Siguranța pe primul loc: identificarea de componente sigure cu clase de protecție IP

Înainte de a solicita un conector (sau orice altă componentă) rezistent la apă, primul pas este să înțelegeți pe deplin mediul în care este necesar să funcționeze. Termenul „rezistent la apă” semnifică mai multe lucruri. Este posibil ca unele produse să aibă nevoie pur și simplu să reziste ploii ocazionale, în timp ce altele trebuie să reziste la bătaia valurilor de pe puntea unei nave. Prin urmare, după cum este necesar să se asigure că un produs este potrivit pentru nivelul de protecție cerut, este, de asemenea, important să nu se solicite caracteristici care nu sunt necesare. Din fericire, în cazul conectorilor, există numeroase tipuri care pot funcționa în conformitate cu standardele necesare.

Clase de protecție și coduri IP

Standardele precizează gradul de protecție oferit de construcția diferitelor dispozitive precum conectori, sisteme de iluminare, senzori etc. Evaluarea clasei de protecție IP necesare vă poate ajuta să determinați, înainte de a cumpăra, dacă un dispozitiv anume prezintă protecție adecvată pentru utilizarea prevăzută. De exemplu, dacă a sursă de lumină este potrivită pentru a fi amplasată în exterior sau în interior, dacă un conector poate fi utilizat în zona auto etc. Codul IP înseamnă o clasificare internațională a clasei de protecție, indicând în ce măsură echipamentul este protejat împotriva umezelii sau a altor elemente externe. Codurile IP variază de la IP 00 la IP 69, prima cifră indicând gradul de protecție împotriva obiectelor solide, iar al doilea număr reprezentând nivelul de protecție împotriva lichidelor precum apa.

Semnificația primei cifre

0 – Niciun fel de protecție specială.
1 – Protecție față de obiecte solide cu diametru mai mare de 50 mm (de exemplu, atingerea accidentală cu mâinile).
2 – Protecție față de obiecte solide cu diametru mai mare de 12 mm (de exemplu contactul cu degetele).
3 – Protecție față de obiecte solide cu diametru mai mare de 2,5 mm (unelte și conductori).
4 – Protecție față de obiecte solide cu diametru mai mare de 1 mm (unelte, cabluri și fire de dimensiuni mici).
5 – Protecție față de praf (fără depuneri periculoase).
6 – Protejat complet față de praf.

Semnificația celei de-a doua cifre

0 – Niciun fel de protecție împotriva apei sau a altor lichide
1 – Protecție față de picăturile de apă cu cădere verticală (condens).
2 – Protecție față de apă pulverizată, cu un unghi de până la 15º față de verticală.
3 – Protecție față de apă pulverizată cu un unghi de până la 60º față de verticală.
4 – Protecție față de apă pulverizată din toate direcțiile.
5 – Protecție față de jeturi de apă din toate direcțiile.
6 – Protecție la de debit mare.
7 – Protecție față de imersie în apă pe o perioada scurtă.
8 – Protecție față de imersie în apă pe o perioadă îndelungată de timp și sub presiune.
9K – Protecție față de înaltă presiune, asociată cu spălarea cu aburi.

Pentru a detecta posibile erori și a dezvălui potențiale lacune de siguranță, producătorii supun dispozitivele unor teste amănunțite. Se imită scenarii în care au loc accidente în mod obișnuit, cum ar fi prin pătrunderea degetelor, uneltelor, prafului, apei.

Alegerea conectorilor rezistenți la apă

Conectorii rezistenți la apă reprezintă o gamă foarte largă și diversă de produse și sunt proiectați pentru a satisface o gamă la fel de largă de aplicații și medii. Pentru a-l alege pe cel potrivit aplicației voastre, este importantă înțelegerea caracteristicilor necesare pentru a asigura o conexiune sigură, la un cost optim.

Rolul unui conector, atunci când este cuplat, este de a transfera curentul electric între două cabluri, sau între un cablu și un dispozitiv. Fizica elementară ne învață că electricitatea și apa nu funcționează bine împreună, iar acest lucru ridică o serie de provocări atunci când vine vorba de utilizarea echipamentelor electrice într-o zonă cu apă. Cu toate acestea, odată cu creșterea exponențială a echipamentelor electrice și electronice în viața de zi cu zi, nu este o surpriză să vedem cum crește numărul de aplicații care necesită conectori electrici rezistenți la apă.

Sigur că acestea sunt cazuri extreme, dar este o mare provocare pentru proiectanții și producătorii de conectori. Aplicațiile normale nu necesită conectori pentru funcționare în aceste condiții. Totuși, cererea este mare, sunt mulți clienți care au nevoie de conectori care să rămână etanși la vânt, ploaie și soare. 

