Манометр; 7 – электродвигатель; 8 – вакуум-насос

Испытания на внезапную разгерметизацию проводят в ка­мерах бароудара. Камера имеет два смежных отсека с объёмами v1 и v2, перегороженных автоматически открываю­щейся стенкой. Испытуемое изделие устанавливают в отсек малого объёма v1 и через герметичные разъёмные контактные соединения подключают в цепь испытательного пульта. В отсе­ке большого объёма v2 создают низкое давление , а в отсе­ке v1 — пониженное давление . При резком открытии пере­городки между отсеками давление в отсеке малого объёма резко падает. Возникший эффект бароудара имитирует условия внезапной разгерметизации.

3.8. Испытания на устойчивость к воздействию тепла и холода

Температура — один из важнейших климатических факто­ров. Изменение температуры окружающей среды может ока­зывать влияние в большей или меньшей степени на свойства изделия.

При воздействии тепла и низкой влажности в первые мину­ты происходит улучшение электроизоляционных свойств диэлектриков. При дальнейшем воздействии повышенной температуры уменьшается электрическое сопротивление изо­ляции (рис. 3.9), снижается электрическая прочность и по­вышается тангенс угла потерь. Длительное воздействие повы­шенной температуры приводит к "старению" изоляционных материалов и сокращению срока их службы. Это происходит в основном из-за повышения интенсивности окислительных процессов и изменения структуры вещества диэлектрика на молекулярном уровне. При повышенной температуре термо­реактивные пластмассы из-за потери влаги и летучих связую­щих веществ, входящих в их состав, могут "пересыхать", дефор­мироваться, трескаться, а детали из термопластичных пласт­масс — размягчаться и терять свою форму. При пониженной температуре пластмассы становятся хрупкими. К изменениям температуры чувствительны жидкие диэлектрики, охлаждаю­щие жидкости и смазочные материалы, изменяющие свою вяз­кость и охлаждающую способность.

Из-за температурных расширений или сокращений линей­ных размеров деталей происходит изменение рабочих зазоров и усилий в подвижных соединениях, что приводит к измене­нию параметров режима работы изделия. При отрицательной температуре по этой же причине может произойти "замерза­ние" изделия, т. е. полная потеря его подвижности. Линейные температурные изменения приводят к повышению механичес­ких напряжений в сборочных неподвижных соединениях, ослаблению или деформации деталей, нарушению герметичности соединений, а также к растрескива­нию и отслаиванию покрытий.

Повышенная температура способствует снижению коррозионной стойкости метал­лов. По результатам исследований [3] при изменении температуры с 20 до 60 ° С скорость коррозии стальной детали возрастает в 5 раз. Возникновение при температурных изменениях микротрещин в покрытиях спо­собствует проникновению в них атмосферной влаги и еще более интенсивной коррозии.

Окисление контактных деталей приводит к повышению переходного сопротивления и местному разогреву. Летучие ве­щества, выделяющиеся при повышенном нагреве, могут осаж­даться тонкой пленкой на контактах реле и создавать неустой­чивый контакт или полное нарушение цепи. В зависимости от температуры значительно изменяется элек­тропроводность электрических проводов. При повышении температуры медного провода с 20 до 145° С его сопротивле­ние возрастает в 1,5 раза. При изменении сопротивления меня­ются сила тока в цепях, мощность и другие параметры изде­лий.

Особенно чувствительны к температуре полупроводнико­вые приборы, которые могут изменять свои свойства и харак­теристики в больших пределах, что может привести к наруше­нию режима или частичной потере работоспособности. Напри­мер, для германиевых транзисторов обратная сила тока через коллекторный переход с увеличением температуры на каждые 10° С увеличивается в два раза.

Циклические изменения температур вызывают необрати­мые процессы v микромодулей, изменение их параметров и сок­ращение срока службы. Более 90 % отказов полупроводнико­вых интегральных схем в пластмассовых корпусах при высоко­температурных воздействиях происходит в результате обрыва и коротких замыканий внутренних проволочных соединений. Основная причина таких отказов определяется различием тем­пературных коэффициентов линейного расширения металла и обволакиваемого материала [7}.

Испытания на устойчивость к тепловым воздействиям проводят для проверки внешнего вида, работоспособности и параметров изделия в различных температурных условиях и после окончания их действия.

ГОСТы разделяют тепловые испытания на эксплуатацион­ные и на испытания на теплоустойчивость при хранении и транспортировании. Испытания на тепловые воздействия бы­вают длительными, кратковременными и циклическими. Вре­мя выдержки изделия в камере при длительном режиме испы­тания зависит от его массы. Для достижения равенства темпе­ратуры испытуемого изделия массой от 0,3 до 30 кг и темпера­туры внутри камеры достаточно 2 ч.

При эксплуатационных тепловых испытаниях изделие уста­навливают в камеру тепла и выполняют монтажные работы для обеспечения необходимых измерений и подачи на изделие электрического питания. Затем камеру закрывают и включают её нагрев. По истечении определенного времени, необходимого для достижения в камере требуемой температуры, и времени, когда происходит выравнивание температуры изделия и тем­пературы в камере, начинают испытание изделия под напряже­нием.

Если изделия в процессе работы не нагреваются, то испыта­ние проводят при большем значении предельной температуры. Греющиеся при работе изделия принято испытывать в номи­нальном режиме при наибольшем значении рабочей температу­ры.

После 2-часовой выдержки в камере и контроля пара­метров температуру в камере снижают до нормальной и, когда изделие остынет до температуры окружающей среды, его вновь подвергают контрольным проверкам на работоспособ­ность и сохраняемость параметров. В конце испытаний прове­ряют внешний вид изделия. Результаты считают удовлетвори­тельными, если:

изделие при воздействии тепла и при низкой влажности ра­ботало нормально;

параметры изделия при испытательных температурах и после теплового режима соответствавали нормативам;

при осмотре не обнаружено механических повреждений, смещения сопрягаемых деталей, нарушения целостности и цвета защитного покрытия.

Эксплуатационные испытания на воздействие холода про­водят в камере холода при предельной пониженной темпера­туре (-60° С).

Проверяют те параметры, на которые может влиять отри­цательная температура, например напряжение включения и отключения коммутационной аппаратуры, пусковую силу тока двигателей, время пуска и т. п.

После нагревания до нормальной температуры выполняют контрольные проверки параметров изделия и осматривают его.

Испытания на воздействие изменения температуры среды проводят для определения способности изделия сохранять свой внешний вид и параметры после воздействия изменения температуры окружающей среды от предельно пониженной до пре­дельно повышенной. Изделие в нерабочем состоянии подвер­гают воздействию ряда температурных циклов, непрерывно следующих друг за другом. Для обеспечения высокой скорости изменения температуры при тепловых циклических испытаниях применяют совмещенные двухсекционные камеры тепла — холода (рис. 3.10), снабженные устройствами 4 для быстрого перемещения изделия из одной секции в другую.

В одной секции такой камеры можно создать температуру 125° С, а одновременно в другой — температуру —65° С. Термо-циклирование обычно начинают с отрицательной температуры, для того чтобы закончить испытание в камере тепла и при ох­лаждении в нормальных условиях избежать образования инея и росы.

По окончании испытаний изделия выдерживают в нормаль­ных климатических условиях в течение времени, установлен­ного программой испытаний, после чего производят проверку параметров, зазоров, биений и осмотр. На изделии не должно быть смещения сопрягаемых деталей, ослабления деталей, ослабления крепления и стопорения, сколов, трещин и других механических повреждений.

Рис. 3.9. График зависимости удельного сопротивления от температуры: