Hintergrund: Für einen Test im QUV wir zwei Bedingungen, die die gleiche Menge an Gesamtenergie geben wählen:

Test A: Einstrahlung 0.65W/m2 für eine Zeit von 3000h.
Test B: Einstrahlung 0.83W/m2 für 2500h.

Die Testproben sind Folien mit einer Dicke zwischen 80 und 100 Mikron. Am Ende des einzelnen Tests verifizieren wir die Veränderung der Farbe in der Grauskala und die mechanische Eigenschaft behalten.

Können wir vergleichen die beiden Ergebnisse?

Antwort: Es ist üblich, anzunehmen, dass die beiden Aufnahmen identisch sind, aber in vielen Fällen die beiden würden unterschiedliche Ergebnisse liefern. Es gibt komplexe Synergien zwischen Bestrahlungsstärke, Hitze und Feuchtigkeit. Im Allgemeinen, wenn diese Frage untersucht wird, gibt es eine viel größere Differenz zwischen Bestrahlungsstärke Sollwerte. Die Frage ist so etwas wie dieses: Wenn Sie die Bestrahlungsstärke der Exposition zu verdoppeln, können Sie schneiden die Testzeit in der Mitte und die gleichen Ergebnisse erzielen?

Manchmal gibt es eine lineare Beziehung zwischen Bestrahlungsstärke und die Geschwindigkeit des Abbaus, aber manchmal auch nicht. In dem Beispiel in der Frage, ist die Differenz klein, so gibt es eine größere Wahrscheinlichkeit, dass die Ergebnisse vergleichbar sind.

Dennoch würde ich führen Sie Ihre eigene Studie und finden Sie heraus. Mich würde interessieren, in das Lernen der Ergebnisse.

Die Gleichmäßigkeit der Bestrahlungsstärke des QUV-Prüfgerät ist ausgezeichnet - mehr als 90% der Probenfläche wird gleichmäßig belichtet.

Die Gleichmäßigkeit der Bestrahlungsstärke kann am Rand des Geräts aufgrund physikalischer und geometrischer Einschränkungen, die für alle UV-Prüfgeräte gelten, abnehmen.  Aus diesem Grund empfiehlt Q-Lab eine regelmäßige Rotation der Probenstücke.  Diese Vorgehensweise verbessert auch die Gleichmäßigkeit der Temperatur und die Verteilung von Sprühwasser in beschleunigten Bewitterungs- und Korrosionsprüfgeräten.

Bei sachgemäßer Installation und Probenmontage ist auch die Temperaturverteilung im QUV ausgezeichnet. Es ist sehr wichtig, dass Spalten an den Enden oder zwischen den Proben vermieden werden. Die Spalten bewirken, dass Luft aus der Kammer strömt, angrenzende Proben abgekühlt werden und  Hotspots an anderen Stellen in der Kammer entstehen.

Bei Verwendung von Bewitterungsprüfgeräten mit UV-Lampen und Xenonbogenlampen stellen internationale Normen oft Anforderungen an die relative spektrale Leistungsverteilung (Spectral Power Distribution - SPD) der Lichtquellen. Diese Leistungsverteilung definiert Bereiche für die prozentuale Bestrahlungsstärke einer bestimmten Lichtquelle innerhalb festgelegter Bandbreiten, z.B. 290 - 320 nm oder 360 - 400 nm.
Wichtige Referenztabellen zur Leistungsverteilung finden sich sowohl in ASTM- als auch in ISO-Normen (fluoreszierende UV-Lampen in ASTM G154 und ISO 4892-3,  Xenonbogenlampen in ASTM G155 und ISO 4892-2) wieder. Die Tabellen sind in drei allgemeine Klassifizierungen für Lampen und Filter unterteilt: Daylight (Sonnenlicht im Freien), Window (hinter Glas) und Extended UV (UVB-313).
Die Lampen UVA-340, UVA-351 und UVB-313EL von Q-Lab erfüllen alle Spezifikationen der ASTM G154 und ISO 4892-3 für Daylight, Window und Extendend UV.

Die folgenden UV-Filter, die in Q-SUN Bewitterungsprüfgeräten zum Einsatz kommen, erfüllen die Anforderungen gemäß ASTM G155 und ISO 4892-2. Die letztgenannte Norm enthält keine Spezifikation für Extended-UV.

Tabelle 1 (Tageslichtfilter): Daylight-B/B, Daylight-Q, Daylight-F
Tabelle 2 (Fensterglasfilter): Window-B/SL, Window-Q, Window-IR
Tabelle 3 (Extended UV-Filter): Extended UV-Q/B

Die einzigen optischen Standardfilter von Q-Lab, die außerhalb der Anforderungen an die relative spektrale Leistungsverteilung liegen, sind die Extended UV-Quartz und die Window-SF5-Filter. Extended UV-Quartz Filter werden nur in einigen wenigen speziellen Normen für die Luft- und Raumfahrt vorgeschrieben, während Window-SF5 Filter ausschließlich in Automobilnormen genannt werden, die Glas mit höheren Cut-On-Wellenlängen im Vergleich zu Bauglas vorschreiben. 

