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环境试验顺序如何影响试验结果

沿着实验室墙壁的一排环境试验室,前面等待着灰色样品托盘

两个相同的产品,相同的试验列表,相同的严重程度 – 但结果不同,只是因为执行顺序不同。这是在规划环境试验时经常被忽视的事情。

本文解释了为什么试验序列是试验定义的一部分、排序原则以及开始之前需要达成一致的内容。

1. 顺序为何重要

三种机制导致命令改变结果:

  • 累计:前者试验产生较小的损伤,后者将其放大为明显的损伤。样品因热循环而破裂后进行振动试验的结果比对完整样品进行振动试验的结果要差得多。
  • 掩蔽:接下来的试验会抹去之前试验的痕迹。粉尘试验后试验水可以冲走粉尘并消除入侵的证据。
  • 材质差异:高温会改变材料的状态(应力松弛、涂层转变),导致后续的冷试验不再准确评估原始材料。

结果:如果所需文件明确规定了试验顺序,则操作员无法自行更改顺序。文件未明确注明的,需书面同意后方可进行试验。

2. 通用排序原则

  1. 不先毁,后毁。应保留温和或非破坏性试验以使用相同的样品。
  2. 气候先于机械。常见的顺序是首先是温度/湿度,其次是振动和冲击,因为湿气和热循环会在振动加速损伤之前削弱接头。
  3. 避免交叉污染。腐蚀、粉尘和溶剂试验污染腔室和样品;如果提前进行,可能会影响后面的试验。
  4. 在有意义的点试验函数。根据评估目标,在每个步骤或步骤组之后进行检查。
  5. 最终试验应该是可以清楚地观察到痕迹的试验。例如,检查腐蚀、裂纹和变形需要样品的表面完好无损。
Buồng thử khí hậu và khu vực chuẩn bị mẫu trong phòng thử nghiệm môi trường
试验的顺序决定了结果,因此需要在需求文档中明确说明,而不仅仅是口头约定。

3. 一个典型的参考序列

步 试验组 放在此顺序的原因
1 初步检查:外观、功能、参数 试验前设定基准
2 干热/冷(试验 B、试验 A) 无损、共享样品、基本耐热试验
3 温度变化(试验 N) 对接头和材料施加热应力,为以下步骤做好准备
4 稳定的湿度/热循环(Cab、Db) 导致潮湿和凝结 — 绝缘劣化因素
5 振动和冲击(Fc/Fh、Ea) 接头受到热湿应力后,振动会放大潜在损伤
6 冲击与倾倒、坠落 (Ec) 模拟运输和装载阶段
7 腐蚀(Ka/Kb、Kc/Kd/Ke) 将其放在气候机械组的最后,以观察受到应力的样品上的腐蚀痕迹
8 最终检查和评估 根据商定的标准与初始里程碑进行比较

这是一个参考顺序,而不是强制性规定。实际的顺序必须来自使用环境:如果产品在安装前发货,可能需要先将粗加工组拉起来。

4. 常见争议的顺序组合

包 常用顺序 原因
湿热和盐雾 先湿热,后盐雾 盐雾留下盐分残留,影响水分试验;相反,预润湿有助于评估已形成湿膜的条件下的腐蚀
振动和盐雾 取决于目标 如果要评估裂纹接头处的腐蚀情况,请先进行振动试验;如果要评估腐蚀环境中的机械耐久性,请先考虑腐蚀
焊接热及其他环境试验 最终焊接热(带元件) 焊接过程会改变材料状态,这不应先于初始材料评估试验
粉尘和水 先粉尘、后水 — 但必须明确说明 水可以洗去粉尘;如果需要粉尘侵入的证据,则必须在进行水试验之前进行检查和记录
Bàn thử rung với mẫu được gá lắp và cảm biến đo
在许多系列中,在气候试验后会施加振动以检测潜在的损伤。

5. 功能检测在序列中的位置

  • 顺序之前:需要有一个比较的基准。如果没有基准,就无法得出劣化的结论。
  • 每一步之后:适用于需要确定哪个步骤造成损伤时 — 用于设计分析。
  • 经过一组步骤:适合定性试验,成本较低但失去因果关系。
  • 在选取时:有些试验需要在极端温度下进行连续的功能监测或参数测量;需要从一开始就明确定义。

6. 何时可以缩短序列

当目标是快速筛选(例如批量检验)、产品已具有先前试验的数据或风险水平较低且客户同意时,可以缩短。在以下情况下不应缩短:

  • 结果用于根据具有链定义的标准来声明符合性或进行认证。
  • 客户根据他们的文件要求正确的顺序。
  • 目标是找到失败的原因 — 此时有必要选取隔离每个因素。

7. 常见错误

  • 更改顺序方便操作没有记录 — 导致结果不再符合要求。
  • 所有步骤使用相同的模板当文档要求每个试验都有一个单独的样本时。
  • 不检查步骤之间的外观,导致损失发生时间的证据丢失。
  • 不要在试验组之间清洁腔室。造成交叉污染。
  • 忽略恢复条件,导致在样本仍处于未完成状态时开始以下试验。
Hồ sơ ghi chép dữ liệu và mẫu thử sau khi thử nghiệm môi trường
记录执行顺序、何时试验以及每个步骤的结果是以后保护您的结论的唯一方法。

8. 常见问题

技术要求未规定顺序时怎么办?

提出权威序列,向客户发送书面确认,并将该序列记录在试验报告中。

每项试验可以使用单独样品吗?

是的,有时有必要区分每种药物的作用。缺点是无法检测到累积效应 — 这是一个真实的情况。

振动试验应放在湿热之前还是之后?

通常,首先加热以使接头能够承受压力,然后振动以检测潜在的损伤。但必须根据要求或事先同意。

各步骤之间的恢复时间是否强制?

许多试验都对试验或继续进行之前的条件和恢复时间做出了规定。跳过此步骤可能会导致错误的结果。

试验顺序对周期与成本影响多大?

高影响:改变顺序可以增加腔室温度上升/下降的次数,增加功能试验的数量,并可能迫使使用额外的样品。

各步骤结果不一致时如何处理?

充分记录现象,拍照,重新测量相关参数,并根据商定的标准进行评估。不应该“忽略”异常结果,因为它会丢失整个记录的价值。

9. 结论

在环境试验中,排序不是操作细节,而是试验定义的一部分。相同的试验清单以不同的顺序得出不同的结论,这应该在记录中清楚地注明。

要做三件事:根据使用环境而不是习惯来建链;在试验前以书面形式商定功能试验顺序和分数;并在报告中记录每一步的执行顺序和结果。

参考资料

  • IEC 60068-1 — 环境试验:一般规定和指南。
  • IEC 60068-2-38 — 热湿结合循环(试验 Z/AD)。
  • IEC 60068-2-53 — 气候和动态组合试验。
  • IEC 60068-2-47 — 用于振动、冲击和类似动态试验的样本安装。
  • IEC 60068-3-1、3-4 — 冷/干热和湿度试验指南。

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