1. Abgedichtete Gehäuse
Um die Belastung durch makroökologische Stressfaktoren zu verringern.
Ähnliche Tags
Umwelteinflüsse stellen eine der bedeutendsten, aber gleichzeitig unterschätzten Bedrohungen für industrielle Netzwerke dar. Wenn die Hardware, die sie unterstützt, in Außenschränken, Tunneln, Transportsystemen oder Chemieanlagen eingesetzt wird, ist sie rauen Bedingungen ausgesetzt.’ Feuchtigkeit, Kondensation, Schadstoffe und Temperaturschwankungen können die Korrosion beschleunigen und zu Ausfällen führen, wodurch die langfristige Zuverlässigkeit des Systems beeinträchtigt wird.
Erschwerend kommt hinzu, dass eine Diskrepanz zwischen der Funktionsweise von Hardware in Industriequalität besteht.’ Wird angegeben und wo es eingesetzt wird.’ Auch wenn ein Gerät auf dem Datenblatt ausreichend erscheint, ist es möglicherweise nicht für den Betrieb unter rauen Bedingungen ausgelegt.
Beispielsweise bieten unsere Standardgehäuse zwar einen robusten Schutz für typische Umgebungen, aber zusätzliche Schutzmaßnahmen auf Leiterplattenebene, wie etwa Schutzlackierungen, sorgen für eine verlängerte Langzeitstabilität und Leistungsfähigkeit auch unter rauen Bedingungen.
Wenn Standards und Realität nicht übereinstimmen’
Die meisten Netzwerkgeräte werden nach internationalen Sicherheitsstandards entwickelt und zertifiziert, die eine definierte Standardbetriebsumgebung voraussetzen. “”
Beispielsweise definiert UL 61010-1:2012 eine Standardbetriebsumgebung wie folgt:
- Umgebungstemperatur: 5 °C bis 40 °C
- Relative Luftfeuchtigkeit: bis zu 80 % bei 31 °C, linear abnehmend auf 50 % bei 40 °C
- Verschmutzungsgrad: kontrollierte Innenraumumgebungen
Doch in der Praxis entsprechen diese Bedingungen selten. Die Geräte sind hoher Luftfeuchtigkeit, Kondensationszyklen, salzhaltiger Luft und/oder Industriegasen ausgesetzt, die sie weit über das hinaus belasten können, wofür sie zertifiziert sind.’
Umweltbedingungen, die die Zuverlässigkeit beeinflussen
Es gibt viele Möglichkeiten, wie die Umgebung Elektronik beeinflussen kann, wenn Netzwerkgeräte außerhalb der Standardbetriebsumgebungen installiert werden. Das Verständnis dieser Faktoren ist entscheidend für die Auswahl der richtigen Schutzstrategie für Ihre Hardware, damit Sie neue Möglichkeiten erschließen können.
Verschmutzungsgrad
Internationale Normen wie IEC 60950, UL 60950-1 und UL 62368-1 verwenden unterschiedliche Klassifizierungen, um Art und Schweregrad von Umwelteinflüssen zu beschreiben, die die Sicherheit und Zuverlässigkeit elektronischer Geräte beeinträchtigen könnten.
Die Klassifizierung hat direkte Auswirkungen auf Isolationsabstände und Schutzmaßnahmen.
- Verschmutzungsgrad 1: Eine Umgebung ohne Verschmutzung oder mit nur trockener, nichtleitender Verschmutzung, wie sie typischerweise in hermetisch abgedichteten Umgebungen vorkommt.
- Verschmutzungsgrad 2: Eine Umgebung mit nichtleitender Verschmutzung im Normalbetrieb, wobei es jedoch aufgrund vorübergehender Kondensation zu Leitfähigkeit kommen kann. Diese Klassifizierung ist typisch für saubere industrielle Innenräume.
- Verschmutzungsgrad 3: Eine Umgebung mit leitfähiger Verschmutzung oder trockener Kontamination, die durch zu erwartende Kondensation leitfähig wird. Dies ist in Werkstätten, Tunneln und Freiluftgehegen üblich.
