高低溫試驗屬于氣候類環(huán)境試驗項目中非?;A(chǔ)和重要的檢測項目類型之一,高低溫試驗是高溫試驗和低溫試驗的簡稱,通常所做的高低溫環(huán)境試驗,主要通過實驗室的溫度箱進(jìn)行模擬,通過高低溫試驗箱模擬產(chǎn)品(包括材料、元器件等)暴露在某種高溫或低溫的環(huán)境中,根據(jù)高低溫試驗結(jié)果來評價元器件、設(shè)備、系統(tǒng)在實際生活中遇到的運輸、貯存、使用環(huán)境條件的功能是否正常。通過環(huán)境試驗可以提供產(chǎn)品質(zhì)量方法的重要信息,是質(zhì)量保證的一個重要方法。
一、高低溫試驗項目類型
低溫工作試驗;低溫貯存試驗;低溫啟動試驗;高溫啟動試驗;高溫貯存試驗,高溫工作試驗,高溫老化試驗等。
高/低溫工作試驗:高/低溫試驗期間,受試樣機(jī)一直處于正常通電工作狀態(tài)下進(jìn)行測試;
高/低溫貯存試驗:高/低溫試驗期間,受試樣機(jī)處于斷電狀態(tài),高/低溫試驗后上電檢測產(chǎn)品的各項功能和性能指標(biāo);
高/低溫啟動試驗:受試樣機(jī)處于斷電狀態(tài),高/低溫溫度點保持一段時間比如保持2小時后,對受試樣機(jī)進(jìn)行上電工作測試各項功能和性能指標(biāo);
高溫老化試驗:也稱為高溫壽命試驗或烤機(jī)試驗等,在長時間的高溫條件下驗證產(chǎn)品的老化情況,高溫試驗期間通常是受試樣機(jī)進(jìn)行上電工作。
二、影響機(jī)理與失效模式
高溫能使各種材料的結(jié)構(gòu)、物理性能、電性能發(fā)生很大的變化,甚至導(dǎo)致永久性的損傷和不可逆的變化。高溫還會使電工電子產(chǎn)品的壽命明顯縮短,根據(jù)經(jīng)典的阿倫尼斯方程,溫度每上升10℃,產(chǎn)品的失效率增加一倍,也就是產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)要下降一半。例如,當(dāng)高溫工作溫度從+35℃提高到+50℃時,可靠性指標(biāo)可能會下降95%左右。
高溫環(huán)境會對裝備產(chǎn)生有害影響,主要的失效模式包括如下幾種。
1.不同材料膨脹系數(shù)不一致而導(dǎo)致材料之間的黏結(jié)和遷移,使得零部件相互咬死;材料尺寸全方位改變、局部改變或有方向性的改變;外材料由于黏結(jié)引起機(jī)械失靈或完全失效;有機(jī)材料老化、變色、起泡或產(chǎn)生裂紋;復(fù)合材料放氣;有機(jī)材料褪色、裂解或龜裂紋等。
2.潤滑劑黏度變低和潤滑劑外流造成連接處潤滑能力降低,加大活動部件之間的磨損,導(dǎo)致轉(zhuǎn)動不靈活。
3.包裝材料、襯墊、密封墊、軸承和軸發(fā)生變形、咬合和失效,引起機(jī)械故障或者完整性損壞。
4.外罩和密封條損壞;襯墊出現(xiàn)永久性變形。
5.固定電阻器阻值發(fā)生變化;變壓器和機(jī)電部件過熱;繼電器及磁動或熱動裝置的吸合/釋放范圍變化;溫度梯度不同和不同材料的膨脹不一致使電子線路的穩(wěn)定性發(fā)生變化。
6.工作壽命縮短。
7.橡膠隔振器的剪切模量G下降及性能變壞。絕緣材料的絕緣性能降低(如橡膠在高溫下,由于蒸發(fā)和浸析作用引起的脫?;蛟鏊苄裕?。
三、高低溫試驗方法
1.確定高低溫試驗檢測項目類型和測試溫度點以及測試時間,還有就是測試合格判據(jù)。
2.對受試樣機(jī)進(jìn)行初始檢查,主要是看產(chǎn)品的功能和性能是否完好,外觀是否發(fā)生損傷。
3.將受試樣機(jī)放在溫度箱規(guī)定的試驗區(qū)域范圍內(nèi),將受試樣機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行搭接,提前確認(rèn)好供電方式、出線方式以及如何進(jìn)行功能性能的監(jiān)測。連接好產(chǎn)品工作所需的所有輔助設(shè)備和儀器,確保各類電源信號線纜從溫度箱的專用出線圓口出線,搭接成正常工作狀態(tài)。
4.測試工程師通過溫度箱的顯示屏進(jìn)行高低溫試驗的條件設(shè)置,包含溫度點、試驗時間、升降溫速率等。
5.實施試驗,試驗過程中對受試樣機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行記錄和拍照。
6.試驗結(jié)束,按照標(biāo)準(zhǔn)或委托方相關(guān)要求,對檢測結(jié)果進(jìn)行評判。
四、高低溫試驗檢測標(biāo)準(zhǔn)
