ГОСТ Р 51370-99 Методы испытаний на стойкость к климатическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытание на воздействие солнечного излучения

ГОСТ Р 51370-99

Группа Т51

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НА СТОЙКОСТЬ
К КЛИМАТИЧЕСКИМ ВНЕШНИМ ВОЗДЕЙСТВУЮЩИМ ФАКТОРАМ МАШИН,
ПРИБОРОВ И ДРУГИХ ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Испытание на воздействие солнечного излучения

Climatic environment stability test methods
for machines, instruments and other industrial products.
Test for influence of solar radiation

ОКС 01.120

ОКСТУ 0001

Дата введения*
для вновь разработанных и модернизируемых изделий 2000-07-01
для разработанных до 2000-07-01 изделий 2002-07-01
____________________________________
* Порядок введения в действие стандарта -
в соответствии с приложением А.

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 341 “Внешние воздействия“ Госстандарта России

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 29 октября 1999 г. N 440-ст

3 Настоящий стандарт соответствует международным стандартам МЭК 60068-2-5 (1975) “Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытания. Испытание Sa: имитированная солнечная радиация на уровне земной поверхности“, МЭК 60068-2-9 (1975) “Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытания. Руководство по испытанию на воздействие солнечной радиации“ с дополнительными требованиями, отражающими потребности экономики страны

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 5, 2012 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

Введение

Настоящий стандарт является частью комплекса стандартов “Методы испытаний на стойкость к внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий“ (группа стандартов ГОСТ 30630), состав которого приведен в ГОСТ 30630.0.0-99, приложение Е.

Настоящий стандарт соответствует международным стандартам, указанным в предисловии. При этом настоящий стандарт дополняет и уточняет методы проведения испытаний, их классификацию и состав, увязывая методы (режимы) испытаний с условиями и сроками эксплуатации изделий и охватывая всю совокупность технических изделий.

Данные о соответствии настоящего стандарта международным стандартам приведены в приложении Г.

В связи с указанным в настоящее время невозможно полное использование публикаций международных стандартов по внешним воздействиям в качестве государственных стандартов.

В разработке стандарта принимали участие М.Л.Оржаховский (руководитель) и В.Н.Покровский - академики Академии проблем качества Российской Федерации.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на машины, приборы и другие технические изделия всех видов (далее - изделия) и устанавливает методы их испытаний на воздействие солнечного излучения, в том числе в сочетании с температурой воздуха, а также увязывает методы и режимы испытаний со сроками и условиями эксплуатации изделий (видами климатического исполнения по ГОСТ 15150).

Стандарт применяют совместно с ГОСТ 30630.0.0.

Требования разделов 4 и 5 настоящего стандарта являются обязательными, как относящиеся к требованиям безопасности.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 16350-80 Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей

ГОСТ 24482-80 Макроклиматические районы земного шара с тропическим климатом. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей

ГОСТ 25870-83 Макроклиматические районы земного шара с холодным и умеренным климатом. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей

ГОСТ 26883-86 Внешние воздействующие факторы. Термины и определения

ГОСТ 30630.0.0-99 Методы испытаний на стойкость к внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Общие требования

ГОСТ Р 51368-99 Методы испытаний на стойкость к климатическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытание на устойчивость к воздействию температуры

ГОСТ Р 51369-99 Методы испытаний на стойкость к климатическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытание на воздействие влажности

3 Определения

В настоящем стандарте применяют термины, относящиеся:

- к общим понятиям внешних воздействующих факторов (далее - ВВФ) по ГОСТ 15150 и ГОСТ 26883;

- к испытаниям на стойкость к ВВФ по ГОСТ 30630.0.0.

4 Проведение испытания

4.1 Испытание на воздействие солнечного излучения (испытание 211) проводят следующими методами:

211-1 - непрерывное воздействие излучения для негреющихся (нетепловыделяющих) изделий;

211-2 - циклическое воздействие излучения (8+16) ч для негреющихся (нетепловыделяющих) изделий;

211-3 - циклическое воздействие излучения (20+4) ч для греющихся (тепловыделяющих) изделий;

211-4 - циклическое воздействие излучения (8+16) ч для негреющихся (нетепловыделяющих) изделий, в том числе:

211-4.1 - испытание изделий, выделяющих тепло в течение воздействия излучения;

211-4.2 - испытание изделий, выделяющих тепло в течение суток;

211-5 - воздействие излучения при испытании на теплоустойчивость.

4.2 Испытание по методам 211-1-211-4 проводят с целью оценки длительного фотохимического и теплового воздействия солнечного излучения. При этом оценивают сохранение внешнего вида изделий или их отдельных узлов и деталей и проверяют их параметры после воздействия солнечного излучения (если иное не установлено для метода 211-4). Испытанию подвергают изделия или отдельные узлы или детали, не защищенные от непосредственного воздействия солнечного излучения, внешние конструктивные элементы которых выполнены из органических материалов.

Испытание по методу 211-5 проводят с целью более точного, чем по ГОСТ 15150 (пункты 3.2 и 5.4, перечисления а), б), таблица 9), учета влияния на работоспособность изделий повышения температуры их оболочки вследствие воздействия солнечного излучения.

Примечание - В соответствии с ГОСТ 15150 учет повышения температуры изделий категории 1 вследствие воздействия солнечного излучения проводят путем дополнительного увеличения верхнего рабочего и предельного рабочего значений температуры окружающего воздуха, что также принимают во внимание при расчете и испытании изделий.

4.3 Испытание проводят в камере солнечного излучения, которая должна обеспечить требуемый испытательный режим по параметрам этого излучения с отклонениями, не превышающими указанные в таблице 1, а по параметрам температуры - в соответствии с 4.9 и допустимыми отклонениями по ГОСТ 30630.0.0. Испытание без принудительной циркуляции воздуха является предпочтительным. Для обеспечения равномерности распределения температуры в камере применяют принудительную циркуляцию воздуха со скоростью не более 1 м/с. Влажность в камере не нормируют и не контролируют.

Таблица 1 - Параметры излучения

4.4 Испытание проводят с учетом требований ГОСТ 30630.0.0. Интенсивность излучения в заданной плоскости измерения следует контролировать непосредственно перед каждым испытанием. Температуру воздуха в камере контролируют непрерывно.

4.5 Изделие выдерживают в нормальных климатических условиях испытаний по ГОСТ 15150 в течение времени, установленного в стандартах и технических условиях на изделия и (или) программах испытаний (далее - в стандартах и ТУ на изделия и ПИ).

4.6 Если изделие при испытаниях располагают на опорной стойке или основании, то тепловые свойства последних должны соответствовать тепловым свойствам мест крепления в эксплуатации.

Данные о тепловых свойствах опорной стойки или основания должны быть приведены в стандартах и ТУ на изделия и ПИ.

Способ расчета тепловых свойств опорной стойки или основания - согласно приложению Б.

4.7 Проводят визуальный осмотр и измерение параметров в соответствии с требованиями стандартов и ТУ на изделия и ПИ.

При испытании с целью проверки фотохимического воздействия излучения контролю подлежат только те параметры, стабильность которых зависит от состояния деталей или узлов из органических материалов либо имеющих органические покрытия и подвергающиеся непосредственному излучению.

4.8 Изделия помещают в камеру и располагают таким образом, чтобы более уязвимые детали (изготовленные из органических материалов или имеющие органические покрытия) были обращены к источникам излучения.

Если пространственное распределение интенсивности излучения неравномерно, то в процессе испытания допускается изменять направление облучения поворотом изделия (или узла, или детали) или изменением положения источника облучения.

4.9 Верхнее значение температуры в камере солнечного излучения устанавливают по 4.9.1-4.9.3.

4.9.1 При испытании методами 211-1-211-3 и 211-5 верхнее значение температуры устанавливают по таблице 2.

