砂塵試驗軍用標準的方法探討

張寧寧，孫立明，劉兆旭

（天津航天瑞萊科技有限公司，天津 300462）

砂塵試驗軍用標準的方法探討

張寧寧，孫立明，劉兆旭

（天津航天瑞萊科技有限公司，天津 300462）

對GJB 150.12-1986《軍用設備環境試驗方法 砂塵試驗》、GJB 150.12A-2009《軍用裝備實驗室環境試驗方法 第12部分：砂塵試驗》和RTCA/DO-160E《機載設備的環境條件和測試過程》進行了詳盡的對比，分析了不同砂塵試驗的操作技術，提出了必須嚴格控制砂塵試驗條件和過程的建議，并表達了砂塵試驗不同標準或不同的試驗程序結果不能進行比較的觀點。

砂塵試驗；標準對比；過程控制

引言

砂塵試驗是一種利用砂塵試驗設備所創造的人工模擬砂塵環境條件來考核產品對飛散砂塵環境的使用能力的環境試驗，在軍用、光學、電氣、機械、電工、電子等產品中應用廣泛，因此，正確理解試驗標準和實施試驗過程至關重要。

在GJB 150.12-1986《軍用設備環境試驗方法 砂塵試驗》、GJB 150.12A-2009《軍用裝備實驗室環境試驗方法 第12部分：砂塵試驗》和RTCA/DO-160E《機載設備的環境條件和測試過程》三個軍用標準中有不同的砂塵試驗方法，它們的試驗原理和基本操作是相同的，但在砂塵成分、砂塵尺寸、試驗溫度、試驗時間、最后檢測等方面有不同的規定。本文針對這三個軍用標準作了對比分析，對砂塵試驗的操作提供正確簡便的依據。

表1 不同標準規定塵成分及尺寸要求及配比

1 標準總體分析和對比

1．1 砂塵成分及尺寸

砂塵是砂塵試驗的關鍵要素，對試驗件的破壞起決定作用。不同標準中對砂塵試驗（吹塵、吹砂、降塵程序）中規定不盡相同，特別是砂塵成分和尺寸的規定更是如此。因此，試驗過程中一定明確砂塵成分及尺寸要求，根據實際要求進行試前的配比。

GJB150.12-1986、GJB150.12A-2009和 RTCA/DO-160E規定砂塵成分及尺寸要求見表1和表2。

1．2 試驗件的擺放和檢測

不同標準對試驗件的種類、擺放方式、檢測等也有不同的規定，詳見表3。

表2 不同標準規定砂成分及尺寸要求及配比

表3 不同標準規定試驗件擺放及檢測

試驗前，應取得試驗件外觀及性能的基線數據，確實試驗件狀態；試驗后，比對試驗前的試驗件外觀及性能。其結果用以評定砂塵試驗對試驗件機械部件或組件的形象及電性能故障等電氣性能的影響。

1．3 試驗條件控制

要保證試驗結果的正確性，必須確認好試驗條件和控制好試驗過程，包括試驗箱運行檢查、試驗溫度、濕度、風速、塵（砂）濃度等。標準給出了一般情況下砂塵試驗條件的推薦值，如無其它規定，可按給定程序進行試驗。GJB150.12-1986、RTCA/DO-160E中給出的條件較為明確，但GJB150A作為一個剪裁標準，在試驗程序中有些試驗條件不是一成不變的，在情況允許的條件下允許使用者根據產品使用環境和本身的特點調整試驗條件。

不同標準對砂塵試驗的條件控制要求見表4。

備注：①若正常使用中不會遇到18～29 m/s風速的設備，其吹砂試驗的風速應為0.5～2.4 m/s。

砂塵試驗的順序：若要用同一個試件既進行吹塵、降塵程序又進行吹砂程序的試驗，通常首先進行損害較小的程序更為恰當，即先進行降塵、再進行吹塵，最后是吹砂試驗。

1.3.1 溫度

GJB 150.12-1986、RTCA/DO-160E均規定了砂塵試驗溫度確定值，可在委托方沒有明確提出的情況下直接采用。GJB 150A作為一個剪裁標準，并沒有明確提出。由于在受熱時各種材料的膨脹程度不同，所以砂塵對可能存在的縫隙滲透程度也不一樣。根據我國熱干氣候情況，試驗程序中的最高工作溫度為60 ℃，如果產品要在世界范圍內使用則推薦使用71 ℃的貯存溫度。

