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跌落与 IP 试验的先后顺序为何决定结果

试验台上,一端为跌落装置,另一端为浸水槽,中间放置样品

快速摘要

  • 在同一份样品上做 IP 与跌落试验,顺序决定结果:先跌落后 IP 要严格得多,因为跌落变形的正是起密封作用的位置。
  • 反向顺序也有问题:IP 试验后残留在机内的水会影响跌落结果,通电时还可能短路。
  • IEC 60529 不规定顺序。顺序属于试验大纲或合同——不写清楚,双方各有理解。
  • 最稳妥的做法:在试验委托书中写明顺序与恢复时间;若需要确定结论,用两份独立样品。

实验室常听到的请求:”给一份样品,跌落和 IP 一起做。”正确回答不是”行”或”不行”,而是:按什么顺序。本文解释其中机理以及怎么写法。

1. 机理:跌落损坏的正是密封部位

一次跌落不只是刮花外壳,它会作用于 IP 试验最关心的四处:

受影响部位 机理 对 IP 试验的影响
密封圈 / 密封垫 变形、扭曲、脱出沟槽 出现新缝隙——水与粉尘更易进入
塑料 / 金属外壳 微裂纹、角部变形、法兰错位 肉眼不可见的泄漏通道
螺钉、卡扣 螺柱开裂、卡扣脱开 密封压缩力下降,缝隙变大
扬声器网、透气膜 撕裂、拉伸、胶层剥离 失去阻水但仍阻尘(或相反)
跌落后的设备外壳角部近摄,螺柱附近塑料出现细小裂纹,边缘有擦痕
螺柱周围的裂纹是典型泄漏通道:肉眼难见,水却容易找到。

因此 先跌落、后做 IP 是更严格、也更接近实际的顺序:设备往往是先跌落、后遇雨,而非相反。

2. 三种顺序及其含义

顺序 回答的问题 严格程度 适用
先 IP → 后跌落 外壳能密封;密封之后能否承受跌落 对 IP 指标要求较低 确认设计的基本能力
先跌落 → 后 IP 受冲击后外壳是否仍能密封 更高,更接近实际 手持与现场设备
循环重复 多次跌落与多次浸水后是否仍密封 最高 长期户外使用产品

要点:前两种顺序的”IP67 通过”不能直接比较。报告都写 IP67,但一个是完好外壳,一个是经过冲击的外壳。采购方若不看顺序就比两家供应商,比较毫无意义。

3. 反向顺序:机内残留的水

先做 IP 再做跌落也有其问题,而这一点常被实验室忽略:

  • 残留水 留在缝隙、扬声器网与电池仓中,改变质量与跌落时的受力分布。
  • 腐蚀随即开始;过几天再做跌落,等于在另一份样品上试验。
  • 浸水后通电 做功能检查可能短路——须先按约定时间干燥与恢复。
  • 水会结冰:若下一项是低温试验,结果将完全失真。
外壳沟槽中被压紧的橡胶密封圈近摄,略有扭曲错位,可见细小尘粒
沟槽中扭曲的密封圈可能是装配失误,也可能是先前跌落的结果。

4. 标准对顺序的规定

一个重要且常被误解的点:IEC 60529 不规定 IP 试验与机械、环境试验之间的先后顺序。标准描述的是如何在样品上做 IP 试验,并未规定产品的试验序列。

顺序来自三个来源:

来源 作用
产品标准 / 行业标准 可能对该类产品规定具体试验序列
客户试验大纲(裁剪) 决定顺序、循环次数与恢复时间
合同 / 试验委托书 上两者未规定时,须由合同规定

