Страница 3: ГОСТ 28205-89. Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытания. Руководство по испытанию на воздействие солнечной радиации (77292)

8. ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ

   1. Соответствие НТД

В соответствующей НТД должны быть указаны допустимые внешние изменения и (или) изменения рабочих характеристик ис­пытуемого образца после требуемого воздействия облучения за указанные периоды времени. Кроме того, оценка результатов мо­жет проводиться со следующими целями:

Ухудшение качества материалов и аппаратуры под воздействи­ем солнечных лучей хорошо изучено (см. пп. 8.5 и 8.6). Любое значительное расхождение полученных результатов по¹ сравнению с результатами воздействия солнечной радиации в естественных условиях должно подвергаться анализу для установления основ­ных причин такого расхождения, обусловленных испытательным оборудованием, методом испытания или какими-то особенностями образцов.

Тепловое воздействие в данном случае является доминирую­щим. Исследуемые кратковременные тепловые воздействия прояв­ляются в основном в местном перегреве.

Длительные испытания имеют целью установления деградации параметров образца исходя из двух задач: выявления наличия быстрых первоначальных изменений и определения полезного сро­ка службы испытуемого образца.

Максимальные температуры поверхности и внутренних частей, достигаемые образцом или аппаратурой, зависят от следующих, причин:

1. температуры окружающего воздуха;

2. интенсивности излучения;

3. скорости движения воздуха;

4. длительности облучения;

5. тепловых свойств самого образца, например коэффициента отражения, размеров, формы, теплопроводности и удельной теп­лоемкости.

Если аппаратура подвергается непосредственному воздействию солнечной радиации при температуре окружающей среды 35—40 °С, то ее температура может превысить 60 °С.

Коэффициент отражения поверхности образца в значительной мере определяет температуру перегрева вследствие нагрева сол­нечными лучами; изменение цвета покрытия, например, с темного на глянцево-белый, приводит к значительному снижению темпера­туры. С другой стороны, покрытие, предназначенное для уменьше­ния степени нагрева, может деградировать со временем, что при­ведет к повышению температуры.

Большинство материалов обладают избирательной отражатель­ной способностью, т. е. их коэффициент отражения меняется с из­менением длины волны. Например, все краски слабо отражают инфракрасные лучи, однако они могут эффективно отражать лучи в видимой части спектра. Более того, коэффициент отражения мно­гих материалов резко меняется в видимой части спектра, вызывая заметные для глаза цветовые изменения, и в ближней 'инфракрас­ной области спектра. Поэтому важно, чтобы спектральное распре­деление энергии излучения источника, используемого для имита­ции солнечной радиации, как можно точнее соответствовало рас­пределению энергии в солнечном спектре или установлению такой интенсивности излучения, при которой обеспечивалось бы анало­гичное тепловое воздействие (см. п. 2.3 и приложение А).

Одновременное воздействие солнечной радиации, атмосферных газов, колебаний температуры, влажности и т. д. часто называет­ся «атмосферным воздействием». Оно приводит к старению и пол­ному разрушению большинства органических материалов (напри­мер пластмасс, резины, красок, древесины и т. д.).

Многие материалы, с успехом используемые в умеренной кли­матической зоне, оказываются совершенно непригодными в более суровых условиях тропиков. Типичным недостаткам являются быст­рое старение и отслаивание красок, растрескивание и разруше­ние оболочки кабеля и обесцвечивание пигментов.

Деградация материала под влиянием атмосферного воздейст­вия происходит не в результате какой-либо одной реакции, а вслед­ствие нескольких отдельных реакций различного типа, часто взаи­модействующих. Хотя солнечная радиация, главным образом в ультрафиолетовой области спектра обусловливающая деградацию вследствие фотохимических процессов, является часто основным фактором, на практике ее действие неотделимо от других атмо­сферных факторов. В качестве примера можно привести разруша­ющее тепловое воздействие ультрафиолетовых лучей на поливи­нилхлорид, которое при отсутствии кислорода незначительно, а в его присутствии существенно увеличивается, причем кислород при этом играет главную роль.

К сожалению, испытания в искусственных условиях иногда при­водят к дефектам, которые не возникают при естественных атмо­сферных воздействиях. Часто это происходит по следующим при­чинам:

1. многие лабораторные источники ультрафиолетового излуче­ния значительно отличаются от солнечного излучения по спект­ральному распределению энергии;

2. при повышении интенсивности ультрафиолетового излуче­ния, температуры, влажности и т. д. с целью ускорения испытания скорость протекания отдельных реакций, возникающих в естест­венных условиях воздействия, необязательно увеличивается в та­кой же степени;

3. испытания в искусственных условиях не имитируют все ес­тественные атмосферные воздействия.

9. ОПАСНОСТИ, СВЯЗАННЫЕ С ИСПЫТАНИЕМ,
   И ЗАЩИТА ПЕРСОНАЛА

   1. Общие положения

Сложное оборудование, применяемое для испытаний на воздей­ствие солнечной радиации, требует, чтобы его эксплуатация и об­служивание проводились квалифицированным персоналом не толь­ко в связи с необходимостью правильного проведения испытаний, но и с необходимостью соблюдения техники безопасности.

Наиболее явная опасность, которая должна быть учтена в ме­рах по технике безопасности, связана с вредными воздействиями интенсивного излучения в ближней ультрафиолетовой области спектра.

