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民用飞机机载设备环境条件和试验方法
第 11 部分:霉菌试验
Environmental conditions and test procedures for airborne equipment of
civil airplane—
Part 11:Fungus test
2014-05-19 发布 2014-10-01 实施
中华人民共和国工业和信息化部 发 布
前 言
HB 6167-2014《民用飞机机载设备环境条件和试验方法》分为 26 个部分:
—— 第 1 部分:总则;
—— 第 2 部分:温度和高度试验;
—— 第 3 部分:温度变化试验;
—— 第 4 部分:湿热试验;
—— 第 5 部分:飞行冲击和坠撞安全试验;
—— 第 6 部分:振动试验;
—— 第 7 部分:爆炸试验;
—— 第 8 部分:防水试验;
—— 第 9 部分:流体敏感性试验;
—— 第 10 部分:砂尘试验;
—— 第 11 部分:霉菌试验;
—— 第 12 部分:盐雾试验;
—— 第 13 部分:结冰试验;
—— 第 14 部分:防火、可燃性试验;
—— 第 15 部分:声振试验;
—— 第 16 部分:加速度试验;
—— 第 17 部分:磁影响试验;
—— 第 18 部分:电源输入试验;
—— 第 19 部分:电压尖峰试验;
—— 第 20 部分:电源线音频传导敏感度试验;
—— 第 21 部分:感应信号敏感度试验;
—— 第 22 部分:射频敏感度试验;
—— 第 23 部分:射频能量发射试验;
—— 第 24 部分:雷电感应瞬态敏感度试验;
—— 第 25 部分:雷电直接效应试验;
—— 第 26 部分:静电放电试验。
本部分为 HB 6167-2014 的第 11 部分。
本部分按照 GB/T 1. 1-2009 给出的规则起草。
本部分代替 HB 6167. 11-1989《民用飞机机载设备环境条件和试验方法 霉菌试验》本部分与 HB 6167. 11-1989 相比,除编辑性修改外主要技术变化如下:
—— 设备分类由 X 类、F 类调整为F 类;
—— 增加了第 9 节“结果分析”,依据各方面掌握的信息对试验结果进行评价。本部分由中国航空综合技术研究所归口。
本部分起草单位:中国航空综合技术研究所。
本部分主要起草人:陈丹明。
本部分于 1989 年首次发布。
民用飞机机载设备环境条件和试验方法
第 11 部分:霉菌试验
1 范围
本部分规定了民用飞机机载设备霉菌试验条件和试验方法。
本部分适用于民用飞机上能受到霉菌严重污染的机载设备。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件, 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
HB 6167. 1-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法 第 1 部分:总则
3 试验目的
用于确定设备上的材料在有利于霉菌生长的条件下,即高湿、温暖空气及无机盐存在的条件下霉菌对它们产生的有害影响。
其他材料长霉。这些材料平常容易受到诸如例行作业或维修过程中使用的液体污染, 或暴露在太阳光下受光化学效应而引起分子链断裂并分解次级产物,它们可为霉菌的生长提供营养。