• Conectori de tip militar

Conectorii circulari cu specificații militare, cum ar fi cei disponibili de la Amphenol (Nr. stoc RS 045-0146), funcționează în unele dintre cele mai dure medii de pe pământ. Aceștia dispun de carcase metalice și contacte de înaltă fiabilitate, proiectate pentru a oferi conexiuni sigure pentru echipamentele esențiale. Există un dezavantaj la utilizarea conectorilor de tip militar. Pentru a oferi protecția necesară, ei tind să fie voluminoși, iar performanța lor impune apelarea la materiale speciale.

Mediul industrial dispune de multe opțiuni de conectori rezistenți la apă. Unii au o istorie comună cu conectorii militari, cum ar fi familia Trim Trio de la Souriau (Nr. stoc RS 848-8105). Cu toate acestea, pentru clienții care au nevoie de o alternativă de dimensiuni mai reduse, producători precum LEMO oferă conectori de înaltă performanță pentru aplicații profesionale. De exemplu, Seria T (Nr. stoc RS 144-2717) este rezistentă la apă și are contacte care oferă mai mult de 3000 de cicluri de conectare / deconectare.

În alegerea conectorilor este importantă și cunoașterea limitărilor – o altă caracteristică cheie care va afecta standardul conectorului este cât de des va fi acesta utilizat. Numărul de cicluri de utilizare dă măsura de câte ori acel conector poate fi cuplat și deconectat. Există mai multe aspecte care guvernează cât de durabil este un conector, de la designul contactului până la materialele alese. Cu toate acestea, în general, conectorii cu performanțe mai mari aduc cu ei și un preț mai ridicat. Adesea, conectorii rezistenți la apă sunt proiectați la specificații înalte, dar nu toate aplicațiile pentru medii dure au nevoie de fiabilitatea ridicată pe care o oferă conectorii militari. Pentru acești clienți, există o mulțime de opțiuni disponibile.

Exemple de produse

Conector tip militar Amphenol Limited, 62GB cu 19 căi, tip baionetă

Nr. stoc RS 450-146 – Marca Amphenol Limited – Cod de producător 62GB-12E14-19SN

Conectorii circulari miniaturali Amphenol 62GB cu un sistem de cuplare de tip baionetă sunt durabili și versatili, fiind conformi cu standardul militar MIL-DTL-26482. Acești conectori sunt realizați din duraluminiu cu un finisaj de zinc cobalt, care asigură o rezistență ridicată la coroziune. Când sunt cuplați, acești conectori circulari miniaturali de 62 GB au un grad ridicat de protecție la mediu. Acești conectori sunt livrați cu contacte aurite în vederea lipirii. Gama de conectori 62 GB este similară ca design și funcționalitate cu MIL-DTL-26482, dar dispune de o canelură adăugată care ajută la prevenirea conectării greșite.

Caracteristici tehnice

Conector circular Lemo cu 5 contacte și montare pe cablu

Nr. stoc RS 144-2717 – Marca Lemo – Cod de producător FGG.1T.305.CLAC60Z

Seria T de conectori a fost special proiectată pentru aplicații de exterior. Seria de conectori dispune de un manșon interior și etanșări pentru a preveni pătrunderea solidelor sau a lichidelor. Această serie este etanșă atunci când este cuplată, pentru a oferi o clasă de protecție IP68 conform standardului IEC 60529.

Caracteristici tehnice

Conector tip militar, Souriau, UTS 12 căi, montare pe cablu MIL-DTL-26482

Nr. stoc RS 848-8105 – Marca Souriau Sunbank by Eaton – Cod de producător UTS6JC14E12P

Seria UTS de la Souriau conține o gamă largă de conectori de calitate, cu montare pe cutie și pe cablu. Seria permite conectarea la fire printr-o serie întreagă de modalități: sertizarea, lipirea și terminale cu șurub, dar toate carcasele au un design robust pentru a asigura performanțe ridicate în condiții de medii dure. Toate modelele sunt extrem de fiabile și de calitate excelentă.

Caracteristici tehnice

• Conectori circulari pentru medii industriale

Mediul industrial face referire la condiții dure. Vibrațiile, temperaturile ridicate și substanțele chimice agresive sunt prezente în mediul de fabricație și există o mulțime de conectori care sunt proiectați să funcționeze în aceste condiții. Conectorul M12 a devenit popular pentru aplicațiile din fabrică, inclusiv automatizare, control și robotică. Este subțire și ușor, iar mulți producători oferă conectori M12 care sunt conformi cu clasa de protecție IP67, chiar și mai mult. Un exemplu de conector vine de la HARTING (Nr. stoc RS 123-1054), este etanșat conform IP67 și este potrivit pentru o gamă largă de aplicații industriale.