Таблица 2 - Значения температуры

4.9.2 Верхнее значение температуры в камере солнечного излучения при испытании методами 211-4 (211-4.1-211-4.2) вычисляют по формуле

, (1)

где - верхнее значение температуры при испытании в камере солнечного излучения, °С;

- верхнее значение температуры по таблице 2, °С;

- значение превышения температуры изделия над верхним значением температуры воздуха, вычисленное в соответствии с ГОСТ Р 51368 по данным для методов 201-1.2, 201-2.2 и приложения Б.

4.10 Для метода 211-1 выдержку проводят непрерывно в соответствии с рисунком 1, для методов 211-2-211-4 - циклами. Продолжительность каждого цикла - 24 ч. Изменение температуры и режим излучения - в соответствии с рисунками 2-5. Для метода 211-4 в стандартах и ТУ на изделия и ПИ может быть предусмотрено измерение необходимых параметров изделий в процессе испытаний в период совместного воздействия верхнего значения температуры и солнечного излучения. Для метода 211-5 испытание проводят путем проверки изделий на теплоустойчивость методами 201-1.1 или 201-2.1 и 201-2.2 по ГОСТ Р 51368 со следующими изменениями и дополнениями:

- выдержку проводят в камере солнечного излучения;

- верхнее значение температуры воздуха в камере устанавливают в соответствии с 4.9.1;

- режимы изменения температуры и излучения устанавливают, как правило, как для метода 211-2. Однако если продолжительность измерения параметров изделия, предусмотренного для методов 201-1 и 201-2, превышает продолжительность совместного воздействия верхнего значения температуры и излучения, применяют режимы изменения температуры и излучения как для метода 211-3.

Режим облучения и зависимость температуры от времени

Рисунок 1 - Метод 211-1

Рисунок 2 - Метод 211-2

Рисунок 3 - Метод 211-3

Рисунок 4 - Методы 211-4.1

Рисунок 5 - Метод 211-5

Метод 211-5 можно применять как начальную стадию испытаний изделий по методам 211-1-211-4 или как самостоятельный вид испытаний.

4.11 В каждом методе интенсивность излучения должна быть равна значениям, указанным ниже.

Интегральная поверхностная плотность потока энергии излучения - 1120 Вт/м (в том числе поверхностная плотность потока ультрафиолетовой части спектра 68 Вт/м).

Спектральное распределение и допустимые отклонения интенсивности должны соответствовать указанным в таблице 1, при этом доза (средняя энергетическая экспозиция) интегрального (суммарного) излучения за один цикл (для метода 211-1 за 24 ч) составляет:

- для методов 211-2, 211-4 - 8,96 кВт/(м·цикл);

- для метода 211-3 - 22,4 кВт/(м·цикл);

- для метода 211-1 - 26,9 кВт/(м·сут).

4.12 Продолжительность испытаний устанавливают в соответствии с 4.12.1-4.12.3.

4.12.1 Если испытания проводят для подтверждения стойкости изделий к воздействию солнечного излучения в течение заданного срока службы, изделия испытывают методами 211-1-211-4, а продолжительность испытаний определяют по формуле

(2)

где - количество испытательных циклов или (для метода 211-1) продолжительность испытания, сут;

- продолжительность в сутках времени пребывания изделия в условиях, когда оно может быть подвергнуто практически полному воздействию солнечного облучения в течение заданного срока службы (солнечного излучения заданной продолжительности);

- испытательная доза излучения в одном цикле, кВт·с/м цикл, или, для метода 211-1, кВт·с/м сут (Дж/м·сут);

- значение суточной энергетической экспозиции суммарного солнечного излучения с учетом облачности для данного макроклиматического района (пункта) в МВт·с (МДж).

, (2а)

где - заданный срок службы в годах;

- относительная продолжительность светлого времени в течение суток;

- относительная продолжительность времени пребывания изделия в светлое время суток на открытом воздухе.

