GJB150.4A-2009軍用裝備實驗室環境試驗方法 第4部分低溫試驗

1 範圍
本（běn）部分規定了軍用裝備實驗室低溫試驗的目的與應用、剪裁（cái）指南、信息耍求、試驗要求、試驗過程和結果分析的內容。
本部（bù）分適用（yòng）於對（duì）軍用裝備進行（háng）低溫試驗。
2 引用文件（jiàn）
下列文件（jiàn）中的有關條款通（tōng）過引用而成（chéng）為本部分的條款。凡注日期或版次的引用文件，其後（hòu）的任何修改單（不包括勘誤（wù）的（de）內容（róng））或修訂版本都不適用於本部分，但提倡使用本部分的各方探討使用其最新版本 的可能性。 凡不注（zhù）日期或版次（cì）的引用文件， 其品新版本適用於本部分。
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GJB 150.24A-2009 軍用（yòng）裝備實驗室環境試驗方法（fǎ） 第24部分：溫度-濕度-振動-高度
GJB 1172.2-1991 軍用設備（bèi）氣候極值 地麵氣溫（wēn）
GJB 4239 裝備環境工程通用要求
3 目的和應用
3. 1 目的
本試驗的目的在於評價在貯存、工作和拆裝操作（zuò）期間，低溫條件對裝備的安全性、完整性和性能的影響。
3.2應（yīng）用
本試驗適用於評價在低溫環境（jìng）中使用（yòng）的裝備。
3.3 限製
本試驗不適用於在非增壓的飛機上（shàng）安裝並工作的裝備，這類裝備（bèi）通常（cháng）按GJB 150.24A-2009的規定進行試驗。
4 剪裁指南
4. 1 選擇試驗（yàn）方法
4. 1. 1 概述
分析有關技術文件的要求， 應用裝備（產品）訂（dìng）購過程中實施GJB 4239得出的結果， 確（què）定裝備壽命期（qī）內低溫環境出現的階（jiē）段，根據下列（liè）環境效應確定是否需要（yào）進行本試（shì）驗。當確定需要進行本試驗，且本試驗與其他環境（jìng）試（shì）驗使用同一試件時， 還需確定本試驗與其他試驗的先後順序。
4. 1. 2 環境效應
低溫幾乎（hū）對所有的基體材（cái）料都有不（bú）利的影響。對於暴露於（yú）低溫環境的裝備（bèi），由於低溫會改變其組成材料的物理（lǐ）特性，因此可能會對其工作性能造成暫時或永久性的損害。所以，隻要裝備暴露於低於標準大氣條件的（de）溫度下，就要考慮做低溫試驗。考慮以下典型低（dī）溫環境效應，有助於確定本試驗是否適（shì）用於受試裝備：
a)             材料的硬化和脆化；
b) 在對溫度瞬變的響（xiǎng）應中，不（bú）同材料產生不同程度（dù）的（de）收（shōu）縮，以及不同零部件的膨脹率不同，引起零（líng）部件（jiàn）相互咬死；
c) 由於粘度增加， 潤滑油的（de）潤（rùn）滑作用和流（liú）動性降低；
d) 電子器件（電阻器、 電容器等）性能改變；
e) 變壓器和機電（diàn）部件的性能改變；
f)             減振架剛性增加；
g) 固體爆炸藥丸或藥柱（如硝酸較）產生裂紋；
h) 破裂與龜裂、 脆裂、 衝（chōng）擊強度改變和（hé）強度降低；
i) 受約束的玻璃產（chǎn）生靜疲勞；
j) 水的冷凝和結冰；
k) 穿（chuān）防護服的操作人員靈活性、 聽力和視力降低；
l) 燃燒（shāo）率變化。
4. 1. 3 選擇試驗順序