表4 不同標準規定試驗條件

在實際試驗過程中，應優先采用產品技術條件中規定和現場實測數據，如沒有現場實測數據，應采用產品使用中的最高工作溫度或最高貯存溫度。

1.3.2 風速

吹塵試驗所用風速規定為1.5 m/s和8.9 m/s，其中1.5 m/s是可以吹動塵粒的最小風速，8.9 m/s是比較典型的沙漠風速。如果已知待試產品在使用或貯存現場的風速或其他技術條件要求的風速，在試驗箱風速能力范圍之內，可以使用已知值。

吹砂試驗要求采用18-29 m/s的風速，一般常用18 m/s的風速，達到29 m/s的風速不常用。

1.3.3 砂塵濃度

RTCA/DO-160E中吹塵濃度給定為3.5～8.8 g/m3，吹砂濃度并沒有給出確定值。

GJB 150.12-1986、GJB 150.12A-2009中吹砂試驗和吹塵試驗所規定的砂塵濃度值，都是實測得到的，具有實際使用意義。因此砂塵試驗中，砂塵濃度一般采用標準中的規定值，具體砂塵濃度規定值見表5。

1.3.4 試驗時間

GJB 150.12-1986、GJB 150.12A-2009中吹塵試驗時間較為相似，不同的是高溫不吹塵條件下的保持時間，而RTCA/DO-160E并沒有此段保持時間，吹塵時間也相對GJB 150.12-1986、GJB 150.12A-2009較短。

GJB 150.12-1986、GJB 150.12A-2009中吹砂試驗時間基本相同，RTCA/DO-160E中相對較短。

1.3.5 濕度影響

砂塵試驗的試驗方法不是用來考核潮濕作用可能對試驗件發生的化學效應的影響，而是用來考核干熱條件下砂塵對產品的影響；同時由于若相對濕度較高，可能會引起塵粒結塊，因此三個軍用標準對于相對濕度規定一致，均為≯30 %RH。

2 砂塵試驗機理分析及目的意義

砂塵對裝備的危害主要取決于砂塵作用于裝備的方式。風引起的砂擦傷金屬表面并滲入縫隙，使設備活動部件受腐蝕或卡死；使電線桿剝蝕，汽車擋風玻璃點狀腐蝕，電絕緣及裝備外露部件出現污斑。在潮濕情況下，砂塵會引起酸性或堿性反應，產生化學腐蝕，含沙空氣中直升機飛行20 h后前緣的旋翼即嚴重磨損，汽輪機在含沙地區工作15 h后就損壞等都是砂塵影響的例子。砂塵引起的失效模式和機理見表6。

砂塵試驗的每個試驗程序（吹塵、吹砂、降塵）的目的也不相同：

吹塵試驗和降塵試驗的目的在于評價裝備對可能阻塞開口，滲入裂縫、軸承和接頭的灰塵的抵御能力；也可用來評價過濾裝置的工作效能。

吹砂試驗的目的在于評價裝備能否在吹砂條件下貯存和工作。

因此，砂塵試驗的不同標準或不同試驗程序的結果不能進行比較。

3 結束語

本文針對砂塵試驗的三個軍用標準試驗條件進行了較詳盡的分析和對比，同時分析了砂塵試驗機理和試驗目的，提出了砂塵試驗的不同標準或不同試驗程序的結果不能進行比較的觀點。

表5 GJB 150.12-1986、GJB 150.12A-2009砂塵試驗中規定的砂塵濃度

表6 砂塵引起的失效模式及機理

[1] GJB150.12-1986,軍用設備環境試驗方法.砂塵試驗[S].

[2] GJB150.12A-2009,軍用設備環境試驗方法.第12部分：砂塵試驗[S].

[3] RTCA/DO-160E,機載設備的環境條件和測試過程[S].

[4]馬志宏,李金國,張景飛.軍用裝備砂塵環境試驗技術[J], 2007,4(6).

Discussion on Sand and Dust Test Method

ZHANGNing-ning，SUN Li-ming，LIU Zhao-xu
(Tianjin aerospace Reliability Technology Co ,Ltd, Tianjin 300462)

This paper carried on detailed analysis and comparison between GJB150.12-1986 Environmental Test methods for military equipments Sand and dust test, GJB150.12A-2009 Laboratory environment test methods for military materiel —Part12: Sand and dust test and RTCA/DO-160E Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne EquipmentSection 12Sand and Dust, analyzing the operation technique of different sand and dust test. It was suggested that test process should be controlled strictly. It was put forward that the results of Sand and dust test under different standards or different procedures should not be compared.

sand and dust test；standard contrast；process control

TB24

A

1004-7204(2017)04-0147-04

張寧寧（1988-），女，本科，助理工程師，研究方向：氣候環境與可靠性。