Na pracovišti klimatotechnologické zkušebny

Jedním ze tří oddělení Akreditované zkušebny č. 1318 pro ověřování výrobků, materiálů a povrchových ochran je ve VZLU klimatotechnologická zkušebna. Nutnost takových ověřování vyplývá z požadavků certifikačních a dohlížejících orgánů, a také z kvalitativněbezpečnostních požadavků výrobců a provozovatelů letecké techniky. Kromě činností spojených se zkušebnictvím, se podílíme i na řešení řady výzkumných a vývojových projektů v rámci programů MPO a MŠMT. Pohlédneme-li do nedávné minulosti, vidíme, že v 90. letech došlo ke značným změnám v požadavcích na ověřování letecké i ostatní techniky. Tato skutečnost byla těsně spjata se zaváděním mezinárodních norem a standardů, které vyžadují zahraniční partneři. Jednalo se především o normy ISO, EN a IEC. Většina zahraničních partnerů požaduje i zkušební postupy podle národních standardů (DIN, ASTM, MIL, RTCA apod.). Proto, aby bylo možné splnit požadavky uvedených norem a standardů, je třeba mít k dispozici odpovídající zařízení. Těmto požadavkům však neodpovídal přístrojový park, v té době orientovaný převážně na normy bývalého "východního bloku". Navíc zkušební přístroje byly značně zastaralé a poruchové. Pro zachování tehdejší klimatotechnologické zkušebny bylo nutno radikálních změn a nemalých finančních prostředků. Ozývaly se i požadavky z průmyslu po potřebě nezávislé zkušebny, která by byla schopna posoudit odolnost výrobků v daných prostředích, při zachování kvalitativních a bezpečnostních parametrů. Toto posouzení bylo a je stále častěji podmínkou pro vývoz výrobků do zahraničí. V polovině 90. let dalo vedení VZLÚ souhlas s radikální změnou zkušebny. Změnila se celková koncepce a filosofie přístupu ke zkušebnictví. Byl obnoven přístrojový park s ohledem na požadovanou přesnost a variabilitu zkoušek. V roce 2000 je přestavba dokončena a ústav má k dispozici zkušebnu na špičkové evropské úrovni. Celá zkušebna je složena ze dvou částí, a to vlastní klimatotechnologické zkušebny a dále pak chemické laboratoře s malou galvanovnou. Podívejme se nejprve do laboratoře chemické. Nalezneme zde především přístroje pro spektrální analýzu kovů: jeden spektrometr pracující na principu optické emisní spektrometrie (OES ) dokáže analyzovat kovový materiál bez destrukce. Tímto přístrojem lze stanovit chemické složení kovů na bázi Fe, Al a Cu s velkou přesností během několika sekund. Další dva přístroje pracují na principech atomové absorpční spektrometrie (AAS). Pro analýzu materiálu je tedy třeba vzorek převést speciálními postupy do roztoku. Je tak možno stanovit prakticky všechny kovové prvky. Pomocí těchto zařízení jsme schopni zjistit přesné chemické složení materiálu, které má rozhodující vliv na jeho vlastnosti, především z hlediska korozního chování v daných prostředích. V malé galvanovně se pak povrchově upravují vzorky různými standardními postupy. Především se připravují vzorky, které slouží jako porovnávací etalony pro výzkum korozního chování povrchových ochran, aplikovaných různými moderními technologiemi. Součástí laboratoře je pracoviště klasických chemických analýz, kde se provádí rozbory galvanických lázní klasickými postupy. Nahlédněme nyní do klimatotechnologické zkušebny. Zkoušky se dělí na několik typů: teplotě-vlhkostní, ke kterým se řadí zkouška simulovaným slunečním zářením * dále se pak provádí zkoušky korozní. Zde jde o zkoušky solnou mlhou a zkoušky povšechnou kondenzací za přítomnosti oxidu siřičitého. Probíhají též některé speciální zkoušky na přání zákazníka, jako je např. zkouška ozónem, prachem a pískem, zkouška odolnosti proti vodě a dešti, nebo zkoušky odolnosti proti působení různých chemikálií včetně paliva a olejů. Pro teplotně vlhkostní zkoušky je naše zkušebna vybavena klimatickými komorami. Jde o klimakomory se řízenou teplotou v rozsahu -80 až +180 OC a řízenou relativní vlhkostí v rozsahu 10 až 98 % se změnou teploty cca 1,9 OC/min. Pro simulaci slunečního záření je jedno klimatické zařízení ještě vybaveno metalhalogenovým zářičem s vyzařovacím výkonem 1120 W/m2 v rozpětí vlnových délek 280 až 3000 nm. Pro zkoušky teplotními šoky máme k dispozici zařízení pracující v rozsahu -80 až +200 OC se změnou cca 20 