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（wéi）
本部（bù）分規定了軍用裝備實驗（yàn）室（shì）低溫試驗的目的與應用、剪裁指南（nán）、信（xìn）息耍求、試驗要求、試驗過程和結果分析的內容。
本部分適用於（yú）對軍用裝備進行低溫試驗。
2 引用文件（jiàn）
下列文件中的有關條款通過引用而成（chéng）為本部分的條款。凡注（zhù）日期或（huò）版次的引（yǐn）用文件，其後的任何修改單（不包括勘誤（wù）的內容）或修訂版本都不（bú）適用於本部分，但提倡（chàng）使用本部分的各（gè）方探討使用其（qí）最新版本 的（de）可能性。 凡不注日期或版次的引用（yòng）文件， 其品新版本適用於本部分。
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GJB 1172.2-1991 軍（jun1）用設備氣候極（jí）值（zhí） 地麵氣（qì）溫
GJB 4239 裝備環（huán）境工程通用（yòng）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、工作和拆裝操作期間，低溫條件對裝備的安全性、完（wán）整性和性能的影響。
3.2應（yīng）用
本試驗適用於（yú）評價在低溫環境中使用的裝備。
3.3 限製
本試驗不適用於在非增壓的（de）飛機上安裝並工作的（de）裝備（bèi），這類裝備通常按GJB 150.24A-2009的規定進（jìn）行（háng）試（shì）驗。
4 剪（jiǎn）裁指南
4. 1 選（xuǎn）擇試驗方法
4. 1. 1 概述
分析有關技術文件的要求， 應（yīng）用裝（zhuāng）備（產品）訂購過程中（zhōng）實施GJB 4239得出的結果， 確（què）定（dìng）裝備壽命期內低溫環（huán）境出（chū）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（běn）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（yǔ）其他試驗的先後順序。
4. 1. 2 環境效應
低溫幾乎對所有的基體材料都有不（bú）利的（de）影響。對於暴露於（yú）低溫（wēn）環境的（de）裝備（bèi），由（yóu）於低溫會改變其組成材料的物理（lǐ）特性，因此可能（néng）會對其工作性能造成暫時或永久性的損害。所以，隻要（yào）裝備暴露於（yú）低於標準大氣（qì）條件的溫度下，就要考（kǎo）慮做低溫試驗。考慮以（yǐ）下典型低溫環境效（xiào）應（yīng），有助於確定本試驗是否（fǒu）適用於受試裝備：
a)             材（cái）料的硬化和脆化；
b) 在對溫度瞬變的響應（yīng）中，不同材料產生不同（tóng）程度（dù）的收（shōu）縮，以及不同零（líng）部件的膨脹率不同，引起（qǐ）零部件相互咬死；
c) 由於粘度增加， 潤滑油的潤（rùn）滑作用和（hé）流動性降低；
d) 電子器件（電阻器、 電容器等）性能改變；
e) 變壓器和機電部件的性能改變；
f)             減振架剛性（xìng）增加；
g) 固體爆炸藥（yào）丸或藥柱（如硝酸較）產生裂紋；
h) 破裂與龜裂、 脆裂、 衝擊強度改變和強度降低；
i) 受約束的玻璃產（chǎn）生靜疲勞；
j) 水的冷凝和結（jié）冰；
k) 穿防護服（fú）的操作人員（yuán）靈活性、 聽力和（hé）視力降低；
l) 燃燒率變化。
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 特殊（shū）要求
確定試驗順序至少應遵循下列兩條原則：
a) 節省壽命。首先對（duì）試件（jiàn）施加使（shǐ）試件損傷最小（xiǎo）的環境應力，以使試件（jiàn）能（néng）作更多的試驗項目。為此，本試驗應在試（shì）驗順序的早期進行（háng）。
b) 施加的環境應能最大限度地顯示（shì）疊加效應。為此，本試驗應在振動和衝擊等力學（xué）環境試驗（yàn）之後 進行（háng）。
