Tento poměrně náročný průběh cyklování mezi mrazem a vyšší vlhkostí odhaluje v relativně krátkém čase slabé stránky konstrukčních dílů nebo výrobku jako celku, např. náchylnost k tvorbě trhlin, deformací či uvolnění vazby.
Účelem zkušebních podmínek (např. teplota -40 ° C) je odhalit slabá místa v komponentech v krátkodobém testu se zrychleným časovým účinkem, nikoli definovat obecné požadavky na komponenty pro nepřetržitý provoz.
Zkušební postup dle PV 1200[1]
Teplotu je nutno regulovat na ± 2K (± 2 °C) a relativní vlhkost vzduchu (dále v textu nazývanou relativní vlhkost) na ± 5 %.
Před tím, než se zkušební vzorek vloží do klimatizační komory, je nutno tuto klimatizovat na pokojovou teplotu (23 °C) a 30 % RH.
[1]
Fotogalerie
Doby prodlevy je nutno vždy dodržet. Ochlazovací a zahřívací fáze mohou podle výkonnosti použitých klimatických komor variovat. Odchylky je nutno uvést v protokolu o zkoušce.
Jeden cyklus (viz obrázek vlevo) trvá 720 min (12 h) a skládá se z následujících průběhů teplot a vlhkosti vzduchu:
- 60 min zahřívací fáze, na +80 °C a 80 % relativní vlhkosti,
- 240 min doba prodlevy, při +80 °C a 80 % relativní vlhkosti,
- 120 min ochlazovací fáze, na –40 °C, při dosažení bodu mrazu: ca. 30 % relativní vlhkosti, od T <0 °C zůstává vlhkost vzduchu neregulována (v závislosti na zařízení je přípustné také vynechání regulace vlhkosti od T <10 °C),
- 240 min doba prodlevy, při –40 °C, vlhkost vzduchu zůstává neregulována,
- 60 min zahřívací fáze, na +23 °C, od T = 0 °C je vlhkost regulována na 30 %.
Obrázek vlevo: Zkušební cyklus PV 1200
Poznámky a doporučení
Z grafu i popisu výše se jedná o vcelku jasný předpis, ale je zde několik detailů, které je důležité si uvědomit, a to jak pro vlastní testování, tak i při výběru zařízení pro splnění této normy:
Linearita
Co je to linearita?
Rychlost chlazení či topení je konstantní, tzn. dle grafu a předpisu výše by v každém bodě zahřívací či ochlazovací fáze měla komora dosahovat rychlosti 1 K/min.
Fotogalerie
Jaké typy komor vyhovují předpisu?
K požadovanému lineárnímu chlazení až do -40 °C, je nutná zkušební komora i se sekundárním chladícím okruhem s koncovou teplotou alespoň pod -50 °C. Teplotní průběh této komory vidíte na obrázku vpravo.
Obrázek vpravo: Část teplotního průběhu zkoušky dle PV 1200 v komoře se sekundárním chladícím okruhem do -70 °C.
Bod č. 1 - Počátek chladící fáze při teplotě +80 °C v čase 19:10
Bod č. 2 - Dosažení teploty -40 °C v čase 21:10
Požadovaná teplota -40 °C (z bodu č. 1 do bodu č. 2) byla dosažena za 120 min, tj. bylo dosaženo ideální linearity chlazení s rychlostí 1 K/min mezi body č. 1 a 2
Fotogalerie
Důvodem je, že jednookruhový chladící systém (u komor pouze do -40 °C) zpravidla využívá chladiva R452a nebo R449a, které nemají dostatečnou sílu při jejich kondenzaci u teplot nižších než ca. -25 °C a rychlost změny teploty rapidně klesá s teplotou blížící se -40 °C. Teplotní průběh této komory vidíte na obrázku vlevo. V předpisu normy je uvedeno: „Ochlazovací a zahřívací fáze mohou podle výkonnosti použitých klimatických komor variovat. Odchylky je nutno uvést v protokolu o zkoušce.“. Norma tedy umožňuje pomalejší rychlost, ale je nutné vždy tuto skutečnost uvést v protokolu a být předem domluven se zadavatelem zkoušky, že tuto odchylku bude akceptovat. Pokud má být norma PV1200 splněna na 100 %, tak jediným řešením je mít komoru s chlazením pod -50 °C.
