Chemische Beständigkeit

Chemische Beständigkeit

Durch die chemische Beständigkeit wird allgemein die Widerstandsfähigkeit von Materialien bzw. Werkstoffen gegen die Einwirkung von Chemikalien beschrieben. Im Gegensatz zur Korrosion findet dabei kein Materialabtrag statt, was insbesondere für Kunststoffe und Elastomere typisch ist.

Die Prüfung erfolgt durch Eintauchen des Prüflings in die Chemikalie oder durch Auftropfen, Aufpinseln, Aufsprühen oder Aufwischen der Chemikalie auf den Prüfling. Nach einer definierten Einwirkzeit und Temperatur wird die Oberfläche von der Prüfchemikalie gereinigt und auf eine visuelle Veränderung wie z.B. Verfärbung, Rissbildung, Blasenbildung, Erweichung o.ä. begutachtet. Auf Kundenwunsch versenden wir die Prüflinge auch ungereinigt.

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Chemie
Chemische Beständigkeit  Normen

  • RTCA DO-160G, Sect. 11.0, fluids susceptibility→ Fallstudie
  • DIN ISO 16750-5
  • MIL-STD-810H→ Fallstudie
  • DIN SPEC 79009
  • DIN EN ISO 846
  • DIN EN 60068→ Fallstudie
  • VW TL 82421 resistance to agents
  • VW 50180
  • Airbus ABD0100.1.6 4.8 fluids susceptibility
  • DIN EN 60 068-2-45 Tauchen in flüssige Reinigungsmittel
  • BMW GS 95003-5
  • ISO 2812 Teil 1: Eintauchen in Flüssigkeiten außer Wasser
  • kundenspezifisch: Beständigkeit gegen wässrige Medien
Wir bieten u.a. auch folgende Prüfungen an:
hv-prüfstand
u.a. nach folgenden Normen:

  • MBN LV 124-2
  • VW 80000
  • GS 95024-3-1

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HV-/LV-Prüfstände
wassertropfen
u.a. nach folgenden Normen:

  • DIN EN 60068-2-17
  • MIL-STD-810
  • NEMA 250
  • RTCA DO-160
  • VDE 0470-100
  • VW 80000

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IP-Schutzarten Prüfungen
temperaturwechsel
u.a. nach folgenden Normen:

  • DIN EN 60068-2-33
  • MIL-STD 202
  • MIL-STD 883
  • MIL-E 5272
  • MIL-STD-810
  • MIL-T 5422

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Temperaturwechselprüfungen
Erläuterungen zur Chemischen Beständigkeit

Hierbei handelt es sich um Tests, die untersuchen, inwieweit unterschiedliche Werkstoffe gegen die Wirkung chemischer Substanzen resistent sind bzw. wie lange sie deren Einfluss standhalten können, bevor sie ihre Funktionstüchtigkeit einbüßen.

Als chemische Beständigkeit wird hier die Fähigkeit eines Werkstoffs bezeichnet, Zerstörungsprozessen zu widerstehen, die durch Reaktionen zwischen Umgebung und Oberfläche ausgelöst werden. Anders als bei Korrosion ist hier kein Materialabtrag zu verzeichnen. Korrosion kann jedoch eine Folge mangelnder chemischer Beständigkeit sein, sofern das Material chemischen Prozessen ausgesetzt ist. Das kann im weiteren Verlauf zum Bruch des Werkstoffes führen und hat damit entscheidenden Anteil an der Lebensdauer des Produktes.

Bei der Feststellung der Beständigkeit eines Materials/Werkstoffes unterteilt man in drei Klassen:
A: chemisch beständig
B: bedingt chemisch beständig
C: chemisch unbeständig.

Klasse A - Chemisch Beständig

Der Werkstoff behält unverändert seine mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften unabhängig von der Dauer und Intensität der Einwirkung bestimmter chemischer Substanzen. (Dies ist in der Praxis allerdings kaum anzutreffen; daher werden Werkstoffe häufig als „chemisch beständig“ bezeichnet, wenn sie der Einwirkung über einen längeren Zeitraum widerstehen, insbesondere über die allgemeine Lebensdauer des Produktes hinaus).

