Испытания VEDA – главный этап в борьбе за надежность изделия

Получить консультацию

Испытание изделий в условиях изменяющейся среды является наиболее важным видом исследования, которое может провести компания. Только после тщательного анализа эксплуатационных характеристик изделий и его компонентов можно быть уверенным, что это изделие будет надежно работать в течение заявленного периода службы, функционировать согласно спецификациям в заданных условиях окружающей среды и эксплуатации, и соответствовать всем законодательным и нормативным требованиям.

При проведении испытаний на надежность изучается воздействие окружающей среды на изделие или компонент, принимая во внимание весь срок эксплуатации. Такие испытания необходимы при модернизации существующих и разработке новых изделий.

Существует несколько уровней и подходов к проведению испытаний, которые следует учитывать при подготовке комплексного плана испытаний:

• проведение испытания на уровне компонентов (для измерения эксплуатационных параметров и интенсивности отказов компонентов);

• проведение испытания на уровне подсистем (для определения того, как вышедшие из строя механизмы могут влиять друг на друга);

• проведение испытания на уровне системы (с целью сбора важной информации о влиянии механизмов друг на друга);

• испытания для определения качества (производится сравнение результатов испытаний различных компонентов, материалов и различных конструкций);

• количественные испытания (предназначены для анализа статистической надежности изделий и компонентов).

Подразделение Danfoss Drives сделало значительные инвестиции в испытательное оборудование, и в настоящее время проводит самые различные инжиниринговые и испытательные процедуры в своих инженерных центрах в Дании, Финляндии, Китае и Италии. Эти инвестиции позволяют Danfoss Drives поддерживать и повышать высокое качество и надежность своей продукции. Такое неустанное внимание к проведению испытаний доказало свою эффективность в прошлом и приведёт к ещё более высоким показателям в будущем.

При проведении испытания на надежность Danfoss Drives выделяет пять основных видов:

• ускоренные испытания в предельно-допустимых условиях (HALT);

• ускоренные испытания на долговечность (ALT);

• многофакторные испытания на воздействие экстремальных условий окружающей среды (MEOST);

• ресурсные испытания;

• испытания на температуру и влажность.

Ускоренные испытания в предельно-допустимых условиях (HALT)

Эти испытания предназначены для определения эксплуатационной надежности изделия и получения данных касательно расширенных пределов для расчетных условий эксплуатации. При проведении испытаний определяются предельно-допустимые параметры для конструкции и выявляются наиболее слабые звенья. Эти испытания проводятся на уровне подсистем.

Ускоренные испытания на долговечность (ALT)

Эта процедура проведения испытаний разработана для определения режимов работы материалов и компонентов в различных условиях окружающей среды. При проведении испытаний используется коэффициент ускорения или модель физической сущности отказа, чтобы определить, как и когда возникают отказы в условиях нормальной и тяжелой эксплуатации. Для повышения интенсивности могут использоваться различные факторы, например, температура, влажность, силовые циклы или переходные напряжения.

Многофакторные испытания на воздействие экстремальных условий окружающей среды (MEOST)

При проведении таких испытаний используется сочетание ускоренных испытаний в комбинированной среде для создания условий для возникновения отказов и выявления наиболее слабых мест конструкции. Для повышения уровня интенсивности могут использоваться различные факторы, например, вибрация, ударные нагрузки, циклические изменения мощности или температуры и перепады напряжения. Испытания проводятся на уровне компонентов подсистем и систем.

Испытание приводов переменного тока VACON® в температурной и вибрационной камере.

Ресурсные испытания

В ходе таких испытаний моделируются наиболее жесткие эксплуатационные условия, возможно проведение статических и циклических испытаний. Целью испытаний является выявление ранних отказов в изделиях перед запуском изделия в производство, чтобы уменьшить вероятность возникновения отказов в период эксплуатации, и также установление причин, снижающих срок службы вследствие появления ранних отказов, вызванный износом.

Испытания на температуру и влажность

В любых условиях окружающей среды всегда присутствует влияние температуры и влажности, и, поэтому, очень важно иметь возможность проведения надлежащих испытаний на месте.

Влага является распространенной причиной возникновения отказов электронного оборудования, поэтому, на тестовом оборудовании Danfoss Drives предусмотрена возможность моделирования влажности окружающей среды. Большинство испытаний на надежность проводятся при дополнительном воздействии температуры, влажности или в сочетании этих двух факторов.

Камера для проведения испытаний на температуру и влажность, а также тестовый стенд для отображения результатов испытания.

На деградацию электронного оборудования оказывают влияние различные условия окружающей среды. В нашей лаборатории для проведения испытаний на надежность можно изучать воздействие окружающих условий на изделия и минимизировать их влияние в течение всего его жизненного цикла. Это служит основой для создания надежной и долговечной продукции.

Испытательное оборудование

В Проектно-конструкторском центре установлено несколько камер, которые позволяют проводить всесторонние испытания на надежность для различных устройств, начиная от небольших приводов переменного тока до больших шкафов в самых разных условиях. Все камеры оснащены источниками электропитания с напряжением 230–690 В и специально созданной сетью с нагрузкой до 32 А. Восемь камер используются для проведения ускоренных температурных испытаний при температуре от -40°C до +300°C (от -40°F до +572°F) для разных камер. В двух камерах можно создавать температурные условия от -70°C до +180°C (от -94°F до +356°F) и относительную влажность в пределах 10–95%. Одна камера способна создавать температурные и вибрационные нагрузки от -100°C до +200°C (от -148°F до +392°F) и 0–50 Grms (среднеквадратичное значение ускорения). Кроме этого, имеется новая крупногабаритная камера для испытаний больших изделий объемом 30 м3 (1060 фут.3), в которой может создаваться температура от -40°C до +100°C (от -40°F до +212°F) при относительной влажности 10–97%. Для проведения ресурсных испытаний предусматривается 37 тепловых камер с контролируемой температурой до 60°C (140°F), оснащенные трансформатором для создания нагрузки.

Анализ отказов при проведении испытаний

Вспомогательной функцией испытаний является анализ отказов. В состав Проектно-конструкторского центра в Финляндии входит лаборатория анализа материалов, которая проводит исследования свойств материалов и компонентов и их качественный анализ.

Это современная лаборатория имеет в своём оснащении микроскопы, устройства для выполнения поперечных разрезов, измерители шероховатости, координатно-измерительную машину, прибор оценки качества воздуха, регистраторы температуры, влажности и давления, 3-координатные регистраторы ударных нагрузок и рентгенофлуоресцентный анализатор.

Конечной целью при проведении испытаний и анализа является устранение рисков снижения надежности и удовлетворение потребностей наших клиентов, а также соблюдение наших юридически обязательств на протяжении всего срока эксплуатации изделий.

Автор: Кати Кокко (Kati Kokko), менеджер, Проектно-конструкторский центр по разработке средств обеспечения надежности и проведению испытаний в Финляндии и Италии, Danfoss Drives.