Badanie szoku termicznego jest często nazywane badaniem szoku termicznego lub badaniem cyklu temperaturowego, badaniem szoku termicznego w wysokiej i niskiej temperaturze.
Szybkość grzania/chłodzenia nie jest mniejsza niż 30℃/minutę.
Zakres zmian temperatury jest bardzo duży, a stopień trudności testu wzrasta wraz ze wzrostem szybkości zmiany temperatury.
Różnica pomiędzy testem szoku termicznego a testem cyklu temperaturowego polega głównie na innym mechanizmie obciążenia naprężeniem.
Test szoku temperaturowego bada głównie uszkodzenia spowodowane pełzaniem i zmęczeniem materiału, podczas gdy cykl temperaturowy bada głównie uszkodzenia spowodowane zmęczeniem ścinającym.
Test szoku temperaturowego pozwala na użycie urządzenia testowego z dwoma gniazdami; test cyklu temperaturowego wykorzystuje urządzenie testowe z jednym gniazdem. W urządzeniu z dwoma gniazdami, szybkość zmian temperatury musi być większa niż 50°C/minutę.
Przyczyny szoku termicznego: drastyczne zmiany temperatury podczas procesów produkcyjnych i naprawczych, takich jak lutowanie rozpływowe, suszenie, ponowne przetwarzanie i naprawa.
Zgodnie z normą GJB 150.5A-2009 3.1, szok termiczny to nagła zmiana temperatury otoczenia urządzenia, przy czym szybkość zmiany temperatury jest większa niż 10 stopni na minutę, co jest szokiem termicznym. Norma MIL-STD-810F 503.4 (2001) prezentuje podobne stanowisko.
Istnieje wiele przyczyn zmian temperatury, które są wymienione w stosownych normach:
GB/T 2423.22-2012 Badania środowiskowe Część 2 Test N: Zmiana temperatury
Warunki terenowe dla zmian temperatury:
Zmiany temperatury są powszechne w sprzęcie i podzespołach elektronicznych. Gdy urządzenie nie jest włączone, jego części wewnętrzne podlegają wolniejszym zmianom temperatury niż części na powierzchni zewnętrznej.
Gwałtownych zmian temperatury można spodziewać się w następujących sytuacjach:
1. W przypadku przeniesienia urządzenia z ciepłego pomieszczenia do zimnego pomieszczenia na zewnątrz lub odwrotnie;
2. Gdy urządzenie zostanie wystawione na działanie deszczu lub zanurzone w zimnej wodzie i nagle się ochłodzi;
3. Montowane w zewnętrznym sprzęcie pokładowym;
4. Pod pewnymi warunkami transportu i przechowywania.
Po podłączeniu zasilania w urządzeniu powstaną wysokie gradienty temperatury. Z powodu zmian temperatury komponenty będą narażone na obciążenia. Na przykład, w pobliżu rezystora dużej mocy, promieniowanie spowoduje wzrost temperatury powierzchni sąsiednich komponentów, podczas gdy inne części pozostaną zimne.
Po włączeniu układu chłodzenia, sztucznie chłodzone podzespoły będą podlegać gwałtownym zmianom temperatury. Gwałtowne zmiany temperatury podzespołów mogą również wystąpić w procesie produkcyjnym urządzenia. Istotne znaczenie mają liczba i skala zmian temperatury oraz odstęp czasu.
GJB 150.5A-2009 Metody badań środowiskowych w laboratorium sprzętu wojskowego Część 5:Test szoku termicznego：
3.2 Zastosowanie:
3.2.1 Środowisko normalne:
Test ten ma zastosowanie do urządzeń, które mogą być używane w miejscach, w których temperatura powietrza może gwałtownie zmieniać się. Test ten służy wyłącznie do oceny wpływu szybkich zmian temperatury na powierzchnię zewnętrzną urządzenia, części zamontowane na powierzchni zewnętrznej lub części wewnętrzne zainstalowane w pobliżu powierzchni zewnętrznej. Typowe sytuacje to:
A) Sprzęt jest przenoszony pomiędzy obszarami o wysokiej temperaturze i środowiskami o niskiej temperaturze;
B) Jest ona podnoszona z gruntu, w środowisku o wysokiej temperaturze, na dużą wysokość (od gorąca do zimna) przez wydajny nośnik;
C) W przypadku testowania wyłącznie materiałów zewnętrznych (opakowania lub powierzchni urządzenia) materiał jest zrzucany z rozgrzanej powłoki ochronnej samolotu na dużej wysokości i w niskich temperaturach.