Значения и выбирают по таблице 3.

Таблица 3 - Среднее значение параметров солнечного излучения (с учетом облачности) для различных макроклиматических районов

Примечание - Для определения и вместо средних значений по настоящей таблице допускается пользоваться более подробными данными по ГОСТ 25870 и ГОСТ 24482 непосредственно, по ГОСТ 16350 со следующим пересчетом по формуле

, (2б)

где - значение суточной энергетической экспозиции суммарного солнечного излучения с учетом облачности для данного макроклиматического района (пункта) в МВт·с (МДж); рабочее значение () по таблице 3;

- интегральная поверхностная плотность потока солнечного излучения для данного географического пункта согласно ГОСТ 16350, Вт/м.

Ниже приведены примеры расчета общей продолжительности испытаний.

Примеры

1 Изделия эксплуатируются в микроклиматическом морском районе (климат М) и представляют собой стационарные изделия, эксплуатирующиеся на открытом воздухе в течение всего срока службы.

Для этого случая 0,5 (средняя относительная продолжительность за год), а 1, 3 года; 15; 26,9 (для метода испытаний 211-1).

(сут).

Общая продолжительность испытания определяют по формуле:

(сут).

2 Изделия, предназначенные для обслуживания на стационарной буровой платформе в районе Тюмени (климат УХЛ).

Изделия, представляют собой переносной газоанализатор. Вид климатического исполнения УХЛ1.1 Изделия предназначаются для эксплуатации на открытом воздухе, в среднем 3 часа за время суток.

Для этого случая 0,5; 3 часа/24=0,125; 3 года;

(сут).

Общую продолжительность испытания определяют по формуле:

(сут).

4.12.2 Если определяют стойкость изделий к воздействию солнечного излучения (выражаемой ресурсом изделия по отношению к воздействию солнечного излучения), испытания проводят методами 211-1-211-4, а ресурс определяют по формуле

, (3)

где - ресурс по отношению к солнечному излучению, годы;

- количество испытательных циклов до наступления момента отказа изделия;

- то же, что и в формуле (2).

4.12.3 Если определяют устойчивость изделий к воздействию температуры воздуха и солнечного излучения, испытание проводят в течение одного или двух циклов по методу 211-5.

4.13 По окончании выдержки изделия извлекают из камеры, проводят визуальный осмотр и проверку параметров, указанных в 4.2, 4.10.

4.14 Изделия считают выдержавшими испытание, если в процессе и после испытания они удовлетворяют требованиям, установленным в стандартах и ТУ на изделия и ПИ для данного испытания.

4.15 Некоторые условности применяемых методов испытаний приведены в приложении В.

5 Требования безопасности

5.1 В настоящем разделе приведены требования безопасности, связанные только со спецификой испытаний на воздействие солнечного излучения.

5.2 Для защиты глаз от воздействия ультрафиолетового излучения следует применять защитные очки или использовать смотровые отверстия в оборудовании, особенно при наладке последнего.

5.3 Для защиты кожных покровов следует использовать специальную одежду, в частности средства защиты рук и головы.

5.4 Месторасположение испытательного оборудования должно быть обеспечено вытяжной вентиляцией, в частности для удаления озона и токсических веществ, которые могут образовываться под воздействием ультрафиолетового излучения в испытательной камере.

5.5 В связи со взрывоопасностью применяемых источников излучения персонал, занятый при испытаниях и наладке испытательного оборудования, должен соблюдать инструкцию по безопасности обращения с испытательным оборудованием, разработанную изготовителем оборудования.

5.6 Перечисленные в настоящем разделе средства защиты применяют в соответствии со стандартами системы безопасности труда.

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)

Порядок введения стандарта в действие

А.1 Для вновь разрабатываемых стандартов и изделий, а также модернизируемых изделий дата введения стандарта в действие установлена 2000-07-01.

