GJB 150.3A-2009 軍用裝備實驗室環境試驗方法 第3部分：高溫試驗

    1、範圍
本部分規定了軍用裝備實驗室高溫試驗的目的與應用、剪裁指南、信息要求、 試驗要求、 試驗過程和結果分析的內容。本部分適用千對軍用裝備進行高溫試驗。
    2、引用文件
下列文件中的有關條款通過引用而成為本部分的條款。凡注日期或版次的引用文件，其後的任何修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版本都不適用千本部分，但提倡使用本部分的各方探討使用其最新版本的可能性。凡不注日期或版次的引用文件， 其簸新版本適用千本部分。
GJB 150.JA-2009 軍用裝備實驗室環境試驗方法 第1 部分： 通用要求 
GJB 150.7A-2009 軍用裝備實驗室環境試驗方法 第 7 部分： 太陽輻射試驗 
GJB 1172.2-1991 軍用設備氣候極值 地麵氣溫
GJB 4239 裝備環境工程通用要求
    3、目的與應用
3. 1 目的
本試驗的目的在千獲取有關數據， 以評價高溫條件對裝備的安全性、 完整性和性能的影響。 3.2 應用
本試驗適用於評價在高溫環境中使用的裝備。
3.3 限製
本試驗僅適用千評價時間相對較短（數月而不是數年）、整個試件熱分布均勻的熱效應，一般不適用於：
a) 評價長期穩定地暴露千高溫條件（貯存或工作）期間性能隨時間劣化的效應（因為這種情況下可 能包括一些疊加效應）。 這種高溫劣化效應宜采用自然環境試驗進行評價。
b) 評價太陽輻射引起的熱效應，因為太陽輻射會在裝備中產生明顯的溫度梯度。太陽的直接照射 效應， 應采用GJB 150.7A-2009 的程序I進行評價。
c) 評價光化學效應（光化學效應采用 GJB 150.7A-2009 的程序II進行評價）。
d) 評價氣動加熱效應。
    4、 剪裁指南
4. 1 選擇試驗方法
4. 1. 1 概述
分析有關技術文件的要求， 應用裝備（產品）訂購過程中實施 GJB 4239 得出的結果， 確定裝備壽命 期內高溫環境出現的階段，根據下列環境效應確定是否需要進行本試驗。當確定需要進行本試驗，且本 試驗與其他環境試驗使用同一試件時， 還需確定本試驗與其他試驗的先後順序。
4. 1. 2 環境效應
高溫會改變裝備所用材料的物理性能或尺寸，因而會暫時或永久性地降低裝備的性能。下麵列舉了與受試裝備相關的高溫條件下可能會出現的典型問題：
a)  不同材料膨脹不一致使得零部件相互咬死：)
b) 潤滑劑粘度變低和潤滑劑外流造成連接處潤滑能力降低：
c) 材料尺寸全方位改變或有方向性的改變：
d) 包裝材料、 襯墊、 密封墊、 軸承和軸發生變形、 咬合和失效， 引起機械故院或者完整性損壞；
e) 襯墊出現永久性變形：
f) 外罩和密封條損壞：
g) 固定電阻的阻值改變；
h) 溫度梯度不同和不同材料的膨脹不一致使電子線路的穩定性發生變化；
i) 變壓器和機屯部件過熱；
j) 繼電器以及磁動或熱動裝芷的吸合用邯氓鄧衫酐七；
k) 工作壽命縮短：
l) 固體藥丸或藥柱分離：
m) 密封殼體（炮彈、炸彈等）內產生高壓；
n) 爆炸物或推進劑的加速燃燒；
o) 澆注炸藥在其殼體內膨脹；
p) 炸藥熔化並滲出；
q) 有機材料退色、 裂解或龜裂紋；
r) 複合材料放氣。
4. 1.3 選擇試驗順序
4. 1. 3. 1 一般要求
見GJB l50.IA-2009 中的 3.6。
4.1.3.2 特殊要求
確定試驗順序至少有兩個可以遵循的原則：
a) 節省壽命。首先對試件施加使試件損傷最小的環境應力，以使試件能做更多的試驗項目。為此， 本試驗應在試驗順序的早期進行。
b) 施加的環境應能最大限度地顯示疊加效應。為此，本試驗應在振動和衝擊等力學環境試驗之後 進行。
注：本試驗對密封產品的低氣壓試驗的結果也會產生顯動的影響（見4.1.2 d) ~0).
