产品抗霉能力评价中存在的问题和改进建议

陈丹明，程丛高，傅耘

（中国航空工业综合技术研究所，北京 100028）

霉菌试验已成为考核产品及其材料抗霉能力的重要手段，也是验证产品防霉设计和工艺有效性的重要方法。在产品研制阶段可以发现产品防霉设计缺陷，及时采取措施，提高产品的抗霉能力；产品定型阶段可以验证产品的抗霉能力是否满足合同要求，从而为产品定型和批生产验收提供决策依据。评价产品的抗霉能力通常是以产品的长霉等级和合格判据相结合的方法进行，笔者对抗霉能力评价中存在的问题进行分析并提出改进建议。

1 霉菌对产品的作用机理及影响

研究和分析霉菌对产品的作用机理及长霉后对产品造成的影响是确定合格判据和分析与评价产品抗霉能力的基础，也是研究和开发抗霉材料与防霉技术的重要途径。

1.1 作用机理

霉菌的生长与营养物质、温度、湿度、氧气、pH值等因素密切相关。在温暖潮湿的环境条件下，霉菌能否侵袭产品主要取决于产品能否为霉菌生长提供营养物质。按照霉菌摄取营养物质的途径，把霉菌对产品的作用机理分为两种：原发性侵袭和继发性侵袭[1]，其特征见表1。

1.2 霉菌对产品的影响

产品长霉会改变物理性能，从而影响到功能和使用。长霉对产品的有害影响主要表现在：对材料的直接侵蚀、对材料的间接侵蚀、有害的物理影响和外观变化4 个方面[1—5]，具体情况如表2 所示。其中最主要的影响是对组成产品材料的直接侵蚀和间接侵蚀。

表1 霉菌侵袭产品的机理及特征Table 1 The action mechanism and characteristic of mildew to products

表2 霉菌对产品的影响Table 2 The influence of mildew to products

2 产品抗霉能力评价方法及其存在的问题

评价产品的抗霉能力通常是以产品的长霉等级和合格判据相结合的方法进行。其中产品的长霉等级是按标准规定的长霉等级评定方法进行判定，合格判据则由相关技术文件规定。要准确评价产品的抗霉能力，合理且操作性强的长霉等级评定方法以及科学、合理的合格判据非常关键。

2.1 长霉等级评定方法及其存在的问题

2.1.1 常用的长霉等级评定方法

常用的标准有GJB 150.10-86《军用设备环境试验方法霉菌试验》，GJB 4.10-83《舰船电子设备环境试验霉菌试验》，GB/T 2423.16-2008《电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验J和导则：长霉》，HB 6167.11-89《民用飞机机载设备环境条件和试验方法》，见表3。GB/T 2423.16 中长霉等级分为0～3级，GJB 150.10，GJB 4.10，HB 6167.11 中长霉等级均分为0～4级。对于每一个长霉等级的确定，评定方法中均有明确规定。

从表3中的比较可知，在4个标准的长霉等级评定方法中，共同点是评定产品长霉等级均采用长霉的定性分析与定量分析相结合的方法，差异是不同标准对同一长霉等级所规定的长霉情况的要求略有不同。

2.1.2 长霉等级评定方法存在的问题

目前，对产品长霉的定性分析是根据肉眼观察到的产品表面霉菌生长情况的直接描述，对长霉面积的定量分析是用肉眼判断产品的长霉面积及长霉面积占样品总表面积的百分比。在定性分析和定量分析上基本上凭经验与感觉，很难做到对霉菌生长情况客观真实的定性分析，也很难做到对长霉面积及长霉面积百分比的定量准确分析。长霉等级评定方法中存在的问题，主要表现如下。

1）定性分析结果不一致。在观察霉菌生长情况时，仅凭肉眼观察不同技术人员对霉菌生长情况的描述会存在差异，不同的观察角度观察结果也可能不一样，观察结果人为误差较大，直接影响到试验结果的评定。

2）定量分析数据难以准确。产品长霉面积的百分比是长霉等级评定的主要依据。受产品组成及其结构复杂、使用的材料多样化的影响，用肉眼目测准确度量产品的长霉面积非常困难，若产品的形状不规则，使用的材料对霉菌的敏感程度又不一样，准确确定长霉面积的百分比更加困难，尤其当产品长霉面积百分比正处在评定方法中规定的长霉等级临界百分比值时。定量分析数据不准确，将直接影响到试验结果，对鉴定试验则影响到产品的定型或鉴定。

3）定性分析和定量分析的关系未明确。GJB 150.10对长霉等级1级规定：霉菌生长面积小于样品总表面积的10%，基质很少被利用或未破坏，几乎未发现基质表面呈现化学、物理与结构的变化。当产品局部长霉且出现了局部的化学、物理与结构的变化，而长霉面积却小于10%时，则不易判定。显然，长霉等级评定方法中定性分析和定量分析的关系没有明确，影响到对试验结果的评定。