s. Samotný zkušební proces a následné vyhodnocení probíhá podle nejrůznějších zkušebních postupů, které si určí zadavatel. Nejpočetnější skupinu standardů tvoří IEC 68-2-4, IEC 68 2-5, EC 68- 2-30, MIL STD 810, MIL STD 202, DIN 40046-2. Korozní zkoušky jsou prováděny ve dvou komorách pro solnou mlhu a v jedné komoře pro zkoušky oxidem siřičitým. Průběh zkoušek a vyhodnocování jsou pak určeny převážně normami ISO 9227, ASTM B117, DIN 50 021, MIL STD 810, ISO 6988, DIN 50 018 atd. Ostatní specifické zkoušky dle přání zákazníka probíhají taktéž na speciálních zařízeních. Průběh a vyhodnocení zkoušek se opět řídí příslušnými normami. Samostatnou kapitolu pak tvoří stanovení stupně znečištění provozních kapalin. Hodnotí se míra znečištění hydraulických a palivových systémů mechanickými nečistotami. Vyhodnocení se provádí převážně podle normy NAS 1638 vypracované v NASA. Principiálně jde o počet částic rozdělených do šesti velikostních kategorií v určitém objemu zkoušeného vzorku. Podle počtu nečistot v jednotlivých velikostech je pak určen stupeň znečistění vyjádřený třídou od 0 do 12. Letečtí výrobci a provozovatelé udávají maximální přípustnou třídu znečištění s ohledem na spolehlivost a bezpečnost systémů. Tak např. v kosmickém programu je přípustná max. třída 2, což odpovídá počtu 100 částic o rozměrech 5-15 mikrometrů v 10 ml vzorku. Letecké společnosti uvádějí na civilních dopravních strojích max. třídu 8, což odpovídá počtu 6400 částic stejných rozměrů v 10 ml vzorku. Pro tuto analýzu máme k dispozici automatický čítač nečistot, který vyhodnocuje všechny velikostní třídy z jednoho vzorku. S tímto přístrojem je možné provádět analýzy i podle normy ISO 4402, za předpokladu příslušné kalibrace. Charakter znečištění je pak vyhodnocován po filtraci vzorku pomocí ultrafiltrů pod mikroskopem se 400násobným zvětšením. Tímto vyhodnocením lze pak usoudit na možné závady v palivovém, či hydraulickém systému a předejít tak značným komplikacím. Naše zkušebna vlastní oprávnění Úřadu pro civilní letectví pro provádění zkoušek výrobků podléhajících dozoru tohoto orgánu.Toto oprávnění je uděleno v souladu s postupy CAATI- 012-2/99 k průkazným a ověřovacím zkouškám, ověřujícím působení vlivu prostředí na konstrukční provedení a povrchové ochrany leteckých výrobků, letadlových částí a zařízení včetně jejich dílů. Dále je zkušebna akreditována Českým institutem pro akreditaci k provádění klimaticko-korozních zkoušek a spektrálních analýz a splňuje akreditační kritéria dle ČSN EN ISO/IEC 17 025. To nám také umožňuje získat zakázky pro zkoušky výrobků významných domácích i zahraničních výrobců. Jsme taktéž v rámci celého VZLÚ držitelem certifikátu ISO 9001:2000. Zkušebna se kromě zkušební činnosti pro oblast letectví věnuje i komerčním zakázkám z ostatních odvětví průmyslu. Konají se akreditované zkoušky převážně pro automobilový a elektrotechnický průmysl. Podílíme se i na řešení výzkumných a vývojových projektů. Ve spolupráci s VŠCHT Praha byla např. řešena problematika rozmrazování v letectví, která vyústila v podání patentu v řadě zemí EU. V lonském roce byl ukončen úkol z 5. rámcového programu EU, který řešil novou koncepci filtračních prvků v hydraulickém systému dopravního letounu. Naše zkušebna zde prováděla vyhodnocování filtrační schopnosti nově navržených typů filtračních prvků. V nedávné minulosti se v naší zkušebně ověřovala klimaticko-korozní odolnost výzbroje letounu L-159. Klimatickými zkouškami v naší zkušebně prošla i řada palubních přístrojů automobilů renomovaných výrobců. V současné době se věnujeme výzkumu plazmově nanášených povrchových vrstev. Tento úkol je řešen ve spolupráci s Fyzikálním ústavem AV, HVM Plasmou a VŠCHT Praha. Jedná se o velmi perspektivní technologii, o které se předpokládá, že nahradí ekologicky problematické galvanické povrchové úpravy. S rozvojem nových materiálů a jejich povrchových ochran, vytvářených pomocí moderních technologií, vzrůstá potřeba prověření jejich vlastností z hlediska klimaticko-korozní odolnosti urychlenými zkouškami, simulujícími mezní hodnoty zátěže. V tom také spatřujeme budoucnost naší zkušebny, neboť naše zařízení jsou do určité míry schopna tyto podmínky vytvořit. ING. PAVELMALÝ