थर्मल शॉक टेस्टिंग, जिसे अक्सर तापमान शॉक टेस्टिंग, तापमान साइकिलिंग, या उच्च-निम्न तापमान शॉक टेस्टिंग के रूप में जाना जाता है,यह एक महत्वपूर्ण पर्यावरणीय परीक्षण है जिसका उपयोग तेजी से और चरम तापमान परिवर्तनों का सामना करने के लिए सामग्री और उत्पादों की क्षमता का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता हैडोंगगुआन प्रेसिजन में, हम विभिन्न परिचालन वातावरणों में आपके उत्पादों की विश्वसनीयता और स्थायित्व सुनिश्चित करने में इस परीक्षण के महत्व को समझते हैं।

मानकों के अनुसार जैसेGJB 150.5A-2009 3.1औरMIL-STD-810F 503.4 (2001), आसपास के वायुमंडल के तापमान में तेजी से बदलाव10 डिग्री सेल्सियस प्रति मिनटहालांकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि वास्तविक तापमान सदमे परीक्षण अक्सर परिवर्तन की दरों को और भी गंभीर उपयोग करते हैं, अक्सर से अधिक के रूप में उद्धृत किया जाता है20°C/मिनट, 30°C/मिनट, 50°C/मिनट, या इससे भी तेज़।

इन तेज़ तापमान परिवर्तनों का कारण क्या है?

वास्तविक दुनिया के विभिन्न परिदृश्य तेजी से तापमान में उतार-चढ़ाव का कारण बन सकते हैं, जैसा कि मानकों में रेखांकित किया गया है जैसेGB/T 2423.22-2012 (पर्यावरण परीक्षण - भाग 2: परीक्षण - परीक्षण N: तापमान परिवर्तन):

• उपकरण को काफी भिन्न तापमान वातावरण (जैसे, घर के अंदर से बाहर) के बीच स्थानांतरित करना।
• बारिश या ठंडे पानी में डूबने के कारण अचानक ठंडा होना।
• बाह्य रूप से लगाए गए हवाई उपकरणों द्वारा अनुभव की जाने वाली स्थितियाँ।
• परिवहन और भंडारण की विशिष्ट शर्तें।
• विद्युत उपकरण के भीतर आंतरिक रूप से उत्पन्न गर्मी ग्रेडिएंट।
• सक्रिय शीतलन प्रणालियों के साथ घटकों का त्वरित शीतलन।
• विनिर्माण प्रक्रियाएं।

इन तापमान परिवर्तनों की आवृत्ति, परिमाण और अवधि सभी महत्वपूर्ण कारक हैं।

तापमान शॉक परीक्षण क्यों महत्वपूर्ण है?

जैसा कि उल्लिखित हैGJB 150.5A-2009 (सैन्य उपकरण प्रयोगशाला पर्यावरण परीक्षण विधियाँ, भाग 5: तापमान आघात परीक्षण), इस परीक्षण को कई संदर्भों में लागू किया जाता हैः

• सामान्य वातावरण सिमुलेशनःऐसे क्षेत्रों में उपयोग के लिए नियत उपकरणों का आकलन करना जहां हवा के तापमान में तेजी से परिवर्तन होने की संभावना है। यह बाहरी सतहों, बाहरी रूप से लगाए गए घटकों,और गर्म और ठंडे वातावरण के बीच संक्रमण के दौरान सतह के पास आंतरिक भागों, उच्च ऊंचाई पर तेजी से चढ़ाई, या यहां तक कि हवाई जहाज से हवा में गिरावट।
• सुरक्षा और पर्यावरणीय तनाव स्क्रीनिंग (ईएसएस):अत्यधिक स्तरों (डिजाइन सीमाओं के भीतर) से नीचे तापमान परिवर्तन दरों के संपर्क में आने वाले उपकरणों में संभावित सुरक्षा मुद्दों और गुप्त दोषों की पहचान करना।यह संभावित कमजोरियों को प्रकट करने के लिए अधिक चरम तापमान के साथ एक स्क्रीनिंग परीक्षण के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है.