 4. 1. 3. 1 一般要求
見 GJB 150.IA-2009 中的 3.6。
4.1. 3. 2 特（tè）殊要求
確定試驗順序（xù）至（zhì）少應（yīng）遵循下列兩條原則：
a) 節省壽命。首先對試（shì）件施（shī）加使試件損傷最小的環境應力，以使試件能作更多的試驗項目（mù）。為此，本試驗應在試驗順序的早期進行。
b) 施加的環境應能（néng）最大限度地顯（xiǎn）示疊加（jiā）效應。為此，本試（shì）驗應在振動和衝擊等力學環境試驗之後 進（jìn）行。
雖然沒有（yǒu）明確規定， 但本試驗可以與振動和衝擊試驗結合進行， 以評價力學事件（即運（yùn）輸、 裝（zhuāng）卸、 衝（chōng）擊）對低溫下的材料的影響。同時，本試驗也會顯著改變產（chǎn）品在 GJB 150.2A-2009 低氣壓試驗時的密封性能。
4.2 選（xuǎn）擇試驗程序
4. 2. 1 概述
本試驗包括三個試驗程序：程序I---貯存、程（chéng）序II---工作和程序IIl---拆（chāi）裝（zhuāng）操作。根據對試驗數據的需求，確定適用的試驗程序、試驗程序組合或（huò）實施各程序的（de）順序。在大多（duō）數情況下，所有三個程 序都要使用（yòng）。
4.2.2 選擇（zé）試驗程序考慮（lǜ）的因素
選擇試（shì）驗程（chéng）序時應考慮：
a) 裝備的用途。根據（jù）有關文件的要求，確定裝（zhuāng）備在低溫環境和其他任何限製性的（de）條件（如貯存） 下應實現的功（gōng）能。
b) 自（zì）然（rán）暴（bào）露（lù）環境。
c) 與裝備的實際使（shǐ）用情況（kuàng）相符的下列試驗數據：
         1) 部署地區預期的溫度；
         2) 在部署地區預期的持續時間；
         3) 裝各的技術狀（zhuàng）態；
d) 程序的順序。確定（dìng）三個低溫試驗順序時應考慮；
         l) 程序II可在（zài）程序I􀂿書屯I之後進行。若裝備在使用之（zhī）前要在（zài）低溫下貯存， 程序（xù）I要在程 序Il之（zhī）前進行；若要求做拆裝操作試驗，則程序田可在工作試驗前進行；若（ruò）裝備不打笲在（zài） 低溫（wēn）下進行貯存或在使（shǐ）用前進行拆裝操作， 則直（zhí）接進行程序（xù）II。
        2) 若需（xū）要的話， 拆裝操作試驗可在貯存試驗／工作試驗之（zhī）後進行。
4.2.3 各程序的差別
      雖然所有（yǒu）的程序都涉及低溫， 但它們在性能測試（shì）的時間選擇和性質方麵有根本的（de）不同。
a) 程序I用於檢查貯存期間的低（dī）溫對裝備在（zài）貯存期間和貯存後的安全性（xìng），以（yǐ）及（jí）貯存後對裝備的性能（néng）的影響。
b) 程序II用（yòng）於（yú）檢查裝備在低溫環境下的工作情況。本部分的“工作”是指裝備在人員接觸最少的 情況下的啟動和運行。
c) 程序III用於檢測操作人員穿看厚重的防寒服組裝和拆卸裝（zhuāng）備（bèi）時是否容易。
4.3 確定試驗條件
4.3. 1 概述
選定本試（shì）驗（yàn）和相應（yīng）程序後，還應根據有關文（wén）件的規（guī）定和為該程序提供的信息，選定該程序所用的（de）試 驗條件和試驗技（jì）術。 確定試驗條件時應考慮 4.3.2-4.3.4 的（de）內容。
