砂尘试验军用标准的方法探讨

张宁宁，孙立明，刘兆旭

（天津航天瑞莱科技有限公司，天津 300462）

砂尘试验军用标准的方法探讨

张宁宁，孙立明，刘兆旭

（天津航天瑞莱科技有限公司，天津 300462）

对GJB 150.12-1986《军用设备环境试验方法 砂尘试验》、GJB 150.12A-2009《军用装备实验室环境试验方法 第12部分：砂尘试验》和RTCA/DO-160E《机载设备的环境条件和测试过程》进行了详尽的对比，分析了不同砂尘试验的操作技术，提出了必须严格控制砂尘试验条件和过程的建议，并表达了砂尘试验不同标准或不同的试验程序结果不能进行比较的观点。

砂尘试验；标准对比；过程控制

引言

砂尘试验是一种利用砂尘试验设备所创造的人工模拟砂尘环境条件来考核产品对飞散砂尘环境的使用能力的环境试验，在军用、光学、电气、机械、电工、电子等产品中应用广泛，因此，正确理解试验标准和实施试验过程至关重要。

在GJB 150.12-1986《军用设备环境试验方法 砂尘试验》、GJB 150.12A-2009《军用装备实验室环境试验方法 第12部分：砂尘试验》和RTCA/DO-160E《机载设备的环境条件和测试过程》三个军用标准中有不同的砂尘试验方法，它们的试验原理和基本操作是相同的，但在砂尘成分、砂尘尺寸、试验温度、试验时间、最后检测等方面有不同的规定。本文针对这三个军用标准作了对比分析，对砂尘试验的操作提供正确简便的依据。

表1 不同标准规定尘成分及尺寸要求及配比

1 标准总体分析和对比

1．1 砂尘成分及尺寸

砂尘是砂尘试验的关键要素，对试验件的破坏起决定作用。不同标准中对砂尘试验（吹尘、吹砂、降尘程序）中规定不尽相同，特别是砂尘成分和尺寸的规定更是如此。因此，试验过程中一定明确砂尘成分及尺寸要求，根据实际要求进行试前的配比。

GJB150.12-1986、GJB150.12A-2009和 RTCA/DO-160E规定砂尘成分及尺寸要求见表1和表2。

1．2 试验件的摆放和检测

不同标准对试验件的种类、摆放方式、检测等也有不同的规定，详见表3。

表2 不同标准规定砂成分及尺寸要求及配比

表3 不同标准规定试验件摆放及检测

试验前，应取得试验件外观及性能的基线数据，确实试验件状态；试验后，比对试验前的试验件外观及性能。其结果用以评定砂尘试验对试验件机械部件或组件的形象及电性能故障等电气性能的影响。

1．3 试验条件控制

要保证试验结果的正确性，必须确认好试验条件和控制好试验过程，包括试验箱运行检查、试验温度、湿度、风速、尘（砂）浓度等。标准给出了一般情况下砂尘试验条件的推荐值，如无其它规定，可按给定程序进行试验。GJB150.12-1986、RTCA/DO-160E中给出的条件较为明确，但GJB150A作为一个剪裁标准，在试验程序中有些试验条件不是一成不变的，在情况允许的条件下允许使用者根据产品使用环境和本身的特点调整试验条件。

不同标准对砂尘试验的条件控制要求见表4。

备注：①若正常使用中不会遇到18～29 m/s风速的设备，其吹砂试验的风速应为0.5～2.4 m/s。

砂尘试验的顺序：若要用同一个试件既进行吹尘、降尘程序又进行吹砂程序的试验，通常首先进行损害较小的程序更为恰当，即先进行降尘、再进行吹尘，最后是吹砂试验。

1.3.1 温度

GJB 150.12-1986、RTCA/DO-160E均规定了砂尘试验温度确定值，可在委托方没有明确提出的情况下直接采用。GJB 150A作为一个剪裁标准，并没有明确提出。由于在受热时各种材料的膨胀程度不同，所以砂尘对可能存在的缝隙渗透程度也不一样。根据我国热干气候情况，试验程序中的最高工作温度为60 ℃，如果产品要在世界范围内使用则推荐使用71 ℃的贮存温度。