तापमान के झटके के प्रभाव:

तापमान में तेजी से परिवर्तन उपकरण पर महत्वपूर्ण और विविध प्रभाव डाल सकते हैं, विशेष रूप से बाहरी सतहों के पास भागों पर। सतह से जितना दूर होगा (सामग्री के गुणों के आधार पर),तापमान परिवर्तन जितना धीमा होगा और प्रभाव उतना ही कम होगा।. सुरक्षात्मक पैकेजिंग भी इन प्रभावों को कम कर सकती है। तापमान झटका अस्थायी या स्थायी परिचालन अक्षमताओं का कारण बन सकता है। संभावित मुद्दों के उदाहरणों में शामिल हैंः

A) शारीरिक प्रभाव:

1. कांच के कंटेनरों और ऑप्टिकल उपकरणों का टूटना।
2. चलती भागों को पकड़ना या ढीला करना।
3. विस्फोटकों में ठोस प्रणोदक का क्रैकिंग।
4. असमान सामग्रियों का विभेदक विस्तार या संकुचन दर, जिससे प्रेरित तनाव होता है।
5. घटकों का विकृति या टूटना।
6. सतह कोटिंग्स का दरार होना।
7. सील घेरों का रिसाव।
8. इन्सुलेशन की विफलता।

ख) रासायनिक प्रभाव:

1. घटकों का पृथक्करण।
2. सुरक्षात्मक रासायनिक एजेंटों की विफलता।

C) विद्युत प्रभाव:

1. विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक घटकों में परिवर्तन।
2. तेजी से संक्षेपण या ठंढ के कारण इलेक्ट्रॉनिक या यांत्रिक विफलताएं।
3. इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज।

तापमान शॉक परीक्षण का उद्देश्यः

• इंजीनियरिंग विकास:उत्पाद के जीवनचक्र के आरंभ में डिजाइन और निर्माण दोषों की पहचान करना।
• उत्पाद योग्यता और स्वीकृतिःकिसी उत्पाद की तापमान शॉक वातावरण का सामना करने की क्षमता को सत्यापित करने के लिए, डिजाइन को अंतिम रूप देने और बड़े पैमाने पर उत्पादन को मंजूरी देने के लिए डेटा प्रदान करना।
• पर्यावरणीय तनाव स्क्रीनिंग (ईएसएस):उत्पादों में प्रारंभिक जीवन की विफलताओं को समाप्त करना।

तापमान परिवर्तन परीक्षण के प्रकारः

आईईसी और राष्ट्रीय मानकों के अनुसार तीन मुख्य प्रकार के तापमान परिवर्तन परीक्षण हैंः

1. परीक्षण Na:निर्दिष्ट संक्रमण समय के साथ तीव्र तापमान परिवर्तन; माध्यम के रूप में हवा।
2. परीक्षण Nb:परिवर्तन की एक निर्दिष्ट दर के साथ तापमान परिवर्तन; माध्यम के रूप में हवा।
3. परीक्षण Nc:दो तरल स्नानों का उपयोग करके तीव्र तापमान परिवर्तन; द्रव के रूप में माध्यम।

परीक्षण Na और Nb में हवा हीट ट्रांसफर माध्यम के रूप में उपयोग की जाती है और आमतौर पर परीक्षण Nc की तुलना में अधिक संक्रमण समय होता है।जो बहुत तेज़ तापमान संक्रमण के लिए तरल पदार्थों (पानी या अन्य तरल पदार्थों) का उपयोग करता है.

प्रासंगिक मानक:

अन्य प्रासंगिक मानकों में MIL-STD-883 (विधि 1010), JESD22-A104D, JESD22-A106B, JIS C 60068-2-14 शामिल हैंः2011, JASO D 001, EIAJ ED-2531A, GB897.4-2008/IEC60086-4:2007, GJB548B-2005 (विधि 1011.1), GJB128A-97 (विधि 1056), और विभिन्न आंतरिक कंपनी मानक (जैसे, ऑटोमोटिव) ।

मुख्य परीक्षण पैरामीटरः

• प्रयोगशाला परिवेश का तापमान
• उच्च तापमान
• कम तापमान
• प्रत्येक चरम तापमान पर जोखिम की अवधि
• संक्रमण का समय या तापमान परिवर्तन की दर
• परीक्षण चक्रों की संख्या