雖然（rán）沒有明確規定， 但本試驗可（kě）以與振動和衝擊試驗結合進行（háng）， 以評價力（lì）學事件（jiàn）（即運輸、 裝卸、 衝擊）對低溫下的（de）材料的影響。同（tóng）時，本試驗也會顯著（zhe）改（gǎi）變產品在 GJB 150.2A-2009 低氣壓試驗時的密封（fēng）性能。
4.2 選（xuǎn）擇試驗程序
4. 2. 1 概述
本試驗包括（kuò）三個試驗程序：程（chéng）序I---貯存、程序（xù）II---工作和程序IIl---拆裝操作。根（gēn）據對試驗數據的需求（qiú），確定適用的試驗程序、試驗程序組合或實施各程序的順序。在大多數情況下，所有（yǒu）三（sān）個程 序都要使用。
4.2.2 選擇試驗程序考慮的因素
選擇試驗程序時（shí）應考（kǎo）慮：
a) 裝（zhuāng）備的用（yòng）途。根據有關（guān）文件的要求，確定裝備在低（dī）溫環境和其他任何限製性的條件（如貯存） 下應實現的功能。
b) 自然暴露環（huán）境。
c) 與（yǔ）裝備的實際使用情況相符的下列試驗（yàn）數據：
         1) 部署地區預期的溫度；
         2) 在部署地區預（yù）期的持續時間；
         3) 裝各（gè）的技術狀態；
d) 程序的順序。確定三個低溫試驗順序時應考慮；
         l) 程序II可在程（chéng）序I􀂿書屯I之後進行。若裝（zhuāng）備在使用之前（qián）要在低溫下貯存， 程序I要在程 序Il之前進（jìn）行；若要求（qiú）做拆裝（zhuāng）操作試驗，則程序（xù）田可在工作試驗前進行；若裝備不打笲在（zài） 低溫下進行（háng）貯存（cún）或在使（shǐ）用前進行拆裝操作， 則直接進行程序II。
        2) 若需要的話， 拆裝操作試驗可在貯存試驗／工作試驗（yàn）之後進行。
4.2.3 各程序的（de）差別
      雖然所有（yǒu）的程序都涉及低（dī）溫， 但它們在性能測試的時間選擇和性質方（fāng）麵有根本的不同。
a) 程序（xù）I用於檢查（chá）貯存期間的低溫對裝備在貯存（cún）期間和貯存後的安（ān）全性，以（yǐ）及貯存後對裝備的性能的影響。
b) 程序II用於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（zuì）少（shǎo）的 情況下的啟動和運行（háng）。
c) 程序III用於檢測操作人員（yuán）穿（chuān）看厚重的防寒服組裝和拆卸裝備時是否容易（yì）。
4.3 確（què）定試（shì）驗條件
4.3. 1 概述
選定本試驗和相應（yīng）程序後，還應根據有關（guān）文件的規定和為該（gāi）程序提供的信息，選定該程序所用的試 驗條（tiáo）件和試驗技術。 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（hǎo）根據有關文件選擇具體的試驗溫度。若沒有這方麵（miàn）的信息，則應根據裝備要使用的區域以及其他因素來確定試驗溫度（dù）。雖然低溫環境通常（cháng）是周期性變化（huà）的，但許多情況下使用恒定低溫（wēn）進行試驗（yàn）是可（kě）以接（jiē）受的（de）。隻（zhī）有那些在設計評估時認為暴露於低溫變化環（huán）境很重要的情況下，才（cái）適合（hé）選用低溫循環試驗。 低溫循環試驗的低溫條（tiáo）件（jiàn）應根（gēn）據有關文件確定。以下分別為在特定地區（氣（qì）候類型）使用、世界範圍內貯存和使（shǐ）用的（de）裝備以及在世界範圍內長期貯存（兩年或兩年以上）的裝備選擇試驗溫（wēn）度提供了指南：
a) 特定地區使用的裝備。當裝備僅用於特定地區時（shí），表1可用（yòng）來確定試驗（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％的出現（xiàn）概率（lǜ）來（lái）確定的）所包括的地理位置內錄冷的地點、在最冷（lěng）的月份內（nèi）出現該溫度值的小時數為 1％的（de）頻度為基礎的。 表l中所示數值代（dài）表溫（wēn）度日循環的範圍。 在本試驗中， 通（tōng）常僅（jǐn）考慮每一範圍的最低值。