表4 不同标准规定试验条件

在实际试验过程中，应优先采用产品技术条件中规定和现场实测数据，如没有现场实测数据，应采用产品使用中的最高工作温度或最高贮存温度。

1.3.2 风速

吹尘试验所用风速规定为1.5 m/s和8.9 m/s，其中1.5 m/s是可以吹动尘粒的最小风速，8.9 m/s是比较典型的沙漠风速。如果已知待试产品在使用或贮存现场的风速或其他技术条件要求的风速，在试验箱风速能力范围之内，可以使用已知值。

吹砂试验要求采用18-29 m/s的风速，一般常用18 m/s的风速，达到29 m/s的风速不常用。

1.3.3 砂尘浓度

RTCA/DO-160E中吹尘浓度给定为3.5～8.8 g/m3，吹砂浓度并没有给出确定值。

GJB 150.12-1986、GJB 150.12A-2009中吹砂试验和吹尘试验所规定的砂尘浓度值，都是实测得到的，具有实际使用意义。因此砂尘试验中，砂尘浓度一般采用标准中的规定值，具体砂尘浓度规定值见表5。

1.3.4 试验时间

GJB 150.12-1986、GJB 150.12A-2009中吹尘试验时间较为相似，不同的是高温不吹尘条件下的保持时间，而RTCA/DO-160E并没有此段保持时间，吹尘时间也相对GJB 150.12-1986、GJB 150.12A-2009较短。

GJB 150.12-1986、GJB 150.12A-2009中吹砂试验时间基本相同，RTCA/DO-160E中相对较短。

1.3.5 湿度影响

砂尘试验的试验方法不是用来考核潮湿作用可能对试验件发生的化学效应的影响，而是用来考核干热条件下砂尘对产品的影响；同时由于若相对湿度较高，可能会引起尘粒结块，因此三个军用标准对于相对湿度规定一致，均为≯30 %RH。

2 砂尘试验机理分析及目的意义

砂尘对装备的危害主要取决于砂尘作用于装备的方式。风引起的砂擦伤金属表面并渗入缝隙，使设备活动部件受腐蚀或卡死；使电线杆剥蚀，汽车挡风玻璃点状腐蚀，电绝缘及装备外露部件出现污斑。在潮湿情况下，砂尘会引起酸性或碱性反应，产生化学腐蚀，含沙空气中直升机飞行20 h后前缘的旋翼即严重磨损，汽轮机在含沙地区工作15 h后就损坏等都是砂尘影响的例子。砂尘引起的失效模式和机理见表6。

砂尘试验的每个试验程序（吹尘、吹砂、降尘）的目的也不相同：

吹尘试验和降尘试验的目的在于评价装备对可能阻塞开口，渗入裂缝、轴承和接头的灰尘的抵御能力；也可用来评价过滤装置的工作效能。

吹砂试验的目的在于评价装备能否在吹砂条件下贮存和工作。

因此，砂尘试验的不同标准或不同试验程序的结果不能进行比较。

3 结束语

本文针对砂尘试验的三个军用标准试验条件进行了较详尽的分析和对比，同时分析了砂尘试验机理和试验目的，提出了砂尘试验的不同标准或不同试验程序的结果不能进行比较的观点。

表5 GJB 150.12-1986、GJB 150.12A-2009砂尘试验中规定的砂尘浓度

表6 砂尘引起的失效模式及机理

[1] GJB150.12-1986,军用设备环境试验方法.砂尘试验[S].

[2] GJB150.12A-2009,军用设备环境试验方法.第12部分：砂尘试验[S].

[3] RTCA/DO-160E,机载设备的环境条件和测试过程[S].

[4]马志宏,李金国,张景飞.军用装备砂尘环境试验技术[J], 2007,4(6).

Discussion on Sand and Dust Test Method

ZHANGNing-ning，SUN Li-ming，LIU Zhao-xu
(Tianjin aerospace Reliability Technology Co ,Ltd, Tianjin 300462)

This paper carried on detailed analysis and comparison between GJB150.12-1986 Environmental Test methods for military equipments Sand and dust test, GJB150.12A-2009 Laboratory environment test methods for military materiel —Part12: Sand and dust test and RTCA/DO-160E Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne EquipmentSection 12Sand and Dust, analyzing the operation technique of different sand and dust test. It was suggested that test process should be controlled strictly. It was put forward that the results of Sand and dust test under different standards or different procedures should not be compared.

sand and dust test；standard contrast；process control

TB24

A

1004-7204(2017)04-0147-04

张宁宁（1988-），女，本科，助理工程师，研究方向：气候环境与可靠性。