Klasse B - Bedingt chemisch Beständig

Der Werkstoff behält seine mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften für einen bestimmten Zeitraum. Dieser Zeitraum entscheidet über die Eignung eines Werstoffes für bestimmte Einsatzzwecke (Einflüsse chemischer Substanzen).

Klasse C - Chemisch unbeständig

Der Werkstoff verliert seine mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften (er „degradiert“) innerhalb eines kurzen Zeitraumes, weswegen er für bestimmte Einsatzzwecke (Einflüsse chemischer Substanzen) ungeeignet ist.

Die Beständigkeit gegenüber Chemikalien ist eine wichtige Voraussetzung, um die Verträglichkeit unter den Einsatzbedingungen eines Produktes sicherzustellen. Sehr häufig geht es dabei in der Praxis um die Verträglichkeit mit bestimmten Reinigungs- oder Pflege/Schmiermitteln. Dafür muss das Produkt mit verschieden aggressiven Reinigungsmitteln und Lösungsmitteln, Fetten oder Ölen in Kontakt gebracht werden. Bei Produkten, die mit Anwendern in Berührung kommen, geht es auch um das Aufbringen von Körperflüssigkeiten (Schweiß, Speichel, Blut, Urin) oder kosmetischen Pflegeartikeln. In anderen Umgebungen geht es um die Verträglichkeit von Oberflächen mit Lebensmittelpartikeln (z.B. Kaffee, Tee, Sauce, Ketchup etc.) .

Mangelnde Beständigkeit kann sich auf unterschiedliche Art zeigen. Bei Kunsstoffen beispielsweise führt sie häufig zum Aufquellen oder Erweichen des Materials, was regelmäßig durch Diffusion hervorgerufen wird, indem Moleküle der einwirkenden chemischen Substanz sich zwischen die Polymerketten schieben und damit die Veränderung herbeiführen. Dabei spielt auch die Einwirkung der Umgebungstemperatur eine erhebliche Rolle, weshalb diese in die Testverfahren maßgeblich einzubeziehen ist.

Bei Metallen kann es zum Kettenabbau kommen (Oxidativer Abbau) oder zu Spannungsrissbildungen, die sich unter Beanspruchung zu Rissnetzwerken ausweiten können.

Bei Glas ist in der Regel von einer hohen Beständigkeit auszugehen, doch auch hier können Unbeständigkeiten auftreten, die sich meist in Materialabtrag messen lassen. Dabei unterscheidet man bei Glas zwischen „Wasserbeständigkeit“, „Säurebeständigkeit“ und „Laugenbeständigkeit“.

Testverfahren

In vielen Fällen kommen Immersionsversuche zur Anwendung, wobei die Objekte in der Testkammer vollumfänglich den einwirkenden Medien ausgesetzt werden.

Um die Spanungsrissbeständigkeit zu ermitteln, wird der ESC-Test (Environmental Stress Cracking) angewendet. Die Tests analysieren u.a. nach folgenden möglichen Veränderungen des zu untersuchenden Werkstoffes:

  • Erweichung
  • Quellung
  • Verfärbung
  • Glanzgradänderung
  • Beschichtungsablösung
  • Blasenbildung

Fallstudie

Beständigkeit gegen Verschmutzung durch Flüssigkeiten
Gemäß DIN EN IEC 60068-2-74

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Beispiel: Polymerfunktionskomponente für ein Militärfahrzeug
Beständigkeit gegen Verunreinigungen durch Flüssigkeiten


