IEC 60529:2013 以(yǐ)“IP”代碼將外殼防護劃分為固體與液體兩大維度,其中(zhōng)液(yè)體部分僅給出 IPX1–IPX8 的框架性描述。對於汽車、光伏、海(hǎi)洋電子等高端場景,0.8 mm 微滴與 10 000 kPa 高(gāo)壓射流對殼體的破(pò)壞機理截然不(bú)同。在標(biāo)準基礎上補充行業(yè)驗(yàn)證數(shù)據,形成九級分級體係(LX-1~LX-9),並對水量、水壓、溫度、轉速、持(chí)續時間進(jìn)行可複現的量化規定,供實驗(yàn)室、主機廠及第三方機構直(zhí)接引用。
一、分級邏輯(jí)與物理量(liàng)綱
水(shuǐ)量密度:單位(wèi)時間單位麵積的水體積(L·m⁻²·min⁻¹)
衝擊壓力:動壓 P=½ρv²,ρ為水的密度,v為射流速度
溫度因子:80 ℃高溫水對密封圈產生的附加蠕變
持(chí)續時間:累積雨量(liàng)與泄漏概率呈指數關係(xì)
二、九級防水試驗(yàn)規範(LX-1~LX-9)
等級 試驗名(míng)稱 核心參數 試驗方法 判定準則
LX-1 垂直滴水 1.0±0.5 mm·min⁻¹,10 min 試件(jiàn)置於轉速 1 r·min⁻¹轉台,滴水口距頂(dǐng)部 <200 mm 無(wú)可見進水
LX-2 15°斜向滴水(shuǐ) 3.0±0.5 mm·min⁻¹,4×2.5 min 試件四(sì)個麵依(yī)次傾斜15°,總時間 10 min 殼體內部無水滴
LX-3 60°擺(bǎi)管濺水 孔徑 0.4 mm,120°弧,10 L·min⁻¹,10 min 擺管半徑 200 mm,噴水孔總流量 0.07 L·s⁻¹ 進水<0.5 mL
LX-4 全向濺水 手持噴頭 6.3 mm 噴嘴,12.5 L·min⁻¹,1 min·m⁻² 試件五種方位(wèi),總時間≥5 min 功能正常,無有害進水
LX-5 低壓射流 噴嘴 6.3 mm,距 2.5–3 m,750 L·h⁻¹,1 min·m⁻² 外殼表麵積每平方米 1 min,最少 3 min 無進水或(huò)不影響功能
LX-6 強烈(liè)射流 噴嘴(zuǐ) 12.5 mm,6000 L·h⁻¹,1 min·m⁻² 距離、麵積算法同 LX-5 判定同 LX-5
LX-7 短時浸水 1 m 水深,30 min 試件底部距水麵(miàn)>1 m,頂部>0.15 m 進水量<1 mL
LX-8 長期潛(qián)水 水(shuǐ)深、時間由協議規定 推薦 2 m,24 h,可(kě)帶(dài)溫差循環 協議泄(xiè)漏量
LX-9 高溫高壓射流 80±5 ℃,8000–10 000 kPa,14–16 L·min⁻¹ 4 孔 0°/30°/60°/90°,各 30 s,轉台 5±1 r·min⁻¹ 無水滴,功能正常
三、關鍵裝置(zhì)與校(xiào)準要求(qiú)
高溫(wēn)高壓噴(pēn)嘴
材料(liào):316L+STL 6硬質合金,孔徑 1.2 mm,粗糙度 Ra≤0.8 μm,每 100 h 用光學投影儀(yí)檢測孔徑磨損(sǔn)>0.05 mm 即報廢(fèi)。
水溫閉環
采用 18 kW 瞬(shùn)時加熱管,PID 控製±2 ℃,出口處裝 0.5 s 響應鎧裝 PT100,確保(bǎo) 80 ℃±5 ℃。
壓力溯源
高壓柱塞泵後級裝(zhuāng) 0.25 級數字壓力傳感器,每 6 個月用 0.05 級活塞式壓力計現(xiàn)場比對,偏差(chà)>1 %即修正。
轉速校準
轉(zhuǎn)台轉速 5±1 r·min⁻¹,用 1 級精度(dù)光電編碼器實時反饋,每季度用數字轉速表抽檢,誤差>5 %需更(gèng)換減速機(jī)潤滑油。
四、試驗布置示例(LX-9)
a) 試件(jiàn)放置:剛性(xìng)固定(dìng)在 Φ300 mm 轉台,重心高<200 mm,避(bì)免離心力導致密封麵微變形。
b) 噴射矩(jǔ)陣:4 個噴嘴距試件 100–150 mm,呈 90°十字分布,噴射時(shí)間 30 s×4=120 s 總覆蓋。
c) 防護屏障:在噴嘴與(yǔ)試件之間加 10 mm 厚(hòu)聚碳酸酯防反彈罩,防止二次濺射影響判定。
d) 即時判定:試驗後 2 min 內用無塵紙擦拭外殼,紙麵(miàn)無水痕;內部用(yòng)吸(xī)水紙稱重,增量<0.1 g 視為合格(gé)。
五、常見(jiàn)問題與糾正措施
噴(pēn)嘴堵塞:水中顆粒>50 μm 即可堵(dǔ)塞,需在泵前(qián)加 5 μm 精(jīng)密過濾器,壓差>0.05 MPa 時更換濾芯。
溫度(dù)跌落:冬季(jì)進水溫(wēn)度<5 ℃,加熱器滿功率仍無法升至 80 ℃,應加(jiā)裝 3 kW 預加熱儲罐,確保進水溫度≥60 ℃。
密封(fēng)圈(quān)蠕變:FKM 氟橡(xiàng)膠在 80 ℃、10 000 kPa 下(xià)壓縮(suō)永久變形可(kě)達 25 %,建(jiàn)議改用 FFKM 全氟醚,壓縮永久變形<10 %,壽命由 500 次(cì)提升至 2 000 次。
LX-1~LX-9 體係覆蓋了從微電子外殼到深海接插(chā)件的全部防水場景。實驗室在新建或升級淋雨試(shì)驗箱時,應至少預留(liú) LX-6 的機械接口(12.5 mm 噴嘴、6000 L·h⁻¹ 泵組),以便通過更換噴嘴與加(jiā)熱模塊快速升級(jí)至 LX-9,避免二次投資。同時(shí),建(jiàn)議將水溫、水壓、轉速、時間四大參數納入計量校準計劃,確保十年內數據可追溯、結果可(kě)複現、報告(gào)全球互認。
|