本试验不应在盐雾或砂尘试验之后进行。高浓度的盐会影响霉菌生长,砂和尘能够提供营养物质,因而损害到霉菌试验的真实性。
本试验应由掌握微生物操作技术的人员进行并遵守防护措施(见附录 A)。
4 一般影响
4.1 设备长霉引起的典型问题是:
a) 微生物作为一种正常的新陈代谢过程分解有机材料,从而降解基质、降低表面张力并增加湿气的渗透;
b) 在新陈代谢过程中产生的酶和有机酸从细胞中排出并附着在基底材料表面,引起金属腐蚀、玻璃蚀刻、油脂硬化和基底材料的其他物理和化学变化;
c) 微生物体在元件之间构成生物电桥,导致电气方面的故障;
d) 霉菌的存在能引起健康问题和产生不愉快的审美情绪,致使使用者拒绝使用这些设备。
4.2 长霉的有害影响概括如下:
a) 对材料的直接侵蚀。不抗霉材料容易受霉菌的直接侵袭, 分解这些材料并当作营养利用。劣化的结果是影响材料的物理特性。不抗霉材料的例子有:
1) 天然材料。天然有机材料制品(碳基)最容易受到直接侵蚀: ——纤维材料(如:木材、纸张、天然纤维纺织品和绳索);
——动物基和植物基粘合剂;
——油脂、油和许多碳氢化合物;
——皮革。
2) 合成材料包括:
——含聚氯乙烯的组分(如含脂肪酸酯的增塑剂);
——某些聚氨酯类(如聚酯和某些聚醚);
——含有机填料的层压材料有机填料的塑料制品;
——含易长霉组份的油漆和清漆。
b) 对材料的间接侵蚀。当出现下列情况时,抗霉材料会受到间接侵蚀而破坏:
1) 霉菌生长在积有灰尘、油脂、汗迹和其他污染物的表面(人们发现这些污染物是在设备制造期间或使用期间堆积在设备上的)引起底材的破坏,即使材料能够抵制霉菌的直接侵袭;
2) 霉菌分泌的新陈代谢产物(如有机酸)引起金属腐蚀、玻璃蚀刻、塑料或其他材料发暗或降解;
3) 霉菌在易感霉材料上生长产生的酸性排泄物对毗邻的抗霉材料的破坏。
5 设备分类
F 类:安装在受严重霉菌污染环境中的设备,划为F 类,这类设备应进行防霉试验。如果能通过材料的组成成分或以前的试验证明构成设备所使用的所有材料均不含霉菌生长的营养物质,则霉菌试验可不要求。如果用非营养材料鉴定证书作为证明,则应在环境试验合格鉴定表(见 HB 6167. 1-2014 中表 1)中加以说明。
6 试验条件及其容差
试验条件及其容差包括:
a) 温度:30℃;
b) 相对湿度:97%±2%;
c) 试验时间:28 d 或设备规范的有关规定。
7 对试验设备的要求
试验设备要求如下:
a) 试验设备由箱(室)以及具有保持规定的温湿度条件能力的辅助仪器组成。
b) 试验箱(室)和附件的结构及安置应采取措施防止冷凝水滴落到试验样品上。
c) 试验样品周围的空气应能自由循环,当采用强制空气循环时,流过试验样品表面的风速不超过1m/s。
d) 试验样品安装架与试验样品的接触面积应保持最小。
e) 用于产生湿度的水应是蒸馏水或去离子水,其电阻率不得低于 500Ω ·m。从锅炉出来的蒸汽不应直接注入到试验箱(室)的工作空间。
8 试验程序
8.1 初始检测
试验前对试验样品进行一次全面的外观检查,如需要则按有关标准的规定进行性能测试并记录结果。
8.2 试验准备
8.2.1 水的纯度
除非另有规定,所用的水应该是蒸馏水或相同纯度的水。
8.2.2 试剂的纯度
整个试验均使用国家标准规定的化学纯的试剂。
8.2.3 无机盐溶液的制备
无机盐溶液应含有以下成分:
—— 磷酸二氢钾(KH2PO4):0.7g;