QFS-40- und UVB-313EL-Lampen werden beide in QUV-Testgeräten für beschleunigte Bewitterung eingesetzt, um UV-Licht mit einem intensiven UVB-Anteil  für schnellere Tests bereitzustellen. Das folgende Diagramm zeigt, dass beide Lampentypen eine ähnlich geformte spektrale Leistungsverteilung haben. Wie unterscheiden sich diese Lampen und welche eignet sich am besten für den Einsatz in Ihrem QUV?
 
Die QFS-40-Lampe wurde entwickelt, um die Spezifikationen der SAE J2020 zu erfüllen, die anfangs noch eine explizite (hardwarespezifische) Anforderung zur Verwendung dieser Lampe hatte. Diese hardwarespezifische Anforderung wurde in der SAE J2020 und in den meisten Standards, die auf der SAE J2020 basieren, entfernt.

Die UVB-313EL-Lampen wurden später entwickelt und arbeiten perfekt mit dem SOLAR EYE-System zur Regelung der Bestrahlungsstärke des QUV zusammen, um eine konstantere und reproduzierbarere Bestrahlungsstärke als bei Verwendung von QFS-40-Lampen in einem QUV / basic aufgrund von Lampenalterung, -wartung und Umgebungsbedingungen zu bieten. UVB-313EL-Lampen sind wesentlich billiger als QFS40-Lampen, da weitaus größere Mengen an UBV-313EL hergestellt werden.

Wenn Ihr QUV über eine SOLAR EYE-Bestrahlungsregelung verfügt, sollten Sie UVB-313EL-Lampen verwenden und die Bestrahlungsstärke für die SAE J2020 und andere darauf basierenden Normen auf 0,48W/m² bei  310nm einstellen, auch wenn diese Standards nicht auf die neuen UVB-313 Lampen  aktualisiert wurden. Dies ist die kostengünstigste und leistungsstärkste Option, wenn eine Regelung der Bestrahlungsstärke verfügbar ist.
Wenn Ihr QUV keine Bestrahlungskontrolle hat (QUV / Basic- oder Old-Style-Modelle), sollten Sie weiterhin QFS-40-Lampen verwenden, um eine zur Testmethode oder der bisherigen Prüfpraxis vergleichbare Bestrahlungsstärke  zu erreichen. UVB 313EL-Lampen, die in QUV-Testern ohne Bestrahlungskontrolle verwendet werden, erzeugen eine Bestrahlungsstärke, die deutlich höher ist als die von QFS-40-Lampen in demselben Tester.

Seit Jahren ist bei der Prüfung von Automotive Exterior Komponenten eine Besprühung der Probenrückseite mit Wasser üblich. Erforderlich ist dies, um die Anforderungen der Norm SAE J2527, ein leistungsbasierter Ersatz für SAE J1960, zu erfüllen. Das ist die einzig bekannte Norm, die diese ungewöhnliche Verfahrensweise erfordert. In unseren Q SUN Xe-3 und Xe-2 Prüfgeräten bieten wir optional auch eine rückseitige Besprühung an, um die Anforderungen der Norm zu erfüllen - stellen uns aber dennoch die Fragen: Was wird durch Besprühung der Probenrückseite erreicht? Ist diese Verfahrensweise nützlich?

Die Antwort auf beide Fragen ist ein eindeutiges NEIN. Tatsächlich ist das beidseitige Sprühen eher kontraproduktiv, da es unnötig viel Wasser verschwendet und dabei manchmal sogar die Probenetiketten abwaschen kann.

Diese Anforderung in der SAE J2527 ist ein hervorragendes Beispiel für die Gefahren hardwarebasierter Bewitterungsstandards. Der ursprüngliche Tester, der bei der Entwicklung dieses Standards verwendet wurde, wurde vor über 25 Jahren für diese beidseitige Sprüh- "Option" gar nicht ordnungsgemäß eingerichtet, aber seine Implementierung in den hardwarebasierten Standard zwang alle, diesen Fehler zu verbreiten. Daher halten wir uns heute immer noch an einen Standard, der mehr als doppelt so viel Wasser verbraucht wie er sollte, der nur mit bestimmten Testern betrieben werden kann und der trotzdem keine besseren Ergebnisse als andere Prüfverfahren mit dem üblichen einseitigen Sprühen von Vorne oder Verfahren mit Kondensation liefert.

Bei Xenon- und UV-Fluoreszenz-beschleunigten Bewitterungsprüfungen ist ein Bestrahlungssollwert ohne Nennung der Wellenlänge oder des Wellenlängenbereiches eine unvollständige Information. Es gibt zwei Arten von Bestrahlungssollwerten.

