حرارية. وسيساعد النظر في هذه المشاكل النموذجية على تحديد مدى ملاءمة هذا الاختبار للجهاز قيد الاختبار.

أ) التأثيرات الجسدية النموذجية هي:
1) تحطم الحاويات الزجاجية والأجهزة البصرية؛
2) أجزاء متحركة عالقة أو مفكوكة؛
3) الشقوق في الكريات الصلبة أو الأعمدة في المتفجرات؛
4) معدلات انكماش أو تمدد مختلفة، أو معدلات إجهاد مستحثة لمواد مختلفة؛
5) تشوه أو تمزق الأجزاء؛
6) تشقق طبقات الطلاء السطحية؛
7) التسرب في الكبائن المغلقة؛
8) فشل الحماية العازلة.

ب) التأثيرات الكيميائية النموذجية هي:
1) فصل المكونات؛
2) فشل حماية الكواشف الكيميائية.

ج) التأثيرات الكهربائية النموذجية هي:
1) تغييرات في المكونات الكهربائية والإلكترونية؛
2) التكثيف السريع للماء أو الصقيع مما يتسبب في أعطال إلكترونية أو ميكانيكية؛
3) الكهرباء الساكنة الزائدة.

الغرض من اختبار الصدمة الحرارية: يمكن استخدامه لاكتشاف عيوب تصميم المنتج والعملية أثناء مرحلة التطوير الهندسي؛ ويمكن استخدامه للتحقق من مدى ملاءمة المنتجات لبيئات الصدمة الحرارية أثناء مراحل وضع اللمسات الأخيرة على المنتج أو تحديد التصميم والإنتاج الضخم، وتوفير أساس لقرارات قبول وضع اللمسات الأخيرة على التصميم والإنتاج الضخم؛ وعند استخدامه كفحص للإجهاد البيئي، يكون الغرض منه هو القضاء على حالات فشل المنتج المبكرة.

تنقسم أنواع اختبارات تغير درجة الحرارة إلى ثلاثة أنواع وفقًا لمعايير اللجنة الكهروتقنية الدولية والمعايير الوطنية:
1. اختبار الصوديوم: تغيير سريع في درجة الحرارة مع وقت تحويل محدد؛ هواء؛
2. اختبار رقم: تغير درجة الحرارة بمعدل تغير محدد؛ هواء؛
3. اختبار Nc: تغيير سريع في درجة الحرارة مع خزانين سائلين؛ سائل؛

في الاختبارات الثلاثة المذكورة أعلاه، يستخدم الاختباران الأول والثاني الهواء كوسيط، بينما يستخدم الاختبار الثالث سائلاً (ماءً أو سوائل أخرى) كوسيط. زمن التحويل في الاختبارين الأول والثاني أطول، بينما زمن التحويل في الاختبار الثالث أقصر.