4.3.2 氣候條件
最好根據有關文（wén）件選擇具體的（de）試驗溫度。若沒有（yǒu）這方麵的信息，則應根據（jù）裝備要使用的（de）區域以（yǐ）及其他因素來確定試（shì）驗溫度。雖然低溫環境通常是周期性變化的，但許多情況（kuàng）下使用恒定低（dī）溫進行試驗是可以接受的。隻有那些在設（shè）計評估時認為（wéi）暴露於低溫變（biàn）化環境很重（chóng）要的情況下，才適合選用低溫循環試驗（yàn）。 低溫循環試（shì）驗的低溫條件應根據有關文件確定。以下分別為在特定（dìng）地區（氣候類型）使（shǐ）用、世界範（fàn）圍內貯存和（hé）使用的裝備以及在世界（jiè）範圍內長期貯存（兩年或兩（liǎng）年以上）的裝備選擇試驗（yàn）溫度（dù）提供了指南：
a) 特定地區使用的裝備。當裝備僅用於特定地區時，表1可用來確（què）定試驗（yàn）溫度。表1中所示的空 氣溫度極值， 是以該氣候地區（極冷地區除外， 極冷地區是根據20％的（de）出現概率來確定的）所包括的地理位置內錄冷的地點（diǎn）、在最冷的月份內出現該溫度值的小時數為 1％的頻度為基礎的。 表l中所（suǒ）示數值代表溫度日循環的範圍。 在本試驗中， 通常僅考慮每一範圍的最低值。
b) 世（shì）界範圍內（nèi）貯存和使用的裝備。當裝備將（jiāng）在世界範圍內貯存或（huò）工作時， 溫（wēn）度的選擇不但要考慮 極（jí）端（duān）低溫， 還要考慮該極端低溫出現的頻度。 若不考慮出（chū）現的頻度， 可能會造成過試驗條件（jiàn）。這（zhè）裏頻度是（shì）在世界範圍內最極端的地區、最極端的月份的總的小時數的（de）百分比，也稱為時間風險率（lǜ）。在這種比例相應的小時數內，出現的最低溫度將等於或低於給定的試（shì）驗低溫溫度。大多數情況下采用20％的頻度；為滿足（zú）特定應用和試驗要求（qiú）， 也可選擇其他值（zhí）（見表2)。
c) 世界範圍內（nèi）長期貯存和（hé）使用的裝備（bèi）。若裝備在沒有（yǒu）遮蓋或保護的情況下長期（以年計）貯存於溫 度極低的地區（例（lì）如西伯利亞東北部或格陵蘭島中心的 “冷極” )， 則（zé）裝備經受很（hěn）低（dī）的（de）溫度（接近－65.C)的機（jī）會（huì）會增大。 在如此極端低（dī）溫下的長期暴媒可能影響諸如彈藥、 生命保降裝備等 的安全性（xìng）。 因此， 應選這一溫度作為試驗溫度。


4.3.3 暴露持續時間
低溫暴露持續時間影響裝備安（ān）全性、完整性和性能，可根據裝備（bèi）自（zì）身（shēn）材料（liào）、結構特性和使用情況進行選擇：
a) 非危險性或與安全性無關（非生命保（bǎo）院型）的裝備。 該類裝備（處於非工作狀態）中的大多數（可 能有機塑料（liào）除外）， 在低溫下達到溫度穩定後， 將不會出現性能退化現象。 若沒有其他合適的 時間（jiān）， 試件溫度穩定後，貯（zhù）存時間可取4h。
b) 含爆炸物、彈藥、有機（jī）塑料等產品的裝備。這些裝備中的這類產（chǎn）品在溫度穩定後（hòu）性（xìng）能可能還會 繼續惡化， 因此需要對它們進行長時（shí）間的低溫試驗。在試件溫度穩定後，最少要進行72h的貯 存試驗，因（yīn）為這是此類產品典（diǎn）型的低溫暴露（lù）持續時間（jiān）。
