V průmyslové výrobě, zejména v odvětvích, jako je elektronika, automobilový průmysl, fotovoltaika a nové materiály, se často používá specializovaný termín – „test Double 85“. Tento test, který může znít poněkud záhadně, je nepostradatelnou součástí moderního ověřování kvality a spolehlivosti výrobků. Základním zařízením, které má za úkol provádět tento kritický postup, je komora s konstantní teplotou a vlhkostí. Tento článek poskytuje podrobný pohled na to, co test „Double 85“ obnáší, jaké normy splňuje a jak tyto komory splňují tuto náročnou environmentální výzvu. Testovací indikátory splňují mezinárodní normy, jako jsou IEC61215 a IEC61646, a také domácí specifikace, jako je GB/T19394.
Co je test „Double 85“? – Definice a podstata
„Double 85“ je běžný průmyslový termín, který přesně popisuje specifickou sadu teplotních a vlhkostních podmínek:
První „85“: Označuje teplotu +85 °C.
Druhá hodnota „85“: Odkazuje na relativní vlhkost 85 RH.
„Dvojitý test 85“ tedy obvykle zahrnuje umístění zkušebních vzorků do komory s konstantní teplotou a vlhkostí a udržování prostředí na konstantní teplotě +85 °C a relativní vlhkosti 85%1 po delší dobu za účelem provedení vyhodnocení stárnutí, trvanlivosti nebo spolehlivosti.
Hlubší porozumění:
Test „Double 85“ není jen prostou kombinací dvou čísel. Simuluje extrémně vysoké teploty a vlhkost, které se běžně vyskytují v létě v mnoha oblastech světa (např. tropické a subtropické oblasti). Toto prostředí je vysoce agresivní a působí jako silný katalyzátor pro výrobky, zejména elektronické a elektrické součástky, a rychle odhaluje potenciální vady.
Proč 85 °C a ne 95 °C nebo 60 °C?
Test Double 85 je standard zavedený inženýry zabývajícími se testováním spolehlivosti, aby se urychlil proces testování životního cyklu produktu. V reálných scénářích je vzácné setkat se s podmínkami teploty 85 °C a vlhkosti 85%1. Test Double 85 proto není určen k replikaci skutečného prostředí použití, ale spíše k simulaci spolehlivosti produktu za extrémních podmínek.
I když vyšší teploty a vlhkosti mohou více napodobovat určitá reálná prostředí, proč nezvolit ještě drsnější testovací podmínky? Důvod spočívá ve statistické analýze, která ukazuje, že selhání, ke kterým dochází za takových extrémních testovacích podmínek, často neodrážejí problémy, které by vznikly během skutečného používání produktu. Místo toho jsou často způsobeny nadměrným namáháním vyvolaným samotnými testovacími podmínkami. Na základě nashromážděných praktických zkušeností byla testovací metoda Double 85 uznána jako metoda, která lépe odpovídá reálným scénářům. Účinně splňuje potřebu hodnocení spolehlivosti produktu za extrémních podmínek, což z ní činí ideální a rozumný testovací přístup.
Proč provádět test „Double 85“? – Účel a význam
Hlavním účelem testu „Double 85“ je zrychlené zátěžové testování. Problémy, které by se za přirozených podmínek prostředí mohly projevit až po letech, se za přísných podmínek „Double 85“ mohou objevit během pouhých stovek nebo dokonce desítek hodin. Mezi jeho hlavní cíle hodnocení patří:
Hodnocení materiálové tolerance: Kontrola, zda se nekovové materiály, jako jsou plasty, pryže, povlaky a lepidla, deformují, zbarvují, stárnou nebo rozkládají vlivem vysoké teploty a vlhkosti.
Kontrola spolehlivosti součástí: Testování, zda elektronické součástky, jako jsou integrované obvody, desky plošných spojů, kondenzátory a rezistory, mohou stabilně fungovat za extrémních podmínek a zabránit tak vnitřní korozi, migraci iontů, přerušeným obvodům nebo zkratům způsobeným vlhkým teplem.
Ověření celkové stability produktu: Posouzení, zda těsnicí výkon, mechanické vlastnosti a elektrický výkon konečného produktu (např. mobilní telefony, automobilové regulátory, solární střídače, baterie) splňují normy.
Zrychlené testování životnosti: Aplikací namáhání, které výrazně překračuje běžné podmínky používání, umožňuje rychlý odhad životnosti a poruchovosti produktu a poskytuje datovou podporu pro vylepšení návrhu a kontrolu kvality.
Jednoduše řečeno, produkt, který projde testem „Double 85“, prokazuje svůj potenciál pro dlouhodobý stabilní provoz v náročných podmínkách, což naznačuje vyšší spolehlivost a důvěryhodnější kvalitu.
