產(chǎn)品抗霉能力評價中存在的問題和改進(jìn)建議

陳丹明，程叢高，傅耘

（中國航空工業(yè)綜合技術(shù)研究所，北京 100028）

霉菌試驗已成為考核產(chǎn)品及其材料抗霉能力的重要手段，也是驗證產(chǎn)品防霉設(shè)計和工藝有效性的重要方法。在產(chǎn)品研制階段可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品防霉設(shè)計缺陷，及時采取措施，提高產(chǎn)品的抗霉能力；產(chǎn)品定型階段可以驗證產(chǎn)品的抗霉能力是否滿足合同要求，從而為產(chǎn)品定型和批生產(chǎn)驗收提供決策依據(jù)。評價產(chǎn)品的抗霉能力通常是以產(chǎn)品的長霉等級和合格判據(jù)相結(jié)合的方法進(jìn)行，筆者對抗霉能力評價中存在的問題進(jìn)行分析并提出改進(jìn)建議。

1 霉菌對產(chǎn)品的作用機(jī)理及影響

研究和分析霉菌對產(chǎn)品的作用機(jī)理及長霉后對產(chǎn)品造成的影響是確定合格判據(jù)和分析與評價產(chǎn)品抗霉能力的基礎(chǔ)，也是研究和開發(fā)抗霉材料與防霉技術(shù)的重要途徑。

1.1 作用機(jī)理

霉菌的生長與營養(yǎng)物質(zhì)、溫度、濕度、氧氣、pH值等因素密切相關(guān)。在溫暖潮濕的環(huán)境條件下，霉菌能否侵襲產(chǎn)品主要取決于產(chǎn)品能否為霉菌生長提供營養(yǎng)物質(zhì)。按照霉菌攝取營養(yǎng)物質(zhì)的途徑，把霉菌對產(chǎn)品的作用機(jī)理分為兩種：原發(fā)性侵襲和繼發(fā)性侵襲[1]，其特征見表1。

1.2 霉菌對產(chǎn)品的影響

產(chǎn)品長霉會改變物理性能，從而影響到功能和使用。長霉對產(chǎn)品的有害影響主要表現(xiàn)在：對材料的直接侵蝕、對材料的間接侵蝕、有害的物理影響和外觀變化4 個方面[1—5]，具體情況如表2 所示。其中最主要的影響是對組成產(chǎn)品材料的直接侵蝕和間接侵蝕。

表1 霉菌侵襲產(chǎn)品的機(jī)理及特征Table 1 The action mechanism and characteristic of mildew to products

表2 霉菌對產(chǎn)品的影響Table 2 The influence of mildew to products

2 產(chǎn)品抗霉能力評價方法及其存在的問題

評價產(chǎn)品的抗霉能力通常是以產(chǎn)品的長霉等級和合格判據(jù)相結(jié)合的方法進(jìn)行。其中產(chǎn)品的長霉等級是按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長霉等級評定方法進(jìn)行判定，合格判據(jù)則由相關(guān)技術(shù)文件規(guī)定。要準(zhǔn)確評價產(chǎn)品的抗霉能力，合理且操作性強的長霉等級評定方法以及科學(xué)、合理的合格判據(jù)非常關(guān)鍵。

2.1 長霉等級評定方法及其存在的問題

2.1.1 常用的長霉等級評定方法

常用的標(biāo)準(zhǔn)有GJB 150.10-86《軍用設(shè)備環(huán)境試驗方法霉菌試驗》，GJB 4.10-83《艦船電子設(shè)備環(huán)境試驗霉菌試驗》，GB/T 2423.16-2008《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗J和導(dǎo)則：長霉》，HB 6167.11-89《民用飛機(jī)機(jī)載設(shè)備環(huán)境條件和試驗方法》，見表3。GB/T 2423.16 中長霉等級分為0～3級，GJB 150.10，GJB 4.10，HB 6167.11 中長霉等級均分為0～4級。對于每一個長霉等級的確定，評定方法中均有明確規(guī)定。

從表3中的比較可知，在4個標(biāo)準(zhǔn)的長霉等級評定方法中，共同點是評定產(chǎn)品長霉等級均采用長霉的定性分析與定量分析相結(jié)合的方法，差異是不同標(biāo)準(zhǔn)對同一長霉等級所規(guī)定的長霉情況的要求略有不同。

2.1.2 長霉等級評定方法存在的問題

目前，對產(chǎn)品長霉的定性分析是根據(jù)肉眼觀察到的產(chǎn)品表面霉菌生長情況的直接描述，對長霉面積的定量分析是用肉眼判斷產(chǎn)品的長霉面積及長霉面積占樣品總表面積的百分比。在定性分析和定量分析上基本上憑經(jīng)驗與感覺，很難做到對霉菌生長情況客觀真實的定性分析，也很難做到對長霉面積及長霉面積百分比的定量準(zhǔn)確分析。長霉等級評定方法中存在的問題，主要表現(xiàn)如下。