स्थिरता समयः

GJB 150.5A-2009 4.3.7 (तापमान स्थिरता):संक्रमण शुरू होने से पहले परीक्षण वस्तु का तापमान उसके बाहरी भागों में समान होना चाहिए।

GB/T 2423.22-2012 7.2.1:परीक्षण नमूना लगाने के बाद, हवा का तापमान एक्सपोज़र अवधि के 10% के भीतर निर्दिष्ट सहिष्णुता सीमा तक पहुंचना चाहिए।

सापेक्ष आर्द्रता:

GB/T 2423.22-2012:सापेक्ष आर्द्रता नियंत्रण का स्पष्ट रूप से उल्लेख नहीं करता है।

GJB 150.5A-2009 4.3.8 (सापेक्ष आर्द्रता):अधिकांश परीक्षण प्रक्रियाएं सापेक्ष आर्द्रता को नियंत्रित नहीं करती हैं। हालांकि, यह छिद्रित सामग्री (जैसे, रेशेदार सामग्री) को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकती है जहां अवशोषित आर्द्रता ठंड पर स्थानांतरित और विस्तार कर सकती है।जब तक विशेष रूप से आवश्यक न हो, इन मानकों के अनुसार तापमान शॉक परीक्षण के लिए आर्द्रता नियंत्रण आम तौर पर आवश्यक नहीं माना जाता है।

संक्रमण का समय:

जीबी/टी 2423.22-2012 4.5 (परिवर्तन समय का चयन):दो कक्षों के तरीकों के लिए, यदि नमूना आकार के कारण संक्रमण 3 मिनट के भीतर पूरा नहीं किया जा सकता है,संक्रमण समय (t2) को बढ़ाया जा सकता है जब तक कि यह परीक्षण परिणामों को ध्यान देने योग्य रूप से प्रभावित न करे।, सूत्र का उपयोग करते हुएः t2 ≤ 0.05 * t3 (जहां t3 परीक्षण नमूना का तापमान स्थिरता समय है) ।

GJB 150.5A-2009 4.3.9 (परिवर्तन समय):संक्रमण काल में उत्पाद के जीवन चक्र के दौरान अनुभव किए गए वास्तविक तापमान सदमे की अवधि को प्रतिबिंबित करना चाहिए। यह यथासंभव छोटा होना चाहिए,और 1 मिनट से अधिक का कोई भी संक्रमण समय उचित होना चाहिए.

हवा का वेग:

GB/T 2423.22-2012:वर्तमान संस्करण में हवा की गति का स्पष्ट रूप से उल्लेख नहीं है (पुराने संस्करणों में ≤ 2 m/s निर्दिष्ट किया जा सकता है) ।

GJB 150.5A-2009 6.2.2 (हवा की गति):परीक्षण कक्ष में परीक्षण वस्तु के चारों ओर हवा की गति 1.7 m/s से अधिक नहीं होनी चाहिए।जब तक कि उपकरण के मंच के वातावरण द्वारा एक अलग गति उचित नहीं है और परीक्षण स्थितियों में निर्दिष्ट है.

परीक्षण आइटम की माउंटिंग और सेटअपः

परीक्षण आइटम को परीक्षण उपकरणों के लिए आवश्यक कनेक्शन के साथ यथासंभव वास्तविक उपयोग की स्थितियों का अनुकरण करने के लिए स्थापित किया जाना चाहिए। मुख्य विचार में शामिल हैंः

1. सुरक्षात्मक उपकरण की प्रभावशीलता का मूल्यांकन करने के लिए प्लग, कवर और परीक्षण बिंदुओं की पहुंच सुनिश्चित करना।
2. परीक्षण यथार्थवाद के लिए परीक्षण के दौरान उपयोग नहीं किए जाने वाले सामान्य विद्युत और यांत्रिक कनेक्शनों को सिमुलेटेड कनेक्टरों से बदलना।
3. अलग-अलग कार्यात्मक इकाइयों का परीक्षण करना यदि वस्तु में कई स्वतंत्र इकाइयां शामिल हैं। जब कई इकाइयों का एक साथ परीक्षण किया जाता है,उचित वायु परिसंचरण सुनिश्चित करने के लिए इकाइयों और कक्ष की दीवारों के बीच कम से कम 15 सेमी की दूरी बनाए रखें.
4. परीक्षण वस्तु को अप्रासंगिक पर्यावरणीय प्रदूषकों से बचाना।