3.2.2 Kontrola bezpieczeństwa i obciążenia środowiska:
Oprócz opisu w punkcie 3.3, test ten służy do wykrywania problemów bezpieczeństwa i potencjalnych usterek, które zazwyczaj występują, gdy urządzenie jest narażone na zmiany temperatury o szybkości niższej niż temperatura ekstremalna (o ile warunki testu nie przekraczają limitu projektowego urządzenia). Chociaż test ten jest stosowany jako badanie przesiewowe pod kątem obciążeń środowiskowych (ESS), może być również stosowany jako test przesiewowy (z wykorzystaniem szoków temperaturowych o bardziej ekstremalnych temperaturach) po odpowiednim przygotowaniu technicznym w celu wykrycia potencjalnych usterek, które mogą wystąpić, gdy urządzenie jest narażone na warunki niższe niż temperatura ekstremalna.
Skutki szoku termicznego: GJB 150.5A-2009 Metoda badań środowiskowych w laboratorium sprzętu wojskowego Część 5: Badanie szoku termicznego:
4.1.2 Wpływ na środowisko:
Szok temperaturowy ma zazwyczaj poważniejszy wpływ na elementy znajdujące się blisko zewnętrznej powierzchni urządzenia. Im dalej od powierzchni zewnętrznej (oczywiście jest to związane z właściwościami odpowiednich materiałów), tym wolniejsza zmiana temperatury i mniej widoczny efekt. Skrzynie transportowe, opakowania itp. również zmniejszają wpływ szoku temperaturowego na zamknięte urządzenia. Gwałtowne zmiany temperatury mogą czasowo lub trwale wpłynąć na działanie urządzenia. Poniżej przedstawiono przykłady problemów, które mogą wystąpić, gdy urządzenie jest narażone na szok temperaturowy. Rozważenie poniższych typowych problemów pomoże określić, czy ten test jest odpowiedni dla badanego urządzenia.
A) Typowe efekty fizyczne to:
1) Rozbijanie pojemników szklanych i instrumentów optycznych;
2) Zablokowane lub luźne części ruchome;
3) Pęknięcia w stałych granulkach lub kolumnach materiałów wybuchowych;
4) Różne szybkości kurczenia się lub rozszerzania albo różne szybkości odkształceń indukowanych różnych materiałów;
5) Odkształcenie lub pęknięcie części;
6) Pękanie powłok powierzchniowych;
7) Nieszczelność w szczelnych kabinach;
8) Awaria zabezpieczenia izolacyjnego.
B) Typowe efekty chemiczne to:
1) Rozdzielenie składników;
2) Awaria zabezpieczenia odczynnika chemicznego.
C) Typowe efekty elektryczne to:
1) Zmiany w podzespołach elektrycznych i elektronicznych;
2) Szybka kondensacja wody lub szronu powodująca awarie elektroniczne lub mechaniczne;
3) Nadmierna elektryczność statyczna.
Cel testu odporności na szok temperaturowy: Może być stosowany w celu wykrywania wad konstrukcyjnych i procesowych produktu na etapie rozwoju inżynieryjnego; może być stosowany w celu sprawdzenia możliwości przystosowania produktów do środowisk narażonych na szok temperaturowy na etapie finalizacji produktu lub identyfikacji projektu i masowej produkcji; może być również stosowany w celu dostarczenia podstawy do decyzji o finalizacji projektu i akceptacji masowej produkcji; w przypadku stosowania jako badania naprężeń środowiskowych, jego celem jest wyeliminowanie wczesnych usterek produktu.
Zgodnie z normami IEC i normami krajowymi, rodzaje testów zmiany temperatury dzielą się na trzy typy:
1. Test Na: Szybka zmiana temperatury z określonym czasem konwersji; powietrze;
2. Numer testu: Zmiana temperatury przy określonej szybkości zmiany; powietrze;
3. Test Nc: Szybka zmiana temperatury z dwoma zbiornikami cieczy; ciecz;
W trzech powyższych testach, 1 i 2 wykorzystują powietrze jako medium, a trzeci – ciecz (wodę lub inne ciecze). Czas konwersji w testach 1 i 2 jest dłuższy, a w 3 – krótszy.
Czas publikacji: 05.09.2024