Obrázek vlevo: Část teplotního průběhu zkoušky dle PV 1200 v komoře pouze s primárním chladícím okruhem
Bod č. 1 - Počátek chladící fáze při teplotě +80 °C v čase 00:21
Bod č. 2 - Dosažení teploty -40 °C v čase 03:53
Požadovaná teplota -40 °C byla dosažena až za 212 min. Od bodu č. 3 (teploty cca -20 °C) do bodu č. 2 je zde také přítomna výrazná nežádoucí konvexnost teplotní křivky.
Fotogalerie
Neregulovaná vlhkost
U teplot nižších než 10 °C je vypnut klimatický režim komory, vlhkost je tedy neregulovaná. Nicméně v grafu je hodnota vlhkosti stále zaznamenávána a může se zdát, že nesplňuje požadavky normy. Je nutné si uvědomit skutečnost, že pod 5 °C nelze relativní vlhkost regulovat. Viz. vyznačená oblast 1 na obrázku vpravo.
Obrázek vpravo: Fáze neregulované vlhkosti
Fotogalerie
Zahřívací fáze na 80 °C, 80 % r. v.
K dosažení požadované vlhkosti bez časových prodlev musí být vlhkostní výkon oproti standardním komorám navýšen. Pak bude zaručeno, že zkušební komora dosáhne nastavené teploty i relativní vlhkosti, +80 °C, 80 % r. v. ve stejném nebo velice podobném čase, jak je znázorněno na obrázku vlevo (bod 1 – dosažení požadované teploty a bod 2 - dosažení požadované vlhkosti).
Obrázek vlevo: Komora vybavená výkonnějším zvlhčováním a vysoušečem vzduchu
Bod č. 1 – Dosažení teploty +80 °C v čase 23:23
Bod č. 2 – Dosažení vlhkosti 80 % r. v. v čase 23:30
Tj. časový rozdíl mezi body č. 1 a č. 2 je pouhých 7 minut.
Fotogalerie
Ochlazovací fáze na -40 °C
K dostatečně rychlému odvlhčování a k eliminaci nežádoucí tvorby námrazy na zkušebním vzorku během nízkých teplot, je nutno zkušební komoru dovybavit přívodem tlakového vzduchu nebo nejlépe vysoušečem vzduchu o rosném bodě až -20 °C. Průběh odvlhčování komory, která není vybavena vysoušečem vzduchu je znázorněn na obrázku vpravo (oblast 4).
Obrázek vpravo: Komora bez výkonnějšího zvlhčování a vysoušeče vzduchu
Bod č. 1 – Dosažení teploty +80 °C v čase 15:12
Bod č. 2 – Dosažení vlhkosti 80 % r. v. v čase 15:32
Tj. časový rozdíl mezi body č. 1 a č. 2 je 20 minut.
Fotogalerie
Obrázek vlevo: Celý jeden cyklus zkoušky dle PV 1200
Jak by měla vypadat zkouška PV 1200 provedená plně dle předpisu vidíte na obrázku vlevo.
Závěr
- Dříve používaná podobná zkouška PV 2005 A je na ústupu.
- V současné době v oblasti simulace vnějšího prostředí v automobilovém průmyslu převládá zkouška PV 1200, která se považuje za jednu z nejtěžších. A to jak z pohledu vzorku, tak i vlastní testovací technologie (zkušební komory), která musí být schopná přesně dodržet předpis zkoušky.
- Zkušební komory Weiss Technik mohou splňovat předpis normy PV 1200 již od nejmenších objemů ca. 100 litrů až po komory typu Drive-In. Dále jsou komory Weiss Technik schopny kombinovat tento test i s jinými typy zkoušek (např. solární, vibrační či korozní)
Pokud byste měli zájem o více informací či vysvětlení detailů, neváhejte nás kontaktovat. Naši produktoví specialisti stejně jako zkušební technici mají spoustu zkušeností a jsme Vám schopni i tyto rozdíly ukázat přímo v klimatických komorách v naší Akreditované zkušební laboratoři č. 1676, která je mj. akreditovaná také pro zkoušky PV 1200 a PV 2005.
Zdroj: Norma PV 1200