b) 世界範圍內貯存和使用的裝備。當裝備將在世界範圍（wéi）內貯（zhù）存或工作時（shí）， 溫（wēn）度的選擇不但要考慮 極端低溫， 還要考慮（lǜ）該極端低溫（wēn）出（chū）現的頻度。 若不考慮出現的頻度， 可能會造成過（guò）試驗條件。這（zhè）裏頻度是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百分比，也稱（chēng）為時間風險率。在（zài）這種比例相應（yīng）的（de）小時數內（nèi），出現的（de）最低溫度（dù）將（jiāng）等於或低於給定的試（shì）驗低溫溫度。大多數（shù）情況（kuàng）下（xià）采用20％的頻度；為滿足特定應用（yòng）和試驗要求， 也可選擇其他值（見表2)。
c) 世界範圍內長期貯存和使（shǐ）用的裝備。若裝備在沒有遮蓋或保護的情（qíng）況下長期（以年計）貯存於溫 度極低的地區（例如西伯利亞東北部或（huò）格陵蘭島中心的 “冷（lěng）極（jí）” )， 則裝（zhuāng）備經受很（hěn）低的溫度（接近－65.C)的機會會增大。 在如此極端低溫（wēn）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（bào）露持續時間
低溫暴露持續時間影響裝備安全性、完整（zhěng）性和性能，可根據裝備自身材料（liào）、結（jié）構特性和使用情況進（jìn）行選擇：
a) 非危險性（xìng）或與安全性（xìng）無關（非生命保院型）的裝備。 該類裝（zhuāng）備（處於非工作狀態）中的大多數（可（kě） 能有機塑料（liào）除外）， 在低溫下達（dá）到溫度穩定後（hòu）， 將不會出現性能退化現（xiàn）象。 若沒有其（qí）他合適的 時間， 試件溫度（dù）穩定後，貯存時間可取4h。
b) 含爆炸物、彈藥、有機塑料等產品的裝備。這些裝備中的這類產品在溫度穩定後性能可能還會 繼續惡（è）化， 因此需要對它們進行長時間的低溫試驗。在試件溫度穩定後，最少（shǎo）要進行72h的貯 存試驗（yàn），因為這是此（cǐ）類產品典型的低溫暴露持續時間。
c) 含限位玻璃等產品的裝備。需要安裝或限定在特定位世的玻璃、陶瓷和玻璃類產品安裝或限定 在其特定位覺的（de）裝備（如光學（xué）係統、激光係統和（hé）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，或許需要（yào）更長的低溫試驗時間才能誘發出這一現象。若沒（méi）有其他參考數據， 推薦（jiàn）使用24h的暴露時間（jiān）。
4.3.4 試件的技（jì）術狀態
試件的技術狀態是決定其受溫度（dù）影響（xiǎng）程度的露要因（yīn）素（sù）。因此試驗時應采用裝備（bèi）在貯存或使用期間 預期的技術狀態。至少應考慮以（yǐ）下技術狀（zhuàng）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) 正常使用狀態：
d) 為特殊用途改裝後的狀態。
5 信息要（yào）求
5.1 試驗前需（xū）要的信息
5.1. 1 一般信息
見GJB 150.IA-2009中的3.8。
5. 1. 2 特殊信息
試驗溫度、 需要的防護（hù）服種類和其他信息。
5. 1.3 溫度傳感器（qì）位置
用於測撒（sā）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（jiàn）、 哪個組件／結構上（shàng））。 
5.2 試驗中（zhōng）需要的信息（xī）
一般信息見 GJB 150.IA-2009中的（de）3.11, 特殊信息如下：
a) 試驗箱的溫度（dù）一時（shí）間記錄；
b) 裝拆操（cāo）作中使用的防護服。
5.3 試驗後需（xū）要的信（xìn）息
一般信息見（jiàn）GJB150.IA-2009中的3.14,特（tè）殊（shū）信息如下： 
a)             每一次（cì）性能檢（jiǎn）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（hé）拆卸（xiè）試件時用（yòng）的防護服和專用設備；
d) 進行拆裝操作時必（bì）要的操作人員的人體測量（liàng）數據。
6 試驗要求（qiú）
6.1 試驗設備