А.2 Для разработанных до 2000-07-01 изделий введение стандарта осуществляется в период до 2002-07-01 при пересмотре стандартов и ТУ на изделия. При этом для разработанных до 2000-07-01 изделий при проведении первых испытаний после 2000-07-01 на подтверждение требований по стойкости к ВВФ, а также периодических испытаний изделий, находящихся в производстве, рекомендуется руководствоваться требованиями настоящего стандарта.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(справочное)

Теплопередача через опорное основание

Б.1 Для правильного выбора необходимого материала для опорной стойки или основания определяют тепловой поток , Вт, проходящий через основание, по формуле

, (Б.1)

где - толщина слоя, м;

- площадь поверхности опорной стойки или основания, соприкасающаяся с изделием, м;

- разность температур между верхней и нижней поверхностями опорной стойки основания, К;

- удельная теплопроводность материала основания опорной стойки, Вт/(м·К).

Б.2 Формула Б.1 пригодна для расчета опорной стойки или основания прямоугольной формы. В формуле не учтена теплопередача конвекций и излучений, которая обычно (но не обязательно) имеет второстепенное значение.

Б.3 Удельные теплопроводности широко применяющихся материалов приведены в таблице Б.1.

Таблица Б.1 - Удельная теплопроводность наиболее применяемых материалов

ПРИЛОЖЕНИЕ В
(справочное)

Некоторые условности методов испытаний

В.1 Интегральная поверхностная плотность потока излучения и плотность потока излучения в каждом из диапазонов длин волн при испытаниях соответствуют наибольшему возможному значению, имеющему место при наибольшей прозрачности атмосферы для солнечных лучей, при прохождении лучей наиболее коротким путем (солнце в зените) и перпендикулярном падении лучей на измеряемую поверхность.

В.2 Испытание проводят при верхнем (а не при эффективном) значении температуры воздуха.

В.3 При испытании методом 211-2 достигается наиболее оптимальное соотношение между фотохимическим воздействием солнечного излучения и воздействием циклического изменения температуры.

При испытании методом 211-3 в сравнении с методом 211-2 в два с половиной раза ускоряется фотохимическое воздействие солнечного излучения, но уменьшается влияние циклического изменения температуры.

При испытании методом 211-1 по сравнению с методом 211-3 несколько увеличивается влияние фотохимического воздействия солнечного излучения, однако полностью исключается влияние циклического воздействия температуры.

При испытании методом 211-4 принято, что изделие работает при максимальной нагрузке в течение всего периода наработки. При этом для метода 211-4.2 значение наработки принято равным значению срока службы, а для метода 211-4.1 - одной трети срока службы.

В.4 При испытании методами 211-2-211-4 учитывают возможный диапазон изменения верхнего значения температуры в эксплуатации, но не учитывают возможные в эксплуатации диапазоны изменения температуры от верхнего до нижнего значения.

В.5 Условности, указанные в B.1-В.3, приводят к ужесточению испытательных воздействий по сравнению с эксплуатационными, принимая во внимание, что коэффициент ускорения испытаний в настоящее время не определен. Определение продолжительности испытаний по 4.9 уменьшает погрешности, указанные в B.1.

Условности, указанные в В.4, приводят к облегчению испытательных воздействий по сравнению с эксплуатационными (например, для некоторых пластмасс, эксплуатируемых в районах с холодным климатом), принимая во внимание, что коэффициент замедления испытаний в настоящее время не определен.

По указанным причинам определяемые в настоящем стандарте значения ресурсов и сроков службы являются условными (ориентировочными) значениями показателей в эксплуатации.

ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(справочное)

Данные о соответствии настоящего стандарта международным стандартам

Г.1 Сравнение методов испытаний

Таблица Г.1

Г.2 Сравнение показателей настоящего стандарта с показателями международных стандартов, не указанных в Г.1

Таблица Г.2

Электронный текст документа

и сверен по:

М.:ИПК Издательство стандартов, 2000

Редакция документа с учетом
изменений и дополнений подготовлена