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环境可靠性试验-防水试验

文章来源 : 银河总站 发表时间:2022-06-17 浏览数量:

防水试验是常见的环境可靠性试验项目,通过模拟户外或使用环境恶劣的场景,对电子产品及设备进行防水能力测试,常用来测试样品外壳、密封件在试验后,能否保证良好的工作性能。


环境可靠性试验-防水试验


一、防水试验的方法

当今比较权威的军用及民用防水试验的方法主要有:

GB/T 2423.38 / IEC60068-2-18 《电工电子产品环境试验 第 2 部分:试验方法 试验 R:水试验方法和导则》;

GB/T 4208 / IEC60529 《外壳防护等级(IP 代码)》;

GJB 150.8A 淋雨试验;

MIL-STD-810G:506.4 Rain。


二、对试验设备的要求

1.人造雨试验设备

人造雨试验设备

样品的固定装置(支架)应小于样品的底面积,固定装置(支架)实际是一个能以1转/min的旋转速度转动的转台,转台轴线与样品轴线的偏心距为100mm。也可是一不转动的台子,但其支架能在任何试验位置上夹住样品。


2.滴水装置

(1)国标和IEC标准中的滴水箱

国标和IEC标准中的滴水箱

滴嘴间隔尺寸应为20mm或25mm,底部至样品的最高距离应能调至0.2m或2m,底部的面积要大于样品的俯视图。放置样品的转台以1rpm的速度转动,偏心距(转台轴线与样品轴线的距离)为100mm。也可以是一个不转动的台子,但支架能在任何试验位置上夹住样品。


(2)国军标和美军标中的滴水箱

国军标中的滴水箱 美军标中的滴水箱

可用于带风源的淋雨试验和稳态淋雨试验。滴水箱上以方格网状排列的滴嘴其间隔应为20mm或25mm。当伴有规定风速的风时,应确保该降雨喷洒到整个样品上。对稳态雨水分配器位置要足够高,采用的滴水高度应确保水滴的最终速度均为9m/s。


3.喷淋装置

喷淋装置

喷淋装置所有喷嘴应产生水压约为276kPa的方格喷淋网阵或其他形式的交错水网阵,以达到最大的表面覆盖。在每0.56m2接受淋雨的表面范围内,距样品表面48mm处至少应有一个喷嘴。必要时可调整此距离以实现喷淋网的交叠。


4.摆管

摆管

在国标、IEC标准和外壳防护标准中用摆管来模拟洒水系统喷出的水、车轮溅出的水。摆管最大允许半径为1600mm。摆动角度为2×60°共120°。


5.喷淋和冲水装置

喷淋和冲水装置

喷淋和冲水装置

喷淋装置和冲水龙头主要用于模拟产品在运输、存储、使用过程中可能会经受到的冲水环境,这种环境来源于大暴雨、风吹大雨、洒水装置、车轮溅水、冲水或猛烈海浪等。


三、四种模拟现场的防水试验方法

1.滴水箱法

该方法是采用滴水箱来考核垂直方向和与垂直方向15°范围内的滴水对外壳防水的能力。

(1)考核垂直方向滴水时:外壳(样品)整个面上产生均匀流水,放置样品的转台以1rpm的速度转动,偏心距为100mm,滴水箱的底部要大于样品的俯视图,水流量为1mm/min,试验时间为10min。

(2)考核外壳(样品)与垂直方向倾斜15°滴水时:在样品的4个倾斜位置上各暴露2.5min,共10min,水流量为3mm/min。


2.摆管或喷淋喷头法

该方法采用摆管来考核产品外壳防水的能力。摆管最大允许半径为1600mm。

(1)摆管——防淋水

把外壳(样品)放在摆管半圆中心,摆管沿垂线两边各摆60°,每次摆2×60°共120°,时间为4s,总试验时间5min,然后样品沿水平方向转动90°,再试验5min。摆管最大允许半径1600mm。如还不能保证全部淋到,则优先使用手持式喷淋喷头。

(2)喷淋喷头——防溅水

用50kPa~100kPa的手持式喷淋喷头喷淋,试验时水压要恒定,试验时间按表面积计算1min/m2,最少5min。


3.淋水龙头法

该方法是采用直径为6.3mm和12.5mm的喷嘴分别考核外壳防喷水和防强烈喷水的能力。

(1)防一般喷水

- 喷嘴直径为6.3mm;

- 水流量为(12.5±0.625)L/min;

- 喷嘴至外壳(样品)外壳表面距离为2.5m~3m;

