IEC 60945 標(biāo)準(zhǔn)中濕熱試驗(yàn)方法的探討

陳中青，朱宜生，王超，劉玉石，陳鳳清

（1.中國(guó)船舶重工集團(tuán)第七二三研究所，揚(yáng)州 225001；2.中國(guó)船舶工業(yè)電工電子設(shè)備環(huán)境與可靠性試驗(yàn)檢測(cè)中心， 揚(yáng)州 225001）

引言

濕熱試驗(yàn)主要用于考核電工電子產(chǎn)品在高濕條件下的環(huán)境適應(yīng)性，特別是產(chǎn)品的機(jī)械性能和電氣性能的變化。由于各類電工電子產(chǎn)品的特點(diǎn)不同，進(jìn)行濕熱試驗(yàn)的條件也不相同。根據(jù)IEC 標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)頒布的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，濕熱試驗(yàn)分為恒定濕熱試驗(yàn)和交變濕熱試驗(yàn)。恒定濕熱試驗(yàn)是指溫度和濕度試驗(yàn)條件不隨時(shí)間變化的濕熱試驗(yàn)[1]。產(chǎn)品或使用場(chǎng)所溫度變化不大，產(chǎn)品表面不會(huì)產(chǎn)生凝露現(xiàn)象時(shí)選擇恒定濕熱試驗(yàn)。交變濕熱試驗(yàn)是指溫度、濕度條件隨著試驗(yàn)時(shí)間在高溫高濕和低溫高濕之間循環(huán)變化的一種濕熱試驗(yàn)[2]。溫度條件的變化引起產(chǎn)品表面凝露或產(chǎn)品使用場(chǎng)所溫度的變化能引起產(chǎn)品表面凝露時(shí)選擇交變濕熱試驗(yàn)。

目前，主要的濕熱試驗(yàn)方法有IEC 60068-2-78、IEC 60068-2-30、IEC 60945、GB/T 2423.3 和GB/T 2423.4 等國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。其中IEC 60068-2-78、和GB/T 2423.3為恒定濕熱試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，IEC 60068-2-30、GB/T 2423.4 和IEC 60945 為交變濕熱試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

1 恒定濕熱的試驗(yàn)方法

根據(jù)IEC 60068-2-78 和GB/T 2423.3 中的規(guī)定，恒定濕熱試驗(yàn)的溫度和濕度為（30±2）℃/（40±2）℃、（93±3）%RH/（85±3）%RH[3]。在試驗(yàn)產(chǎn)品或試驗(yàn)產(chǎn)品的使用場(chǎng)所溫度變化不大時(shí)，試驗(yàn)產(chǎn)品表面不會(huì)出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。為了驗(yàn)證和考核實(shí)際使用情況下試驗(yàn)產(chǎn)品的在濕熱條件下的環(huán)境適應(yīng)性，同時(shí)避免樣品出現(xiàn)凝露的現(xiàn)象，應(yīng)選擇恒定濕熱試驗(yàn)。恒定濕熱試驗(yàn)在樣品放入試驗(yàn)箱后的升溫和加濕順序如下：

1）首先將試驗(yàn)箱的溫度調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度（30±2）℃/（40±2）℃，并使樣品達(dá)到溫度穩(wěn)定；

2）升溫過(guò)程中及樣品達(dá)到溫度穩(wěn)定前，可通過(guò)不提高試驗(yàn)箱內(nèi)的絕對(duì)濕度來(lái)避免試驗(yàn)樣品發(fā)生凝露現(xiàn)象；

3）在試驗(yàn)樣品達(dá)到溫度穩(wěn)定后，在2 h 內(nèi)將試驗(yàn)箱的相對(duì)濕度調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的濕度值（93±3）%RH/（85±3）%RH；

4）在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，待試驗(yàn)箱的溫濕度達(dá)到穩(wěn)定后開(kāi)始計(jì)算試驗(yàn)時(shí)間；

5）試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行恢復(fù)檢查。

從恒定濕熱的試驗(yàn)順序可以看出整個(gè)試驗(yàn)是考核試驗(yàn)樣品在恒定溫濕度條件下的適應(yīng)性。由于恒定濕熱條件下樣品表面不會(huì)出現(xiàn)凝露，因此在試驗(yàn)過(guò)程，明確升溫和加濕的先后順序以避免試驗(yàn)過(guò)程中樣品出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。

2 交變濕熱的試驗(yàn)方法

根 據(jù)IEC 60068-2-30 和GB/T 2423.4 中 的 規(guī) 定，交變濕熱試驗(yàn)的溫度和濕度為（25±3）℃/95 %RH ～（40±3）℃/（93±3）%RH 或（55±3）℃/（93±3）%RH[4]。因?yàn)榻蛔儩駸嵩囼?yàn)驗(yàn)證樣品在高濕度與溫度循環(huán)變化組合且經(jīng)常會(huì)在樣品表面產(chǎn)生凝露的條件下使用、運(yùn)輸和貯存的適應(yīng)性。因此交變濕熱試驗(yàn)在樣品放入試驗(yàn)箱后的升溫和加濕順序如下：

1）首先將試驗(yàn)箱的溫度調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度（25±3）℃，并使樣品達(dá)到溫度穩(wěn)定；

2）在樣品溫度穩(wěn)定后，將試驗(yàn)箱內(nèi)的相對(duì)濕度升至不低于95 %RH；

3）在3 h±30 min 內(nèi)將試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度升到規(guī)定值（40±3）℃/或（55±3）℃；