При естественном солнечном свете защита глаз обеспечивается двумя факторами: яркость солнца не позволяет смотреть на него прямо, а ультрафиолетовое излучение значительно ослабляетсяатмосферой. При использовании искусственных источников излу­чения для защиты глаз должны применяться защитные очки или смотровые отверстия, особенно при наладке оборудования. Весь персонал, занятый проведением испытаний, должен быть проин­структирован и осведомлен относительно того, что даже кратко­временное воздействие прямого излучения дуговых ламп может быть очень вредно для глаз. Кроме того, на участках кожи, под­верженных облучению, может возникнуть эритема (сильный сол­нечный ожог). Поэтому даже если для облучения испытательного пространства применяют источники с фильтрами, рекомендуется при работе пользоваться специальной защитной одеждой, в комп­лект которой входят также средства защиты головы и рук.

Другая опасность для здоровья, связанная с применением ксе­ноновых и других дуговых ламп, заключается в возможности об­разования местных токсических концентраций озона во время ис­пытания. Однако максимальное количество озона образуется в первый момент после включения лампы, после чего нагревшаяся колба лампы способствует обратному превращению озона в кис­лород. В случае применения принудительного воздушного охлаж­дения, охлаждающий воздух должен отсасываться и удаляться из рабочего объема. Его проникновение в кожух лампы не допус­кается. Таким образом, опасность образования токсических кон­центраций озона значительно уменьшается.

Содержание озона в воздухе в количестве от 1,0 до 10,0 частей на миллион по объему вызывает головные боли, раздражение сли­зистой оболочки носоглотки, слезотечение. Однако следует иметь в виду, что токсичной является даже концентрация озона менее 0,1 части на миллион, что ниже уровня, обнаруживаемого по за­паху (от 0,5 до 1,0 части на миллион). Комбинированное воздей­ствие теплового и ультрафиолетового излучения на некоторые пластмассы (например слоистые пластики на основе меламина) может также привести к образованию ядовитых испарений. Поэ­тому при выборе конструкционных материалов для испытательно­го оборудования следует быть особенно осторожным.

Использование ксеноновых ламп высокого давления в качест­ве основного источника излучения, если отсутствуют разработан­ные правила обращения с газоразрядными трубками или если они не выполняются, может также привести к несчастным случаям. Все лампы такого типа (горячие или холодные, старые или новые) имеют тенденцию взрываться с большой силой вследствие высо­кого внутреннего давления (от 2 до 3 атм, когда лампы холодные, и до 20 атм, когда лампы горячие).

На поверхности ламп не должно быть видимой грязи или мас­ла, поэтому необходимо регулярно проводить чистку МОЮЩИМИ

* На рис. 1 и 2 условная толщина ходит солнечное излучение, обозначено ной массы различна для разных углов в зените; М = 2 при б = 60^р).

воздушной массы, сквозь которую про­буквой М. Условная толщина воздуш- (6) положения Солнца (М=1—Солнце

Сравнение излучения типичной ксеноновой дуговой лампы высокого давления с кривыми спектрального распределения солнечного излучения для воздушных масс 0—1 и 2

Рис. 1

средствами и спиртом, выполняя эту операцию в хлопчатобумаж­ных перчатках и лицо должно быть защищено. При хранении хо­лодных ламп последствия взрыва можно ослабить, применяя сло­женный вдвое пластмассовый лист толщиной 0,25 мм. Особые ме­ры следует предпринять для предупреждения цепной реакции по­ломок в многоламповом оборудовании. Для защиты от взрывов ламп можно использовать толстое стекло, которое одновременно может быть и корректирующим светофильтром.

Сравнение излучения вольфрамовой лампы накаливания с кривыми спектрального распределения излучения солнечной радиации для воздушных масс 0—1 и 2

Рис. 2

Для обнаружения недопустимых изменений вольт-амперных ха­рактеристик ламп, в формуляр на каждую лампу следует регу­лярно вносить результаты измерений.

Должны быть приняты обычные меры безопасности против электрического удара, особенно при использовании высоковольт­ных систем зажигания дуговых ламп. В некоторых ксеноновых лампах импульс зажигания дуги превышает 60 кВ, что вызывает необходимость применения системы блокировки.

ПРИЛОЖЕНИЕ а

Рекомендуемое

КОРРЕКТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ ИНТЕНСИВНОСТИ
ИЗЛУЧЕНИЯ

Расчет применяется для источников излучения со спектральным распреде­лением энергии, отличным от указанного в табл. 1 СТ МЭК 68—2—5 (ГОСТ 28202). «Испытание Sa» (допускается, если цель испытания заключается толь­ко в оценке тепловых воздействий).

А1. Для обеспечения эквивалентного теплового действия интенсивность из­лучения искусственного источника Е_ех (квт/м²) должна быть скорректирована с таким расчетом, чтобы

Е_ех= 1,120—^—,

^аех

где а_ех — коэффициент поглощения образца для излучения искусственного ис­точника;

a_cs— коэффициент поглощения образца для суммарной солнечной радиа­ции.

А2. Коэффициенты поглощения (а_ех и а_ез) могут быть вычислены по сле­дующим формулам:

ОО

(Х-д(Х)Л

б

^аех~

о

оо f «(¹) л о

.1 &

0

где а (X) — спектральный коэффициент поглощения образца;

S — спектральное распределение энергии излучения искусственного ис­точника;

S x_s—спектральное распределение* суммарной солнечной радиации.

АЗ. Для образцов, не пропускающих радиацию (непрозрачных), спектраль­ный коэффициент поглощения должен быть

_а(Х) = 1_р(Х),

где q (X) — спектральный коэффициент отражения образца.

Примечание. Спектральный коэффициент поглощения поверхности оп­ределяется исходя из данных по спектральному отражению. Для проведения спектральных измерений степени отражения имеется ряд приборов промышлен­ного производства. В основе их действия лежит система монохроматор-шар Ульбрихта.

Таблица А1

Детальное спектральное распределение энергии суммарной радиации для расчетов интенсивности излучения