Испытания на воздействие солнечного излучения

Солнечное излучение – это поток электромагнитной радиации, исходящий от Солнца. Каждый луч включает в себя видимый свет, ультрафиолетовые (УФ) и инфракрасные (ИК) волны. Ультрафиолет способен разрушать молекулярные связи, а инфракрасный спектр вызывает нагревание.

Уровень световой нагрузки различается на разных участках земной поверхности и зависит:

• от географического расположения местности. Максимальное воздействие наблюдается на экваториальных широтах;
• от плотности атмосферы, показателей влажности воздуха. Чем выше эти значения, тем меньше облучение;
• от времени года, погодных условий и пр.

Многие материалы изменяют свои характеристики при солнечной нагрузке, особенно если радиация действует в течение длительного времени. Например, пластики и полимеры могут деградировать, выделяя ядовитые вещества, теряя эксплуатационную прочность, эластичность. Краски, покрытия могут выцветать или отслаиваться, что снижает защитные свойства изделий. Нарушение целостности пластика ведет к пробоям изоляции в электрических проводах, коротким замыканиям, перебоям в распределении электрического тока.

В настоящее время уделяется повышенное внимание разработке негреющихся (нетепловыделяющих) материалов, покрытий, способных длительное время выдерживать повышенные значения светового потока. Они незаменимы практически в любой сфере деятельности человека, в том числе в ракето-, самолетостроении, энергетике.

Проверка необходима во время разработки новых материалов, покрытий, оборудования, а также для подтверждения соответствия уже произведенных изделий.

Для чего нужно испытание на воздействие солнечного излучения

Исследования проводят для оценки долговечности, устойчивости материалов, изделий к ультрафиолетовому и инфракрасному излучению. Они позволяют определить, как долго исследуемые объекты сохранят свои физические, химические и иные конструкционные свойства при длительном облучении.

Влияние солнечных лучей на различные объекты имеет жизненно важное значение. На степень негативных последствий влияют время и интенсивность прикладываемого воздействия.

Например, исследования проводятся для таких отраслей народного хозяйства, как:

• строительство: для оценки долговечности строительных материалов, красок, антикоррозийных покрытий, изоляционных средств;
• автомобильная промышленность, судо-, авиастроение: для тестирования устойчивости лакокрасочных покрытий, пластиковых деталей;
• электроника: для проверки надежности пластмассовых, стеклянных и иных компонентов.

Солнечный свет может привести к потере расчетных характеристик изделий, а также к их полному разрушению.

Как проводится испытание на воздействие солнечного излучения

Испытания на воздействие солнечного излучения проводят в специализированных климатических камерах, которые имитируют условия естественной освещенности.

Процесс включает несколько этапов:

• подготовка образцов. Изделия помещаются в камеру. Условия обработки объектов, способы расположения устанавливаются нормативно – техническими документами;
• выбор режима тестирования. Устанавливаются: интенсивность света, температура, влажность, продолжительность нагрузки;
• воздействие излучения, температуры, влажности в течение заданного времени. В зависимости от особенностей проверки нагрузка подается постоянно или носит циклический характер;
• анализ полученных результатов. Образцы исследуются на предмет изменения физических, химических свойств (например, цвета, прочности, эластичности). Оформляется протокол испытаний.

Процедура регламентируется государственными стандартами, к примеру используют:

• ГОСТ 28202-89 «Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытание Sa: Имитированная солнечная радиация на уровне земной поверхности»;
• ГОСТ 20.57.406-81 «Комплексная система контроля качества. Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехнические. Методы испытаний»;
• ГОСТ 28205-89 «Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 2. Руководство по испытанию на воздействие солнечной радиации»;
• ГОСТ 9.401-2018 «Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Общие требования и методы ускоренных испытаний на стойкость к воздействию климатических факторов».

Важно! Испытания на воздействие солнечной радиации допускается проводить только в тех лабораториях, которые прошли аккредитацию в этой области.

На каком оборудовании проводятся испытания

Исследования проводятся в специализированных камерах, которые позволяют имитировать заданные условия. В них поддерживается определенный уровень УФ-, ИК- излучения, температура, влажность, иные необходимые показатели.

Существует четыре основных вида камер климатического контроля, в которых проверяют действие солнечного излучения на объекты.

Классификация проводится по количеству факторов возможного воздействия:

• тест проводят только на солнечную радиацию;
• проверка проходит при заданной температуре, УФ, ИК нагрузке. Камера позволяет нагревать материалы до +180°С;
• образцы тестируют при плюсовых, отрицательных температурах, а также при солнечном освещении. Температурные режимы включают до +180°С, -70°С при нагреве и охлаждении соответственно;
• применяются для испытаний на четыре показателя: тепло, холод, влага, световое излучение. Создает влажность до 98%.

Испытательные камеры должны поддерживать различные режимы тестирования образцов, в том числе непрерывный, циклический. Нормативно – техническая документация предусматривает три основных метода распределения солнечной нагрузки во временном интервале. Чередование восьми часов облучения и шестнадцати отдыха (метод А) имитирует расположение объекта в наиболее жестких естественных условиях. Метод В заключается в приложении световой нагрузки двадцать часов с темной фазой в четыре часа. При методе С используют постоянное облучение изделия в рамках фиксированного времени.

Во время проверки используют следующее оборудование:

1. ультрафиолетовые излучатели с регулируемым потоком. В качестве источников света используют лампы:

• ксеноновые;
• вольфрамовые;
• дуговые с угольными электродами;
• ртутные, ртутно-паровые.

2. контрольно-измерительные устройства:

• для вычисления интенсивности излучения используют пиранометры Молля - Горчинского, Эпли;
• для определения температуры - термочувствительные элементы, например, термопары, зачерненные термометры;
• спектрофотометры. Необходимы для фиксации изменений в оптических свойствах материалов, таких как поглощение, отражение света.

3. различные светофильтры.

Испытательные приборы, устройства подлежат периодическим поверкам, что гарантирует качество и достоверность полученных результатов.

Специалисты Портала «ТРТС24» окажут помощь в прохождении испытаний на воздействие солнечного излучения. Стоимость и сроки, особенности проведения процедуры уточняйте онлайн или по телефону. Консультации предоставляются бесплатно.