Humedad atrapada en la caja IP66

Question

Recibí un informe de campo de un producto que está sellado en un cuerpo de aluminio fundido a presión IP66. Se observó que el agua/humedad se había condensado dentro de la caja una y otra vez y creando algunas marcas blancas en el interior (ver adjunto). El producto fue instalado en una región de Estados Unidos hace aproximadamente un año.

Se informó de que la tapa superior estaba bien atornillada y no hay forma de que entre el agua. Sin embargo, tengo una pregunta: instalamos este producto en un poste de alumbrado público, y la tapa superior se atornilla sobre el terreno sólo después de que entre el cable de alimentación. Entonces, ¿qué pasa si el ambiente ya está lleno de humedad durante la instalación? Esa humedad quedará atrapada en la caja y se sellará después de cubrir la parte superior. Y debido a que el clima cambia una y otra vez esa humedad se condensa una y otra vez y crea el problema. ¿Cómo puedo salir de esto? Una forma creo que sería utilizar algún tipo de bolsa de sílice para absorber la humedad. ¿Algún consejo?

Answer 1

Esto es lo que le pasó a un producto que diseñé que era IP69K (Protección contra chorros de agua de alta temperatura). Se instaló en China y falló después de un par de años. Cuando se miró en él, había unos 2,5 centímetros de agua cayendo. Aparentemente es un misterio.

Sin embargo, resultó ser una acumulación progresiva de humedad. Todas las noches se apagaba el producto e internamente empezaba a enfriarse durante la noche. Durante ese periodo, la presión interna bajaba (porque el aire interno se enfriaba) y aspiraba aire de alta humedad de los alrededores. Éste se asentó sobre la microscópica capa de agua ingerida la noche anterior. Poco a poco se fue acumulando hasta llegar a una fuente de alimentación conmutada y luego bang.

La forma en que salimos de esto fue vendiendo la opción de tener un tapón de drenaje instalado y cada orden fue procesada con atención a ese problema de humedad.

El gel de sílice funciona, pero tiene una vida útil limitada antes de tener que ser reemplazado. Una presión positiva en el interior ayudará - si está bien sellado como sugieres, puedes comprar cartuchos de gas de fuga lenta que mantienen la presión positiva - se utilizan en la industria petroquímica y son similares a la ignifugación mediante el uso de la presión para detener los gases volátiles que entran y potencialmente se encienden.

Answer 2

Andy describe exactamente el mecanismo que también he visto . Por eso estoy a favor de los diseños de cajas de cubo invertido que no dependen de las juntas, siempre que sea posible. "La definición de impermeable es que el agujero del fondo es más grande que el de arriba" Nota sobre el "aire húmedo atrapado cuando la caja estaba cerrada" A 25C, hay 22g/m^3 de agua o 22mg si se trata de una caja de 1L. Eso es una bola de agua de ~3mm.

He comprobado que las almohadillas de scotch-brite son un buen respiradero y un tapón de insectos para los equipos fijos.

También acabo de cortar un disco de tela de chubasquero Gortex y lo he pegado con silicona en la funda. (encima de la malla metálica si hay bichos que roen). Hice algunos experimentos de transpiración hace años probando los 6 diferentes tipos de telas transpirables que pude conseguir. (tela de silicona en la parte superior de la taza de agua, y dejar en el armario de agua caliente). El Goretex genuino era más de 2 veces mejor que los clones en ese momento.

Hay especialistas en atornillar y pegar respiradores hoy en día. (Aunque son mucho más pequeños que los parches Gortex de 1,5" que utilizaba)

El montaje de la caja a 10 grados de la horizontal hace que el agua se acumule en la esquina. Es bueno planificar dónde irá el agua. Un pequeño orificio de drenaje allí verá como la sobrepresión fuerza el agua líquida fuera del orificio de drenaje durante el día. Ponga algún tipo de mecha en los agujeros de drenaje para que las gotas de agua se escurran hacia abajo.

Una sombrilla y/o un color blanco reducen la temperatura interna y, por tanto, la sobrepresión que expulsa el aire durante el día (y, por tanto, succiona la humedad por la noche). Por otra parte, hay Pintura reflectante IR que hace que los colores oscuros al sol sean 10degC más fríos.

En un diseño reciente de datalogger utilizado en la zona de salpicaduras de los barcos, puse un chip higrómetro, sólo para saber si se había filtrado agua.

Answer 3

Una vez encontré agua en una caja así instalada DENTRO de una casa. Me desconcertó saber de dónde podía venir. Resulta que el agua se autoconducía a través del cable que entraba en la caja, procedente de otra caja (similar) en el tejado que estaba llena de agua. Así que básicamente el cable eléctrico estaba funcionando como una manguera. No puedo ver muy bien en la foto que proporcionas, pero si es el caso, ¿tal vez investigar la posibilidad de que el agua entró a través del cableado? Incluso si los cables sólo entran por debajo, si el cable va hacia arriba, la presión podría forzar el agua a través del cableado. Espero que esto ayude.

Answer 4

Lo que quieres es evitar la condensación por la diferencia térmica entre la caja y el aire interior. Esto depende de que la humedad relativa del aire interior no supere el punto de rocío.

IP67 especifica que previene las fugas de presión de vapor sumergidas a 2~3m bajo el agua probada durante >=1hr según las especificaciones del proveedor.

El IP66 sólo protege contra las salpicaduras de agua externas y el IP69 sólo protege contra las salpicaduras de agua a mayor presión.

Pero ninguno de los dos puede garantizar la prevención de la condensación si la HR del aire contenido es alta.

Posibles remedios

• la entrada del cable de alimentación anula la clasificación IP66, por lo que se necesita un sellador de goma líquida
• Spray epoxi conformado para el interior de la caja
• Placa de circuito impreso con almohadillas ENIG o una aleación de oro equivalente.
• PCBA con revestimiento de conformidad y máscara para LEDs.
• Desecante.
  -Tapón de gas de teflón
• calentador interno (Hygrotherm)
• aislamiento térmico del interior de la caja

La última sugerencia requiere medir o calcular la necesidad de conducir el calor al exterior y evitar que un gradiente de temperatura en el interior induzca la condensación por encima del punto de rocío.

El punto de rocío desciende con el aumento de la presión del aire, por lo que permitir una fuga de presión de H2 con un tapón de teflón sigue bloqueando la presión de vapor de H2O.

Cada una de estas soluciones puede causar nuevos problemas térmicos si se necesita la conducción del calor, por lo que es un factor a tener en cuenta.

• El sello de la junta de neopreno debe ser una interfaz suave en la caja para tener un sello de alta presión constante que puede ser un problema en las fundiciones de aluminio.

• Las pruebas deben incluir ciclos rápidos de temperatura y el control de la condensación interna con puntos de tinta de condensación (como los utilizados en los productos de Apple que cambian de color) y tal vez la presión interna.

• Evitar la calefacción solar también ayuda, si es posible, a reducir el choque térmico.

Answer 5

He observado, aprendido (por las malas) y posteriormente protegido de este fenómeno en varios productos de exterior. También se puede observar un efecto similar si el recinto se calienta mucho (por ejemplo, con el sol directo del día) y luego experimenta una lluvia fría. El rápido cambio de temperatura puede crear una presión negativa capaz de succionar el agua a través de las juntas NEMA 4X.

Si quiere mantener su índice de protección contra la entrada de aire y al mismo tiempo permitir el intercambio de aire, puede utilizar el producto que acabamos seleccionando, una ventilación sellada con membrana transpirable de Gore: https://www.gore.com/products/categories/venting?view=protective-vents-for-outdoor-electronics