6. 1. 1 所需要的設備包括試驗箱（室）和能夠保持和監控（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 除裝備的平台環境已證明使用其他速度是合理的，並且要防止（zhǐ）在試件中產生與實際不符（fú）的熱傳遞外，試（shì）件附近的風速不應超過l.7m/s。
6.2 試驗控製
6. 2. 1溫度
除技術文件中另有規定外，若除試件工（gōng）作以外的其他任何（hé）動作（例（lì）如打（dǎ）開箱門（mén））會引起試（shì）件溫度產生顯著的變化（大於2°C)，則在繼續試（shì）驗（yàn）前（qián）應使試件溫（wēn）度重新穩定（dìng）在規定值。 若（ruò）15min時間內不能完成工（gōng） 作性能檢測， 則在（zài）繼續檢測前應使試件溫度重（chóng）新穩定（dìng）。
6. 2. 2溫度變（biàn）化速（sù）率
除另有規定外，為防止（zhǐ）溫度衝擊的效應，應控製溫度變化（huà）速率（lǜ）不超過3°C/min。
6. 2. 3  溫度測量
在試件內或試件上安裝溫（wēn）度傳感器， 以測魚（yú）溫度穩定（dìng）數據。 
6. 2.4 溫（wēn）度記錄
若需要，應連續記錄試驗箱和試件的溫度。
6.3 試驗中斷
一般要求見GJB 150.IA-2009中的3.12, 特殊要求（qiú） 如下：
a) 欠試（shì）驗中斷。對於使試驗溫度向周圍環境溫（wēn）度變化並超出允差範圍的試驗中（zhōng）斷，應對試件進行全麵的物理檢查和工（gōng）作性能檢測（若（ruò）可能的話）。若（ruò）沒（méi）有發現問題，則（zé）使試件亞新穩定在試驗溫 度，並從中斷點開始繼續試驗（yàn）。 由於未遇到極端條件，出現任何問題均應認為是試件本身的問（wèn） 題（tí）。 中斷期間溫度超出（chū）允差的時間不記入總的試驗時間。
b) 過試驗中斷。對千使（shǐ）試件暴露於比產品規（guī）範要求的更（gèng）為嚴酷的條件下的試驗中斷，在（zài）繼（jì）續試驗 之前應對試件進行全麵的物理檢查和工作性能檢測（若可能的話）。 當（dāng）存在安全問（wèn）題時（如彈藥）， 尤其（qí）需耍這樣做。 若發現有問題， 最好的（de）辦法（fǎ）是結束此次試驗， 用新的試件籃新做， 否 則在後續試驗（yàn）期間試件失效時，由千（qiān）出現過過試（shì）驗條件可（kě）認為試驗結果無效；若沒有發現問題， 則恢複中斷前的試驗條件繼續試驗。 試驗中斷期間（jiān）的時間（jiān）記入總的（de）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（shì）驗過程
7. 1 試驗準備
7.1. 1 試（shì）驗前（qián）準備
試驗開始前， 根（gēn）據有關文（wén）件確定試驗程序（xù）、 試件技術狀態（tài）、 循環數、 持續時間、 試件貯存／工作環境參數址值（zhí）等（děng）。
7. 1. 2 初始檢（jiǎn）測
試驗前所有試（shì）件（jiàn）均（jun1）需在標準大氣（qì）條件下進行檢（jiǎn）測， 以取得基線數據。 檢測按以下步驟進行（大的試件可能需要改（gǎi）變步驟順序）：
a)             對試件進行全麵的目視檢查， 特別注意如鑄件棱角一類的應力（lì）區。 記錄檢查（chá）結果。
b) 若要測定試件溫度， 根據要求在試件內或試件（jiàn）上安裝溫度傳感器。
c) 按GJB150.lA-2009中3.9.1要求的技術（shù）狀（zhuàng）態準備試件，將試件裝入試驗箱，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）行工作性能檢測，並記錄檢測結果。若（ruò）試件工作正常，則按技術文（wén）件的規 定（dìng）進行試驗。
7.2 試驗程序
7. 2. 1 程序I---貯存（cún）
程序I的步驟如下：
a) 使（shǐ）試件處於貯存技術（shù）狀態；
b) 將試驗箱內空氣溫度調節到技術文件（jiàn）中規定的低溫貯存溫（wēn）度；
c) 試件溫度穩定後， 按技術文件（jiàn）中規定的持續時間（jiān）保持此貯存溫（wēn）度；
d) 對（duì）試件進行目視檢查， 並將檢（jiǎn）查結果與（yǔ）試驗前的數據進行比較， 記錄檢查結果；
e) 若要求進行低（dī）溫工作試驗， 則接（jiē）若進行7.2.2c)， 否則進行f);
