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国军标GJB150.2A-2009低气压环境对设备的影响及机理

作者: salmon范 编辑: 瑞凯仪器 来源: www.riukai.com 发布日期: 2019.07.04
    目前,国内外对低气压环境对产品的影响及失效机理都做了大量的研究,国内外也都制定了低气压试验的相关标准,如国军标GJB150.2A-2009的4.1.2.2条、4.1.3.2条就给出了低气压环境可能导致装备(产品)产生下列物理、化学效应及电效应:
    密封垫密封的壳体漏气、漏液体;
    密封容器变形、破损或破裂;
    低密度材料的物理和化学性能发生变化;
    装备因热传导降低而发生过热;
    润滑剂蒸发;
    发动机的启动和工作不稳定;
    真空密封失效;
    电弧或电晕放电造成装备失灵或工作不稳定;
国军标GJB150.2A-2009低气压环境对设备的影响及机理
    根据国内外的一些研究成果,结合出现的典型失效模式,利用高空低气压试验箱测试简要阐述一下低气压环境可能对装备及元器件产生的影响
    密封性能的影响
    大多数气密装备或元器件均是采用一个标准大气压的惰性气体进行封装,当外部环境的气压降低,使得密封元器件的内外压力不同,产生一定的压力差后,造成密封区域被破坏或密封结构变形,导致环境中的有害气氛进入到装备或元器件内部,从而发生失效现象。另外,飞机的一般飞行高度通常在几千米或是上万米,最高可达30000m,由此可知航空装备将比一般装备承受更多的低气压作用,密封可靠性要求也就更高。
    散热性能的影响
    电动机、处理器及变压器等产品在工作时,会产生大量的热能,从而导致温度的升高。这类产品的散热方式主要是以空气对流散热为主,而随着海拔高度的增加,空气密度会降低,空气的质量流量也会随之下降,致使热传导也将减少,导致产品过热失效。所以产品的温升会随着大气压力的降低(海拔高度的增加)而升高,并呈线性关系,其斜率取决于产品结构,散热方式和环境温度等因素。虽然海拔高度增加,对流散热减少,但辐射散热会增加,也就是说在极高的海拔高度中,辐射散热是主要的散热方式。
    挥发性物质的影响
    大气压力的降低,伴随着液体的沸点也会降低,尤其在标准大气压下具有较高饱和蒸气压(饱和蒸气压:在密闭空间中,在一定温度下,与固体或液体处于相平衡的蒸气所有的压强称为饱和蒸气压)的液体如润滑剂,因低气压环境下的空气密度下降,液相分子的气化速度大于液相分子的冷凝速度,汽液两相处于非平衡状态,所以在低气压环境下液体的挥发速度会大大增加,从而造成一些活动零件的磨损加速老化。另外,一些低密度材料的物理和化学性能也会发生变化。
    电气性能的影响
    采用气体作为绝缘介质(气体绝缘材料是能使有电位差的电极间保持绝缘的气体,常用的气体绝缘材料有空气、氮气、氢气、二氧化碳和六氟化硫。)的产品,在高海拔地区使用或用于飞行装备时,低气压环境会降低气体介质的绝缘能力(气体在不均匀电场中的介电强度远低于其在均匀电场中的介电强度),尤其在曲率半径较小的尖端电极附近,局部电场强度超过气体的电离场强,使气体发生电离和激励,产生电晕放电造成装备失灵或工作不稳定,伴有“嘶嘶”声。当电压继续增加时,甚至发会发生电弧放电现象。比如射频同轴连接器在规定的海拔高度和电压下,应无连续的电晕放电现象(电晕放电可以是连续放电,也可以是非连续的脉冲放电)。
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