Hintergrund

Militärfahrzeuge sind in Umgebungen im Einsatz, in denen die Ausrüstung häufig Betriebsflüssigkeiten und chemischen Verunreinigungen ausgesetzt ist. Diese Flüssigkeiten können folgende Ursachen haben:
  • Hydrauliksysteme
  • Schmier- und Getriebeöle
  • Kraftstoff
  • Enteisungsmittel
  • Reinigungschemikalien
  • Kühlflüssigkeiten
Funktionskomponenten aus Kunststoff, die in Fahrzeugen verwendet werden – wie beispielsweise Steuergehäuse, Steckverbinder-Module oder Befestigungsstrukturen – müssen auch nach längerer Einwirkung solcher Flüssigkeiten ihre mechanische Integrität und Funktionalität bewahren.
Um die Betriebssicherheit zu gewährleisten, wurde eine in einem gepanzerten Militärfahrzeug verwendete Funktionskomponente aus Polymer gemäß folgenden Normen geprüft:
DIN EN IEC 60068-2-74 – Umweltprüfungen – Verunreinigung durch Flüssigkeiten.
Dieser Test überprüft, ob Werkstoffe und Baugruppen nach Einwirkung potenziell aggressiver Flüssigkeiten mechanisch und funktional stabil bleiben.


Testziel

Ziel des Testprogramms war es, festzustellen, ob die Polymerkomponente gegen chemischen Abbau beständig ist, der durch Flüssigkeiten verursacht wird, die typischerweise in der Umgebung von Militärfahrzeugen vorkommen.
Mögliche Versagensarten sind:
  • Quellung des Polymermaterials
  • Spannungsrisse
  • Erweichung oder Versprödung
  • Zersetzung der Dichtungsflächen
  • Verlust der Dimensionsstabilität
Der Test simuliert die langfristige Einwirkung von Betriebsflüssigkeiten, denen das Material während seiner Lebensdauer ausgesetzt ist.

Prüflings (DUT)

Parameter
Beschreibung
Komponente
Gehäuse für elektronische Steuerung
Anwendung
Innenraum eines gepanzerten Militärfahrzeugs
Material
Glasfaserverstärktes Polyamid (PA6-GF30)
Abmessungen
160 × 110 × 55 mm
Integrierte Elemente
Kabelanschlüsse, Befestigungspunkte
Funktion
Schutz und mechanische Abstützung für die Steuerelektronik
Das Prüfobjekt wurde sowohl als komplette Baugruppe als auch mit repräsentativen Materialproben aus dem Gehäuse getestet.


Prüfflüssigkeiten

Gemäß IEC 60068-2-74 wurden repräsentative Flüssigkeiten ausgewählt, um realistische Einsatzbedingungen in Militärfahrzeugen zu simulieren.
Flüssigkeit
Simulation
Dieselkraftstoff
Verunreinigung des Kraftstoffsystems
Hydrauliköl
Hydraulikantriebssysteme
Motoröl
Verschmutzung des Antriebsstrangs
Kühlmittelgemisch
Wärmemanagementsysteme
Reinigungsmittel
Wartungsverfahren
Diese Flüssigkeiten stellen typische chemische Belastungen in militärischen Bodenfahrzeugen dar.


Prüfverfahren

Das Prüfobjekt (DUT) und die Materialproben wurden unter kontrollierten Laborbedingungen den ausgewählten Flüssigkeiten ausgesetzt.
Parameter
Wert
Norm
DIN EN IEC 60068-2-74
Belastungsmethode
Eintauchen / Oberflächenbelastung
Belastungsdauer
24–168 Stunden
Temperatur
23 °C und 50 °C
Nachbehandlung
24-stündige Erholung unter Umgebungsbedingungen
Das Verfahren umfasste sowohl vollständige Eintauchprüfungen als auch die Simulation lokaler Verunreinigungen (Oberflächenbenetzung).