GB/T 2423.22-2012 7.2.2 (परीक्षण के नमूनों की स्थापना या समर्थन):जब तक अन्यथा निर्दिष्ट नहीं किया जाता, परीक्षण नमूना को प्रभावी ढंग से अछूता सुनिश्चित करने के लिए माउंटिंग या समर्थन संरचनाओं में कम थर्मल चालकता होनी चाहिए।उन्हें ऐसे रखा जाना चाहिए जिससे उनके और कक्ष की सतहों के बीच हवा का मुक्त परिसंचरण हो सके।.

परीक्षण चक्रों की संख्या निर्धारित करना:

तापमान चक्र परीक्षण आइटम में यांत्रिक तनाव का कारण बनता है, चक्रों की संख्या के साथ आंतरिक तनाव बढ़ता है। विश्वसनीयता इंजीनियरिंग में एक आम अनुभवजन्य संबंध हैः

$एन(\Delta टी{)}^k=सीonstएकt$

जहांः

• N = तापमान चक्रों की संख्या
• ΔT = तापमान परिवर्तन (उच्च और निम्न तापमान के बीच अंतर)
• k = एक्सपोनेंट (विफलता तंत्र पर निर्भर)

इसे कभी-कभी कोफिन-मैनसन सूत्र के रूप में जाना जाता है और वांछित सेवा जीवन (एनएफ 1) का अनुकरण करने के लिए आवश्यक परीक्षण चक्रों (एनएफ 2) की संख्या का अनुमान लगाने के लिए इसे फिर से लिखा जा सकता हैः

$एनf^2=एनf^1{\left(\genfrac{}{}{0ex}{}{\Delta {टी}^1}{\Delta {टी}^{2/}}\right)}^k$

जहांः

• Nf1 = विफलता तक चक्रों की संख्या (वास्तविक सेवा जीवन)
• Nf2 = विफलता तक चक्रों की संख्या (परीक्षण)
• ΔT1 = तापमान परिवर्तन (वास्तविक परिचालन वातावरण)
• ΔT2 = तापमान परिवर्तन (परीक्षण स्थितियाँ)
• k = 2 धातुओं के लिए चक्रात्मक भार के तहत प्लास्टिक विरूपण का अनुभव, 4 मुख्य रूप से प्लास्टिक भागों के लिए।

उदाहरण गणनाः

तेल पंप ब्रैकेट संयोजन के लिए 10 वर्ष की वांछित सेवा जीवन (2 कोल्ड स्टार्ट प्रति दिन):

• Nf1 = 10 वर्ष * 365 दिन/वर्ष * 2 चक्र/दिन = 7300 चक्र
• ΔT1 = 50°C - 0°C = 50°C (वास्तविक संचालन तापमान सीमा)
• ΔT2 = 80°C - (-40°C) = 120°C (परीक्षण तापमान सीमा)
• k = 4 (मुख्य रूप से प्लास्टिक के घटकों को मानकर)

$एनf^2=7300(50/$120​)4≈220चक्र

इसलिए, दी गई परीक्षण स्थितियों में लगभग 220 तापमान सदमे चक्र वास्तविक सेवा जीवन के 10 वर्षों का अनुकरण कर सकते हैं।

इन सिद्धांतों और मापदंडों को समझना तापमान सदमे के परीक्षणों को प्रभावी ढंग से डिजाइन और व्याख्या करने के लिए महत्वपूर्ण है।हम तापमान सदमे कक्षों और विशेषज्ञ मार्गदर्शन की एक श्रृंखला प्रदान आप चरम थर्मल परिस्थितियों में अपने उत्पादों की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने में मदद करने के लिएअपनी विशिष्ट परीक्षण आवश्यकताओं पर चर्चा करने के लिए आज ही हमसे संपर्क करें।