В промышленном производстве, особенно в таких отраслях, как электроника, автомобилестроение, фотоэлектричество и производство новых материалов, часто встречается специализированный термин — «Double 85 Test». Этот тест, название которого может показаться несколько загадочным, является неотъемлемой частью проверки качества и надежности современной продукции. Основным оборудованием, используемым для выполнения этой критической процедуры, является камера с постоянной температурой и влажностью. В данной статье подробно рассматривается суть теста «Double 85», стандарты, которым он соответствует, и то, как эти камеры справляются с этими суровыми условиями окружающей среды. Индикаторы теста соответствуют международным стандартам, таким как IEC61215 и IEC61646, а также национальным стандартам, таким как GB/T19394.
Что такое тест «Double 85»? – Определение и суть
«Double 85» — общепринятый отраслевой термин, который точно описывает определенный набор условий температуры и влажности:
Первые «85»: относятся к температуре +85°C.
Второе «85»: обозначает относительную влажность 85% RH.
Таким образом, «Двойной тест 85» обычно включает в себя помещение испытательных образцов в камеру с постоянной температурой и влажностью и поддержание постоянной температуры окружающей среды +85 °C и относительной влажности 85% в течение длительного периода для проведения оценок старения, долговечности или надежности.
Более глубокое понимание:
Тест «Double 85» — это не просто комбинация двух чисел. Он имитирует экстремально высокие температуры и влажность, характерные для лета во многих регионах мира (например, в тропических и субтропических). Эта среда чрезвычайно агрессивна и действует как мощный катализатор для изделий, особенно электронных и электрических компонентов, быстро выявляя потенциальные дефекты.
Почему 85°C, а не 95°C или 60°C?
Тест Double 85 — это стандарт, установленный инженерами по испытаниям на надёжность для ускорения процесса тестирования продукции на протяжении всего жизненного цикла. В реальных условиях температура 85°C и влажность 85°C встречаются редко. Поэтому тест Double 85 предназначен не для воспроизведения реальных условий эксплуатации, а скорее для моделирования надёжности изделия в экстремальных условиях.
Хотя более высокие уровни температуры и влажности могут лучше соответствовать условиям реальной эксплуатации, почему бы не выбрать ещё более жёсткие условия испытаний? Причина кроется в статистическом анализе, который показывает, что отказы, возникающие в таких экстремальных условиях испытаний, часто не отражают проблемы, которые могли бы возникнуть при реальной эксплуатации изделия. Напротив, они часто вызваны чрезмерными нагрузками, создаваемыми самими условиями испытаний. Благодаря накопленному практическому опыту, метод испытаний Double 85 был признан более соответствующим реальным сценариям. Он эффективно отвечает потребностям оценки надёжности изделия в экстремальных условиях, что делает его идеальным и обоснованным подходом к испытаниям.
Зачем проводить тест «Двойной 85»? – Цель и значение
Основная цель теста «Double 85» — ускоренное стресс-тестирование. Проблемы, которые в естественных условиях могут проявиться через годы, в жёстких условиях «Double 85» могут проявиться всего за сотни, а то и десятки часов. Его основные цели оценки включают:
Оценка допусков материалов: проверка того, будут ли неметаллические материалы, такие как пластик, резина, покрытия и клеи, деформироваться, обесцвечиваться, стареть или разлагаться под воздействием высокой температуры и влажности.
Проверка надежности компонентов: проверка способности электронных компонентов, таких как интегральные схемы, печатные платы, конденсаторы и резисторы, стабильно работать в экстремальных условиях, предотвращая внутреннюю коррозию, миграцию ионов, разомкнутые цепи или короткие замыкания, вызванные влажным теплом.
Проверка общей стабильности продукта: оценка соответствия стандартам герметичности, механических свойств и электрических характеристик конечного продукта (например, мобильных телефонов, автомобильных контроллеров, солнечных инверторов, аккумуляторов).
Ускоренные испытания на долговечность: путем приложения нагрузок, значительно превышающих нормальные условия эксплуатации, быстро оценивается срок службы изделия и интенсивность отказов, что обеспечивает получение данных для усовершенствования конструкции и контроля качества.
Проще говоря, продукт, прошедший тест «Double 85», демонстрирует свой потенциал для долгосрочной стабильной работы в суровых условиях, что свидетельствует о более высокой надежности и более заслуживающем доверия качестве.