Bewertungskriterien

Nach der Exposition wurde das Prüfobjekt anhand der folgenden Kriterien bewertet:
Sichtprüfung
  • Verfärbung
  • Oberflächenverschleiß
  • Rissbildung oder Verformung
Mechanische Prüfung
  • Formstabilität
  • Unversehrtheit der Befestigungsfläche
Funktionsprüfung
  • Funktion der Steckverbinder-Schnittstelle
  • elektronische Funktion
Materialproben wurden zusätzlich auf Folgendes geprüft:
  • Massenänderung
  • Quellverhalten
  • Härteänderung


Testergebnisse

Testflüssigkeit
Ergebnis
Dieselkraftstoff
keine strukturelle Verschlechterung
Hydrauliköl
kein Aufquellen festgestellt
Motoröl
minimale Verfärbung der Oberfläche
Kühlmittelgemisch
keine Materialverschlechterung
Reinigungsmittel
keine Auswirkungen auf die Funktion
Die gemessene Massenänderung der Materialproben blieb unter 0,4 %, was auf eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit des PA-GF-Materials hinweist.


Technische Auswertung

Die Ergebnisse zeigen, dass die Polymerkomponente eine ausreichende chemische Beständigkeit für den Einsatz in Militärfahrzeugen aufweist.
Wichtigste Beobachtungen:
  • Die Glasfaserverstärkung reduzierte die Quellwirkungen erheblich.
  • Es traten keine Mikrorisse oder Spannungsrisse auf.
  • Die Befestigungspunkte behielten ihre mechanische Festigkeit bei.
Das getestete Material weist daher eine hohe Verträglichkeit mit typischen Betriebsflüssigkeiten in Fahrzeugen auf.


Fazit

Das funktionale Polymerbauteil hat den Flüssigkeitskontaminations-Test gemäß DIN EN IEC 60068-2-74 erfolgreich bestanden.
Das Bauteil wies folgende Eigenschaften auf:
  • mechanische Integrität
  • Formstabilität
  • volle Funktionsfähigkeit
Dies bestätigt die Eignung des Materials und der Konstruktion für den Einsatz in rauen Umgebungen von Militärfahrzeugen, in denen der Kontakt mit Betriebsflüssigkeiten unvermeidbar ist.


Bedeutung für die Entwicklung militärischer Ausrüstung

Prüfungen gemäß IEC 60068-2-74 helfen Herstellern:
  • die chemische Verträglichkeit von Materialien zu validieren
  • einen vorzeitigen Verschleiß von Bauteilen zu verhindern
  • die langfristige Betriebssicherheit militärischer Systeme sicherzustellen
Für Hersteller von Militärfahrzeugen sind solche Prüfungen unerlässlich, um sicherzustellen, dass Polymerkomponenten trotz der Einwirkung aggressiver Betriebsflüssigkeiten ihre Leistungsfähigkeit behalten.

Fallstudie

Beständigkeit des Gehäuses eines elektronischen Steuermoduls für gepanzerte Fahrzeuge gegen Flüssigkeitsverschmutzung

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Umweltqualifizierung gemäß MIL-STD-810H – Methode 504.3 (Verunreinigung durch Flüssigkeiten)


Hintergrund

Gepanzerte Kampffahrzeuge sind in Umgebungen im Einsatz, in denen mechanische und hydraulische Systeme ständig Kraftstoffen, Schmiermitteln, Hydraulikflüssigkeiten, Reinigungsmitteln und Dekontaminationschemikalien ausgesetzt sind. Diese Flüssigkeiten können bei Wartungsarbeiten oder im Kampfeinsatz mit elektronischen Bauteilen, Gehäusen, Dichtungen und Steckverbindern in Kontakt kommen.
Ein typisches Zubehörteil, das in einem Panzer verbaut wird, ist ein Steuermodulgehäuse für Fahrzeug-Hilfssysteme, wie zum Beispiel:
  • Beleuchtungssteuerungen
  • Sensor-Schnittstellenmodule
  • Steuerungen für das Turmsubsystem
  • Elektronik für die Hilfsstromverteilung
Diese Geräte sind häufig in Abteilen montiert, in denen es aufgrund folgender Ursachen zu einer versehentlichen Flüssigkeitsbelastung kommen kann:
  • Leckagen in Hydraulikleitungen
  • Tankvorgänge
  • bei der Wartung verwendete Schmierstoffe
  • Verschmutzungen auf dem Schlachtfeld
Der Kontakt mit solchen Flüssigkeiten kann zu Materialschäden führen, indem er Folgendes verursacht:
  • Quellen von Dichtungen
  • Zersetzung von Polymerkomponenten
  • Verlust der Beschichtungshaftung
  • Korrosion oder elektrische Ausfälle
Um die Betriebssicherheit zu gewährleisten, müssen diese Komponenten gemäß MIL-STD-810H Methode 504.3 (Verunreinigung durch Flüssigkeiten) Beständigkeit gegen Flüssigkeitsverunreinigungen aufweisen.


