Yksi vuotokohta voi riittää. Näin WDR-testaus paljastaa rakenteen heikkoudet

Wind Driven Rain (WDR) -testaus simuloi voimakkaan tuulen ja sateen yhteisvaikutusta todellisissa käyttöolosuhteissa. Sen avulla voidaan tunnistaa rakenteelliset heikkoudet jo tuotekehitysvaiheessa ennen kuin ne johtavat käyttökatkoihin, reklamaatioihin tai kalliisiin korjauksiin.

Tuote läpäisee IP-testauksen, mutta ensimmäinen syysmyrsky aiheuttaa silti reklamaation. Miten se on mahdollista? Todellisessa käyttöympäristössä sade ei tule aina suoraan ylhäältä. Voimakas tuuli kuljettaa vettä rakenteisiin eri suunnista, jolloin pienikin heikkous voi muodostua vuotokohdaksi.

Juuri tätä ilmiötä tutkitaan Wind Driven Rain (WDR) -testauksessa. Puolustusteollisuudessa testi tunnetaan MIL-STD-810 -standardin Procedure I – Blowing Rain -menetelmänä, ja sitä hyödynnetään myös esimerkiksi tietoliikenne-, energia- ja infrastruktuurituotteiden sekä muiden ulkokäyttöön tarkoitettujen laitteiden testauksessa. Tavoitteena ei ole ainoastaan todeta, kestääkö rakenne testin, vaan ymmärtää, miten se käyttäytyy todellisissa sääolosuhteissa.

Miksi IP-luokitus ei vielä takaa säänkestävyyttä?

IP-luokitus kertoo tuotteen suojauksesta pölyä ja vettä vastaan, mutta se ei yksin kerro, miten tuote käyttäytyy voimakkaan tuulen ja sateen yhteisvaikutuksessa. Esimerkiksi ulkoasennettava laite voi toimia moitteettomasti tavallisessa sateessa, mutta voimakas sivutuuli muuttaa tilanteen täysin. Tuulen mukana kulkeutuva vesi kohdistuu tiivisteisiin, kaapeliläpivienteihin ja rakenteellisiin liitoksiin eri suunnista ja usein huomattavasti suuremmalla rasituksella kuin perinteisessä tiiveystestissä.

Toptesterin kokemuksen mukaan vuoto löytyy harvoin yhdestä ilmeisestä kohdasta. Riskialttiimpia ovat erityisesti pitkät tiivistepinnat, kaapeliläpiviennit ja rakenteelliset liitokset. Kun tiivistettävä pinta pitenee ja rakenne altistuu vuosien ajan lämpötilavaihteluille, materiaalit elävät ja tiivisteiden puristus voi muuttua. Tällöin kosteutta alkaa vähitellen kulkeutua rakenteisiin, vaikka tuote olisi läpäissyt tavanomaisen tiiveystestin.

”Yleensä näkee jo päällepäin, että tämä saattaa tulla vuotamaan testin aikana. Sitä on kehittynyt tietynlainen silmä siihen, miltä luotettava tuote näyttää jo päällepäin. Välillä tulos voi toki yllättää. Loppujen lopuksi ilman testiä asiaa ei voi tietää”,
kertoo Toptesterin asiantuntija Arttu Tervo.

Juuri tästä syystä WDR-testauksessa ei arvioida vain yksittäistä rakenneratkaisua, vaan koko tuotteen käyttäytymistä tuulen ja sateen yhteisvaikutuksessa. Tavoitteena ei ole ainoastaan todeta, pääseekö vettä rakenteisiin, vaan selvittää myös, mistä kohtaa se kulkeutuu sisään ja miten rakennetta voidaan kehittää entistä luotettavammaksi.

Mitä WDR-testissä oikeastaan tapahtuu?

Wind Driven Rain -testissä tuotteeseen kohdistetaan samanaikaisesti voimakas ilmavirta ja hallittu sadetus. Tuotetta testataan eri suunnista, jotta voidaan arvioida, miten se kestää tuulen kuljettamaa vettä todellista käyttöympäristöä vastaavissa olosuhteissa.

Tuotteen käyttötila määräytyy sovellettavan standardin ja testiohjelman mukaan. Testissä voidaan huomioida tuotteen todellinen asennustapa ja käyttöasento sekä kaapelit, liittimet ja läpiviennit. Näin testitulokset kuvaavat mahdollisimman hyvin tuotteen käyttäytymistä todellisissa käyttöolosuhteissa.

Testaus voidaan toteuttaa esimerkiksi MIL-STD-810G / Method 506.4- ja Telcordia GR-487 Core -standardien mukaisesti. Käytettävä tuulennopeus, sadetusmäärä, testin kesto ja testisuunnat määräytyvät sovellettavan standardin ja testiohjelman perusteella.