- Verschmutzungsgrad 4: Eine Umgebung, die durch anhaltende leitfähige Verschmutzung aufgrund von Salznebel, korrosivem Nebel oder Industriegasen gekennzeichnet ist. Man sieht es häufig auf Offshore-Plattformen und in Chemieanlagen.
Makro- vs. Mikroumgebungen
Um die richtige Schutzstrategie anzuwenden, ist es wichtig, zwischen verschiedenen Umgebungen zu unterscheiden.
- Makroumgebung: Beschreibt die allgemeinen Umgebungsbedingungen rund um das Gerät.
- Mikroumgebung: Beschreibt die internen Bedingungen des Geräts im Gehäuse oder direkt auf der Leiterplatte.
Selbst bei rauen makroskopischen Bedingungen ist es möglich, mit geeigneten Schutzmaßnahmen wie abgedichteten Gehäusen, Kondensationskontrolle und Schutzlackierungen eine mikroskopische Verschmutzungsklasse 2 aufrechtzuerhalten.
Geräte, die in rauen makroskopischen Umgebungen ohne ausreichenden Schutz der mikroskopischen Umgebung betrieben werden, sind viel eher von Korrosion, Verlust des Isolationswiderstands oder vorzeitigem Ausfall betroffen.
Risiken durch Feuchtigkeit und Kondensation
Kondensation entsteht, wenn warme, feuchte Luft auf kühlere Oberflächen trifft und dabei flüssiges Wasser freisetzt. Dies ist üblich in Kellern, Tunneln, Außenschränken. Oder Gehäuse mit begrenzter Belüftung, insbesondere wenn sich die Innenflächen während der Nacht oder beim Abschalten schnell abkühlen.
Bereits geringe Temperaturabfälle zwischen 1 und 2 Grad Celsius können zur Bildung von Feuchtigkeit an Metallgehäusen oder Montageschienen führen, wodurch sich Kondenswasser im gesamten Gehäuse verteilt.
Sobald Feuchtigkeit vorhanden ist, kann sie sich auf Leiterplatten absetzen und dünne leitfähige Filme bilden, die den Isolationswiderstand verringern. Luftgetragene Schadstoffe wie Staub, Schwefeldioxid, Stickoxide und Chlor erhöhen das Risiko zusätzlich, indem sie sich in Feuchtigkeit lösen und korrosive oder leitfähige Rückstände bilden.
Kondensation kann selbst dann auftreten, wenn die gemessene Umgebungsfeuchtigkeit deutlich unter 100 % liegt, solange das Gerät oder seine Komponenten kälter sind als die Umgebungsluft.’ s Taupunkt. Derartige Bedingungen treten häufig bei Geräteabschaltungen, nächtlicher Kühlung oder Betrieb in feuchter Umgebung auf.
Geräte, die ohne ausreichenden Schutz Kondensation und Feuchtigkeit ausgesetzt sind, laufen Gefahr, im Einsatz allmählich zu verschleißen und unerwartet auszufallen.
Einwirkung von korrosiven Gasen und Umweltverschmutzung
Korrosive Gase und Luftschadstoffe stellen ein erhebliches Risiko für elektronische Baugruppen dar. Schwefeldioxid (SO₂), Stickoxide (NOₓ), Schwefelwasserstoff (H₂S) und Chlor (Cl₂) können mit Feuchtigkeit in der Luft oder auf Oberflächen reagieren und saure Filme bilden, die die Korrosion von Lötstellen, Steckverbinderstiften und freiliegenden Metallleiterbahnen auf Leiterplatten beschleunigen.
Staub und Feinstaub können sich auf elektronischen Oberflächen ansammeln und mit der Zeit Feuchtigkeit anziehen. Dadurch können leitfähige Pfade entstehen, die Isolationsabstände verringern und das Risiko von elektrochemischer Migration und Kurzschlüssen erhöhen. In vielen Fällen wird die Verschlechterung erst bei Eintritt eines Ausfalls erkannt.
Geräte, die in verschmutzten Umgebungen ohne ausreichenden Schutz installiert werden, sind besonders anfällig für korrosive Gase und Verschmutzungen, was zu einer verkürzten Lebensdauer und unerwarteten Ausfallzeiten führt.