Pentru clienții care au nevoie de o putere mai mare, seria Buccaneer de la Bulgin oferă opțiunea Buccaneer (Nr. stoc RS 426-0953), conformă cu IP69K, fabricată din poliamidă pentru a rezista atât la apă, cât și la efectele radiațiilor UV. Este o soluție ideală pentru instalațiile în aer liber.

Exemplu de produs

Conector Harting M12, 4 contacte, cu montare pe cablu

Nr. stoc RS 123-1054 – Marca HARTING – Cod de producător 21033191401

Acest conector cu conectare cu șurub M12 de la Harting, asigură o conexiune robustă și fiabilă. Cu A-Coding, acest conector este ideal pentru automatizarea fabricii și controlul proceselor, precum și pentru electronice comerciale. Acest conector circular are un nivel ridicat de protecție la pătrundere, fiind potrivit pentru utilizare în medii dure.

Caracteristici tehnice

• Conectori pentru industria auto

În timp ce mulți conectori circulari oferă protecție împotriva mediului, aceștia nu sunt potriviți pentru toate situațiile. Proiectanții pot profita și de produsele destinate aplicațiilor auto. Conectorii care sunt proiectați pentru utilizare pe mașini și camioane au câteva caracteristici care îi fac ideali pentru utilizatorul industrial. Sunt creați pentru a rezista la toate condițiile întâlnite pentru o mașină, de la apă și noroi până la vibrații și temperaturi extreme. În același timp, aceștia sunt proiectați pentru a fi fabricați în cantități mari și să fie ușor de cablat.

Produse precum seria DT de la Deutsch (Nr. stoc RS 042-5692) și seria MX150 de la Molex (Nr. stoc RS 720-5726) sunt create pentru utilizare în mașini, dar oferă și alternative rentabile pentru designerii industriali care caută fiabilitate în condiții dure. Și, pe măsură ce mediul industrial devine mai conectat, sunt disponibile versiuni rezistente la apă ale conectorilor de date, care sunt obișnuiți în comunicațiile moderne, inclusiv cele mai recente tipuri USB-C (Nr. stoc RS 124-5632).

Exemplu de produs

Molex, MX150 – conector auto cu 12 căi

Nr. stoc RS 720-5726 – Marca Molex – Cod de producător 33472-1236

Conectorii MX150 sunt conectori auto de înaltă performanță, etanși de tip lamă, care îndeplinesc cerințele USCAR-2 Clasa 3. Îndeplinirea acestei cerințe înseamnă că ei pot fi utilizați în medii auto, cu vibrații ridicate, sub capotă și sub șasiu, la temperaturi de clasa 3. Conectori MX150 au un design compact al carcasei și au la bază sistemul de terminale tip lamă ISO de 1,50 mm. Acest tip de terminale necesită o forță de inserție scăzută și oferă o conexiune de înaltă performanță pentru aplicații de putere medie. Garniturile conectorilor sunt proiectate și testate conform standardelor IEC IP6K7 și IP67K9K și SAE USCAR-2 Rev 4, acest lucru însemnând că depășesc cerințele de rezistență la apă. (terminalele conectorului necesită achiziție separată).

Caracteristici tehnice

Alte aplicații care necesită conectori rezistenți la apă

Iluminarea exterioară este un bun exemplu de aplicații care necesită conectori rezistenți la apă pentru a evita deteriorarea echipamentului și a conectorului din cauza prafului, ploii sau zăpezii. În acest caz, cerințele se referă la rezistență la intemperii. Conectorii rezistenți la intemperii sunt, de obicei, etanși pe partea prizei, deoarece priza este montată pe echipament. Clasa de protecție IP (protecție la intrare) trebuie să fie de cel puțin IP65 pentru a preveni pătrunderea prafului și a apei, pentru a asigura funcționarea în siguranță a echipamentului. Desigur că se pot utiliza și conectori cu specificații peste IP65, dar aceasta poate conduce la costuri suplimentare inutile.

Desigur, iluminatul a fost un exemplu, dar orice echipament de exterior care poate fi expus la condiții meteorologice dure va beneficia de acest nivel de protecție. Alte exemple includ echipamente de scenă, camere de securitate și echipamente de management al traficului. Deoarece acestea sunt aplicații în aer liber, ar putea fi necesară și rezistența la UV, deoarece expunerea la lumina soarelui poate modifica culoarea și uneori proprietățile mecanice ale anumitor materiale.