4.2 選擇試驗程序
4.2. 1 概述
本試驗包括兩個試驗程序：程序I-—－貯存和程序II工作。 試驗前應確定采用的試驗程序。
 4.2.2 選擇試驗程序考慮的因素
選擇試驗程序時應考慮：
a相 裝備的用途。
b) 自然暴露環境。
c) 與裝備的實際使用情況相符的試驗數據。
d) 程序的順序。 若選擇了上述兩個程序， 則先進行程序I, 再進行程序II。
e) 影響裝備的其他主耍熱源， 例如電動機、 發動機、 電源或排出的尾氣等。
4.2.3 各程序的差別
4.2. 3. 1 概述
兩個程序的差別是進行性能檢測的時間不同，程序I是在高溫暴蕊試驗之後進行性能檢測，程序II
是在高溫暴露試驗期間進行性能檢測。程序I適用千評價高溫貯存後對裝備性能的影響，程序II適用於評價裝備工作期間高溫對它的影響。
4.2. 3.2 程序I 一—貯存
程序I用來考查貯存期間高溫對裝備的安全性、完整性和性能的影響。本程序是先將試件暴露千裝備貯存狀態可能遇到的高溫（適用時還有低濕度）下， 隨後在標準大氣條件下檢淵性能。
4.2. 3.3 程序II——工作
程序 II用來考查裝備工作時高溫對其性能的影響。 有兩種實施方法：
a) 將試件暴露千試驗箱溫度循環的條件下， 使試件連續工作， 或者在溫度最大響應（試件達到最 高溫度）期間工作；
b) 將試件暴露千恒定溫度下， 使試件在其溫度達到穩定時工作。
4.3 確定試驗條件
4.3. 1 概述
選定本試驗和相應程序後，還應根據有關文件的規定和為該程序提供的信息，選定該程序所用的試 驗條件和試驗技術。 確定試驗條件時應考慮 4.3.2-4.3.6 的內容。
4.3. 2 氣候條件
世界範圍內基本熱和熱兩種氣候類型的高溫循環數據見表 1 和表 2。我國的地麵高溫條件見 GJB 1172.2-1991. 其中高氣溫全國 1％工作極值相應的溫度日變化見 GJB 1172.2-1991 中的表 1。應確 定貯存和使用裝備的地域的氣候條件。確定高溫條件時應考慮：


a) 所涉及的氣候區；
b) 裝備是否暴路於太陽輻射環境，太陽輻射是否直按作用千裝備、運輸包裝箱、保護性包裝遮蓋物等；
c) 周圍空氣和太陽輻射向裝備傳熱的途徑。
4.3.3 暴露條件
4. 3. 3. 1 概述
在確定試驗溫度盤值之前，應確定裝備在正常貯存環境和工作環境中的熱暴露方式。 至少應考慮 4.3.3.2,.._,4.3.3.3中的暴跺狀態。
4.3.3.2 裝備的技術狀態
裝備的技術狀態如下：
a) 敞開暴露狀態。 裝備在無任何保護性遮蔽的情況下所經曆的雖嚴酷條件。
b) 有遮蔽狀態。裝備在有保護性的遮蔽的情況下所經曆的最嚴酷條件為有遮蔽狀態。可能獲得的 通風盤的大小，鄰近有無遮光物等，都能對被遮蔽裝備的周圍空氣的溫度產生很大影響裝備有 遮蔽的示例如下：
l) 不通風的菜殼內；
2) 封閉的車體內；
3) 具有經受日曬加熱的表麵的飛機艙段內；
4) 帳篷內；
5) 密閉的防水油布下；
6) 地麵以上、 地麵或地麵之下。
4. 3.3.3 特殊條件
高溫試驗通常隻考慮裝備周圍空氣的平均溫度。但特定的加熱條件能產生顯著的局部加熱，使局部 溫度明顯地高千周圍空氣的平均溫度，從而對裝備的熱特性和性能的評價產生顯勞影響。當下列條件存 在時， 在高溫試驗裝芷中應盡可能地包括或投擬這些條件：
a) 強化的太陽輻射。 當裝各位千玻瓊或透明材料麵板之下，或位千菏金屈彖皮之下的密閉的、不 通風的艙室內時，太陽的直接照射可能使局部空氣溫度暫時升高。由千損壞的可能性增加，因此在應用極值溫度時應謹慎。 在這種情況下試驗應以現場實測數據為依據。（這種情況下可以 單獨進行太陽輻射試驗， 也可兩個試驗都做。）