The Камера постоянной температуры и влажности: ключевое оборудование для «Double 85»
Камера постоянной температуры и влажности, способная выполнять тест «Double 85», должна обладать следующими основными системами и характеристиками для соответствия требованиям точности вышеупомянутых стандартов:
Система нагрева: использует высококачественные нагревательные элементы для быстрого и равномерного повышения температуры в камере до 85°C.
Система охлаждения: критически важна для фазы охлаждения и контроля влажности (путём осушения), несмотря на то, что испытание требует высокой температуры. Обычно используется механическое компрессионное охлаждение.
Система увлажнения: основа для достижения высокой относительной влажности (RH) 85%. Обычно используется бойлер для получения чистого пара или метод испарения в водяном поддоне для точной подачи пара в камеру.
Система управления: усовершенствованный микропроцессорный контроллер действует как «мозг», позволяя точно устанавливать и поддерживать значения температуры и влажности, а также осуществлять мониторинг в режиме реального времени, чтобы гарантировать, что колебания остаются в пределах допуска (например, температура ±0,5 °C, влажность ±2% относительной влажности).
Датчики: высокоточные датчики температуры и емкостные датчики влажности обеспечивают обратную связь по данным в режиме реального времени с системой управления для управления с обратной связью.
Конструкция камеры: Внутренняя часть камеры обычно изготовлена из коррозионно-стойкой и легко моющейся нержавеющей стали. Она отличается превосходной изоляцией и герметичностью, что обеспечивает стабильную внутреннюю среду без потерь энергии.
Типичная процедура теста «Double 85»
Стандартный тест «Double 85» обычно состоит из следующих шагов (на примере JESD22-A101):
Подготовка образцов и начальное тестирование: проведение визуального осмотра и испытаний электрических характеристик образцов, регистрация исходных данных.
Настройка параметров: строго задайте целевую температуру (+85 °C), целевую влажность (относительная влажность 85%), продолжительность (например, 1000 часов) и подключите источник смещения в соответствии со стандартом на контроллере.
Запуск: оборудование начинает работу, обеспечивая нагрев и увлажнение по заданной программе. Температура и влажность строго контролируются в пределах заданных значений (например, температура ±0,5°C, влажность ±2% относительной влажности).
Непрерывная работа и мониторинг: камера поддерживает условия «Double 85» и напряжение смещения в течение всего заданного периода, при этом состояние оборудования контролируется.
Восстановление: После тестирования образцы стабилизируются в течение определенного периода (например, 24 часа) в стандартных условиях восстановления комнатной температуры/влажности.
Заключительная проверка и оценка: Проведите комплексную заключительную проверку образцов. Сравните результаты с данными предварительного тестирования и определите, прошли ли образцы испытания или нет, на основе критериев отказа, установленных в стандарте (например, превышение допустимых отклонений параметров, функциональный отказ).
Температура 85°C и относительная влажность 85%. Эти строгие условия испытаний ускоряют старение материалов и выявляют потенциальные дефекты, играя тем самым важнейшую роль в контроле качества во многих отраслях. В следующих разделах подробно описаны типичные продукты и материалы, требующие испытания Double 85, а также анализируется необходимость такого испытания.
Электронные и электротехнические изделия
Электронные компоненты, печатные платы и конечные устройства являются основными объектами теста Double 85. Такие компоненты, как интегральные схемы (ИС), резисторы, конденсаторы и индукторы, подвержены таким проблемам, как миграция металла и ухудшение характеристик изоляции при высокой влажности и температуре. Например, если на материнской плате смартфона после 500-часового теста Double 85 обнаруживается окисление паяных соединений или короткое замыкание в цепи, необходимо улучшить процессы упаковки. Тест на потенциально индуцированную деградацию (PID) для фотоэлектрических модулей (солнечных панелей) также основан на условиях Double 85, поскольку влажность ускоряет миграцию ионов между стеклом и пленкой EVA, что приводит к снижению эффективности генерации электроэнергии. Кроме того, этот тест требуется для проверки надежности источников питания светодиодных драйверов и автомобильных электронных блоков управления (ЭБУ) в тропическом климате или высокотемпературных средах, таких как моторные отсеки.
Полимерные материалы и покрытия
Оценка атмосферостойкости неметаллических материалов, таких как пластики, резины и клеи, неотделима от испытания Double 85. Примеры включают:
– Конструкционные пластики: полиамид ПА66 (нейлон) склонен впитывать влагу и деполимеризоваться во влажной и теплой среде, что приводит к снижению механической прочности. Такие компоненты, как автомобильные впускные коллекторы, требуют испытаний на стойкость к гидролизу.
