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Notizia

In tre minuti puoi comprendere le caratteristiche, lo scopo e i tipi di test di shock termico

Il test di shock termico è spesso definito test di shock termico o test di shock termico ciclico ad alta e bassa temperatura.

La velocità di riscaldamento/raffreddamento non è inferiore a 30°C/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 del ciclo termico risiede principalmente nel diverso meccanismo di carico di stress.

Il test di shock termico esamina principalmente i guasti causati da creep e danni da fatica, mentre il ciclo di temperatura esamina principalmente i guasti causati da fatica da taglio.

Il test di shock termico consente l'utilizzo di un dispositivo di prova a due slot; il test del ciclo termico utilizza un dispositivo di prova a slot singolo. Nel box a due slot, la velocità di variazione della temperatura deve essere superiore a 50 °C/minuto.
Cause di shock termico: drastici cambiamenti di temperatura durante i processi di produzione e riparazione, come la saldatura a riflusso, l'essiccazione, la rielaborazione e la riparazione.

Secondo la norma GJB 150.5A-2009 3.1, lo shock termico è una brusca variazione della temperatura ambiente dell'apparecchiatura, con una velocità di variazione della temperatura superiore a 10 gradi/min, che costituisce uno shock termico. La norma MIL-STD-810F 503.4 (2001) sostiene una visione simile.

 

Le cause delle variazioni di temperatura sono molteplici e sono menzionate nelle norme pertinenti:
GB/T 2423.22-2012 Test ambientali Parte 2 Test N: Variazione di temperatura
Condizioni di campo per le variazioni di temperatura:
Le variazioni di temperatura sono comuni nelle apparecchiature e nei componenti elettronici. Quando l'apparecchiatura non è accesa, le sue parti interne subiscono variazioni di temperatura più lente rispetto alle parti sulla superficie esterna.

 

Nelle seguenti situazioni si possono prevedere rapidi cambiamenti di temperatura:
1. Quando l'apparecchiatura viene trasferita da un ambiente interno caldo a un ambiente esterno freddo, o viceversa;
2. Quando l'apparecchiatura viene esposta alla pioggia o immersa in acqua fredda e si raffredda improvvisamente;
3. Installato in apparecchiature aeree esterne;
4. In determinate condizioni di trasporto e stoccaggio.

Dopo l'applicazione dell'alimentazione, nell'apparecchiatura si generano elevati gradienti di temperatura. A causa delle variazioni di temperatura, i componenti saranno sottoposti a stress. Ad esempio, in prossimità di un resistore ad alta potenza, le radiazioni causeranno un aumento della temperatura superficiale dei componenti adiacenti, mentre le altre parti rimarranno fredde.
Quando il sistema di raffreddamento è acceso, i componenti raffreddati artificialmente subiranno rapidi sbalzi di temperatura. Rapidi sbalzi di temperatura dei componenti possono essere causati anche durante il processo di produzione dell'apparecchiatura. Il numero e l'entità degli sbalzi di temperatura, nonché l'intervallo di tempo, 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 alle apparecchiature che possono essere utilizzate in luoghi in cui la temperatura dell'aria può variare rapidamente. Questo test viene utilizzato solo per valutare gli effetti di rapidi cambiamenti di temperatura sulla superficie esterna dell'apparecchiatura, sui componenti montati sulla superficie esterna o sui componenti interni installati in prossimità della superficie esterna. Le situazioni tipiche sono le seguenti:
A) L'attrezzatura viene trasferita tra aree calde e ambienti a bassa temperatura;
B) Viene sollevato dall'ambiente ad alta temperatura del suolo ad alta quota (da caldo a freddo) tramite un vettore ad alte prestazioni;
C) Quando si testano solo materiali esterni (materiali di imballaggio o superfici delle apparecchiature), questi vengono lasciati cadere dal guscio protettivo caldo dell'aereo ad alta quota e in condizioni di bassa temperatura.

3.2.2 Screening di sicurezza e stress ambientale:
Oltre a quanto descritto in 3.3, questo test è applicabile per individuare problemi di sicurezza e potenziali difetti che solitamente si verificano quando l'apparecchiatura è esposta a una velocità di variazione della temperatura inferiore alla temperatura estrema (purché le condizioni di prova non superino il limite di progettazione dell'apparecchiatura). Sebbene questo test venga utilizzato come screening di stress ambientale (ESS), può essere utilizzato anche come test di screening (utilizzando shock termici a temperature più estreme) dopo un appropriato trattamento ingegneristico per rivelare potenziali difetti che possono verificarsi quando l'apparecchiatura è esposta a condizioni inferiori alla temperatura estrema.
Effetti dello shock termico: GJB 150.5A-2009 Metodo di prova ambientale del laboratorio di attrezzature militari Parte 5: Prova di shock termico:

4.1.2 Effetti ambientali:
Lo shock termico ha solitamente un effetto più grave sulla parte vicina alla superficie esterna dell'apparecchiatura. Maggiore è la distanza dalla superficie esterna (naturalmente, ciò è correlato alle caratteristiche dei materiali utilizzati), più lenta è la variazione di temperatura e meno evidente è l'effetto. Anche scatole per il trasporto, imballaggi, ecc. ridurranno l'impatto dello shock termico sulle apparecchiature chiuse. Rapide variazioni di temperatura possono influire temporaneamente o permanentemente sul funzionamento dell'apparecchiatura. Di seguito sono riportati esempi di problemi che possono verificarsi quando l'apparecchiatura è esposta a un ambiente con shock termico. La valutazione dei seguenti problemi tipici aiuterà a determinare se questo test è adatto all'apparecchiatura in esame.

A) Gli effetti fisici tipici sono:
1) Rottura di contenitori in vetro e strumenti ottici;
2) Parti mobili bloccate o allentate;
3) Crepe nei pellet solidi o nelle colonne negli esplosivi;
4) Diversi tassi di restringimento o di espansione, o tassi di deformazione indotti di materiali diversi;
5) Deformazione o rottura di parti;
6) Crepe nei rivestimenti superficiali;
7) Perdite nelle cabine sigillate;
8) Guasto della protezione di isolamento.

B) Gli effetti chimici tipici sono:
1) Separazione dei componenti;
2) Guasto della protezione del reagente chimico.

C) Gli effetti elettrici tipici sono:
1) Modifiche ai componenti elettrici ed elettronici;
2) Rapida condensazione di acqua o brina che causa guasti elettronici o meccanici;
3) Elettricità statica eccessiva.

Scopo del test di shock termico: può essere utilizzato per scoprire 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 di shock termico durante la finalizzazione del prodotto o l'identificazione del progetto e le fasi di produzione di massa e fornire una base per le decisioni di finalizzazione del progetto e accettazione della produzione di massa; quando utilizzato come screening di stress ambientale, lo scopo è quello di eliminare i guasti precoci del prodotto.

 

I tipi di test di variazione della temperatura sono suddivisi in tre tipologie secondo gli standard IEC e nazionali:
1. Test Na: Rapida variazione di temperatura con un tempo di conversione specificato; aria;
2. Test Nb: Variazione della temperatura con una velocità di variazione specificata; aria;
3. Test Nc: Rapido cambiamento di temperatura con due serbatoi di liquido; liquido;

Per i tre test precedenti, 1 e 2 utilizzano l'aria come mezzo, mentre il terzo utilizza un liquido (acqua o altri liquidi). Il tempo di conversione di 1 e 2 è più lungo, mentre quello di 3 è più breve.

 


Data di pubblicazione: 05-09-2024