b) 人為熱源。人為發熱裝笠（電動機、發動機、 電源、 高密度電子封裝件等）通過輻射、對流或排出氣流的衝擊作用都可使裝備周圍的局部氣溫顯著增高。
4. 3.4 試驗持續時間
4. 3. 4. 1 概述
確定裝備在已確定的各種暴露條件下所要經受的暴露待續時間。暴露可以是恒定的，也可以是循環的。 在循環的情況下，還要確定暴露發生的次數。
4.3.4.2 恒溫暴露
試件暴函千高溫環境中達到溫度穩定後， 再保持試驗溫度至少2h。
4.3.4. 3 循環暴露
循環暴露的試驗持續時間應根據滿足設計耍求所需要的預計循環數和以下導則來確定。程序I和程 序II都要將試件暴露在循環溫度之下， 所以循環數很關鍵。 除另有規定外， 每循環周期為24h。
a) 程序I-—貯存。貯存試驗至少進行7個循環，與報嚴酷地區正常年份最嚴酷月份中極端溫度 出現率為1％時的小時數相對應。每個循環中最高溫度出現的時間大約為lh。若要延長關鍵材料或高溫敏感材料的貯存時間， 則應增加循環數以確保滿足設計要求。
b) 程序II-—工作。 工作暴露試驗至少進行3個循環。 這通常足以使試件達到其最商響應溫度。當難以重現溫度響應時， 建議最多采用7個循環。
4.3.5 試件的技術狀態
試件的技術狀態應根據裝備貯存和工作中預期的實際狀態確定， 至少應考慮以下技術狀態：
a) 裝入運輸／貯存容器內或轉運箱內；
b) 有保護狀態或無保護（有頂棚、 遮蔽等）狀態；
c) 正常使用狀態；
d) 為特殊用途改裝後的狀態；
e) 堆碼或托板堆碼的技術狀態。
4.3.6 濕度
高溫試驗期間通常不需要控製相對濕度。在特殊情況下，高溫試驗期間極低的相對濕度可能對某些 裝備產生很大影響。若極低的相對濕度會影響裝備的某些特殊性能， 則應使用表1或GJB 1172.2-1991 中表1所給出的相對濕度。
4.4 試件工作
試件必需工作時， 按下列要求編製試驗操作程序：
a) 一般要求見GJB150.IA-2009中的3.9.2。
b) 特殊要求如下：
      l)應包括功耗品大（產生的熱操最多）的工作狀態。
     2)電壓改變會影響試件的熱耗或溫度響應（如動力的產生和風扇的轉速）時，應包括所需要的 輸入電壓條件的變化範圍。
     3)應引入使用期間通常使用的冷卻介質（如強迫的冷卻空氣或冷卻液）。使用冷卻介質時應考慮冷卻介質入口處的溫度和流盤， 以反映典型情況和最壞悄況下的溫度及流盤條件。
     4)對千恒定溫度試驗，當內部關鍵工作部件的溫度相對恒定時，就認為溫度達到了穩定。（實 際上由千試件工作的周期性或試件的工作特性， 工作溫度不可能恒定）。
     5)對千循環溫度試驗， 試件的溫度與循環溫度及試件的特性相關， 因此溫度不可能穩定。在 這種情況下，試件的溫度響應也是循環的，即蜂值響應溫度和前一個循環的峰值響應溫度 相比在 2·c之內。
5 信息要求
5.1 試驗前需要的信息
5.1. 1 一般信息
見GJB 150.JA-2009中的3.8。 
5. 1. 2 特殊信息
相對濕度控製要求（適用時）（見4.3.6)。
I)此朵高響應溫度將被本標準其他幾個部分（如GJB150.5A-2009)引用．
5.1. 3 溫度傳感器的位置
用於測量溫度響應和溫度穩定的溫度傳感器的位置（說明在試件的哪個部件、 哪個組件和（或）結構上）。
5. 2 試驗中需要的信息
一般信息見 GJB 150.IA-2009 中的 3.ll ， 特殊信息如下：
a) 試驗箱溫度（適用時還有濕度）－時間數據；
b) 試驗期間試件的溫度一時間數據。
5.3 試驗後需要的信息
見 GJB 150.1 A -2009 中的 3.14。