—— 磷酸氢二钾(K2HPO4):0.7g;
—— 七水硫酸镁(MgSO4 ·7H2O):0.7g;
—— 硝酸铵(NH4NO3):1.0g;
—— 氯化钠(NaCl):0.005g;
—— 七水硫酸亚铁(FeSO4 ·7H2O):0.002g;
—— 七水硫酸锌(ZnSO4 ·7H2O):0.002g;
—— 单水硫酸锰(MnSO4 ·H2O):0.001g;
—— 蒸馏水:1000mL。
无机盐溶液在 121℃高压蒸汽下灭菌 20min。加入 0.01 N 的氢氧化钠溶液,调节无机盐溶液的 pH值,使其灭菌后的 pH 值在 6.0~6.5 之间。制备的无机盐溶液要足以满足试验的需要。
8.2.4 试验菌种及其培养
8.2.4.1 试验用菌种和菌种编号
试验菌种及菌种编号见表 1。
表 1 试验用菌种及编号
8.2.4.2 接种
将上述菌种分别接种到适当的培养基如马铃薯葡萄糖琼脂培养基上培养,但球状壳霉应在无机盐琼脂表面的滤纸条上培养。(无机盐琼脂培养基与 8.2.3 的无机盐溶液组成是一样的,只是每升中添加了15.0g 琼脂)(培养基的配制见附录 B)。
8.2.4.3 菌种保藏
保藏菌种在 6℃±4℃下保存不得超过 4 个月,此时需要再次培养,并从培养好的菌中选出新的保藏菌种。如果菌种出现了遗传或生理的变化,则按上述规定进行重新培养。
孢子悬浮液用菌种或保藏菌种应在 30℃条件下培养 7 d~10d。
8.2.5 孢子悬浮液的制备
混合孢子悬浮液制备的要求与过程如下:
a) 使用无菌技术制备孢子悬浮液。
b) 向每种次级培养菌种的试管中注入每升含 0.05g 无毒润湿剂(如二辛基硫代丁二酸钠或十二烷基硫酸钠)的水溶液 10mL。
c) 用无菌玻璃圆棒、铂丝或镍铬丝在试验菌种的表面轻刮。
d) 将孢子提取液注入 125mL 带盖锥形瓶,瓶内装 45mL 水、50 粒~70 粒直径 5mm 的实心玻璃球。
e) 剧烈振荡锥形瓶,以打碎孢子块并使孢子从菌丝体中释放出来。
f) 用装有 6mm 厚玻璃棉的玻璃漏斗,将霉菌孢子悬浮液过滤到锥形瓶中,以去除大的菌丝体碎片和琼脂块。
g) 将过滤后的孢子悬浮液离心,弃掉上层液。
h) 在剩余物中加入 50mL 水重新悬浮并离心。将获得的每种霉菌孢子以这种方法至少离心 3 次(直到上层液变清)。
i) 用无机盐溶液稀释已离心的最后剩余物,通过计数器计算,最终使得每毫升孢子悬浮液含有
1.0×106 ±2×105 个孢子。
j) 对试验用的每一种菌种重复 a)至 i)的操作。
k) 将相等容积的每种孢子悬浮液混合,得到最后的混合孢子悬浮液。
8.2.6 孢子活力检查
孢子活力检查步骤如下:
a) 将三块 2.54cm2 大小的无菌滤纸条分别放在不同的培养皿中凝固的无机盐琼脂上;
b) 用无菌喷雾器将孢子悬浮液接种在滤纸条上直至液滴开始凝聚为止;
c) 将接种的滤纸条置于 30℃,相对湿度不低于 85%的条件下培养;
d) 培养 7d 后检查霉菌的生长情况,三块滤纸对比样件上均应大量长霉,若没有则要求重新试验。
8.2.7 对照样品
制作对照样品过程如下:
a) 对照样品由宽 3.2cm 的易吸水棉条(未漂白)制成。
b) 将对照样品浸在含有下列成分的溶液中(pH 为 5.3):
—— 甘油:10.0g。
—— 磷酸二氢钾(KH2PO4):0. 1g。
—— 硝酸铵(NH3NO3):0. 1g。
