I test di shock termico sono spesso indicati come test di shock termico o cicli termici, test di shock termico ad alta e bassa temperatura.
La velocità di riscaldamento/raffreddamento non è inferiore a 30℃/minuto.
L'intervallo di variazione della temperatura è molto ampio e la severità del test aumenta con l'aumentare della velocità di variazione della temperatura.
La differenza tra il test di shock termico e il test di cicli termici risiede principalmente nel diverso meccanismo di applicazione dello stress.
Il test di shock termico esamina principalmente i cedimenti causati da scorrimento viscoso e danni da fatica, mentre il ciclo termico esamina principalmente i cedimenti causati da fatica da taglio.
Il test di shock termico consente l'utilizzo di un dispositivo di prova a due fessure; il test di ciclo termico utilizza un dispositivo di prova a fessura singola. Nella scatola a due fessure, la velocità di variazione della temperatura deve essere superiore a 50℃/minuto.
Cause dello shock termico: drastici cambiamenti di temperatura durante i processi di produzione e riparazione, come la saldatura a rifusione, l'asciugatura, la rielaborazione e la riparazione.
Secondo la norma GJB 150.5A-2009 3.1, lo shock termico è un brusco cambiamento della temperatura ambiente dell'apparecchiatura, e la velocità di variazione della temperatura è superiore a 10 gradi/minuto. La norma MIL-STD-810F 503.4 (2001) esprime un'opinione simile.
Esistono molteplici cause di variazioni di temperatura, menzionate nelle normative di riferimento:
GB/T 2423.22-2012 Prove ambientali Parte 2 Prova N: Variazione di temperatura
Condizioni sul campo per le variazioni di temperatura:
Le variazioni di temperatura sono comuni nelle apparecchiature e nei componenti elettronici. Quando l'apparecchiatura non è alimentata, le sue parti interne subiscono variazioni di temperatura più lente rispetto alle parti sulla sua superficie esterna.
Nelle seguenti situazioni si possono prevedere rapidi sbalzi di temperatura:
1. Quando l'apparecchiatura viene trasferita da un ambiente interno caldo a un ambiente esterno freddo, o viceversa;
2. Quando l'apparecchiatura è esposta alla pioggia o immersa in acqua fredda e si raffredda improvvisamente;
3. Installato in apparecchiature di bordo esterne;
4. In determinate condizioni di trasporto e stoccaggio.
Una volta applicata la corrente, all'interno dell'apparecchiatura si genereranno elevati gradienti di temperatura. A causa di queste variazioni di temperatura, i componenti saranno sottoposti a stress. Ad esempio, in prossimità di una resistenza ad alta potenza, la radiazione provocherà un aumento della temperatura superficiale dei componenti adiacenti, mentre altre parti rimarranno fredde.
Quando il sistema di raffreddamento viene attivato, i componenti raffreddati artificialmente subiscono rapide variazioni di temperatura. Tali rapide variazioni di temperatura possono verificarsi anche durante il processo di produzione dell'apparecchiatura. Il numero e l'entità delle variazioni di temperatura, nonché l'intervallo di tempo tra di esse, sono fattori importanti.
GJB 150.5A-2009 Metodi di prova ambientale per laboratori di attrezzature militari, parte 5:Test di shock termico:
3.2 Applicazione:
3.2.1 Ambiente normale:
Questo test è applicabile ad apparecchiature che possono essere utilizzate in luoghi in cui la temperatura dell'aria può variare rapidamente. Questo test viene utilizzato esclusivamente per valutare gli effetti delle rapide variazioni di temperatura sulla superficie esterna dell'apparecchiatura, sulle parti montate sulla superficie esterna o sulle parti interne installate in prossimità della superficie esterna. Le situazioni tipiche sono le seguenti:
A) L'attrezzatura viene trasferita tra zone calde e ambienti a bassa temperatura;
B) Viene sollevato da terra, in un ambiente ad alta temperatura, ad alta quota (da caldo a freddo) tramite un vettore ad alte prestazioni;
C) Quando si testano solo i materiali esterni (materiali di imballaggio o di superficie dell'apparecchiatura), questi vengono lasciati cadere dal guscio protettivo caldo dell'aeromobile in condizioni di alta quota e bassa temperatura.