1）定性分析結(jié)果不一致。在觀察霉菌生長情況時，僅憑肉眼觀察不同技術(shù)人員對霉菌生長情況的描述會存在差異，不同的觀察角度觀察結(jié)果也可能不一樣，觀察結(jié)果人為誤差較大，直接影響到試驗結(jié)果的評定。

2）定量分析數(shù)據(jù)難以準(zhǔn)確。產(chǎn)品長霉面積的百分比是長霉等級評定的主要依據(jù)。受產(chǎn)品組成及其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用的材料多樣化的影響，用肉眼目測準(zhǔn)確度量產(chǎn)品的長霉面積非常困難，若產(chǎn)品的形狀不規(guī)則，使用的材料對霉菌的敏感程度又不一樣，準(zhǔn)確確定長霉面積的百分比更加困難，尤其當(dāng)產(chǎn)品長霉面積百分比正處在評定方法中規(guī)定的長霉等級臨界百分比值時。定量分析數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，將直接影響到試驗結(jié)果，對鑒定試驗則影響到產(chǎn)品的定型或鑒定。

3）定性分析和定量分析的關(guān)系未明確。GJB 150.10對長霉等級1級規(guī)定：霉菌生長面積小于樣品總表面積的10%，基質(zhì)很少被利用或未破壞，幾乎未發(fā)現(xiàn)基質(zhì)表面呈現(xiàn)化學(xué)、物理與結(jié)構(gòu)的變化。當(dāng)產(chǎn)品局部長霉且出現(xiàn)了局部的化學(xué)、物理與結(jié)構(gòu)的變化，而長霉面積卻小于10%時，則不易判定。顯然，長霉等級評定方法中定性分析和定量分析的關(guān)系沒有明確，影響到對試驗結(jié)果的評定。

2.2 合格判據(jù)及其存在的問題

2.2.1 合格判據(jù)

對霉菌試驗來說，合格判據(jù)主要確定產(chǎn)品允許的長霉等級和產(chǎn)品長霉后對其功能/性能影響的可接受程度。霉菌試驗合格判據(jù)在試驗標(biāo)準(zhǔn)中未作具體規(guī)定，通常在產(chǎn)品技術(shù)文件中規(guī)定，但基本上只規(guī)定產(chǎn)品允許的長霉等級（一般長霉等級不超過2 級判為合格）。

2.2.2 合格判據(jù)存在的問題

目前，霉菌試驗合格判據(jù)存在的問題主要表現(xiàn)在以下兩個方面。

1）合格判據(jù)表述過于簡單，針對性不強。由于產(chǎn)品的組成復(fù)雜，使用的材料多種多樣，產(chǎn)品上的各種部件、元器件的重要程度不一樣，對抗霉能力的要求不盡相同，有時差異還很大。在合格判據(jù)中只簡單地規(guī)定為某一個允許的長霉等級，而不針對產(chǎn)品的不同組成、不同材料來確定合格判據(jù)，很容易造成誤判。

2）合格判據(jù)內(nèi)容不全面。產(chǎn)品長霉不僅只對其外觀造成影響，而且還可能對產(chǎn)品的性能及其使用造成影響。從目前的合格判據(jù)內(nèi)容看，絕大多數(shù)只規(guī)定長霉等級（也即只關(guān)注長霉面積百分比）而很少考慮或不考慮長霉對產(chǎn)品的功能/性能的影響。很顯然，這種只重外觀不重功能/性能的合格判據(jù)，是不全面、不完整的。

3 產(chǎn)品抗霉能力評價的改進(jìn)建議

3.1 長霉等級評定方法的改進(jìn)建議

針對長霉等級評定方法中存在問題，提出以下改進(jìn)建議：

1）使用先進(jìn)的觀察儀器和測量設(shè)備，保證觀察結(jié)果的一致性和測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。使用可視的體視顯微鏡系統(tǒng)，一方面通過體視鏡（放大倍數(shù)在10～100倍）觀察長霉，可保證觀察效果；另一方面通過配套的相機(jī)或攝相機(jī)，以及萬能調(diào)節(jié)支架和可移動載物臺，可實現(xiàn)對長霉圖像的全面采集，準(zhǔn)確計算長霉面積。

2）細(xì)化定性分析內(nèi)容。在描述試驗后霉菌生長情況時，不僅要描述霉菌生長的部位，而且還要詳細(xì)描述霉菌的生長方式（如菌落數(shù)量、大小，菌絲和菌落的顏色，生長密度、厚度及生長面積等），以及受試產(chǎn)品在試驗后出現(xiàn)的諸如變色、開裂、起皮、起泡、腐蝕等可視的結(jié)構(gòu)變化。在長霉等級評定方法中對定性分析要求進(jìn)行細(xì)化，越具體越有利于對產(chǎn)品做出最合適的長霉等級評定。同時也可使產(chǎn)品承制方獲取更多的長霉信息，有利于產(chǎn)品研制單位改進(jìn)和提高產(chǎn)品的抗霉能力。