Schmalband-Bestrahlungssollwerte sind entweder 340nm oder 420nm und stellen ein 1 nm breites Band dar, der um den angegebenen einzelnen Wellenlängenwert zentriert ist (d. h.  ½ nm auf beiden Seiten von beispielsweise 340 nm). Bei schmalbandigen Bestrahlungsstärken werden Einheiten von „Watt pro Quadratmeter pro Nanometer“ verwendet. Dies kann entweder als W / (m2*nm), W / m2 / nm oder W ∙ m-2 ∙ nm-1 geschrieben werden.

Breitband-Bestrahlungssollwerte (normalerweise „TUV“ oder „Total UV“) sind eine Integration der Bestrahlungsstärke von allen Wellenlängen zwischen zwei Endpunkten, normalerweise 300 bis 400 nm (beschleunigte Labortests) oder 295 bis 385 nm (im Freien). Folglich sind Breitbandstrahlungswerte im Allgemeinen viel größer als Schmalbandstrahlungswerte. Die Breitband-Bestrahlungsstärke wird in „Watt pro Quadratmeter“ in W / m2 oder W ∙ m-2 angegeben.

Die folgende Grafik zeigt eine spektrale Leistungsverteilung (SPD), die die Bestrahlungsstärke als Funktion der Wellenlänge darstellt. Diese SPD zeigt, dass man für diese spezielle Lichtquelle die Bestrahlungsstärke entweder als schmalbandige Bestrahlungsstärke von 0,35 W / m2 / nm bei 340 nm oder ODER als Breitbandbestrahlungsstärke von 40 W / m2 von 300 bis 400 nm (TUV) beschreiben könnte).

When Is a Super Alloy Water Pan Used for a QUV? The water pan in a QUV tester is made from stainless steel, and in most cases does not experience corrosion. To deal with those rare cases where a QUV water pan does corrode, Q-Lab offers a “Super Alloy” QUV water pan that is more corrosion-resistant than stainless steel.

This Super Alloy water pan is not intended for cases where the observed corrosion or oxidation is actually only non-corrosion debris, as in the photo below. This buildup of precipitated minerals over time may occur when tap water is used in a QUV SE or Basic testers (DI water is required for Spray models). Although tap water is acceptable for use in a non-spray QUV, its use does requires more frequent cleaning of the water pan. If you see debris buildup like this in your QUV, you may have “hard water” and should consider the use of reverse osmosis/deinoized (RO/DI) purified water with your QUV.

However, in some cases, actual corrosion of the stainless steel water pan is observed, as in the photo below. Replacing your stainless steel QUV water pan with a Super Alloy water pan is appropriate to correct this problem. Furthermore, if corrosion like this is observed in one QUV, a Super Alloy water pan should be installed in all other QUV’s located in the same laboratory as the corroded QUV.

Bewitterungs- und Lichtechtheitsteststandards spezifizieren typischerweise einen Bestrahlungspegel sowohl als Größe als auch als Wellenlänge (oder Wellenlängenbereich), in dem er gesteuert wird. Die Bestrahlungsstärke in QUV- oder Xenon-Lichtbogenbewitterungstestern kann mithilfe von Schmalband- oder Breitbandsensoren geregelt werden.

Die Auswahl eines schmalbandigen Kontrollpunkts in einem QUV-Tester von Q-Lab wird durch den verwendeten UV-Lampentyp bestimmt. Für ein Q-SUN-Xenon-Lichtbogenbewitterungsgerät empfehlen wir die Kontrolle mit einer Wellenlänge oder einem Wellenlängenbereich, in dem der Prüfling empfindlich ist. Wenn sich der Benutzer hauptsächlich mit der Farbänderung befasst, wird häufig ein 420-nm-Kontrollpunkt verwendet. Wenn das Hauptanliegen eine andere Art der Änderung der physikalischen Eigenschaften ist, zum Beispiel der Glanzverlust, wird häufig ein 340-nm-Kontrollpunkt verwendet. Ein breitbandiger TUV-Kontrollpunkt (300-400 nm) kann als Kompromiss zwischen den beiden schmalbandigen Kontrollpunkten (340 nm und 420 nm) betrachtet werden, da er die Gesamtbestrahlungsstärke im Bereich von 300 bis 400 nm als Sollwert verwendet.