The Komora s konstantní teplotou a vlhkostí: Klíčové vybavení pro „Double 85“
Komora s konstantní teplotou a vlhkostí schopná provádět test „Double 85“ musí mít následující klíčové systémy a vlastnosti, aby splňovala požadavky na přesnost výše uvedených norem:
Topný systém: Využívá vysoce kvalitní topné prvky k rychlému a rovnoměrnému zvýšení teploty komory na 85 °C.
Chladicí systém: Zásadní pro fázi chlazení a pro regulaci vlhkosti (prostřednictvím odvlhčování), i když test vyžaduje vysokou teplotu. Obvykle se používá mechanické kompresní chlazení.
Zvlhčovací systém: Jádro pro dosažení vysoké relativní vlhkosti 85%1. Obvykle využívá kotel k výrobě čisté páry nebo metodu odpařování s vodní pánví k přesnému vstřikování páry do komory.
Řídicí systém: Pokročilý mikroprocesorový regulátor funguje jako „mozek“ a umožňuje přesné nastavení a udržování hodnot teploty a vlhkosti s monitorováním v reálném čase, aby se zajistilo, že výkyvy zůstanou v toleranci (např. teplota ±0,5 °C, vlhkost ±2%1 RH).
Senzory: Vysoce přesné teplotní senzory a kapacitní senzory vlhkosti poskytují zpětnou vazbu dat v reálném čase do řídicího systému pro řízení v uzavřené smyčce.
Konstrukce komory: Vnitřek je obvykle vyroben z korozivzdorné a snadno čistitelné nerezové oceli. Vyznačuje se vynikající izolací a těsněním, které zajišťuje stabilní vnitřní prostředí bez ztráty energie.
Typický testovací postup „Double 85“
Standardní test „Double 85“ obvykle probíhá podle těchto kroků (na příkladu JESD22-A101):
Příprava vzorků a počáteční testování: Provádějte vizuální kontrolu a testy elektrických vlastností vzorků a zaznamenávejte základní data.
Nastavení parametrů: Přesně nastavte cílovou teplotu (+85 °C), cílovou vlhkost (85%1 RH), dobu trvání (např. 1000 hodin) a připojte předpětí dle standardu na regulátoru.
Spuštění: Zařízení zahájí provoz, ohřev a zvlhčování podle přednastaveného programu. Teplota a vlhkost jsou přísně regulovány v rámci nastavených hodnot (např. teplota ±0,5 °C, vlhkost ±2%1 RH).
Nepřetržitý provoz a monitorování: Komora udržuje podmínky „Double 85“ a předpětí po celou nastavenou dobu, zatímco je monitorován stav zařízení.
Zotavení: Po testování jsou vzorky stabilizovány po stanovenou dobu (např. 24 hodin) za standardních podmínek pokojové teploty/vlhkosti.
Závěrečná kontrola a vyhodnocení: Provést komplexní závěrečné kontroly vzorků. Porovnat výsledky s daty předběžné zkoušky a určit, zda vzorky vyhověly/nevyhovují, na základě kritérií selhání definovaných v normě (např. zda posun parametrů překračuje limity, funkční selhání).
Teplota 85 °C a relativní vlhkost 85%1. Toto přísné testovací prostředí urychluje stárnutí materiálu a odhaluje potenciální vady, čímž hraje klíčovou roli v kontrole kvality v mnoha odvětvích. Následující části podrobně popisují typické produkty a materiály, které vyžadují test Double 85, a analyzují nutnost takového testování.
Elektronické a elektrické výrobky
Elektronické součástky, desky plošných spojů a koncová zařízení jsou primárními předměty testu Double 85. Součástky, jako jsou integrované obvody (IC), rezistory, kondenzátory a induktory, jsou náchylné k problémům, jako je migrace kovů a snížený izolační výkon za vysoké vlhkosti a teploty. Pokud například základní deska smartphonu po 500hodinovém testu Double 85 vykazuje oxidaci pájených spojů nebo zkrat obvodu, je nutné vylepšit procesy balení. Test potenciálně indukované degradace (PID) pro fotovoltaické moduly (solární panely) se také opírá o podmínky Double 85, protože vlhkost urychluje migraci iontů mezi sklem a EVA fólií, což vede ke snížení účinnosti výroby energie. Kromě toho tento test vyžadují napájecí zdroje LED ovladačů a automobilové elektronické řídicí jednotky (ECU) k ověření své spolehlivosti v tropickém podnebí nebo prostředí s vysokými teplotami, jako jsou motorové prostory.