—— 硫酸镁(MgSO4 ·7H2O):0.025g。
—— 酵母萃膏:0.05g。
—— 蒸馏水:100mL。
c) 沥去过量的流体。棉条在接种并放入试验箱之前应悬挂在空气中晾干。
8.2.8 试验样品和对照样品的接种
试验样品和对照样品接种过程如下:
a) 将试验样品和对照样品安装在适当的样品架或悬挂到挂钩上。
b) 将试验箱及箱内样品在 30℃和 97%±2%的相对湿度条件下预处理至少 4h。
c) 对试验样品和对照样品接种,用预先灭菌的喷雾器或雾化器以雾化的形式将混合孢子悬浮液喷到试验样品和对照样品上。在向试验样品和对照样品喷菌时, 应注意将孢子悬浮液布满整个表面。如表面不润湿,则一直喷到液滴凝聚为止。接种后应立即开始培养。
8.2.9 培养
培养过程如下:
a) 在整个试验期间保持试验箱温度在 30℃和 97%±2%的相对湿度(最小值)。除检查期间或装入其他试验样品,在培养期间都应关闭试验箱。
b) 7d 后,检查对照样品上霉菌的生长情况,以确定环境条件是否适宜霉菌生长。如果检查表明环境条件不适宜霉菌生长,则整个试验应重做。
c) 如果对照样品上霉菌生长良好,则继续试验,时间从接种时算起 28d 或按设备规范的有关规定执行。
8.2.10 最终检测
培养期结束后,立即对试验样品进行检查。如果有可能, 在试验箱内对样品进行检查。假如检查在8h 内没有完成则应将试验样品放回湿热环境条件下最少 12h。除了密封设备外, 应打开设备外壳检查其内外表面的劣化迹象。之后对试验样品进行检测,确定其是否符合有关设备性能标准。
如需检查长霉情况,确定长霉等级,则应在试验结束后立即目视检查,记录检查结果并按附录 C中表 C. 1 评定长霉等级。
9 结果分析
提供以下信息以帮助评价试验结果:
a) 应分析生长在试验样品上的任何一种霉菌以确定其菌种类型,以及确定是生长在试验样品的材料上还是污染物上。
b) 生长在试验样品材料上的任何霉菌,无论是来自接种物本身还是其他来源,应由有资质的人员来进行评价:
1) 易感部件或材料上的霉菌生长程度。任何生长都应进行完整地描述。
2) 霉菌生长对材料物理特性的直接影响。
3) 霉菌生长对材料造成的长期影响。
4) 特殊材料(营养基质)支持霉菌生长。
c) 评价对人体因素的影响(包括健康风险)。
10 灭菌
霉菌试验所用试验箱、器具、试验样品及对照样品,在试验结束后应尽快灭菌,灭菌方法见附录 D。
11 引用本部分时应规定的项目
引用本部分时应规定的项目如下:
a) 试验样品的数量;
b) 试验样品的安装;
c) 试验持续时间;
d) 初始检测及最后检测的项目、调试时间等有关内容;
e) 根据试验样品的特性,要求对本部分试验条件的更改;
f) 合格判据。
附 录 A
(资料性附录)
防护措施
A.1 防护措施
本试验中规定的菌种,通常对操作人员没有严重危害。但所有菌种中的某一个菌种可能对个别人产生过敏现象。在试验期间还可能有偶然闯入的外来孢子得到培养, 这些孢子可能对人体有害。因此在进行试验时应采取如下防护措施:
a) 从事霉菌试验的工作人员应进行技术操作和试验设备使用的培训。
b) 霉菌试验应在单独专用的房间中进行。
c) 霉菌试验的某些操作如接种、分离、菌种检查等均应在专用的净化柜中进行。
d) 应尽量避免吸入霉菌孢子和减少霉菌与皮肤的接触,尤其是与手指甲的接触。