Уплотнительные материалы: при использовании силиконовых уплотнителей для герметизации краев фотоэлектрических модулей тест Double 85 может имитировать 25 лет старения на открытом воздухе. При появлении трещин необходимо скорректировать формулу.
Покрытия и гальванопокрытия: Испытание применяется к электроосаждённым автомобильным лакокрасочным покрытиям и УФ-покрытиям корпусов бытовой техники для проверки на предмет образования пузырей и отслоения. Например, трещины, обнаруженные на покрытии панели кондиционера одной из марок после 240 часов испытаний, были связаны с недостаточным процессом отверждения.
Новое энергетическое и энергетическое оборудование
Материалы, используемые в литиевых аккумуляторах, такие как аноды, катоды, сепараторы и электролиты, очень чувствительны к влажности. Тест Double 85 может ускорить разложение электролита, помогая обнаружить образование газа, которое может привести к вздутию аккумулятора. В одном случае в аккумуляторе типоразмера 18650 произошло внутреннее короткое замыкание из-за усадки сепаратора во время тестирования, что побудило производителя перейти на сепаратор с керамическим покрытием. Покрытие биполярных пластин водородных топливных элементов также требует проведения этого испытания для проверки коррозионной стойкости, поскольку влажность усиливает электрохимическую коррозию металлических пластин.
Критические компоненты в автомобильной промышленности
Помимо упомянутой ранее автомобильной электроники, также требуют тестирования следующие компоненты:
– Жгуты проводов и разъёмы: ПВХ-изоляция может стать хрупкой во влажной и теплой среде, а окисление контактных пластин может привести к ухудшению контакта. Например, Volkswagen Group требует, чтобы жгуты проводов выдерживали 1000 часов без сбоев в условиях Double 85.
– Материалы интерьера: Если в ходе испытаний на старение пенополиуретана сидений под воздействием влаги и тепла выбросы формальдегида превышают нормы, необходимо использовать низколетучие добавки.
-Резиновые изделия: Если после испытания щетки стеклоочистителя затвердевают или трескаются, необходимо внести изменения в систему вулканизации.
Военная и аэрокосмическая продукция
Бортовое оборудование и компоненты спутников должны выдерживать экстремальные условия. Например, испытания Double 85 на модуле авионики истребителя выявили проблемы с растрескиванием эпоксидной смолы, что привело к переходу на полиуретан. Кремниевые солнечные элементы для солнечных панелей космических аппаратов проверяются с помощью этого испытания для отбора моделей, устойчивых к статическому ионному старению (PID).
Медицинские и упаковочные материалы
- Медицинский пластик: Если прозрачность полипропилена, используемого в шприцах, снижается после испытания, это может повлиять на оценку стабильности лекарственных препаратов.
- Фармацевтическая упаковка: блистеры из алюминия и пластика склонны к расслоению во влажной и теплой среде, поэтому требуется проверка адгезионных свойств.
– Стерилизационная упаковка: такие материалы, как Tyvek, должны сохранять свою функцию микробного барьера после испытания.
Стандарты испытаний и отраслевые правила
Различные области придерживаются определенных стандартов:
-Электронная промышленность: IEC 60068-2-66 (испытание HALT), JESD22-A101 (испытание на долговечность в условиях установившейся температуры и влажности)
-Фотоэлектрическая промышленность: IEC 61215 (испытание на цикл влажного нагрева), UL 1703
-Автомобильная промышленность: ISO 16750-4, Volkswagen PV1210
- Военные стандарты: GJB 150.9A-2009 (Испытание военного оборудования на воздействие влажного тепла)
Заключение
Тест «Double 85», с его, казалось бы, простой парой цифр, воплощает стремление к качеству продукции, подкрепленное строгой системой международных и национальных стандартов. Камера постоянной температуры и влажности, как инструмент, позволяющий достичь этой цели, имитирует экстремальные условия. Она действует как строгий «экзаменатор качества», следуя определённой «программе» (различным стандартам), чтобы заблаговременно выявлять недостатки продукции. Именно эта философия «действий на основе стандартов и готовности к неблагоприятным ситуациям» гарантирует, что продукция, попадающая к конечному потребителю, выдержит испытания временем и окружающей средой, став более безопасной, надёжной и долговечной.
