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可靠性测试

IPX2防水试验(GB/T 4208-2017):倾斜15°滴水试验项目说明

技术概述

IPX2 是倾斜 15° 滴水试验。样品的一个面与垂线成 15° 角,顶部距滴水口不超过 200mm,滴水量 3.0±0.5mm/min,每个倾斜位置持续 2.5min,四个面依次做完共 10min。判定同样是无有害进水。

与 IPX1 相比有两处变化。一是水量增至三倍,单位时间落在样品上的水更多,对表面张力的考验更强;二是样品倾斜,水不再垂直落下,而是沿外壳表面斜向流动,会主动寻找拼缝、螺钉孔、卡扣缝等水平开口。这一变化使 2 级的结构难点从顶面遮挡转到侧面路径控制。

15° 这个角度不是随意取的。多数设备在安装后会有轻微倾斜(地面不平、支架调节、车辆姿态变化),15° 覆盖了常见安装偏差与轻中度斜风雨。水沿 15° 斜面流动时速度较低,容易在低点滞留并沿毛细缝渗入,这正是 2 级要考核的失效模式。

检测样品

2 级对样品姿态有要求,准备时应确认:

  • 样品按交付状态装配,倾斜后位于低侧的接缝、散热孔、接口盖成为重点观察对象;
  • 倾斜夹具须能稳固夹持样品,试验中不得滑动、翻转,夹具本身不得遮挡受水面;
  • 线缆从高侧引出,避免引线成为水的导流路径;若实际安装时线缆从低侧出,应按实际状态布置并记录;
  • 带可开启盖板、接口塞的产品,盖板按正常使用状态闭合,不得额外缠膜;
  • 样品数量不少于两台,四个倾斜面在同一台样品上依次完成;
  • 试验前记录四个面的朝向、倾斜方向与低点位置,便于试验后定位水痕。

检测项目

2 级的项目包括:

  • 滴水量:3.0±0.5mm/min,按受水面积折算并实测;
  • 倾斜角度:样品一个面与垂线成 15°,四个面依次进行;
  • 单面时长:每个倾斜位置 2.5min,四面合计 10min;
  • 滴水高度:顶部距滴水口不超过 200mm,倾斜后按高点计算;
  • 进水检查:低侧拼缝、螺钉孔、接口盖、散热孔内侧、显示窗边缘;
  • 积水检查:倾斜后水是否在低点滞留、是否沿内部结构流向电路板;
  • 功能与绝缘检查:通电样品的动作、显示、绝缘电阻、耐压。

检测方法

- 四面布置法:四个倾斜面通常取前后左右,即样品绕垂直轴每转 90° 倾斜一次。每次倾斜前先擦干表面,避免上一次的残留水干扰判定。四面顺序不影响结果,但须在原始记录中写明,便于复现。

- 角度确认法:15° 指样品某一面与垂线的夹角,用角度尺或倾角仪在壳体基准面上测量,不能凭目测。异形产品应先确定基准面,通常取主要安装面或较大平面。基准选错会使实际受水角度偏离,结论失去可比性。

- 水量校准法:3.0mm/min 的水量在同样受水面积下是 1 级的三倍,校准方法相同——在样品位置放置容器收集 1min,折算为 mm/min。水量偏大时水膜增厚、毛细渗透加剧,会得出偏严的结论;偏小则偏松。每次试验前都应实测,不能沿用上次的阀门开度。

- 表面流动观察法:倾斜试验的关键现象是水沿表面流动。试验中可通过观察窗看水的流向:水是否在低侧边缘汇聚、是否被翻边挡住、是否沿拼缝形成连续水线。出现连续水线且对应内侧有缝的位置,往往是进水点。这一观察比试验后的拆解更能定位路径。

- 拆解检查法:试验后先吸去表面水,按由外向内拆解。重点看低侧:低侧螺钉孔内侧是否有水珠、低侧拼缝内侧是否有水痕、接口盖内侧是否潮湿。水在重力作用下会向低点聚集,因此低侧的检查优先级高于高侧。

- 排水路径法:2 级不合格常表现为"水进去了但排不出"。检查时要看壳内低点是否有泄水孔、泄水孔是否被内部支架或线束堵塞、泄水孔外侧是否有挡水结构。排水不畅会让少量进水在多次试验后累积,进而触及低处的电路板。

检测仪器

滴水试验箱(孔径 0.4mm、孔距 20mm 的滴水板)、流量调节阀、转子流量计、倾斜样品台或专用夹具、角度尺或数显倾角仪、量杯、秒表、卡尺、绝缘电阻测试仪、耐压测试仪、内窥镜、照相机。倾斜夹具的刚度不足会导致试验中角度变化,须在加载后复核角度。

应用领域

2 级适用于室内但可能受斜向水滴的设备:壁挂式控制箱、室内外过渡区的灯具、门禁与读卡器、浴室外的电器、厨房设备、车辆内部件、机柜顶部有凝露的场合。这些位置的水多来自冷凝、清洁溅水或斜风雨的少量渗入,量不大但有方向性。若设备直接暴露在雨中,2 级不足,应按 3 级或 4 级设计。

常见问题(FAQ)

问题一:四个面一定是前后左右吗?

通常取前后左右四个方向,即绕垂直轴每 90° 一个位置。对长条形或异形产品,可按主要受水面临时确定,但须在报告中写明所取的面与顺序。原则是覆盖实际使用中可能受水的四个方向,而不是机械套用。

问题二:15° 是样品倾斜还是滴水板倾斜?

是样品倾斜,滴水板保持水平。标准要求样品的一个面与垂线成 15°,水仍然垂直落下。若把滴水板倾斜,水滴落方向改变,与标准条件不符,结果不可比。

问题三:每个面 2.5min,为什么不是 10min 一个面?

标准把总时长 10min 平均分配到四个面,目的是在有限时间内覆盖四个方向。单个面 2.5min 的累积水量约 7.5mm,足以暴露毛细渗漏。若只做一个面 10min,会漏掉其他方向的薄弱点,结论的代表性不足。

问题四:倾斜后水在低侧积成水洼,算不合格吗?

本身不算,要看是否导致有害进水。水洼若停留在无孔的光滑表面、试验后能排出,通常可接受;若水洼覆盖螺钉孔、拼缝或透气膜,且内侧出现水痕,则判不合格。设计上应避免在低侧形成封闭积水区。

问题五:2 级能覆盖 1 级吗?

通常可以。2 级的水量是 1 级的三倍,且增加了倾斜方向,严酷度更高,通过 2 级的产品一般也能通过 1 级。但两者试验姿态不同,报告中若要同时标注,宜说明覆盖关系,而不是默认成立。

问题六:带透气阀的产品做 2 级要注意什么?

注意阀的安装方向。透气阀通常有防水透气膜,允许气体通过、阻挡液态水。倾斜试验中若阀口朝上,水会在阀口积聚,长时间浸泡可能缓慢渗入;阀口朝下则利于排水。试验应按实际安装方向布置,并在报告中记录。

问题七:为什么 2 级不合格多在低侧?

因为重力。倾斜后水向低侧流动,低侧的拼缝、螺钉孔、接口盖承受更长时间的水膜覆盖,毛细作用也更充分。高侧的水停留时间短,来不及渗入。整改时应优先处理低侧结构,而不是全面加胶。