e) 在搬运和检查长霉样品或对照样品时,开关试验箱门和容器的盖子、喷洒孢子悬浮液时均可能吸入霉菌孢子,因此,为了避免吸入霉菌孢子,应带一个可过滤霉菌孢子(直径 1μm~10μm)的口罩或防毒面具,或在专用设备中进行上述工作。
f) 霉菌试验样品干燥后,那些干的、脱体的微粒进入空气中并易被吸进肺里,这时是最危害的。因此,试验后的试验样品应在专用设备中和潮湿状态下进行检查,并应及时灭菌。
g) 为了减少霉菌与皮肤接触,在操作过程中如配制孢子悬浮液、接种、喷洒孢子悬浮液、检查长霉的试验样品时皆应带手套、手套使用后应灭菌。
h) 霉菌试验箱应有排气系统,当打开箱门检查试验样品或对照样品时能避免霉菌外溢,但排气系统通向大气的出口处应安装有微生物过滤装置,以免浸染大气。试验前应检查过滤装置, 装置应清洁和无霉菌生长。
i) 霉菌试验所用的试验箱、器具在使用后应尽快灭菌。
j) 长霉的试验样品和对照样品应进行很好地处理,不建议用燃烧法,因为燃烧时烟雾能将孢子带到空气中而浸染大气。对照样品在最后处理前应当在次氯酸钠溶液中灭菌,或用熏蒸法灭菌。
k) 试验场所严禁吸烟和进食。
l) 从事霉菌试验的工作人员应身体健康,无过敏症及肺部慢性病症。
m) 从事霉菌试验的工作人员应定期检查身体。
附 录 B
(资料性附录)
培养霉菌常用培养基的配制
B.1 查氏培养基(Czapek)配制
查氏培养基(Czapek)配制如下:
—— NaNO3:3.0g;
—— K2HPO4:1.0g;
—— KCl:0.5g;
—— MgSO4:0.5g;
—— FeSO4:0.01g;
—— 蔗糖:30.0g;
—— 琼脂:15g~20g;
—— 水:1000mL;
—— pH:自然。
将上述培养基在 1.05kg/cm2,121.3℃条件下灭菌 20min。
B.2 马铃薯培养基配制
马铃薯培养基配制如下:
—— 马铃薯:200.0g;
—— 蔗糖(或葡萄糖):20.0g;
—— 琼脂:15.0g~20.0g;
—— 水:1000mL;
—— pH:7.2。
马铃薯去皮,切成约 1cm3 的小块,煮沸半小时后,用 4 层纱布过滤,再加糖及琼脂,加热溶化后补足水分至 1000mL。将上述培养基在 1.05kg/cm2,121.3℃条件下灭菌 20min。
B.3 滤纸培养基配制
滤纸培养基配制如下:
—— (NH4)2SO4:1.0g;
—— K2HPO4:1.0g;
—— NaCl:0.5g;
—— MgSO4 ·7H2O:0.7g;
—— 琼脂:15g~20g;
—— 水:1000mL;
—— pH:自然;
—— 滤纸条(摆斜面时加入):6cm ×1cm。
将培养基与滤纸条在 1.05kg/cm2,121.3℃条件下灭菌 20min。
B.4 无机盐培养基配制
无机盐培养基配制如下:
—— (NH4)2NO3:1.5g;
—— K2HPO4:1.0g;
—— KCl:0.25g;
—— MgSO4 ·7H2O:0.5g;
—— FeSO4:0.002g;
—— 琼脂:15g~20g;
—— 水:1000mL;
—— pH:自然。
将培养基在 1.05kg/cm2,121.3℃条件下灭菌 20min。若培养球毛壳霉则在斜面上加滤纸条(6cm × 1cm),将培养基与滤纸条在 1.05kg/cm2,121.3℃条件下分别灭菌 20min,在摆斜面前加入到试管斜面上。
附 录 C
(资料性附录)长霉等级评定表
试验结束后,确定长霉等级时按表 C. 1 长霉等级评定表进行评定。
表 C.1 长霉等级评定表