Polymerní materiály a povlaky
Hodnocení odolnosti nekovových materiálů, jako jsou plasty, pryže a lepidla, vůči povětrnostním vlivům je neoddělitelné od testu Double 85. Mezi příklady patří:
-Technické plasty: PA66 (nylon) má tendenci absorbovat vlhkost a depolymerovat ve vlhkém a tepelném prostředí, což vede ke snížení mechanické pevnosti. Součásti, jako jsou sací potrubí automobilů, vyžadují testování odolnosti vůči hydrolýze.
-Těsnicí materiály: Pokud se k utěsnění okrajů fotovoltaických modulů používají silikonová pryžová těsnění, test Double 85 dokáže simulovat 25 let stárnutí ve venkovním prostředí. Pokud dojde k praskání, je nutné upravit recepturu.
-Nátěry a pokovování: Test se používá u automobilových elektrolytických laků a UV laků na krytech spotřebičů ke kontrole puchýřů nebo odlupování. Například praskání pozorované v laku panelu klimatizace určité značky po 240 hodinách testování bylo vysledováno jako nedostatečný proces vytvrzování.
Nová energie a zařízení pro skladování energie
Materiály používané v lithiových bateriích, jako jsou anody, katody, separátory a elektrolyty, jsou vysoce citlivé na vlhkost. Test Double 85 může urychlit rozklad elektrolytu a pomoci odhalit tvorbu plynu, který by mohl způsobit bobtnání baterie. V jednom případě došlo u článku baterie 18650 k vnitřnímu zkratu v důsledku smrštění separátoru během testování, což vedlo výrobce k přechodu na separátor s keramickým povlakem. Povlak na bipolárních deskách pro vodíkové palivové články také vyžaduje tento test k ověření odolnosti proti korozi, protože vlhkost zhoršuje elektrochemickou korozi kovových desek.
Kritické komponenty v automobilovém průmyslu
Kromě dříve zmíněné automobilové elektroniky je nutné testovat i tyto komponenty:
-Kabelové svazky a konektory: PVC izolace může ve vlhkém a teplém prostředí křehnout a oxidace pokovení svorek může vést ke špatnému kontaktu. Například skupina Volkswagen vyžaduje, aby kabelové svazky vydržely 1 000 hodin za podmínek Double 85 bez poruchy.
– Materiály interiéru: Pokud během zkoušek stárnutí polyuretanové pěny sedadel vlhkým teplem emise formaldehydu překročí normy, musí být použity přísady s nízkou těkavostí.
- Pryžové výrobky: Pokud lišty stěračů po testování vykazují ztvrdnutí nebo praskliny, je nutné upravit vulkanizační systém.
Vojenské a letecké produkty
Letecké vybavení a komponenty satelitů musí odolávat extrémním podmínkám. Například testování Double 85 na avionickém modulu stíhačky odhalilo problémy s praskáním v epoxidové pryskyřičné zalévací hmotě, což vedlo k přechodu na polyuretanový materiál. Křemíkové solární články pro solární panely kosmických lodí jsou pomocí tohoto testu testovány za účelem výběru modelů odolných vůči PID.
Lékařské a balicí materiály
-Lékařské plasty: Pokud se po testování sníží průhlednost PP materiálu použitého ve stříkačkách, může to ovlivnit posouzení stability léků.
-Farmaceutické balení: Hliníkovo-plastové blistry jsou náchylné k delaminaci ve vlhkém a tepelném prostředí, což vyžaduje ověření lepivosti.
– Sterilizační obaly: Materiály jako Tyvek si musí po provedení testu zachovat svou mikrobiální bariérovou funkci.
Zkušební normy a oborové předpisy
Různé obory dodržují specifické standardy:
-Elektronický průmysl: IEC 60068-2-66 (HALT testování), JESD22-A101 (Test životnosti v ustáleném stavu, teplotní a vlhkostní odchylky)
-Fotovoltaický průmysl: IEC 61215 (Zkouška cyklem vlhkého tepla), UL 1703
-Automobilový průmysl: ISO 16750-4, Volkswagen PV1210
-Vojenské normy: GJB 150.9A-2009 (Zkouška vlhkým teplem pro vojenskou techniku)
Závěr
Test „Double 85“ se svou zdánlivě jednoduchou dvojicí čísel ztělesňuje snahu o kvalitu produktů, podpořenou přísným systémem mezinárodních a národních norem. Komora s konstantní teplotou a vlhkostí, jako nástroj umožňující dosažení tohoto cíle, simuluje extrémní prostředí. Funguje jako přísný „examinátor kvality“, který se řídí definovanými „osnovami“ (různými normami), aby proaktivně odhalil slabiny produktů. Právě tato filozofie „založení akcí na normách a přípravy na horší časy“ zajišťuje, že produkty, které se dostanou ke koncovým spotřebitelům, odolají zkouškám času a prostředí a budou bezpečnější, spolehlivější a odolnější.