Prüfziel

Ziel der Prüfung war es, die Beständigkeit eines Gehäuses für ein elektronisches Steuergerät und seines Dichtungssystems zu bewerten, wenn diese den typischen Flüssigkeiten ausgesetzt sind, die beim Betrieb von gepanzerten Fahrzeugen vorkommen.
Die Prüfung konzentrierte sich auf:
  • Verträglichkeit der Gehäusematerialien mit Betriebsflüssigkeiten
  • Beständigkeit der Dichtungsmaterialien gegen Quellung oder Zersetzung
  • Beschichtungsstabilität bei Kontakt mit Kraftstoffen und Schmierstoffen
  • Fortbestehende Funktionsfähigkeit des Moduls nach der Einwirkung


Prüflings (DUT)

Ausstattung:
Gehäuse eines elektronischen Zusatzsteuermoduls für gepanzerte Fahrzeuge.
Anwendung:
Einbau in den Elektronikraum eines Kampfpanzers.
Aufbau:
Komponente
Beschreibung
Gehäuse
Gehäuse aus Aluminiumdruckguss
Oberflächenbeschichtung
Korrosionsschutzbeschichtung aus militärischem Epoxidharz
Dichtung
Silikondichtung
Steckverbinder
Militärische runde, abgedichtete Steckverbinder
Abmessungen
220 × 150 × 70 mm
Das Gerät wurde in einer repräsentativen Halterung montiert, um seine Position im Fahrzeuginnenraum nachzubilden.


Prüfaufbau

Die Prüfungen wurden in einer Laborumgebung durchgeführt, in der die Geräte kontrolliert Betriebsflüssigkeiten ausgesetzt werden konnten.
Zu den Prüfverfahren gehörten:
  • direkte Flüssigkeitsaufbringung
  • teilweises Eintauchen
  • kontrollierte Oberflächenbelastung
Das Prüfobjekt (DUT) wurde einer Reihe repräsentativer Flüssigkeiten ausgesetzt, wie sie typischerweise beim Betrieb von gepanzerten Fahrzeugen vorkommen.


Testflüssigkeiten

Zu den in MIL-STD-810H Methode 504.3 definierten typischen Flüssigkeiten gehören Betriebsflüssigkeiten, die in Militärfahrzeugen verwendet werden.
Für den Test wurden die folgenden Flüssigkeiten ausgewählt:
Flüssigkeit
Typische Verwendung
Dieselkraftstoff
Kraftstoff für Fahrzeuge
Hydraulikflüssigkeit
Turm- und Federungssysteme
Schmieröl
Mechanische Komponenten
Reinigungsmittel
Wartungsverfahren
Dekontaminationslösung
ABC-Schutzmaßnahmen


Testbedingungen

Jede Flüssigkeitsbelastung wurde gemäß den Richtlinien der MIL-STD-810H, Methode 504.3, durchgeführt.
Parameter
Testwert
Belastungsmethode
Oberflächenanwendung
Flüssigkeitstemperatur
Umgebungstemperatur
Expositionsdauer
24 Stunden
Anzahl der Testflüssigkeiten
5
Stabilisierung nach der Exposition
24 Stunden Trocknen
Nach der Exposition wurde die Probe vor der Inspektion und den Funktionstests trocknen gelassen.