6 試驗要求
6.1 試驗設備
6.1. 1 試驗箱（室）應配有輔助儀器，輔助儀器應能保持和監控試件周圍的空氣高溫條件（適用時還有濕 度）。
6.1.2 除裝備的平台環境已證明使用其他速度是合理的，並且要防止在試件中產生與實際不符的熱傳 遞外，試件附近的風速應不超過l.7m/s。
6.1. 3 應能連續記錄試驗箱內溫度的測描值，必要時還應能連續記錄試件的溫度測盎值。
6.2 試驗控製
6.2. 1 溫度
除技術文件另有規定外，若試件工作以外的任何動作（例如打開箱門）會引起試件溫度或試驗箱溫度 產生顯茗的變化（大於2°C)， 則在繼續試驗前應使試件重新穩定到規定的溫度。若 15min 內不能完成工 作性能檢測， 則在繼續檢測之前應使試件的溫度／濕度恢複到規定的條件。
6. 2.2 溫度變化速率
除另有規定外， 溫度變化速率應不超過 3°C/min, 以免造成溫度衝擊。
6. 3 試驗中斷
6. 3. 1 一般要求
見 GJB 150.JA-2009 中的 3.12。
6. 3. 2特殊要求
6.3. 2. 1 欠試驗中斷 
6.3. 2. 1. 1 循環試驗
若高溫循環試驗在進行過程中發生意外中斷， 使得試驗條件向標準大氣條件溫度下降並超出允差，

則應從上一次成功完成的循環結束點恢複試驗。
6.3. 2. 1. 2 恒定試驗
若恒定試驗在進行過程中出現意外中斷，使得試驗條件向標準大氣條件溫度下降並超出允差，則應
使試件重新穩定到規定的試驗溫度，並從試驗條件偏離點開始繼續進行試驗。中斷期間溫度超出允差的 時間不記入總試驗時間。 應記錄中斷前和中斷後試驗段的持續時間。
6.3.2.2 過試驗中斷（例如試驗箱失控）
6.3. 2. 2. 1 物理檢查和性能檢測
若循環試驗或恒定試驗的中斷，使得試件暴露於比產品規範要求的更為嚴酷的環境中時，則應在中斷之後進行全麵的物理檢查和工作性能檢測（如可能），然後根據檢查、檢測結果決定是否繼續進行試驗。
6.3.2.2. 2 安全、性能和材料問題
當過試驗後發現安全、性能和材料問題時， 簸好的措施是結束這次試驗，並用新的試件重新進行試驗。若不這樣做而在餘下的試驗中試件出現故陷，則會因過試驗條件而認為此試驗結果無效。若沒有發現安全、性能和材料問題，應按以下辦法處理：
a) 對於恒溫試驗，則應恢複中斷之前的條件，並從試驗允差超出點繼續進行試驗，試驗中斷期間的時間記入總的試驗時間；
b)對於循環溫度試驗，應從上一次成功完成的循環結束點恢複試驗， 過試驗中斷時的循環（不完整的循環）不記入總的循環數。
6. 4 試件的安裝與調試
6.4. 1 一般要求
見GJB 150.1 A-2009中的3.9。
6.4. 2 特殊要求
試件的安裝與調試應包括所有附加的熱源或合適的模擬熱源（見4.3.3.3)。
7 試驗過程
7.1 試驗準備
7. 1. 1 試驗前準備
試驗開始前， 根據有關文件確定試驗程序、 試件的技術狀態、 循環數、 試驗持續時間、試件貯存／工作環境參數的世值等。
7. 1. 2 初始檢測
試驗前所有試件均需在標準大氣條件下進行檢測，以取得基線數據。檢測按以下步驟進行：
a) 對試件進行目視檢查，應特別注意應力區（如鑄件拐角部位）， 記錄檢查結果。
b) 按技術文件的規定，在試件內、試件上或其周圍安裝溫度傳感器。對於程序II, 為了確保測鹽到試件的最大溫度響應， 溫度傳感器應裝在功能元件上。
c) 在標準大氣條件下， 將試件裝入試驗箱。
d) 按技術文件的規定進行工作性能檢測，記錄檢測結果。若試件工作正常，則根據具體情況進行 程序I或程序11。
7.2 試驗程序
7. 2. 1 程序I -—貯存 
7.2.1.1 循環貯存