c) 含（hán）限位玻璃等產品（pǐn）的裝備。需（xū）要安（ān）裝（zhuāng）或限定在特定（dìng）位世的玻璃、陶瓷和玻璃類產品安裝或（huò）限定 在其特定位覺的裝備（如光學係統、激光係統和電子係統），往往會由與這類產品出現靜疲勞而使裝（zhuāng）備損壞。因此（cǐ），或許需要更長的低溫試驗時間才能誘發出這一現象。若沒有其他參考數據， 推薦使用24h的（de）暴露時（shí）間。
4.3.4 試件的技術狀態
試件的技術狀態是決（jué）定其（qí）受溫度影響程度的（de）露要因素。因此試（shì）驗時應采用裝備在貯存或使用期間 預期的技術狀態。至少應考慮以下技術狀態：
a) 裝在運輸／貯存容器內（nèi）或運輸箱內；
b) 有保護或無保護狀態；
c) 正（zhèng）常使用狀態：
d) 為特殊用途改裝後的狀態。
5 信息要求（qiú）
5.1 試驗（yàn）前需要的信息
5.1. 1 一般信息
見GJB 150.IA-2009中的3.8。
5. 1. 2 特（tè）殊信息
試驗溫度、 需要的防護服種類和其他信息。
5. 1.3 溫度傳感器位置
用於測撒溫度響應和溫度穩定的（de）溫度傳感器的位置（說明在試件的哪個部件、 哪個組件（jiàn）／結構上（shàng））。 
5.2 試驗中需要的信息
一般信息見 GJB 150.IA-2009中的3.11, 特殊（shū）信息如下：
a) 試驗箱的溫（wēn）度一時間記錄；
b) 裝拆操（cāo）作（zuò）中使用的防護服。
5.3 試驗後需要（yào）的信息
一般信（xìn）息見GJB150.IA-2009中的3.14,特殊信息如下： 
a)             每（měi）一次性能檢測所需要的時間；
b) 試件和試驗箱的溫度－時間數據；
c) 組裝和拆卸試件時用的防護服和（hé）專用設備；
d) 進行拆裝操作時必要的操作人員的人體測（cè）量數據。
6 試驗（yàn）要求
6.1 試驗設備
6. 1. 1 所需要的設備包（bāo）括試驗箱（室）和能夠保（bǎo）持和監（jiān）控（見GJB I 50. lA-2009中的3.18)試件周圍空氣所需的低（dī）溫條件的輔助儀器。
6. 1. 2 除裝備的平台環（huán）境已證明使用其他速（sù）度是（shì）合理的，並且（qiě）要防止在試件中產生與實際不符的熱傳遞外，試件附近的風速（sù）不應超過l.7m/s。
6.2 試驗控製（zhì）
6. 2. 1溫度
除技術文件中另有規定外，若除試件工作以外的其他任何動作（zuò）（例如（rú）打開箱門（mén））會引起試件溫（wēn）度產生顯著的變化（大於2°C)，則在繼續試驗前應使試件溫度重新穩定（dìng）在（zài）規定值。 若15min時間內不能完成工 作性能檢測， 則在繼續檢測前應使試件溫度重新穩（wěn）定。
6. 2. 2溫度變化速率
除另有（yǒu）規定外，為（wéi）防止（zhǐ）溫度衝擊的效應，應控製溫度變化速率不（bú）超過3°C/min。
6. 2. 3  溫度測量（liàng）
在試件內或試件上（shàng）安裝溫度傳感器， 以測魚溫度穩定數據。 
6. 2.4 溫度記錄
若需要，應連續記錄試驗箱和試件的溫（wēn）度。
6.3 試驗（yàn）中斷
一般（bān）要求見GJB 150.IA-2009中的3.12, 特殊要（yào）求（qiú） 如（rú）下：