3.2.2 Valutazione dello stress in termini di sicurezza e ambiente:
Oltre a quanto descritto al punto 3.3, questo test è applicabile per individuare problemi di sicurezza e potenziali difetti che si verificano solitamente quando l'apparecchiatura è esposta a una velocità di variazione della temperatura inferiore alla temperatura estrema (a condizione che le condizioni di prova non superino il limite di progetto dell'apparecchiatura). Sebbene questo test venga utilizzato come screening di stress ambientale (ESS), può essere impiegato anche come test di screening (utilizzando shock termici a temperature più estreme) dopo un'adeguata preparazione ingegneristica, al fine di rivelare potenziali difetti che potrebbero verificarsi quando l'apparecchiatura è esposta a condizioni inferiori alla temperatura estrema.
Effetti dello shock termico: GJB 150.5A-2009 Metodo di prova ambientale per laboratori di attrezzature militari Parte 5: Prova di shock termico:
4.1.2 Effetti ambientali:
Gli sbalzi di temperatura hanno generalmente un effetto più grave sulla parte più vicina alla superficie esterna dell'apparecchiatura. Più ci si allontana dalla superficie esterna (ovviamente, ciò dipende dalle caratteristiche dei materiali in questione), più lento sarà il cambiamento di temperatura e meno evidente sarà l'effetto. Scatole di trasporto, imballaggi, ecc. contribuiscono inoltre a ridurre l'impatto degli sbalzi di temperatura sulle apparecchiature protette. Rapide variazioni di temperatura possono compromettere temporaneamente o permanentemente il funzionamento dell'apparecchiatura. Di seguito sono riportati alcuni esempi di problemi che possono insorgere quando un'apparecchiatura è esposta a un ambiente con sbalzi di temperatura. La valutazione di questi problemi tipici aiuterà a determinare se questo test è adatto all'apparecchiatura in esame.
A) Gli effetti fisici tipici sono:
1) Rottura di contenitori di vetro e strumenti ottici;
2) Parti mobili bloccate o allentate;
3) Crepe nei pellet solidi o nelle colonne degli esplosivi;
4) Diversi tassi di contrazione o espansione, o tassi di deformazione indotti da materiali diversi;
5) Deformazione o rottura di parti;
6) Fessurazione dei rivestimenti superficiali;
7) Perdite in cabine sigillate;
8) Mancato funzionamento della protezione isolante.
B) Gli effetti chimici tipici sono:
1) Separazione dei componenti;
2) Mancata protezione dai reagenti chimici.
C) Gli effetti elettrici tipici sono:
1) Modifiche ai componenti elettrici ed elettronici;
2) Rapida condensazione dell'acqua o formazione di brina che provoca guasti elettronici o meccanici;
3) Eccessiva elettricità statica.
Scopo del test di shock termico: può essere utilizzato per individuare difetti di progettazione e di processo del prodotto durante la fase di sviluppo ingegneristico; può essere utilizzato per verificare l'adattabilità dei prodotti ad ambienti soggetti a shock termico durante le fasi di finalizzazione del prodotto o di identificazione del progetto e di produzione di massa, e fornire una base per le decisioni di finalizzazione del progetto e di accettazione della produzione di massa; se utilizzato come screening di stress ambientale, lo scopo è quello di eliminare i guasti precoci del prodotto.
Secondo le norme IEC e nazionali, le tipologie di prove di variazione di temperatura si suddividono in tre categorie:
1. Test Na: rapido cambiamento di temperatura con un tempo di conversione specificato; aria;
2. Test Nb: Variazione di temperatura con una velocità di variazione specificata; aria;
3. Test Nc: rapido cambiamento di temperatura con due serbatoi di liquido; liquido;
Nei tre test sopra descritti, i test 1 e 2 utilizzano l'aria come mezzo, mentre il terzo utilizza un liquido (acqua o altri liquidi). Il tempo di conversione nei test 1 e 2 è più lungo, mentre quello del test 3 è più breve.
Data di pubblicazione: 05-09-2024