Testauksen aikana seurataan tuulen nopeutta, veden virtausta ja veden lämpötilaa. Olosuhteet tallennetaan, jotta testin toteutus ja tulokset voidaan dokumentoida tarkasti.

Mitä tapahtuu WDR-testin jälkeen?

WDR-testaus ei pääty siihen, kun sadetus loppuu. Testin jälkeen tuotteen kunto tarkastetaan ja arvioidaan määritettyjen hyväksymiskriteerien mukaisesti. Tarvittaessa tuote voidaan avata, jotta mahdollinen veden pääsy rakenteisiin voidaan havaita ja vuotoreitti paikantaa. Samalla selvitetään, mistä kohdasta vesi on päässyt sisään ja miten rakenne on käyttäytynyt testin aikana.

Se, kuinka paljon vettä tuotteen sisälle saa testin aikana päästä, määräytyy tuotteen, sovellettavan standardin ja testin hyväksymiskriteerien perusteella. Siksi testitulosta ei arvioida pelkästään sen perusteella, löytyykö tuotteen sisältä kosteutta, vaan sitä verrataan kyseiselle testille määriteltyihin vaatimuksiin.

Testin jälkeinen tarkastus antaa tuotekehitykselle olennaista tietoa. Pelkkä tieto siitä, että tuote läpäisee tai ei läpäise testin, ei vielä kerro, miten rakennetta kannattaa kehittää. Kun mahdollinen vuotokohta ja veden kulkeutumisreitti tunnistetaan, tiivistyksiä, läpivientejä ja muita rakenteellisia ratkaisuja voidaan kehittää ennen seuraavaa testikierrosta tai sarjatuotantoa.

Paras aika testata on ennen kuin tuote on valmis

Ympäristötestaus mielletään usein tuotteen hyväksymiseksi ennen markkinoille vientiä. Käytännössä sen suurin hyöty syntyy kuitenkin jo paljon aikaisemmin.

Kun ensimmäinen prototyyppi testataan tuotekehitysvaiheessa, rakenteelliset heikkoudet voidaan korjata silloin, kun muutokset ovat vielä nopeita ja kustannustehokkaita. Jos ongelmat havaitaan vasta valmiissa tuotteessa, seurauksena voi olla uusia testikierroksia, rakenteellisia muutoksia, aikataulujen venymistä tai pahimmillaan kentällä ilmeneviä reklamaatioita.

Siksi kokeneet suunnittelijat perehtyvät tuotteen käyttöolosuhteisiin ja sovellettaviin standardeihin jo ennen ensimmäisen prototyypin valmistumista. Mitä aikaisemmin testauksen vaatimukset huomioidaan suunnittelussa, sitä sujuvammin myös tuotekehitys etenee.

Testi kertoo enemmän kuin läpäistyn standardin

Tuotteita käytetään yhä vaativammissa käyttöympäristöissä. Kun laitteita ja muita tuotteita asennetaan esimerkiksi raideliikenteeseen, tietoliikenneverkkoihin, satamiin, latausasemille tai muihin vaativiin ulko-olosuhteisiin, yksittäinen vesivuoto voi johtaa käyttökatkoksiin, huoltokäynteihin ja merkittäviin kustannuksiin.

Siksi WDR-testauksen tärkein tehtävä ei ole pelkästään osoittaa, että tuote täyttää standardin vaatimukset. Vielä arvokkaampaa on tuottaa tietoa, jonka avulla rakenteesta voidaan tehdä pitkäikäisempi, luotettavampi ja paremmin todellisia käyttöolosuhteita kestävä.

Parhaimmillaan onnistunut testi ei siis ainoastaan vahvista, että tuote toimii. Se kertoo myös, miksi se toimii.

WDR-testaus Toptesterillä

Toptester toteuttaa Wind Driven Rain (WDR) -testaukset akkreditoidussa testausympäristössä asiakkaan käyttämän standardin tai testiohjelman mukaisesti. Testauslaitteistoon kuuluu yhdeksän metriä pitkä avoimen tilan tuulitunneli, jonka tuulennopeutta voidaan säätää portaattomasti välillä 0–67 m/s. Ulospuhallusputken halkaisija on 1,6 metriä ja potkurin koko 1,6 metriä.

Testauksessa voidaan huomioida tuotteen todellinen asennustapa, käyttöasento, kaapeloinnit, liitännät ja muut käyttöolosuhteisiin vaikuttavat rakenteet. Testattava tuote kiinnitetään pyöröpöydälle, jonka avulla sen asentoa voidaan muuttaa testin aikana.

Testattavan tuotteen soveltuvuus WDR-laitteistoon arvioidaan tuotekohtaisesti. Näin voidaan huomioida tuotteen koko, muoto, kiinnitys ja todellinen asennustapa jo testauksen suunnittelussa.

Varmista tuotteesi säänkestävyys jo prototyyppivaiheessa.

Kari Välikangas

Head of Sales & Marketing

kari.valikangas@toptester.com