a) 欠試驗中斷。對於使試驗溫度向周（zhōu）圍環（huán）境溫度變化並超出允差（chà）範圍的試驗（yàn）中斷，應對試件（jiàn）進行全麵的物理檢查和工作性能檢測（若（ruò）可能的話）。若沒有發現問題，則使試件亞新穩定在試驗溫 度，並從中斷點開始繼續試驗。 由於（yú）未（wèi）遇到極端條件（jiàn），出（chū）現任何問題均應認為是（shì）試件本身的問 題。 中斷（duàn）期間溫度超出允差的（de）時間不記入總的試驗時間。
b) 過試驗中斷。對（duì）千使試件暴露於比產品（pǐn）規範要（yào）求的更為嚴酷的條件下的試驗中斷，在繼續試（shì）驗 之前應對試件進行全麵的物理檢查和工作性能檢測（cè）（若可能的話）。 當存在安全（quán）問題時（如彈藥）， 尤其需耍這樣做。 若發現有問題（tí）， 最好的辦（bàn）法（fǎ）是結束此次試驗， 用新的試件籃新做， 否 則在後續試（shì）驗期間試件失效時，由千出現過過試驗條件可（kě）認為試驗結果無效；若沒（méi）有發現問題， 則恢複（fù）中斷前的試驗條件（jiàn）繼續試驗（yàn）。 試驗中斷期間的時間記入總的試驗時間。
6.4 試件的安裝與調（diào）試
見GJB 150. lA -2009中的3.9。
7 試驗過（guò）程
7. 1 試驗（yàn）準備
7.1. 1 試驗前準備
試驗開（kāi）始前， 根據有關文件確定試驗程序、 試件技術狀（zhuàng）態、 循（xún）環數、 持續時間、 試件貯存／工作環境（jìng）參數址值等。
7. 1. 2 初始檢測
試驗前所有試件均需（xū）在標準大氣條件下進行檢測， 以取得基線數據。 檢測（cè）按以下步驟（zhòu）進行（大的試件可能需要改變步驟（zhòu）順序）：
a)             對試件進（jìn）行全麵的目（mù）視檢查， 特別注意如鑄件棱角一類的應力區（qū）。 記錄（lù）檢查結果。
b) 若要測定試件溫度， 根據要求在試件內或試件上安裝（zhuāng）溫度傳感器。
c) 按GJB150.lA-2009中（zhōng）3.9.1要求的技術狀態準備（bèi）試件，將試件（jiàn）裝入試驗箱，使之在標準大氣 條件下達到溫度穩定。
d) 按技術文件對試件進（jìn）行工作性能檢（jiǎn）測，並記（jì）錄檢測結果。若試件工作正常，則按技術（shù）文件的規 定（dìng）進行試驗。
7.2 試驗程序
7. 2. 1 程序I---貯存
程序I的步驟如下（xià）：
a) 使試（shì）件處於貯存技術狀態（tài）；
b) 將試驗箱內空氣溫度調節到技術文件中規定的低溫貯存溫度；
c) 試件溫度穩定後， 按技術文件中規定的持續時間保持此貯存溫度；
d) 對試件進行目視（shì）檢查， 並將檢（jiǎn）查結果與試驗前的數據進行比較（jiào）， 記錄檢查結果；
e) 若要求進行低（dī）溫工作試驗， 則（zé）接若進行7.2.2c)， 否則進行f);
f)             將試（shì）驗箱內（nèi）空氣（qì）溫度調節到標準大（dà）氣條件（jiàn）下的溫度；
g) 對試件進行全麵的目視檢查， 並記錄檢查結果；
h) 需要時， 對試件進行工（gōng）作性能檢測， 並記錄檢（jiǎn）查結果；
i) 將這些數據與試驗前（qián）的數據（jù）進行比較。
7.2.2 程序II－􀀴工作
程序II的步驟如下：
a) 試件裝入試驗箱後， 調節試驗箱內空氣溫度到（dào）技術文件中規定的低溫工作溫度，在試件達到溫 度穩定後保持此溫度至少2h;
b) 在試驗箱條件（jiàn）允許的（de）情況下， 對（duì）試件進行全麵的目視檢查， 記（jì）錄（lù）檢查結（jié）果；