循環貯存的試驗步驟如下：
a) 使試件處千貯存技術狀態。
b) 將試驗箱內的環境調節到試驗開始階段的試驗條件，並在該條件下使試件溫度達到穩定。
c) 將試件暴踩於貯存循環的溫度（適用時還有濕度）條件下，暴露持續時間至少應為 7 個循環（若采用24h循環，則總共168h)，或技術文件規定的循環數。 若技術文件有要求，則應記錄試件 的溫度響應。
d) 在循環溫度暴露結束後，將試驗箱內空氣溫度調節到標準大氣條件，並且保持在標準大氣條件下，直至試件溫度穩定。
e) 對試件進行目視檢查和工作性能檢測，記錄結果， 並與試驗前數據進行比較。
7. 2. 1. 2 恒溫貯存
恒溫貯存的試驗步驟如下：
a) 使試件處於貯存技術狀態。
b) 將試驗箱內的環境調節到規定的試驗條件，並在該條件下使試件溫度達到穩定。
c) 在試件溫度達到穩定後再繼續保持試驗溫度至少2h, 以確保測據不到的內部元（部）件的溫度 其正達到穩定。若內部元（部）件的溫度無法測迫，則應根據熱分析確定額外的熱浸時間，以確保整個試什的溫度都達到穩定。
d) 在恒定溫度暴露結束後，將試驗箱內的空氣溫度調節到標準大氣條件，並保持在該標準大氣條 件下， 直至試件溫度穩定。
e) 對試件進行目視檢查和工作性能檢測， 記錄結果， 並與試驗前數據進行比較。
7.2.2程序II一工作 
7. 2. 2. 1 恒溫工作
恒溫工作的試驗步驟如下：
a) 按工作技術狀態安裝好試件。
b) 調節試驗箱內的空氣溫度使之達到所要求的恒定溫度（適用時還有濕度）。
c) 在試件溫度達到穩定後繼續保持試驗箱內條件至少 2h。若內部元（部）件的溫度無法測足， 則應根據熱分析確定額外的熱浸時間， 以確保整個試件的溫度都達到穩定。
d) 盡可能目視檢查試件， 記錄檢查結果， 並與試驗前的數據進行比較。
e) 使試件工作，並使其溫度籃新穩定。根據技術文件的要求對試件進行工作性能檢測，記錄檢測 結果並與試驗前的數據進行比較。
f) 使試件停止工作，將試驗箱內的空氣溫度調節到標準大氣條件，並保持該條件直到試件溫度達 到穩定。
g) 按技術文件的要求對試件進行全麵的目視檢查和工作性能檢測，記錄檢查和檢測結果，並與試驗前數據進行比較。
7. 2. 2.2 循環工作
循環工作的試驗步驟如下：
a) 按工作技術狀態安裝好試件。
b) 調節試驗箱內的空氣溫度（適用時還有濕度）使之達到技術文件規定的工作循環初始條件，並保 持此條件直至試件溫度達到穩定。
c) 將試件暴露至少3個循環，或為確保達到試件的簸高響應溫度所需要的循環數。循環暴露期間 盡可能對試件進行全麵的目視檢查， 並記錄檢查結果。
d) 在暴露循環的雖高溫度響應時段使試件工作（由於試件的熱滯後效應， 最高溫度響應時段與溫度循環的最高溫度時段可能不 一致）。 重複進行本步驟， 直到按技術文件完成試件的全部工作 性能檢測。 記錄檢測結果。
e) 使試件停止工作，將試驗箱內的空氣溫度調節到標準大氣條件，保持該條件直到試件溫度達到穩定。
f)             按技術文件的要求對試件進行全麵的目視檢查和工作性能檢測，記錄檢查和檢測結果，並與試驗前數據進行比較。
8 結果分析
除GJB150. l A -2009中3.17提供的指南外，下列信息也有助千評價試驗結果。凡試件不滿足產品規範要求的數據都可用於本試驗的分析。同時考慮下列相關信息：
a) 在極端溫度下進行貯存試驗後的非破壞性檢查的結果（適用時）；
b) 極端高溫下工作性能的下降或改變的情況：
c) 高溫暴露時專用成套工具或特定的工作程序的必要性；
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。