2.2 合格判据及其存在的问题

2.2.1 合格判据

对霉菌试验来说，合格判据主要确定产品允许的长霉等级和产品长霉后对其功能/性能影响的可接受程度。霉菌试验合格判据在试验标准中未作具体规定，通常在产品技术文件中规定，但基本上只规定产品允许的长霉等级（一般长霉等级不超过2 级判为合格）。

2.2.2 合格判据存在的问题

目前，霉菌试验合格判据存在的问题主要表现在以下两个方面。

1）合格判据表述过于简单，针对性不强。由于产品的组成复杂，使用的材料多种多样，产品上的各种部件、元器件的重要程度不一样，对抗霉能力的要求不尽相同，有时差异还很大。在合格判据中只简单地规定为某一个允许的长霉等级，而不针对产品的不同组成、不同材料来确定合格判据，很容易造成误判。

2）合格判据内容不全面。产品长霉不仅只对其外观造成影响，而且还可能对产品的性能及其使用造成影响。从目前的合格判据内容看，绝大多数只规定长霉等级（也即只关注长霉面积百分比）而很少考虑或不考虑长霉对产品的功能/性能的影响。很显然，这种只重外观不重功能/性能的合格判据，是不全面、不完整的。

3 产品抗霉能力评价的改进建议

3.1 长霉等级评定方法的改进建议

针对长霉等级评定方法中存在问题，提出以下改进建议：

1）使用先进的观察仪器和测量设备，保证观察结果的一致性和测量结果的准确性。使用可视的体视显微镜系统，一方面通过体视镜（放大倍数在10～100倍）观察长霉，可保证观察效果；另一方面通过配套的相机或摄相机，以及万能调节支架和可移动载物台，可实现对长霉图像的全面采集，准确计算长霉面积。

2）细化定性分析内容。在描述试验后霉菌生长情况时，不仅要描述霉菌生长的部位，而且还要详细描述霉菌的生长方式（如菌落数量、大小，菌丝和菌落的颜色，生长密度、厚度及生长面积等），以及受试产品在试验后出现的诸如变色、开裂、起皮、起泡、腐蚀等可视的结构变化。在长霉等级评定方法中对定性分析要求进行细化，越具体越有利于对产品做出最合适的长霉等级评定。同时也可使产品承制方获取更多的长霉信息，有利于产品研制单位改进和提高产品的抗霉能力。

3）评定对象具体化。评定产品的长霉等级要根据产品的组成、各种组件、部件、元器件等的重要程度，以及对霉菌的敏感程度分别给予评定，确定长霉等级，必要时还应根据长霉对产品的功能性能影响做出评价，可以提高定量分析的准确性，使试验结果更可靠。

3.2 合格判据的改进建议

1）细化合格判据。合格判据必须与产品的组成特点紧密联系，与长霉对产品的影响程度相结合，相统一。组成复杂的产品不同部位或不同组件对霉菌敏感性不一样，它们的长霉程度也不相同，合格判据不能以最低的抗霉要求代替整个产品的抗霉要求，而应当细化，应根据产品特点以及各组成的关键程度和重要程度，根据长霉对产品功能/性能的影响程度提出产品或产品的各个组成的长霉等级要求。比如光学仪器，只要其光学系统（物镜、转像镜、分划镜、目镜等）和精密活动部件长霉就会影响其光学性能和使用，因此对于光学仪器光学系统和精密活动部件的允许长霉等级应为0 级，但光学仪器其它部件则可适当放宽。对即使长霉影响也不明显或影响十分有限的产品（包括产品的各种组件、表面处理层等），合格判据的确定可适当从宽；对长霉会对产品的功能/性能造成影响的产品，比如一些精密仪器或电子设备，长霉很容易影响其功能/性能，合格判据的确定则应从严；对于易长霉但又不得不用的产品或材料，允许的长霉等级还可以适当放宽，但在产品技术文件或有关标准、规范等文件中必须明确其使用要求和相应的防护措施。

2）确定合格判据时还应结合产品的结构状态及其贮存、运输和使用环境、使用要求进行综合考虑。

4 结语

要做到准确评价产品的抗霉能力，正确判定产品是否满足抗霉要求，不仅要有内容全面具体的、可操作性强的、定性分析与定量分析有机结合的长霉等级评定方法，还要有一个科学、合理的合格判据。针对目前长霉等级评定方法和合格判据存在的问题，建议有关部门修订标准，补充、修改和完善长霉等级评定方法，制订相应的标准或文件，明确确定合格判据的具体内容和要求。

[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.（余不详）

[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，《军用设备环境试验方法霉菌试验》[S].

[7]GJB 4.10-83，《舰船电子设备环境试验霉菌试验》[S].

[8]GB/T 2423.16-1999，《电工电子产品环境试验－第2 部分：试验方法－试验J和导则：长霉》[S].

[9]HB 6167.11-1989，《民用飞机机载设备环境条件和试验方法 防霉》[S].