Prüfung nach dem Test

Im Anschluss an die Flüssigkeitsbeständigkeitstests wurde das Prüfobjekt auf Materialverschleiß untersucht.
Die Prüfverfahren umfassten:
  • Sichtprüfung auf Beschädigungen der Beschichtung
  • Überprüfung der Dichtungsintegrität
  • Prüfung der Steckverbinderabdichtung
  • Funktionsprüfung der Elektronik
Zusätzlich wurde das Gehäuse geöffnet, um die inneren Komponenten auf das Eindringen von Flüssigkeit zu untersuchen.


Testergebnisse

Bewertungsparameter
Ergebnis
Gehäusebeschichtung
Keine Verschlechterung festgestellt
Quellung der Dichtung
Keine festgestellt
Dichtung des Steckverbinders
Intakt
Interne Verunreinigung
Keine festgestellt
Funktionsprüfung
Voll funktionsfähig
Das Modul behielt nach Kontakt mit allen getesteten Flüssigkeiten seine volle Funktionsfähigkeit bei.


Technische Bewertung

Die Beständigkeit gegen Flüssigkeitsverschmutzung wurde auf folgende Konstruktionsmerkmale zurückgeführt:
  • chemisch beständiges Silikon-Dichtungssystem
  • robuste Epoxid-Schutzbeschichtung auf dem Aluminiumgehäuse
  • abgedichtete Steckverbinder in Militärqualität
  • präzise Dichtungskompression, die das Eindringen von Flüssigkeit verhindert
Diese Konstruktionselemente verhinderten eine Verschlechterung und sicherten den Umweltschutz des Moduls.


Fazit

Das Gehäuse des elektronischen Zusatzsteuermoduls hat die Umweltprüfungen gemäß MIL-STD-810H, Methode 504.3 (Verunreinigung durch Flüssigkeiten) erfolgreich bestanden.
Das Gerät zeigte vollständige Beständigkeit gegenüber Betriebsflüssigkeiten, wie sie typischerweise in gepanzerten Fahrzeugen vorkommen.
Dies bestätigt die Eignung der Komponente für den Einsatz in militärischen Fahrzeugsystemen, in denen eine Exposition gegenüber Kraftstoffen, Schmiermitteln und Wartungsflüssigkeiten zu erwarten ist.


Marketing-Zusammenfassung

Zuverlässige Leistung auch bei Kontakt mit Betriebsflüssigkeiten.
Umweltprüfungen gemäß MIL-STD-810H „Kontamination durch Flüssigkeiten“ bestätigen, dass militärische elektronische Systeme ihre Betriebsfähigkeit auch nach Kontakt mit Kraftstoffen, Schmiermitteln, Hydraulikflüssigkeiten und Wartungschemikalien beibehalten.
Durch robuste Materialien, fortschrittliche Beschichtungen und eine versiegelte Gehäusekonstruktion können Hersteller die langfristige Haltbarkeit missionskritischer Ausrüstung in anspruchsvollen militärischen Umgebungen sicherstellen.

Fallstudie

Chemische Beständigkeit von Avionik-Elektronik

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Prüfung der Flüssigkeitsanfälligkeit gemäß RTCA/DO-160G Abschnitt 11


Die Herausforderung

Luftfahrtelektronik ist während des Flugbetriebs, der Wartung oder bei Instandhaltungsarbeiten häufig Betriebsflüssigkeiten ausgesetzt. Diese Flüssigkeiten können mit den Außenflächen der Avionikgeräte in Wechselwirkung treten und möglicherweise Materialien, Dichtungen oder Schutzbeschichtungen angreifen.
Zu den typischen Luftfahrtflüssigkeiten gehören:
  • Hydraulikflüssigkeiten
  • Flugkraftstoffe
  • Schmieröle
  • Enteisungsmittel
  • Reinigungslösungsmittel
Wenn die in elektronischen Baugruppen verwendeten Materialien nicht ausreichend beständig sind, kann der Kontakt mit Flüssigkeiten zu folgenden Problemen führen:
  • Zersetzung von Dichtungsmaterialien
  • Quellung von Polymerkomponenten
  • Korrosion von Metalloberflächen
  • elektrische Fehlfunktionen oder Isolationsausfälle
Um eine langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten, müssen Avionikgeräte unter kontrollierten Laborbedingungen auf ihre chemische Beständigkeit geprüft werden. Umweltqualifizierungstests gemäß RTCA/DO-160G umfassen ein spezielles Verfahren zur Bewertung der Flüssigkeitsanfälligkeit von Bordgeräten.
Diese Fallstudie stellt die Prüfung der Flüssigkeitsanfälligkeit einer versiegelten Avionik-Steuereinheit vor, die in einem Passagierflugzeugsystem installiert ist.