c) 按技術文件對試件進行（háng）工作性能檢（jiǎn）測， 記錄檢測結（jié）果；
d) 若要求在低溫下進行拆裝操作試驗， 則接著進（jìn）行7.2.3 d)， 否則接蒂進（jìn）行e);
e) 將試驗（yàn）箱內的空氣溫度調節（jiē）到（dào）標準大氣條件下（xià）的溫度， 保待此溫度直到試件達到溫度穩定；
f)             對試件進行全麵的目視檢查， 記錄檢查結果；
g)             需要時，進行工作性能檢（jiǎn）測， 記錄檢測結果， 並與7.1.2 d)中得到的數據進行比較。
7. 2.3 程序III----拆裝操作
程序III的步驟如下：
a) 試件裝入試驗箱後，將試驗（yàn）箱內空氣溫度調節到技術文件規定的低（dī）溫工作溫（wēn）度，在試件溫度穩（wěn） 定後， 保待此溫度2h。
b) 保待低溫工作溫度的同時（shí）， 按d)中的選擇方案使試件（jiàn）處於其正常工作技（jì）術狀態。
c) 使溫度恢複到a)中的溫度。
d) 根據所使用的試（shì）驗箱種類的不同， 選擇適用的操作方法：
        1) 使用步入式試（shì）驗室時，操作入員就像他們在低溫作戰狀態下那樣穿（chuān）戴和裝備（bèi）好，並（bìng）象在戰 場上那樣拆卸試件， 再將試（shì）件用正常的運輸／貯存容器、 運輸箱， 或其他模（mó）式（shì）和技術狀態（tài）重新（xīn）包裝。
        2) 使用（yòng）小試驗（yàn）箱時， 按l)進行， 不同（tóng）的隻是拆卸（xiè）和包（bāo）裝作業時， 操作人員就象在自然環境 中要求的那樣帶上厚（hòu）手套，手（shǒu）從試驗箱檢測孔或打開的箱門伸入試驗（yàn）箱（xiāng）內。按拆裝操作試驗的（de）要求進行組（zǔ）裝或拆卸， 每（měi）次限時 lSmin, 兩次操作之間應恢複上麵 a) 中的溫度。
注：打（dǎ）開（kāi）試驗箱門除了會使試件逐漸升溫外， 還會使試件上結霜．
e) 若（ruò）要（yào）求試件在低溫下進行工作試驗，則籃複b)，然後接著進行7.2.2a)，否則進行0。
f) 對試件（jiàn）進行全麵的目（mù）視檢查（chá）， 記錄檢查結果， 以便與試驗前的數據進行比較（jiào）。
g) 將試驗箱內空（kōng）氣溫度調節到標（biāo）準大（dà）氣條件下的（de）溫度， 保待此溫度（dù）直到試件達到溫度穩定。
h) 對試件進行全麵的目視檢查（chá）， 記錄檢查（chá）結果。
i) 需要時， 對（duì）試件進行工作性能檢測， 記錄檢測結果， 並與 7.l.2d) 中得（dé）到的數據進行比較。
8 結果分析
除GJB150.IA-2009中3.17提供的指南外，下列信息也有助於評價（jià）試驗結果。任（rèn）何與試件故院相關的數（shù）據，都可以用來進行是否滿足產品規範的要求的試驗（yàn）分析，同（tóng）時考慮下列相關信息：
a) 低溫暴露後（hòu）， 在低試驗溫度下（xià）進（jìn）行非破壞性試（shì）驗／檢查的結果：
b) 低溫條件下允許的工作性能的下降；
c) 使用專用成套工具或特定的冷氣候程序的必要（yào）性；
d) 潤滑不當的證據以及在規定環境條件下使用潤滑劑的證明：
e) 對內燃機啟動故陷， 使用的（de）燃料和防凍劑是否合適（shì）及有關的證據：
f) 動力源的狀況和適用性。