1.電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第 2 部分:試驗方法 試驗 A:低溫 GB/T 2423.1-2008;2.電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第 2 部分:試驗方法 試驗 B:高溫 GB/T 2423.2-2008;3.環(huán)境試驗 第 2 部分: 試驗方法 試驗 N: 溫度變化 GB/T2423.22-2012;4.包裝 運輸包裝件基本試驗 第 2 部分:溫濕度調(diào)節(jié)處理GB/T 4857.2-2005;5.包裝 運輸包裝件基本試驗 第 2 部分:溫濕度調(diào)節(jié)處理GB/T 4857.2-2005;6.汽車電氣設(shè)備基本技術(shù)條件 QC/T 413-2002;7.道路車輛 電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗 第 4 部分:氣候負(fù)荷 GB/T 28046.4-2011;8.電子測量儀器通用規(guī)范 GB/T 6587-2012;9.計算機(jī)通用規(guī)范 第 1 部分:臺式微型計算機(jī) GB/T9813.1-2016;10.計算機(jī)通用規(guī)范 第 2 部分:便攜式微型計算機(jī)GB/T 9813.2-2016;11.計算機(jī)通用規(guī)范 第 3 部分:服務(wù)器 GB/T 9813.3-2017;12.計算機(jī)通用規(guī)范 第 4 部分:工業(yè)應(yīng)用微型計算機(jī) GB/T9813.4-2017;
13.裝備實驗室環(huán)境試驗方法 第 4 部分:低溫試驗 GJB150.4A-2009;14.通信設(shè)備通用規(guī)范 GJB 367A-2001;15.計算機(jī)通用規(guī)范 GJB 322A-1998;16.電子測試設(shè)備通用規(guī)范 GJB 3947A-2009;17.艦船電子設(shè)備環(huán)境試驗 低溫試驗 GJB 4.3-1983;18.艦船電子設(shè)備環(huán)境試驗 低溫貯存試驗 GJB 4.4-1983;19.技術(shù)偵察裝備通用技術(shù)要求 第 7 部分:環(huán)境適應(yīng)性要求和試驗方法 GJB 1621.7A-2006;20.地面電子對抗設(shè)備通用規(guī)范 GJB 2225A-2008;21.裝備實驗室環(huán)境試驗方法 第 3 部分:高溫試驗 GJB150.3A-2009;22.微電子器件試驗方法和程序 GJB 548B-2005;23.電子及電氣元件試驗方法 GJB 360B-2009;24.艦船電子設(shè)備環(huán)境試驗 高溫試驗 GJB 4.2-1983;25.電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法 GJB 1032-1990; 26.裝備實驗室環(huán)境試驗方法 第 5 部分:溫度沖擊試驗 GJB 150.5A-2009;27.軌道交通 機(jī)車車輛電子裝置 GB/T 25119-2021;28.鐵路地面信號產(chǎn)品高溫及低溫試驗方法 TB/T 2953-2015;29.軌道交通 機(jī)車車輛電子裝置 IEC 60571:2012;30.軌道交通 機(jī)車車輛電子裝置 EN 50155:2021;31.光伏發(fā)電站匯流箱檢測技術(shù)規(guī)程 GB/T 34933-2017;32.光伏并網(wǎng)逆變器技術(shù)規(guī)范 NB/T 32004-2018;33.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動狀態(tài)監(jiān)測導(dǎo)則 NB/T 31004-2011;34.繼電保護(hù)和安全自動裝置基本試驗方法 GB/T 7261-2016;35.繼電保護(hù)和安全自動裝置通用技術(shù)條件 DL/T 478-2013;36.量度繼電器和保護(hù)裝置 第 27 部分:產(chǎn)品安全要求 GB/T14598.27-2017;37.醫(yī)用電器環(huán)境要求及試驗方法 GB/T 14710-2009;38.遠(yuǎn)動終端設(shè)備 GB/T 13729-2019。
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