Prüfling (DUT)

Bei dem getesteten Gerät handelte es sich um ein Steuerelektronikmodul für Flugzeuge, das für die Regelung von Hilfssystemen des Flugzeugs zuständig ist.
Die Elektronik ist in einem versiegelten Aluminiumgehäuse untergebracht, das empfindliche interne Komponenten vor Umwelteinflüssen schützen soll.
Wesentliche Merkmale des Prüflings:
Parameter
Beschreibung
Produkttyp
Avionik-Steuerelektronik
Anwendung
Systeme für Passagierflugzeuge
Gehäuse
Aluminiumgehäuse
Oberflächenschutz
Eloxierte Gehäuseoberfläche
Steckverbinder
Rundsteckverbinder in Luftfahrtqualität
Interne Elektronik
Mehrschichtige Leiterplattenbaugruppe
Einbauort
Avionikraum des Flugzeugs
Obwohl das Gerät normalerweise im Avionikraum geschützt ist, verlangte der Hersteller eine Überprüfung der chemischen Beständigkeit, um sicherzustellen, dass das Gerät bei Kontakt mit Flugzeugflüssigkeiten unbeeinträchtigt bleibt.


Testziel

Der Zweck des Flüssigkeitsverträglichkeitstests besteht darin, festzustellen, ob der Kontakt mit gängigen Flugzeugflüssigkeiten die Leistung oder Integrität von Bordgeräten beeinträchtigt.
Der Test überprüft, ob:
  • die Gehäusematerialien chemischer Zersetzung widerstehen
  • Dichtungen und Dichtungsringe ihre Integrität bewahren
  • die Materialien der Steckverbinder chemisch stabil sind
  • die elektronische Funktionalität unbeeinträchtigt bleibt
Vor und nach der Einwirkung wurde eine Funktionsprüfung des Prüflings durchgeführt, um einen zuverlässigen Betrieb zu bestätigen.


Prüfaufbau

Die Prüfung wurde in einer Laborumgebung durchgeführt, in der unter kontrollierten Bedingungen repräsentative Luftfahrtflüssigkeiten auf das Prüfobjekt (DUT) aufgebracht wurden.
Das Gerät wurde in einer repräsentativen Einbaulage positioniert, und ausgewählte Oberflächen des Gehäuses und der Steckverbinder wurden verschiedenen Luftfahrtflüssigkeiten ausgesetzt.
Die Expositionsmethode simulierte realistische Verschmutzungsszenarien, die während des Flugzeugbetriebs oder der Wartung auftreten können.


Testbedingungen

Die Tests wurden gemäß RTCA/DO-160G Abschnitt 11 – Fluid Susceptibility durchgeführt.
Zu den typischen Luftfahrtflüssigkeiten, die im Testprogramm verwendet wurden, gehören:
Flüssigkeitskategorie
Beispiel
Hydraulikflüssigkeiten
Phosphatester- oder mineralölbasierte Flüssigkeiten
Flugkraftstoff
Kerosinbasierter Düsentreibstoff
Schmierstoffe
Turbinenmotoröl
Reinigungsmittel
Wartungslösungsmittel
Enteisungsflüssigkeiten
Lösungen auf Glykolbasis
Die Flüssigkeiten wurden auf die Außenflächen des Prüflings aufgetragen und konnten über definierte Einwirkzeiten mit den Materialien interagieren.