Die Auswahl optischer Filter in einem Xenon-Bogentester schließt auch normalerweise diese Auswahl des Bestrahlungskontrollpunkts ein. Normalerweise verwenden Benutzer, die mit optischen Filtern bei Tageslicht testen, den Kontrollpunkt bei 340 nm, während Benutzer von Fensterglasscheibenfiltern im Allgemeinen den Steuerpunkt bei 420 nm verwenden. Die verfügbaren und am häufigsten verwendeten Optionen für jede Lampe oder jeden Filtertyp sind in Tabelle 1 aufgeführt

In beschleunigten Bewitterungstests ist Wasser oft der am schwierigsten zu beschleunigende Faktor. Sie können Wasser nicht in einem Tester "schneller" auf einem Panel sitzen lassen als in der realen Welt. Da viele Materialien im Freien 8 bis 12 Stunden pro Tag nass sind, muss ein beschleunigter Test in vielen Fällen das gleiche tiefe Eindringen von Wasser in das Material simulieren, um mit den realen Bedingungen in Beziehung zu treten - und dies bedeutet, dass es über eine lange Zeit nass sein muss.

Wir können die Wirkung von Wasser beschleunigen, indem wir die Wassertemperatur erhöhen. Wenn die Temperatur steigt, kann die Luft mehr Wasserdampf aufnehmen, was eine erhöhte Wasseraufnahme in die Materialien ermöglicht. Da das Kondenswasser aus heißem Wasserdampf gebildet wird, lässt sich die Wassertemperatur leicht kontrollieren und die Kammer kann Temperaturen von bis zu 60° C erreichen. Im Gegensatz dazu ist es schwierig, einen Wassersprühschritt („Regen“) in einem Xenonbogen- oder QUV-Tester durchzuführen und dabei gleichzeitig hohe Probentemperaturen aufrecht zu erhalten. Daher ist die Wasseraufnahme in die Probe beim Sprühen schwieriger ist als bei Kondensation.

Aber wie „nass“ ist ein Kondensationsschritt?
Es ist schwer einzuschätzen, wie feucht ein Kondensationsschritt ist, weil es weniger offensichtlich ist als das Sprühen von Wasser. Abbildung 1 zeigt einen Satz von sieben Bildern, die zeigen, wie feucht die erste Stunde eines Kondensationsschrittes ist.

Sobald alle anfänglichen Tröpfchen von der Probe abgelaufen sind, wiederholt sich der Zyklus mit der Bildung kleiner Tröpfchen, diese dann größer werden und schließlich als große Tröpfchen von der Probe ablaufen. Bei einem Kondensationszyklus von 20 Minuten oder länger, sind die Proben permanent mit Wasser bedeckt. Und im Verlauf von vier Stunden bildet sich ständig wieder neues Kondensat und tropft von den Proben ab. Die meisten Menschen würden erwarten, dass Bewitterungsprüfkörper in einem QUV-Kondensationsschritt nur einer geringen Menge Wasser ausgesetzt sind. In der Realität sorgt ein Kondensationsschritt über einen Zeitraum von vier Stunden nicht nur für eine fast ununterbrochene Exposition gegenüber wässrigem Wasser, sondern erhöht auch die Temperatur der gesättigten Luft, wodurch eine Probe insgesamt einer höheren Wasserdampfmenge ausgesetzt wird. Wenn Sie kein dickes, isoliertes Material testen, ist die heiße Kondensation in einem QUV Tester der beste Weg, die Wasseraufnahme in ihre Probe zu beschleunigen.

Die Wasserwanne eines QUV-Prüfgerätes ist aus Edelstahl gefertigt und weist in den meisten Fällen keine Korrosion auf. Falls die reguläre QUV-Wasserwanne aus Edelstahl dennoch korrodiert, bietet Q-Lab eine "Super Alloy" Wasserwanne an, die korrosionsbeständiger ist.

Die „Super Alloy“-Wasserwanne ist nicht für Fälle vorgesehen, in denen die beobachtete Korrosion oder Oxidation sich ausschließlich auf korrosionsfreies Material beschränkt, wie auf den folgenden Fotos gezeigt. Eine solche Ablagerung von Mineralien kann im Laufe der Zeit auftreten, wenn normales Leitungswasser in einem QUV SE oder QUV Basic Gerät verwendet wird (für QUV Modelle mit Sprühoption wird demineralisiertes (DI) Wasser benötigt). Bei Einsatz von normalem Leitungswasser in einem QUV (ohne Sprühoption), muss die Wasserwanne öfter gereinigt werden. Falls solche Ablagerungen in Ihrem QUV auftreten, haben Sie möglicherweise "hartes Wasser" und sollten die Verwendung von gereinigtem Wasser (RO/DI) im QUV Prüfgerät in Betracht ziehen.


In einigen wenigen Fällen wird jedoch eine tatsächliche Korrosion der Edelstahlwasserwanne beobachtet, wie auf den Fotos unten gezeigt. Dieses Problem kann durch den Austausch gegen eine „Super Alloy“-Wanne behoben werden. Falls Korrosion in einem QUV beobachtet wird sollten zudem eine Superlegierung in allen anderen QUV Geräten installiert werden, die sich im selben Labor wie das korrodierte QUV befinden.