Konforme Beschichtung als Teil eines zweischichtigen Schutzkonzepts
Eine Möglichkeit, diesen Umweltrisiken zu begegnen, sind Schutzlackierungen. Es’ als Teil eines zweischichtigen Schutzkonzepts, das Folgendes kombiniert:
2. Konforme Beschichtungen
Um eine direkte Schutzbarriere auf Leiterplattenebene zu schaffen.
Durch die Kombination dieser beiden Maßnahmen können Sie die Zuverlässigkeit der Hardware maximieren, die Lebensdauer verlängern und ungeplante Ausfallzeiten in anspruchsvollen industriellen Anwendungen reduzieren.
Was ist eine Schutzlackierung?
Eine Schutzlackierung schützt Leiterplatten vor Umwelteinflüssen.— Feuchtigkeit, Staub, Korrosion und Chemikalien— mit einer dünnen Polymerschicht (zwischen 25 µ m und 75 µ M).
Die Vorteile von Schutzlackierungen
Konforme Beschichtungen bieten zahlreiche Vorteile für industrielle Netzwerkgeräte, die in anspruchsvollen Umgebungen eingesetzt werden.
Es’ s ist besonders wertvoll in Umgebungen der Verschmutzungsgrade 3 und 4, in denen ein Standard-Gehäuseschutz nicht ausreicht.’ t ausreichend.
| Nutzen | Beschreibung |
| Feuchtigkeitsschutz | Verhindert die Bildung leitfähiger Pfade durch Feuchtigkeit und Kondenswasser auf der Leiterplattenoberfläche |
| Korrosionsbeständigkeit | Schützt Bauteile und Spuren vor Salznebel und korrosiven Gasen wie SO₂ und H₂S |
| Verlängerte Lebensdauer | Minimiert die durch Temperaturschwankungen, Schadstoffe und Feuchtigkeit verursachte Verschlechterung. |
| Bessere elektrische Isolierung |
Erhöht die Durchschlagsfestigkeit und ermöglicht größere Kriech- und Luftstrecken. |
| Verbesserte Zuverlässigkeit im Feld | Verringert die Ausfallraten, insbesondere dort, wo die vollständige Abdichtung des Gehäuses begrenzt ist. |
| Geringere Wartungskosten |
Verringert den Bedarf an Wartung oder Austausch aufgrund von Korrosion oder feuchtigkeitsbedingten Ausfällen. |
| Weniger ungeplante Ausfallzeiten | Verhindert unerwartete Ausfälle und Notdiensteinsätze. |
Validierte Schutzlackierungen für raue Umgebungen
Da sich die Netzwerke zunehmend in rauere und exponiertere Standorte verlagern, ist Umweltschutz eine Voraussetzung. Mit Schutzlackierungen lässt sich die Diskrepanz zwischen der Spezifikation von Geräten und deren tatsächlichem Einsatzort schließen. Durch das Verständnis des Verschmutzungsgrades und der Grenzen des Schutzes durch Gehäuse können Sie proaktive Maßnahmen zum Schutz kritischer Infrastrukturen ergreifen.
Hirschmann, eine Marke von Belden, bietet für die meisten Produktfamilien optionale Schutzlackierungen an, die einen verbesserten Schutz für elektronische Baugruppen gewährleisten, die rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind. Als Teil unserer Komplettlösungen für Verbindungen trägt diese zusätzliche Schutzebene dazu bei, dass die Verbindungen vom Feldgerät bis zum Kontrollraum zuverlässig bleiben.
Die Beschichtung wurde umfassend geprüft und entspricht der DIN EN 60068-2-60 Methode 4, welche eine 31-tägige Einwirkung korrosiver Gase wie H₂S, SO₂, NO₂ und Cl₂ simuliert. Während der Tests blieben die Geräte voll funktionsfähig und wiesen keinerlei Korrosion auf den Leiterplatten auf. Diese Ergebnisse beweisen die Eignung der konformen Beschichtungen von Belden’ für Umgebungen, die über die Bedingungen des Standard-Verschmutzungsgrades 2 hinausgehen.
Unser Verfahren zur Schutzlackierung ist UL-anerkannt (E80315) und entspricht Industriestandards wie IPC-CC-830B für die Beschichtungsleistung und IPC-A-610D für die Anwendungsqualität.
Erfahren Sie mehr über unsere Lösungen.