Prüfverfahren

Das Prüfprogramm folgte dem in der Norm festgelegten Verfahren zur Umweltqualifizierung.
  1. Prüfung vor der Testphase
    Vor der Exposition wurde das Prüfobjekt folgenden Prüfungen unterzogen:
    • Sichtprüfung
    • Funktionsprüfung
    • Dokumentation des Ausgangszustands
  2. Exposition gegenüber Flüssigkeiten
    Repräsentative Luftfahrtflüssigkeiten wurden aufgebracht auf:
    • Gehäuseoberflächen
    • Steckverbinder
    • Dichtungen
    Die Expositionsdauern wurden so gewählt, dass realistische Betriebsverschmutzungsszenarien simuliert wurden.
  3. Expositionszeitraum
    Während des Expositionszeitraums konnten die Flüssigkeiten mit den Oberflächen des Geräts in Wechselwirkung treten.
  4. Inspektion nach dem Test
    Nach der Exposition wurde das Prüfobjekt inspiziert und getestet, um eine mögliche Materialverschlechterung oder Funktionsbeeinträchtigung zu bewerten.


Prüfung nach dem Test

Nach Abschluss des Flüssigkeitsexpositionstests wurde das Prüflos einer detaillierten Sicht- und Funktionsprüfung unterzogen.
Die Prüfmaßnahmen umfassten:
  • Beurteilung der Oberflächenbeschichtungen
  • Prüfung von Dichtungen und Dichtungsringen
  • Bewertung des Zustands der Steckverbinder
  • Überprüfung der mechanischen Integrität
  • Prüfung der elektrischen Funktion


Ergebnisse

Die Avionik-Steuereinheit hat den Qualifizierungstest zur Flüssigkeitsbeständigkeit erfolgreich bestanden.
Wichtige Beobachtungen:
Bewertung
Ergebnis
Zustandsverschlechterung des Gehäuses
Keine festgestellt
Beschädigung der Dichtung
Keine festgestellt
Verschleiß der Steckverbinder
Keine festgestellt
Interne Verunreinigung
Keine festgestellt
Elektrische Funktionsfähigkeit
Voll funktionsfähig
Das Gehäuse aus eloxiertem Aluminium und die ausgewählten Materialien zeigten eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen chemische Einflüsse.


Fazit

Das getestete Avionik-Steuermodul hat die Qualifizierung hinsichtlich der Beständigkeit gegen Flüssigkeiten gemäß RTCA/DO-160G Abschnitt 11 erfolgreich bestanden.
Der Test bestätigte, dass:
  • die im Gehäuse verwendeten Materialien chemischer Zersetzung widerstehen
  • Dichtungen und Steckverbinder ihre Integrität bewahren
  • die elektronische Funktionalität nach der Exposition unbeeinträchtigt bleibt
Diese Ergebnisse bestätigen die Eignung des Geräts für den langfristigen Einsatz in Flugzeugen, wo es während der Wartung oder des Betriebs zu einer Exposition gegenüber Luftfahrtflüssigkeiten kommen kann.


Warum Fluid-Suszeptibilitätstests wichtig sind

Fluid-Suszeptibilitätstests sind unerlässlich, um sicherzustellen, dass Bordgeräte auch bei Kontakt mit Betriebsflüssigkeiten zuverlässig funktionieren.
Die Umweltqualifizierung gemäß DO-160 hilft Herstellern dabei:
  • die Materialauswahl für Luft- und Raumfahrtanwendungen zu validieren
  • Probleme mit der chemischen Verträglichkeit frühzeitig in der Entwicklung zu erkennen
  • die langfristige Haltbarkeit von Avionikgeräten sicherzustellen
  • die Zertifizierung von Bordsystemen zu unterstützen
Durch die Überprüfung der chemischen Beständigkeit unter kontrollierten Laborbedingungen können Hersteller sicherstellen, dass die Flugzeugelektronik während ihrer gesamten Betriebsdauer ihre Leistung und Sicherheit beibehält.