- 试验时间按表面积计算(1min/m2),最少3min。


(2)防强烈喷水

- 喷嘴直径为12.5mm;

- 水流量为(100±5)L/min;

- 喷嘴至外壳表面距离为2.5m~3m;

- 试验时间按外壳(样品)表面积计算(1min/m2),最少3min。


4.潜水(浸水)箱法

该方法是采用潜水(浸水)箱分别考核外壳经受短时间和长时间潜水(浸水)能力,外壳(样品)要按安装好状态全部浸水中。

(1)0.15m~1m短时间潜水

- 高度小于850mm的外壳(样品)的最低点,应低于水面1000mm;

- 高度等于或大于850mm样品的最高点,应低于水面150mm;

- 试验时间为30min;

- 水温与外壳(样品)温差不大于5K。


(2)持续潜水

按实际使用中产品的持续潜水要求而要求。


四、外壳防护等级(IP代码)

对于外壳防水,有下列用于考核产品的8种IP防水等级:

- IPX1 垂直滴水,采用滴水箱垂直方向滴水。

- IPX2 倾斜滴水,采用滴水箱倾斜15°滴水。

- IPX3 淋水,采用(a)摆管式淋雨;(b)喷淋式淋雨。

- IPX4 溅水,采用喷淋式-溅水。

- IPX4K 溅水,采用(a)摆管式淋雨;(b)喷淋式淋雨。

- IPX5 喷水,采用淋水龙头(喷嘴直径为6.3mm)。

- IPX6 猛烈喷水,采用强烈喷水(喷嘴直径为12.5mm)。

- IPX7 短时间浸水,采用30min短时间潜(浸)水。

- IPX8 连续浸水,采用持续潜(浸)水,潜(浸)水时间按产品要求。


五、防水试验设计技术和试验技术

1.试验用水

试验所用的水应是优质清洁的自来水,但也可使用海水(根据需要)。试验时水的杂质可导致水流量减少或不稳定,对低水压供水的试验设备尤为重要。滴水试验方法对水孔阻塞问题特别敏感,为了避免喷嘴被堵塞,应对试验用水采取过滤和软化预防措施。如果水的消耗量低于100L/h的试验,应使用过滤水或蒸馏水,PH值应为6.5~7.2,电阻率不低于500Ω·m,水温应为(25±10)℃。为了便于显示泄漏,允许在水中加入可溶性的燃料,如荧光素,以帮助定位和分析任何水渗漏。


某些样品在进行水试验时,可能要求在喷水期间或喷水以后对试验样品进行电气性能测量。电气测量范围可能包括直接暴露于水的表面,以及那些通过孔或泄露进水而湿润的内表面。在这种情况下,可能需要保证试验用水是不导电的,如蒸馏水或去离子水。


需要考虑的特征是水对样品的腐蚀,水试验方法不希望产生腐蚀现象,但在某种情况下,可能由于疏忽而产生腐蚀。为避免腐蚀,使用蒸馏水或去离子水是比较理想的。然而,还应注意 纯水会受空气中或试验样品表面污染物质的沾污。


当化学或电化学作用产生影响时,腐蚀生成物可能出现在水试验之后某些时间内,对此应有所考虑和加以注意。


2.温度

为达到一个好的试验效果,应使样品内产生负压,为此要确保样品的温度比水的温度至少高10℃,加热的时间为样品达到温度稳定所需的最少时间,必要时可升高(加热)样品温度,也可降低水温。


3.试验的程序和要求

试验前首先对样品进行外观检查和机械、电性能检测。特别应注意对样品的表面情况、防护盖、密封性能的检查。样品按使用姿态放入淋雨箱中。若需要在使用状态下进行试验,则应将电缆、管道等接上。不用的插座、接口、管道都应封严。试验时,样品在实际使用中可能经受到的淋雨面,均应经受规定的降雨强度、降雨角度和持续时间的试验。如果在实际使用中,产品在雨中仍需工作,则应在工作状态下进行试验,并可按照要求进行中间测量。试验结束后,对样品进行外观检查和机械、电性能检测。如果在外观、结构检查时,发现有显著的水渗入样品的现象,为了安全,可以将水抽出后再进行电性能检测。


银河总站检测认证实验室具备CNAS和CMA资质认可的第三方防水检测机构,具备GB/T 2423.38、IEC60068-2-18、GB/T 4208、IEC60529标准防水检测资质和检测能力,可出具国际认可的第三方防水检测报告。


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