技术概述
GJB 150.8A-2009《军用装备实验室环境试验方法 第 8 部分:淋雨试验》用于考核装备在降雨、水喷淋与滴水环境下的防护能力。它要回答的不只是"进不进水",还包括:保护罩、壳体与密封垫阻止水渗入的有效性;装备在淋雨中和淋雨后的性能保持能力;淋雨是否造成物理损伤;排水、除水装置是否有效;包装是否具备防护能力。
标准设置三个程序:程序 I 降雨与吹雨、程序 II 强化淋雨、程序 III 滴水。三者的适用对象不同:程序 I 用于户外无防雨措施的装备,模拟自然降雨并叠加风;程序 II 用于尺寸过大、无法用常规降雨装置覆盖的大型装备,用高压喷淋代替,虽不模拟自然降雨,但能提高结果的置信度;程序 III 用于通常能防雨、但上表面可能因冷凝或渗漏产生滴水的装备。
与 1986 版相比,GJB 150.8A 把喷嘴压力从 376kPa 调整为 276kPa,并把程序从两个扩展为三个,新增滴水程序。这一变化的工程含义是:过去很多"通过淋雨"的装备,实际失效模式是上表面凝露滴水,而旧版没有对应程序,问题被漏掉。新增程序填补了这一空白。
检测样品
- 户外无防雨措施的装备:雷达、天线、方舱、野外机柜、通信天线座;
- 大型装备或无法用常规降雨装置覆盖的装备:整机车辆、大型箱体、拖车;
- 通常防雨但上表面可能积存冷凝水或渗漏的装备:密闭机箱、控制柜、光学设备;
- 带包装的装备:考核包装的防水能力;
- 含排水、除水装置的装备:百叶窗、排水孔、呼吸阀、除湿装置。
样品的安装状态与开孔处理必须明确。实际使用中打开的接口、未安装的盖板、临时拆除的密封件,都会改变进水路径。若试验时把样品的所有开孔都封死,得到的结论与实际使用不符。委托时应提供"试验状态说明",逐项确认哪些开口保留、哪些封堵及其理由。
检测项目
- 程序 I——降雨与吹雨:降雨强度 1.7mm/min,雨滴直径 0.5mm~4.5mm,风速 18m/s,每面至少 30min;
- 程序 II——强化淋雨:喷嘴压力不低于 276kPa,雨滴直径 0.5mm~4.5mm,每面至少 40min;
- 程序 III——滴水:滴水量不低于 280L/(m²·h),每面至少 15min;
- 预处理:样品温度高于水温 10℃±2℃,使内部形成负压,更能暴露密封缺陷;
- 过程检查:试验中通电装备的功能监测、进水观察、排水装置工作状态;
- 试验后检查:开壳检查游离水、水渍痕迹、进水位置、绝缘电阻、腐蚀迹象;
- 包装检查:包装内部是否进水、内衬是否吸湿、缓冲件是否失效。
试验方法与条件
- 温度预处理:程序 I 要求在每次暴露循环开始时,样品温度高于水温 10℃±2℃。原理是热样品遇冷水时内部气压下降,形成负压吸水,比常温状态更容易暴露密封缺陷。若不预热,试验严酷度明显偏低。预热应在试验前完成,且需在样品达到规定温度后尽快开始喷淋,避免途中散热。
- 降雨强度校准:用雨量计在样品平面实测,而非按喷嘴数量推算。多喷嘴系统中个别堵塞会造成局部强度不足,面内均匀性需逐点核查。
- 风速与角度:程序 I 的风速为 18m/s,雨滴以一定角度吹打样品。样品应转动,使各个易受损面都受到吹打,而不是只固定一个朝向。仅考核迎风面,是常见的偏离。
- 持续时间:每面至少 30min,若需模拟持续降雨,连续降雨时间可达 4h 或按技术文件。时间的计算应扣除调整与中断时间,仅统计有效喷淋时间。
- 程序 II 的喷淋距离与角度:喷嘴距样品表面通常保持规定距离,压力由压力表实测。压力不足会使雨滴粒径偏大、打击力不足,效果与程序 I 不同,不能互相替代。
- 程序 III 的滴水量:以单位面积单位时间的滴水量控制,滴落高度与水滴速度也应符合规定。滴水试验的关键是形成持续、均匀的滴落,而非局部水流。
- 试验后处理:先擦干外表面再开壳,避免外部水流入造成误判。开壳后重点检查密封面内侧、接插件根部、螺钉孔、焊缝、线缆入口,这些位置是进水的常见路径。
淋雨与浸渍的分工
两者不能互相替代,但存在部分替代关系。若装备安装状态相同,且已通过浸渍试验,通常不再需要淋雨试验;反之不成立——浸渍试验的静水压会使密封件压紧在密封面上,反而可能掩盖淋雨时高速水滴冲击造成的吸入效应。因此当装备可能同时经历两种环境时,两项都应做。这一关系在标准中有明确说明,也是委托方案设计时需要向客户解释的重点。