按 MIL-STD-810 的大纲中,顺序属裁剪内容,必须写入试验计划。对消费类产品,多数情况下 没有任何一方规定——这正是委托书必须写明的时候。

5. 试验委托书怎么写

须写明 示例
顺序 “同一份样品先做跌落,再做 IP”
各项样品数量 “跌落→IP 用 01 份;仅做 IP 的对照样 01 份”
恢复时间 “两项之间在室温条件下恢复 24 小时”
浸水后处理 “擦干表面,不加热烘干,不拆解样品”
判定准则 “电子仓无水判合格;电池仓是否进水一并记录”
报告内容 “报告须载明顺序与恢复时间”

示范语句: “在同一份样品上按以下顺序试验:(1) 按 … 做跌落;(2) 在 23 ± 5 °C 恢复 24 小时;(3) 按 IEC 60529 做 IPX7。报告须载明顺序、恢复时间及各次试验前的样品状态。”

6. 为什么要用两份样品

若目标是要 确定结论 而非节省样品,应为两项试验各用一份,再用第三份做组合序列:

样品 用途 可得结论
样品 A 仅做 IP 完好设计的密封能力
样品 B 仅做跌落 抗冲击能力,不受水干扰
样品 C 序列:跌落 → IP 设计中受冲击后是否仍密封

三份样品给出三个不同答案。一份样品只给一个答案——而且往往是出问题时最难解释的那个。

水试验后设备在架上干燥,外壳仍有水珠,小风扇送风,技术员放置第二份样品
两项试验之间的恢复时间应写入委托书,不应由实验室自行决定。

7. 循环序列的设计

对长期户外使用的产品,一次跌落加一次浸水远远不够。循环序列把两项试验交替多次,关注点不是”第一次是否通过”,而是 能通过多少轮。

一轮中的步骤 目的 须写明
按选定面跌落 形成累积变形 面数、高度、撞击面
外观检查 发现裂纹、卡扣脱开、密封圈位移 每轮拍照
按选定等级做 IP 检查是否仍密封 等级、条件、时长
恢复与功能检查 区分机械故障与电气故障 恢复时间、合格判据

循环轮数、跌落高度与每轮的 IP 等级 没有适用于所有产品的通用值——必须取自真实使用环境,并在试验前书面确定。有一件事应事先定好:是首次失效即停止,还是跑满全部轮次再评估。两种选择给出两类不同结论。

8. 六个常见错误

错误 后果
不写顺序,双方各自理解 结果不如预期时产生争议
用跌落后的样品做 IP,却按完好样品出报告 结果不可复现,证书失去价值
浸水后立即跌落,不做恢复 机内水影响结果
重复使用已做过 IP 的样品而不记录 无人知道该样品经历过什么
不记录各项试验前的样品状态 无法区分设计缺陷与累积损伤
比较两家试验顺序不同的供应商 对相对质量得出错误结论
做循环却不预先约定停止条件 无法说明”第几轮失效”

常见问题

IEC 60529 规定先跌落还是先做 IP?

都不规定。IEC 60529 只描述如何在样品上做 IP 试验;顺序属产品标准、试验大纲或合同。

先跌落后做 IP 会让结果”更差”吗?

会,而这正是目的:它复现了实际发生的顺序。但必须在报告中写明,否则会被理解为完好样品的结果。

一份样品能否做两项试验?

技术上可以,但只得一个答案,失效时难以解释。建议另加对照样。

水试验后恢复时间多长?

由试验大纲决定,且必须写明。若无规定,应在试验前书面约定——不要交给实验室自行选择。

每项试验后都要做功能检查吗?

建议做,并写明判据。水试验后的功能检查应在恢复之后进行,以避免短路。

结论

试验顺序不是行政细节。它改变结果,改变结果的解释,也改变报告的法律价值。

应做三件事:在涉及两项以上试验的委托书中写明顺序;写明各项之间的恢复时间;对重要产品使用对照样,把”设计缺陷”与”累积损伤”分开。

参考资料

  • IEC 60529——外壳防护等级(IP 代码);范围:在样品上试验,不规定产品试验序列。
  • IEC 60068-2-27——环境试验系列中的冲击试验。
  • MIL-STD-810——大纲裁剪原则与试验序列。

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