f)             將試驗箱內空氣溫度調節到標準大氣條件下的溫（wēn）度；
g) 對試件進（jìn）行全麵的目視檢查， 並記錄檢查結果；
h) 需要時， 對試件進行工作性能檢（jiǎn）測， 並記錄檢查結果；
i) 將這些數據與試驗前的數據進行（háng）比（bǐ）較（jiào）。
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（nèi）空（kōng）氣溫度到技術（shù）文件中規定的低溫工作溫度，在試件達到溫 度穩定後（hòu）保持此溫度至少（shǎo）2h;
b) 在試驗箱條件允許的情況下， 對試件進行全麵的目視檢查， 記錄檢（jiǎn）查結果；
c) 按技術文（wén）件對試件進行工作性能檢測， 記錄檢測結果；
d) 若要求在低溫下進（jìn）行拆裝操作試驗， 則接著（zhe）進行7.2.3 d)， 否則接蒂進行e);
e) 將試驗箱內（nèi）的空氣（qì）溫度調節到標準大氣條件下的溫（wēn）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（shì）檢查， 記錄檢（jiǎn）查結果；
g)             需要時，進行（háng）工作性能檢測， 記錄檢（jiǎn）測結果， 並與7.1.2 d)中得到的數據（jù）進行比（bǐ）較。
7. 2.3 程序III----拆裝操作
程序III的步（bù）驟（zhòu）如下：
a) 試件裝入試驗箱後，將試驗箱內空氣溫度調節到技術文件規定的低溫工（gōng）作溫度，在試件溫度穩 定後， 保待此溫度2h。
b) 保待低溫（wēn）工作溫度的同時， 按d)中的選擇方案（àn）使試件處於其正常工作技術（shù）狀態（tài）。
c) 使（shǐ）溫度恢複到a)中的溫度。
d) 根據所使用的試驗箱種（zhǒng）類的不同， 選（xuǎn）擇適用的操作方法：
        1) 使用步入式試驗室時，操作入員就像他們（men）在低溫作戰狀態下那樣穿戴和（hé）裝備好，並象（xiàng）在戰 場上那樣拆卸試件（jiàn）， 再將（jiāng）試（shì）件（jiàn）用正常的運（yùn）輸／貯存容器、 運輸箱， 或其他模式和技術狀態重新（xīn）包裝。
        2) 使用小試（shì）驗箱（xiāng）時， 按（àn）l)進行， 不同（tóng）的隻（zhī）是拆卸和（hé）包（bāo）裝作業時， 操作人（rén）員就象在自然環境 中要求的那樣帶上厚手套，手從試驗（yàn）箱檢測孔或打開的箱門伸入試驗（yàn）箱內。按拆裝操（cāo）作試驗的要求進行組裝（zhuāng）或拆卸， 每次限時 lSmin, 兩次操作（zuò）之間應恢（huī）複上麵 a) 中（zhōng）的溫度。
注：打開（kāi）試驗箱門除了會使試件逐漸升溫外， 還會使（shǐ）試件上結霜．
e) 若（ruò）要求試件在低溫下（xià）進行工作試驗，則籃複b)，然後接（jiē）著進（jìn）行7.2.2a)，否（fǒu）則進行0。
f) 對（duì）試件進行全麵的（de）目視檢查， 記錄檢（jiǎn）查結果， 以便與（yǔ）試驗前的數（shù）據進行比較。
g) 將試驗箱內空氣溫度調節到標（biāo）準大氣條件下的溫度， 保待此溫度直到試件達到溫（wēn）度穩定。
h) 對試（shì）件（jiàn）進行全（quán）麵的目視檢查， 記錄檢查結果。
i) 需要時， 對試件進行工作性能檢測， 記錄檢測結果（guǒ）， 並與 7.l.2d) 中得到的數據進行比較。
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試驗結（jié）果。任何（hé）與試件故院相關（guān）的數據，都可以用（yòng）來進行是否滿足產品規範的要求的試驗分析，同時考慮下列相關信息：
a) 低溫暴露後， 在低試（shì）驗溫度下進行非破壞性試驗／檢查的結果：
b) 低溫條件下允許（xǔ）的工作性（xìng）能的下降；
c) 使用專用成套工具或特定的冷氣候程序的（de）必要性；
d) 潤滑不當的證（zhèng）據以及在規定環境條件下使用潤滑劑的證（zhèng）明：
e) 對內（nèi）燃機啟（qǐ）動故陷， 使用的燃料和防凍劑（jì）是否合適及有關（guān）的證據：
f) 動力源的狀（zhuàng）況和適用性。