Echipament de exterior
Clasă de protecție minimă: IP65
Alte cerințe: rezistență UV, rezistență la coroziune
Exemplu: soluții SOURIAU: conectorii Trim Trio

Aplicații medicale – Mediile medicale sunt destul de specifice, deoarece echipamentele sunt supuse unor condiții unice. Pentru a minimiza riscurile de contaminare și răspândire a bacteriilor sau virușilor, echipamentele medicale trebuie curățate și sterilizate în mod regulat. O tehnică obișnuită de sterilizare întâlnită în instituțiile și laboratoarele medicale este utilizarea Autoclavelor, acestea fiind camere care se sterilizează cu abur la 134°C timp de 3 minute (sau alternativ 121°C timp de 15-20 de minute). Când este plasat în autoclavă pentru sterilizare, echipamentul trebuie demontat și așezat pentru a permite aburului să ajungă în fiecare colț și suprafață. Aceasta înseamnă că, pentru a asigura o siguranță optimă, echipamentul medical, inclusiv conectorii dacă sunt montați, ar trebui să poată rezista la astfel de condiții de căldură umedă. Prin urmare, dacă sunteți în căutarea unor conectori care își pot menține performanța, veți dori să identificați produsele care nu sunt sensibile la dilatarea termică și la absorbția apei, deoarece anumite tipuri de materiale, inclusiv diverse materiale plastice, își pot modifica proprietățile și chiar se pot topi la temperaturi mai mici de 134°C. Având în vedere aceste cerințe ridicate, ar fi recomandată o clasă de protecție de IP68 în stare cuplată și neconectată (pentru durata procesului de sterilizare).

Echipamente medicale
Clasă de protecție minimă: IP68
Alte cerințe: rezistență la sterilizare, bio-compatibilitate, aprobare FDA/CE
Exemplu: soluții SOURIAU – conectori seria JMX

Imersia în apa mării – specifică aplicațiilor de monitorizare marină și a vehiculelor de suprafață fără pilot. Odată cu dezvoltarea tehnologiei autonome, ambarcațiunile fără pilot oferă posibilități mult mai eficiente decât geamandurile (staționare sau în derivă) și mult mai puțin costisitoare decât navele, ideale pentru cercetare și monitorizare, ca să nu mai vorbim de aplicațiile militare. Acest lucru duce la o cerere de conectori care pot fi scufundați în apă de mare pentru perioade îndelungate sau chiar permanent, fără a afecta performanțele lor electrice și mecanice.

Sursă fotografie: Magdalena Kula Manchee – Unsplash ▶

Mediile saline sunt agresive și accelerează coroziunea metalului. Pentru conectorii metalici, aceasta este fără îndoială o provocare pentru a asigura performanța pe termen lung, iar orice element metalic obișnuit expus apei de mare pentru perioade lungi de timp va necesita un tratament de suprafață în prealabil sau soluții de inginerie pentru a-și menține proprietățile.

Pentru aceste tipuri de aplicații, nu ne putem referi la clasificări IP pentru a determina nivelul de etanșare deoarece acestea sunt implicit perfect etanșe. Cu toate acestea, conectorii scufundați în apă vor fi supuși unei presiuni crescânde în funcție de adâncimea de scufundare. Această presiune poate avea un impact semnificativ asupra performanței conectorului datorită efectului de strivire pe măsură ce conectorul se scufundă mai adânc.

Imersie în apa mării
Clasă de presiune minimă: 30 bar (430 PSI)
Alte cerințe: rezistență la coroziune, domeniu de temperatură, masă redusă
Exemplu: soluții SOURIAU – conectori seria SWIM

Alegeți conectorul cu înțelepciune – adoptarea unui conector rezistent la apă nu trebuie să fie un proces costisitor. Pentru fiecare opțiune de înaltă performanță, fiabilitate ridicată (și cost ridicat), există un conector mult mai rezonabil care oferă în continuare protecția dorită. Trebuie înțelese cerințele aplicației și trebuie căutată soluția optimă. Sistemul de evaluări IP facilitează alegerea conectorului potrivit pentru mediul vostru, dar este important să rețineți că există și alte performanțe care clasifică performanțele conectorului. Pentru mai multe detalii accesați ro.rsdelivers.com.

Autor:
Bogdan Grămescu
Aurocon Compec
https://www.compec.ro