4）將相對(duì)濕度控制在（93±3）%RH，并保溫保濕9 h；

5）保溫保濕結(jié)束后，在3～6 h 的時(shí)間內(nèi)將試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度調(diào)到（25±3）℃，并保溫到一個(gè)循環(huán)結(jié)束（一個(gè)循環(huán)的試驗(yàn)時(shí)間為24 h）。

從交變濕熱的試驗(yàn)順序可以看出整個(gè)試驗(yàn)是考核試驗(yàn)樣品在交變溫濕度條件下產(chǎn)生凝露后的環(huán)境適應(yīng)性。由于在高濕條件下從低溫升高溫的過(guò)程中樣品表面會(huì)出現(xiàn)凝露，因此從低溫升高溫前需把試驗(yàn)箱內(nèi)的濕度調(diào)至95 %以上，待達(dá)到規(guī)定的濕度后再將溫度升至高溫。

3 IEC 60945 標(biāo)準(zhǔn)中濕熱試驗(yàn)的試驗(yàn)方法

根據(jù)IEC 60945 的規(guī)定，該試驗(yàn)的目的是考核受試樣品在高濕條件下的運(yùn)行能力。該標(biāo)準(zhǔn)濕熱試驗(yàn)的高溫溫度為40 ℃，低溫溫度試驗(yàn)場(chǎng)所的溫度值。在樣品放入試驗(yàn)箱后的升溫和加濕順序如下：

1）將受試樣品放入常溫常濕試驗(yàn)箱內(nèi)；

2）在3±0.5 h 內(nèi)將溫度升至（40±2）℃、相對(duì)濕度調(diào)至（93±3）%RH；

3）在（40±2）℃/（93±3）%RH 條件下保溫保濕10～16 h；

4）保溫保濕結(jié)束后，受試樣品加電工作0.5 h 后進(jìn)行功能性能檢測(cè)；

5）試驗(yàn)結(jié)束后，在不小于1 h 的時(shí)間內(nèi)將試驗(yàn)箱的溫濕度恢復(fù)至常溫常濕。

從IEC 60945 濕熱的試驗(yàn)順序可以看出整個(gè)試驗(yàn)的溫度和濕度是交替變化的，因此該類濕熱試驗(yàn)為交變濕熱。

4 IEC 60945 標(biāo)準(zhǔn)與IEC 60068-2-78、GB/T 2423.3、IEC 60068-2-30、GB/T 2423.4 的 比較

從上述五個(gè)濕熱試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)?zāi)康暮筒僮黜樞蚩梢钥闯?，IEC 60945 中的濕熱方法與IEC 60068-2-30、GB/T 2423.4 同為交變濕熱，IEC 60068-2-78、GB/T 2423.3 為恒定濕熱。通過(guò)對(duì)上述標(biāo)準(zhǔn)的分析，IEC 60945 與IEC 60068-2-30、GB/T 2423.4、IEC 60068-2-78、GB/T 2423.3 存在著以下區(qū)別：

1）IEC 60945 濕熱試驗(yàn)在低溫升高溫過(guò)程中，同時(shí)將試驗(yàn)箱內(nèi)的相對(duì)濕度升至93 %±3 %，而IEC 60068-2-30 和GB/T 2423.4 則是在試驗(yàn)箱處于低溫時(shí)將相對(duì)濕度升至95 %RH 以上，在試驗(yàn)箱內(nèi)的相對(duì)濕度達(dá)到規(guī)定值后再由低溫升至高溫；IEC 60068-2-78 和GB/T 2423.3是先將試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度升至高溫，然后再將相對(duì)濕度調(diào)至（93±3）%RH 或（85±3）%RH 的規(guī)定值。

2）IEC 60068-2-30 和GB/T 2423.4 明確提出試驗(yàn)中受試樣品表面有凝露出現(xiàn)，IEC 60068-2-78、GB/T 2423.3 則明確說(shuō)明避免受試樣品在試驗(yàn)中出現(xiàn)凝露，而IEC 60945 中的濕熱方法對(duì)是否出現(xiàn)凝露雖沒(méi)有明確說(shuō)明，但I(xiàn)EC 60945 中的濕熱為交變濕熱，根據(jù)交變濕熱的作用機(jī)理，本人認(rèn)為試驗(yàn)中受試樣品表面應(yīng)出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。

5 結(jié)論

在試驗(yàn)過(guò)程中，按照IEC 60945 中規(guī)定的濕熱試驗(yàn)方法進(jìn)行操作，受試樣品表面未出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，究其原因是升溫和調(diào)濕同步進(jìn)行且升溫速率慢，受試樣品內(nèi)部溫度的變化基本與試驗(yàn)箱的溫度變化同步。因此本人認(rèn)為IEC 60945 中濕熱的試驗(yàn)方法未能達(dá)到交變濕熱要求的受試樣品表面出現(xiàn)凝露的規(guī)定，建議將IEC 60945中濕熱試驗(yàn)方法中升溫和加濕的順序進(jìn)行調(diào)整。首先在低溫條件（25 ℃±3 ℃）下將試驗(yàn)箱內(nèi)的相對(duì)濕度升到不小于95 %RH，在箱內(nèi)相對(duì)濕度達(dá)到95 %RH 以后，再在3 h± 30 min 內(nèi)將箱內(nèi)溫度由（25±3）℃升至（40±2）℃，以達(dá)到交變濕熱時(shí)受試產(chǎn)品表面凝露的效果。