Песочно-пылевая испытательная камера – Кодекс практики и ключевые технические детали (в соответствии с GB/T 2423.37, GB 4208, IEC 60529, ISO 20653 и др.)

Песочно-пылевая камера является ключевым оборудованием для моделирования пустынных, засушливых и промышленных пыльных сред. Качество её работы напрямую определяет IP-класс защиты изделия, ресурс надёжности и возможность допуска к рынку. Настоящий документ, основанный на принципах «предупреждение рисков, управление процессом, прослеживаемость результатов», систематизирует 27 ключевых технических деталей, охватывающих этапы от подготовки к включению до выключения и обслуживания, и предоставляет практические, применимые рекомендации для лабораторного персонала, органов по сертификации и инженеров производства.

II. Систематическая предварительная проверка
2.1 Электробезопасность
a) Номинальное питание: трёхфазная пятипроводная сеть AC 380 В ±10 %, 50 Гц ±0,5 Гц; сопротивление проводника PE ≤ 4 Ом.
b) Стабилизатор: внешний AVC-стабилизатор (точность ≤ ±2 %) для предотвращения остановки компрессора или вибродвигателя при просадке напряжения.
c) Сопротивление изоляции: измерять «фаза–земля» и «фаза–фаза» мегомметром 500 В; ≥ 20 МОм холодная, ≥ 5 МОм горячая.
d) УЗО: тип B, 30 мА, время срабатывания ≤ 100 мс, предотвращает микро-короткие замыкания, вызванные проводящей плёнкой пыли.
2.2 Источник сжатого воздуха и вытяжка
a) Сжатый воздух: точка росы ≤ –40 °C, частицы ≤ 0,1 мкм, масляный туман ≤ 0,1 мг/м³, давление 0,5–0,7 МПа.
b) Вытяжка: патрубок φ110 мм на крыше камеры, последовательно HEPA + рукавный фильтр; скорость на выходе ≥ 15 м/с, обеспечивая концентрацию пыли ≤ 0,15 мг/м³ на расстоянии 2 м (соответствует GB 16297).
2.3 Подготовка талька
a) Просеивание: сухое просеивание через сито 200 меш (75 мкм), остаток ≤ 2 %.
b) Сушка: 105 °C ±2 °C в течение 4 ч, влага ≤ 0,5 %.
c) Предел повторного использования: одна и та же партия ≤ 20 циклов, чтобы избежать комкования.
III. Установка образцов и конструкция приспособлений
3.1 Проекционная площадь образцов
Суммарная проекционная площадь ≤ 50 % площади рабочего сечения; в любом направлении ≤ 70 %, исключая обходные потоки.
3.2 Материал приспособлений
Алюминиевый сплав 6061-T6 или SUS304, анодирование или шлифовка; никаких органических покрытий, чтобы не загрязнять пыль.
3.3 Заземление
Приспособление соединено с эквипотенциальной шиной камеры; сопротивление заземления ≤ 1 Ом, предотвращая электростатическое притяжение пыли.
IV. Установка параметров и калибровка
4.1 Температура
a) Установки: 23 °C, 55 °C, 85 °C; калибровка внешними датчиками Pt100 (±0,15 °C) по сетке 9 точек GB/T 5170.2.
b) Скорость нагрева: ≤ 1 °C/мин, чтобы не деформировать уплотнения.
4.2 Концентрация пыли
Лазерный турбидиметр (0–10 г/м³, линейность ±2 %), пробоотбор на 50 мм навстречу потоку; цель 2 кг/м³ ±0,2 кг/м³, регистрация каждые 30 мин; автоподпитка при смещении > 5 %.
4.3 Скорость потока
Вертикальная скорость 1,5 м/с ±0,2 м/с, калибровка термо-анемометром в центре образца.
4.4 Вибродвигатель
Эксцентриситет 2 мм, 50 Гц, режим 5 с ВКЛ / 55 с ВЫКЛ – предотвращает заторы, но исключает резонансную усталость.
V. Контроль во время испытания
5.1 Ключевая последовательность
a) 0–5 мин: плавный пуск вентилятора → предварительная циркуляция пыли → достижение концентрации.
b) 5 мин–T: выдержка; регистрация T, RH, концентрации, скорости каждые 10 мин.
c) T–T+5 мин: нагрев выкл, обороты вентилятора снижены, вибратор работает 2 мин для очистки.
d) После T+5 мин: выключение, открытие клапана разгрузки, выдержка 10 мин до открытия двери.
5.2 Условия аварийной остановки
Останов немедленно при:
— отклонении температуры > ±3 °C;
— концентрации пыли < 1,5 кг/м³ или > 2,5 кг/м³;
— токе вибродвигателя > 120 % номинала;
— перепаде на фильтре ≥ 1 500 Па.
VI. Завершение испытания и извлечение образцов
6.1 Оседание
Дверь закрыта 15 мин после останова; ожидание оседания взвешенной пыли ≤ 0,02 г/м³.
6.2 Очистка образцов
a) Работа в боксе с отрицательным давлением; продувка безмасляным азотом 0,2 МПа сверху вниз; щётки запрещены.
b) Взвешивание: прирост массы ≤ 10 мг считается герметичным.
c) Функциональный контроль: после 2 ч восстановления при 23 °C ±2 °C, 45–55 % ОВВ проводят повторные испытания изоляции, герметичности, оптики и электрики.
VII. Чистка и техническое обслуживание
7.1 Ежедневно
— Пылесосить остатки пыли с пола камеры.
— Протирать смотровое окно и уплотнения этанолом.
— Контролировать момент затяжки болтов вибродвигателя (8,8 Н·м).
7.2 Еженедельно
— Снимать крыльчатку вентилятора, продувать; заменять потерянные балансировочные грузики.
— Калибровать ноль и диапазон датчика пыли.
— Сливать конденсат из ресивера.
7.3 Ежегодно
— Заменять HEPA и предфильтры.
— Передавать аккредитованной лаборатории поверку температуры, скорости, концентрации.
— Осматривать контакторы и реле; заменять при выходе из допуска.
VIII. Защита персонала и контроль среды
8.1 СИЗ
Маска KN95, защитные очки, антистатические перчатки; длительное вдыхание талька может вызвать пневмокониоз – ограничить пребывание ≤ 2 ч за вход.
8.2 Условия помещения
Относительная влажность ≤ 65 %, чтобы пыль не комковалась; антистатический пол, сопротивление ≤ 10 Ом; огнетушитель 5 кг (аммоний-фосфат) для электроустановок.
IX. Документация и прослеживаемость
9.1 Исходные записи
Включают: заказ на испытания, чек-лист предварительной проверки, свидетельства о калибровке, кривые процесса, скриншоты аварий, фото образцов (до/после).
9.2 Хранение данных
Электронные записи ≥ 10 лет, бумажные ≥ 3 лет, обеспечивая прослеживаемость каждого грамма талька и каждого колебания температуры.
Надёжность песочно-пылевой камеры на «30 % зависит от оборудования и на 70 % от эксплуатации». Только интегрировав электробезопасность, свойства пыли, организацию воздушного потока, последовательность управления и защиту персонала в единую стандартизированную систему, можно удерживать воспроизводимость результатов в пределах 3 %, обеспечивая прочную техническую базу для НИОКР, качественного арбитража и международной торговли. Каждая лаборатория должна разработать и утвердить собственную «Инструкцию по эксплуатации песочно-пылевой камеры» на основе настоящих положений и конкретной модели камеры, ежегодно пересматривая её эффективность для непрерывного улучшения.