Savunma sanayiinde kullanılan sistemlerin çevresel koşullara dayanıklılığı, tasarım sürecinin en kritik noktalarından biridir. Kum ve toz testleri, çöl ortamları, tozlu endüstriyel alanlar ve yüksek rüzgar hızına maruz kalan bölgelerde çalışacak ekipmanların dayanıklılığını doğrulamak için uygulanır. MIL-STD-810G Method 510, bu tür zorlu ortam koşullarında mekanik ve elektronik sistemlerin performansını test etmek için geliştirilmiştir.
Bu testin amacı, cihazların toz ve kum girişine karşı dayanıklılığını, filtreleme sistemlerinin etkinliğini ve hareketli parçaların işlevselliğini değerlendirmektir.
1. MIL-STD-810G Kum ve Toz Testinin Amacı
Bu test, askeri ve endüstriyel ekipmanların aşındırıcı kum ve toz parçacıklarına karşı nasıl tepki verdiğini anlamak için uygulanır. Çöl savaş araçları, helikopter sistemleri, saha haberleşme cihazları ve mühimmat sistemleri gibi kritik bileşenler, bu testlerden geçmek zorundadır.
Testin odaklandığı ana noktalar:
- Cihazın iç bileşenlerinin korunması: Toz ve kumun devre kartlarına, fanlara ve mekanik bileşenlere sızmasını engellemek.
- Mekanik sistemlerin hareketliliği: Kum ve tozun dişliler, menteşeler ve sürgülü mekanizmalar üzerinde yarattığı aşınmayı test etmek.
- Elektronik sistemlerin performansı: Tozun devre kartları, konektörler ve fanlı soğutma sistemleri üzerinde yarattığı yalıtım etkisini değerlendirmek.
- Havalandırma sistemlerinin ve filtrelerin etkinliği: Hava girişleri ve çıkışları olan sistemlerin filtreleme kapasitelerini belirlemek.
2. Kum ve Toz Testinin Uygulanması
MIL-STD-810G Method 510, iki farklı test prosedürü içerir:
2.1. Prosedür I – Toz Testi
Bu prosedür, cihazın ince toz parçacıklarına karşı nasıl bir tepki verdiğini belirlemek için uygulanır. Özellikle hava girişleri, filtre sistemleri ve elektronik bileşenlerin korunması için önemlidir.
Test Koşulları:
- Test Odası İçinde Toz Yoğunluğu: 10 ± 7 g/m³
- Hava Akış Hızı: 1,5 ± 0,2 m/s
- Sıcaklık: 23-71°C arasında değişebilir
- Test Süresi: 6 saat ila 24 saat arasında değişebilir
Uygulama Süreci:
- Test edilecek cihaz, toz odasına yerleştirilir.
- Hava akışı ve toz partikülleri, belirlenen hızda test odasına yayılır.
- Sistem, belirlenen süre boyunca toz ortamına maruz bırakılır.
- Test sonunda cihazın iç ve dış bileşenleri detaylı şekilde incelenir.
Başarı Kriterleri:
- Cihazın hava giriş noktaları ve filtreleri toz parçacıklarını tamamen engellemelidir.
- Tozun, mekanik hareketli bileşenlerin işlevselliğini bozmadığı kanıtlanmalıdır.
- Elektrik devrelerinde kısa devre veya yalıtım direnci kaybı olmamalıdır.
2.2. Prosedür II – Kum Testi
Bu prosedür, aşındırıcı kum parçacıklarının cihaz üzerindeki etkisini belirlemek için uygulanır. Özellikle tanklar, kara araçları, uçak motorları ve sahada kullanılan elektronik cihazlar için kritiktir.
Test Koşulları:
- Kum parçacıklarının boyutu: 150-850 µm arasında olmalıdır.
- Hava Akış Hızı: 18 ± 5 m/s
- Sıcaklık: 60-90°C arasında değişebilir.
- Test Süresi: 6 saat ila 24 saat arasında değişebilir.
Uygulama Süreci:
- Test edilecek cihaz, aşındırıcı kum parçacıklarının bulunduğu test odasına yerleştirilir.
- Yüksek hızlı hava akışı ile kum, belirlenen hızda cihazın üzerine yönlendirilir.
- Cihaz, belirlenen süre boyunca aşındırıcı kum ortamına maruz bırakılır.
- Test sonunda cihazın yüzeyleri, bağlantı noktaları ve iç mekanizmaları incelenir.
Başarı Kriterleri:
- Mekanik sistemler aşınmaya karşı dayanıklı olmalıdır.
- Elektronik devrelerde aşındırma veya iletkenlik kaybı olmamalıdır.
- Kumun, hava girişleri veya koruma kapaklarından içeri sızmadığı doğrulanmalıdır.
3. Tasarım Aşamasında Alınması Gereken Önlemler
Kum ve toz testlerinden geçmek için tasarım aşamasında belirli mühendislik çözümlerinin uygulanması gerekir.
3.1. Mekanik Tasarımda Alınması Gereken Önlemler
- Conta ve sızdırmazlık elemanları: Kauçuk contalar, silikon dolgu malzemeleri ve özel kapaklar kullanılarak sızdırmazlık sağlanmalıdır.
- Mekanik bileşenlerin koruma kaplaması: Çelik veya alüminyum yüzeylerin sert anodize kaplama veya seramik kaplama ile korunması gereklidir.
- Hareketli parçaların tasarımı: Menteşeler, raylar ve dişliler, kendiliğinden temizlenebilen tasarımlara sahip olmalıdır.
3.2. Elektronik Tasarımda Alınması Gereken Önlemler
- PCB üzerindeki bileşenlerin kaplanması: Nem ve toza karşı konformal kaplama (parlak veya mat silikon kaplama) uygulanmalıdır.
- Konektör ve kabloların korunması: EMI korumalı, toz geçirmez IP65 veya IP67 sertifikalı konektörler tercih edilmelidir.
- Fan ve soğutma sistemlerinde filtre kullanımı: Elektronik birimlerde yüksek geçirgenliğe sahip HEPA filtreler kullanılarak iç bileşenlerin korunması sağlanmalıdır.
4. Kum ve Toz Testlerinden Geçmek İçin Örnek Uygulamalar
- Askeri güç kaynakları: Hava girişleri mikro gözenekli filtrelerle korunmalı, devreler ise konformal kaplama ile yalıtılmalıdır.
- Tank içi elektronik kontrol sistemleri: Toz ve kum girişini önlemek için sızdırmaz muhafaza ve EMI filtreleme çözümleri uygulanmalıdır.
- Radar sistemleri ve optik sensörler: Kum ve toza karşı optik yüzeylerin hidrofobik ve anti-statik kaplamalarla korunması gereklidir.
Sonuç
MIL-STD-810G Kum ve Toz Testi (Method 510), askeri ve endüstriyel ekipmanların zorlu çöl ortamlarında veya aşındırıcı toz parçacıklarına maruz kalacak ortamlarda çalışabilirliğini doğrulamak için hayati öneme sahiptir.
Bir ekipmanın bu testleri başarıyla geçebilmesi için tasarım aşamasında hava filtreleme sistemleri, sızdırmazlık çözümleri ve aşınma direnci yüksek malzemelerin kullanımı kritik öneme sahiptir.
Kum ve toz testleri, yalnızca ekipmanın dayanıklılığını değil, aynı zamanda saha operasyonlarında güvenilirliğini ve uzun ömürlülüğünü doğrudan etkileyen önemli bir faktördür.