國軍標(biāo)GJB150.2A-2009低氣壓環(huán)境對設(shè)備的影響及機理
作者:
salmon范
編輯:
瑞凱儀器
來源:
litaoweb.cn
發(fā)布日期: 2019.07.04
目前,國內(nèi)外對低氣壓環(huán)境對產(chǎn)品的影響及失效機理都做了大量的研究,國內(nèi)外也都制定了
低氣壓試驗的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),如國軍標(biāo)GJB150.2A-2009的4.1.2.2條、4.1.3.2條就給出了低氣壓環(huán)境可能導(dǎo)致裝備(產(chǎn)品)產(chǎn)生下列物理、化學(xué)效應(yīng)及電效應(yīng):
密封墊密封的殼體漏氣、漏液體;
密封容器變形、破損或破裂;
低密度材料的物理和化學(xué)性能發(fā)生變化;
裝備因熱傳導(dǎo)降低而發(fā)生過熱;
潤滑劑蒸發(fā);
發(fā)動機的啟動和工作不穩(wěn)定;
真空密封失效;
電弧或電暈放電造成裝備失靈或工作不穩(wěn)定;
根據(jù)國內(nèi)外的一些研究成果,結(jié)合出現(xiàn)的典型失效模式,利用
高空低氣壓試驗箱測試簡要闡述一下低氣壓環(huán)境可能對裝備及元器件產(chǎn)生的影響
密封性能的影響
大多數(shù)氣密裝備或元器件均是采用一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的惰性氣體進行封裝,當(dāng)外部環(huán)境的氣壓降低,使得密封元器件的內(nèi)外壓力不同,產(chǎn)生一定的壓力差后,造成密封區(qū)域被破壞或密封結(jié)構(gòu)變形,導(dǎo)致環(huán)境中的有害氣氛進入到裝備或元器件內(nèi)部,從而發(fā)生失效現(xiàn)象。另外,飛機的一般飛行高度通常在幾千米或是上萬米,可達(dá)30000m,由此可知航空裝備將比一般裝備承受更多的低氣壓作用,密封可靠性要求也就更高。
散熱性能的影響
電動機、處理器及變壓器等產(chǎn)品在工作時,會產(chǎn)生大量的熱能,從而導(dǎo)致溫度的升高。這類產(chǎn)品的散熱方式主要是以空氣對流散熱為主,而隨著海拔高度的增加,空氣密度會降低,空氣的質(zhì)量流量也會隨之下降,致使熱傳導(dǎo)也將減少,導(dǎo)致產(chǎn)品過熱失效。所以產(chǎn)品的溫升會隨著大氣壓力的降低(海拔高度的增加)而升高,并呈線性關(guān)系,其斜率取決于產(chǎn)品結(jié)構(gòu),散熱方式和環(huán)境溫度等因素。雖然海拔高度增加,對流散熱減少,但輻射散熱會增加,也就是說在極高的海拔高度中,輻射散熱是主要的散熱方式。
揮發(fā)性物質(zhì)的影響
大氣壓力的降低,伴隨著液體的沸點也會降低,尤其在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下具有較高飽和蒸氣壓(飽和蒸氣壓:在密閉空間中,在一定溫度下,與固體或液體處于相平衡的蒸氣所有的壓強稱為飽和蒸氣壓)的液體如潤滑劑,因低氣壓環(huán)境下的空氣密度下降,液相分子的氣化速度大于液相分子的冷凝速度,汽液兩相處于非平衡狀態(tài),所以在低氣壓環(huán)境下液體的揮發(fā)速度會大大增加,從而造成一些活動零件的磨損加速老化。另外,一些低密度材料的物理和化學(xué)性能也會發(fā)生變化。
電氣性能的影響
采用氣體作為絕緣介質(zhì)(氣體絕緣材料是能使有電位差的電極間保持絕緣的氣體,常用的氣體絕緣材料有空氣、氮氣、氫氣、二氧化碳和六氟化硫。)的產(chǎn)品,在高海拔地區(qū)使用或用于飛行裝備時,低氣壓環(huán)境會降低氣體介質(zhì)的絕緣能力(氣體在不均勻電場中的介電強度遠(yuǎn)低于其在均勻電場中的介電強度),尤其在曲率半徑較小的尖端電極附近,局部電場強度超過氣體的電離場強,使氣體發(fā)生電離和激勵,產(chǎn)生電暈放電造成裝備失靈或工作不穩(wěn)定,伴有“嘶嘶”聲。當(dāng)電壓繼續(xù)增加時,甚至發(fā)會發(fā)生電弧放電現(xiàn)象。比如射頻同軸連接器在規(guī)定的海拔高度和電壓下,應(yīng)無連續(xù)的電暈放電現(xiàn)象(電暈放電可以是連續(xù)放電,也可以是非連續(xù)的脈沖放電)。