进水量的判定
部分技术文件给出允许进水量的限值,例如以样品容积为基准的微量允许值。判定时应以实测游离水量为准,并结合进水位置判断是否影响功能。完全没有游离水但密封面内侧有水膜的情形,通常记为"微量渗入",需评估是否会引起绝缘下降或腐蚀,不能简单判合格。
检测仪器
- 淋雨试验装置:降雨喷淋系统、吹风系统、转台、水量计量;
- 强化淋雨装置:高压泵、喷嘴阵列、压力表、流量计;
- 滴水装置:滴盘或滴水架、流量控制阀、高度调节机构;
- 雨量计与粒径测量:用于校准降雨强度与雨滴直径;
- 温度测量:样品表面与内部热电偶、水温计;
- 电性能测试:绝缘电阻表、耐压测试仪、功能测试系统;
- 辅助:荧光染料(用于定位渗水路径)、内窥镜、称重设备。
应用领域
淋雨试验的应用集中在户外装备与运输包装两类。户外装备关注壳体密封、接插件防护、排水通畅,典型问题是雨后绝缘下降、连接器进水腐蚀、腔内积水导致锈蚀。运输包装关注包装材料的防水与缓冲性能保持,典型问题是纸箱吸湿后强度骤降、木箱积水霉变、缓冲泡沫吸水失效。
民用领域中,户外灯具、充电桩、汽车零部件、光伏接线盒都有淋雨或防水要求,通常引用 GB/T 4208 的 IPX3 至 IPX6 或 GB/T 2423.38。军标与民标的主要差异在于风速叠加与温度预处理,军标更强调吹雨与热样品负压吸水,民标更强调喷水角度与流量。跨体系引用时应说明这一差异。
常见问题
问题一:三个程序如何选择?
按装备的暴露方式选择。户外无遮挡、直面风雨的选程序 I;尺寸超出常规装置覆盖范围、或需要更高置信度的选程序 II;有防雨结构但上表面可能凝露滴水的选程序 III。三种情形可能同时存在,此时可组合使用,顺序上一般先做程序 III 再做程序 I,因为滴水造成的损伤较轻。
问题二:为什么要求样品温度高于水温 10℃?
为了制造内部负压。热样品遇冷水,外壳迅速冷却而内部空气仍热,气压下降,外部水被吸向内部。这一效应比常温下的静水压更能暴露密封缺陷,也更接近真实场景——装备在烈日下暴晒后突遇暴雨,正是这种状态。省掉预热会让试验偏松。
问题三:淋雨试验后没有发现游离水,是否一定合格?
还需检查水渍与绝缘。微量渗入可能不形成游离水,但会在密封面内侧留下水膜与盐分沉积,长期导致腐蚀与绝缘下降。应做绝缘电阻测试与外观检查,必要时拆解检查接插件内部。仅以"无游离水"判合格,容易漏掉早期渗入。
问题四:程序 II 的压力为什么比旧版低?
因为旧版的 376kPa 在实际执行中容易造成雨滴过度雾化,粒径偏离 0.5mm~4.5mm 的规定范围,反而不符合降雨特征。调整为 276kPa 后,粒径与打击力的匹配更好。这一调整不意味着要求放松,而是使试验更接近规定的水滴特征。
问题五:包装件做淋雨试验,判据是什么?
主要看包装内部是否进水、内装物是否受潮、包装材料的力学性能是否下降。常见判据包括:包装内部无游离水、内装物无受潮痕迹、纸箱抗压强度保持率在规定值以上。若包装设计本身允许少量渗入但有内衬防护,则按内衬后的状态判定,并在报告中说明层次。
问题六:淋雨与砂尘的先后顺序如何安排?
通常先砂尘后淋雨,或按实际使用顺序。原因是砂尘颗粒会堵塞排水孔与呼吸阀,随后的淋雨会因排水不畅而积水,暴露复合问题;反之先淋雨会使粉尘黏附成泥,堵塞缝隙,改变砂尘的进入路径。两种顺序各有其考核意图,关键是写清理由。
问题七:试验中设备功能正常,试验后失效,如何解释?
多为延时效应:水进入腔体后未立即接触带电部位,试验后放置期间因毛细作用或重力迁移到关键位置,导致绝缘下降或短路。这类失效在报告中应记录失效发生的时间点与恢复条件,因为它提示了实际使用中的风险窗口——雨后数小时才出现的故障,往往比即时故障更难排查。
结果分析
淋雨试验的结果分析应把"进了多少水"与"水到了哪里"分开。前者是量的问题,后者是路径的问题。量小但路径直指带电部位或光学面,风险高于量大但积在空腔内。因此报告应给出进水位置图,标注密封面、接插件、焊缝、螺钉孔等关键点的状态。
另一个分析维度是排水能力。部分装备进水不多,但排水不畅,积水在腔内长期滞留,引起腐蚀与霉变,这类问题在短期试验中不显现,却在长期使用中造成故障。检查排水孔、呼吸阀、倾斜放置后的残水量,能提前发现这类隐患。