附 录 D
(资料性附录)
灭菌方法
D.1 培养基和接种液的灭菌
培养基和接种液常采用高压蒸汽进行灭菌。高压蒸汽灭菌是将待灭菌的物品放在一个密闭的加压灭菌锅内,通过加热,使灭菌锅隔套间的水沸腾而产生蒸汽。待水蒸汽急剧地将锅内的冷空气从排气阀中驱尽,然后关闭排气阀,继续加热,此时由于蒸汽不能溢出,而增加了灭菌器内的压力,从而使沸点增高,得到高于 100℃的温度。导致菌体蛋白质凝固变性而达到灭菌的目的。高压湿热蒸汽灭菌有较大的渗透力,容易使蛋白质凝固和变性,是一种可靠的灭菌方法。它能杀死一切微生物。其特点是杀菌可靠、经济、快速、无臭、无味和无毒性,能达到安全有效。
灭菌时,先取出灭菌桶,再向外层锅内加入适量的清水(水没过电阻丝),放回灭菌桶,并将待灭菌的器皿以及被霉菌污染的物品用纸(牛皮纸、旧报纸)包装好装入高压灭菌锅内,注意不要装得太挤,以免防碍蒸汽流通而影响灭菌效果。三角烧瓶与试管口不要与桶壁接触, 以免冷凝水淋湿包口的纸而透入棉塞。
加盖,以两两对称的方式同时旋紧相对的两个螺栓,使螺栓松紧一致,勿使漏气。
打开电源加热,并同时打开排气阀,使水沸腾以排除锅内的冷空气。待冷气完全排尽(蒸汽从气门有力的冲击)关闭排气阀,随后压力上升,直到指针到 0. 105 MPa,锅内温度为 121.3℃为止,控制电源电压,维持压力并保持 20min~30min。
灭菌时间即将结束时,停止加热,让灭菌锅自行降压,等压力锅指针回到接近零时即可开启放气阀,使锅内蒸汽排空,然后揭开盖至 1/3 左右,利用余热烘干试管塞,再取出已灭菌的物品,如果压力未降到会位,切勿打开盖子,以免压力容器内的培养基由于内外压力不平衡而冲出试管口,造成棉塞沾染培养基而发生污染。
D.2 玻璃器皿的灭菌
玻璃器皿采用高压蒸汽灭菌法灭菌,也可采用干热灭菌法灭菌,但以连续采用同一方法为原则,否则易使玻璃发生破裂或模糊。连有橡皮塞或橡皮管的玻璃器皿应采用高压蒸汽灭菌法灭菌。
当采用干热灭菌法时,器皿在烘箱中加热至 160℃~170℃处理 2h,但不能超过 180℃,否则棉花及纸张易烤焦。器皿放入烘箱之前要洗涤干净,晾干并用牛皮纸包好,应注意玻璃器皿要达到完全干燥,否则易引起玻璃破碎及分解。灭菌时温度要慢慢上升,灭菌后温度逐渐下降到 60℃以下再开箱门,否则玻璃会因突然冷却而破粹。
D.3 被霉菌污染物品的灭菌法
被霉菌污染物品例如试管、器皿等消毒仍采用高压蒸汽灭菌法。把在霉菌试验中用过的物品, 先高压蒸汽灭菌后,方可洗涤。其灭菌压力为 0.105 MPa,锅内温度为 121.3℃,维持压力并保持 30min。
D.4 霉菌试验箱(室)灭菌
被霉菌污染过的霉菌试验箱(室)可采用化学药剂进行熏蒸灭菌。一般用 1,2 环氧丙烷或用甲醛蒸
汽进行熏蒸后再用自来水冲洗。
用甲醛蒸汽熏蒸,通用用量按每立方 2mL~6mL 计算,必要时可再加大用量。挥发甲醛有两种方法:
a) 加热熏蒸:按熏蒸空间计算,量取甲醛溶液,盛在容器内,把酒精灯灌上估计能蒸干甲醛溶液所需要量的酒精量,点燃酒精灯关闭箱门,任甲醛溶液煮沸挥发。酒精灯最好能在甲醛蒸完后自行熄灭。
b) 氧化熏蒸:按甲醛用量的一半称取高锰酸钾于一容器内,再量取定量的甲醛溶液倒在盛有高锰酸钾的器皿内,立即关门,几秒钟内甲醛溶液即沸腾而挥发。
用甲醛熏蒸应在使用前至少 24h 进行,熏蒸后密闭保持 12h 以上,然后量取与甲醛液等量的氨水,迅速放于室内,这样可减弱甲醛液薰蒸时对人的刺激作用。