3）評定對象具體化。評定產(chǎn)品的長霉等級要根據(jù)產(chǎn)品的組成、各種組件、部件、元器件等的重要程度，以及對霉菌的敏感程度分別給予評定，確定長霉等級，必要時還應(yīng)根據(jù)長霉對產(chǎn)品的功能性能影響做出評價，可以提高定量分析的準(zhǔn)確性，使試驗結(jié)果更可靠。

3.2 合格判據(jù)的改進(jìn)建議

1）細(xì)化合格判據(jù)。合格判據(jù)必須與產(chǎn)品的組成特點緊密聯(lián)系，與長霉對產(chǎn)品的影響程度相結(jié)合，相統(tǒng)一。組成復(fù)雜的產(chǎn)品不同部位或不同組件對霉菌敏感性不一樣，它們的長霉程度也不相同，合格判據(jù)不能以最低的抗霉要求代替整個產(chǎn)品的抗霉要求，而應(yīng)當(dāng)細(xì)化，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品特點以及各組成的關(guān)鍵程度和重要程度，根據(jù)長霉對產(chǎn)品功能/性能的影響程度提出產(chǎn)品或產(chǎn)品的各個組成的長霉等級要求。比如光學(xué)儀器，只要其光學(xué)系統(tǒng)（物鏡、轉(zhuǎn)像鏡、分劃鏡、目鏡等）和精密活動部件長霉就會影響其光學(xué)性能和使用，因此對于光學(xué)儀器光學(xué)系統(tǒng)和精密活動部件的允許長霉等級應(yīng)為0 級，但光學(xué)儀器其它部件則可適當(dāng)放寬。對即使長霉影響也不明顯或影響十分有限的產(chǎn)品（包括產(chǎn)品的各種組件、表面處理層等），合格判據(jù)的確定可適當(dāng)從寬；對長霉會對產(chǎn)品的功能/性能造成影響的產(chǎn)品，比如一些精密儀器或電子設(shè)備，長霉很容易影響其功能/性能，合格判據(jù)的確定則應(yīng)從嚴(yán)；對于易長霉但又不得不用的產(chǎn)品或材料，允許的長霉等級還可以適當(dāng)放寬，但在產(chǎn)品技術(shù)文件或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等文件中必須明確其使用要求和相應(yīng)的防護(hù)措施。

2）確定合格判據(jù)時還應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)狀態(tài)及其貯存、運輸和使用環(huán)境、使用要求進(jìn)行綜合考慮。

4 結(jié)語

要做到準(zhǔn)確評價產(chǎn)品的抗霉能力，正確判定產(chǎn)品是否滿足抗霉要求，不僅要有內(nèi)容全面具體的、可操作性強的、定性分析與定量分析有機(jī)結(jié)合的長霉等級評定方法，還要有一個科學(xué)、合理的合格判據(jù)。針對目前長霉等級評定方法和合格判據(jù)存在的問題，建議有關(guān)部門修訂標(biāo)準(zhǔn)，補充、修改和完善長霉等級評定方法，制訂相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或文件，明確確定合格判據(jù)的具體內(nèi)容和要求。

[1]IEC 60068-2-10，Environmental testing-Part 2-10：Tests-Test J and guidance：Mould growth[S].

[2]LAVOIE D M，LITTLE B J. Fungal Contamination of H-53 Aircraft[R].1996.（余不詳）

[3]GORUR R S，MONTESINOS J，ROBERSON R.Mold Growth on Nonceramic Insulators and Its Impact on Electrical Performance [C]. IEEE Trans. Power Delivery，2003（18）：559—563.

[4]WEBB J S，NIXON I M，EASTWOOD M.Fungal Colonization and Biodeterioration of Plasticized Polyvinyl Chloride[J].Appl.Environ.Microbio，2000,66（8）：3194—3200.

[5]MIL-STD-810F，Environmental Engineering Considerations and Laboratory Test[S].

[6]GJB 150.10-86，《軍用設(shè)備環(huán)境試驗方法霉菌試驗》[S].

[7]GJB 4.10-83，《艦船電子設(shè)備環(huán)境試驗霉菌試驗》[S].

[8]GB/T 2423.16-1999，《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗－第2 部分：試驗方法－試驗J和導(dǎo)則：長霉》[S].

[9]HB 6167.11-1989，《民用飛機(jī)機(jī)載設(shè)備環(huán)境條件和試驗方法 防霉》[S].