1. Enceintes étanches
Afin de réduire l'exposition aux facteurs de stress macro-environnementaux.
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L’exposition environnementale est l’une des menaces les plus importantes, et pourtant les plus sous-estimées, qui pèsent sur les réseaux industriels. Lorsque le matériel qui les supporte est déployé dans des armoires extérieures, des tunnels, des systèmes de transport ou des usines chimiques, il est soumis à des conditions difficiles.’ L'humidité, la condensation, les polluants et les variations de température peuvent accélérer la corrosion et entraîner une défaillance, compromettant ainsi la fiabilité à long terme du système.
Ce qui complique encore la situation, c'est le décalage entre le fonctionnement du matériel de qualité industrielle et son utilisation.’ Est spécifié et où il est déployé.’ Même si un équipement semble adéquat sur une fiche technique, il peut ne pas être conçu pour fonctionner dans des conditions difficiles.
Par exemple : alors que nos boîtiers standard offrent une protection robuste pour les environnements typiques, des mesures de protection supplémentaires au niveau du circuit imprimé (PCB), telles que les revêtements conformes, offrent une fiabilité et des performances à long terme prolongées dans des conditions difficiles.
Quand les normes et la réalité ne correspondent pas’
La plupart des dispositifs de réseau sont conçus et certifiés selon des normes de sécurité internationales qui supposent un environnement d'exploitation standard défini. “”
Par exemple, la norme UL 61010-1:2012 définit un environnement d'exploitation standard comme suit :
- Température ambiante : 5 °C à 40 °C
- Humidité relative : jusqu’à 80 % à 31 °C, diminuant linéairement jusqu’à 50 % à 40 °C
- Degré de pollution : environnements intérieurs contrôlés
Mais dans la réalité, les déploiements correspondent rarement à ces conditions. Les appareils sont soumis à une humidité élevée, à des cycles de condensation, à de l'air chargé de sel et/ou à des gaz industriels qui peuvent les pousser bien au-delà de ce pour quoi ils sont certifiés.’
Conditions environnementales ayant un impact sur la fiabilité
L'environnement peut affecter les composants électroniques de nombreuses manières lorsque des périphériques réseau sont installés en dehors des environnements d'exploitation standard. Comprendre ces facteurs est essentiel pour choisir la stratégie de protection adaptée à votre matériel et ainsi débloquer de nouvelles possibilités.
Degrés de pollution
Les normes internationales telles que IEC 60950, UL 60950-1 et UL 62368-1 utilisent différentes classifications pour décrire les types et la gravité de la contamination environnementale qui pourrait avoir un impact sur la sécurité et la fiabilité des équipements électroniques.
La classification influe directement sur les distances d'isolation et les mesures de protection.
- Degré de pollution 1 : Un environnement sans pollution ou seulement une pollution sèche et non conductrice, que l'on trouve couramment dans les environnements hermétiquement scellés.
- Degré de pollution 2 : Un environnement présentant une pollution non conductrice en fonctionnement normal, bien que la conductivité puisse se produire en raison d'une condensation temporaire. Cette classification est courante pour les environnements industriels intérieurs propres.
- Degré de pollution 3 : Un environnement présentant une pollution conductrice ou une contamination sèche qui devient conductrice par condensation attendue. C'est courant dans les ateliers, les tunnels et les enclos extérieurs.
- Degré de pollution 4 : Un environnement caractérisé par une pollution conductrice persistante due aux embruns salés, aux brouillards corrosifs ou aux gaz industriels. On le rencontre fréquemment sur les plateformes offshore et dans les usines chimiques.
Macro-environnements vs. micro-environnements
Pour appliquer la stratégie de protection adéquate, il est important de faire la distinction entre les environnements.
- Macro-environnement : Décrit les conditions ambiantes générales autour de l’appareil.
- Micro-environnement : Décrit les conditions internes du dispositif à l'intérieur du boîtier ou directement sur le circuit imprimé.
Même si le macro-environnement est difficile, il est possible de maintenir un micro-environnement de degré de pollution 2 grâce à des mesures de protection appropriées, telles que des enceintes étanches, le contrôle de la condensation et des revêtements conformes.
Les appareils fonctionnant dans des environnements macroscopiques difficiles sans protection suffisante du microenvironnement sont beaucoup plus susceptibles de subir de la corrosion, une perte de résistance d'isolation ou une défaillance prématurée.
Risques liés à l'humidité et à la condensation
La condensation se forme lorsque de l'air chaud et humide entre en contact avec des surfaces plus froides et libère de l'eau liquide. C'est courant dans les sous-sols, les tunnels, les armoires extérieures. Ou des enceintes à ventilation limitée, notamment lorsque les surfaces internes se refroidissent rapidement pendant la nuit ou lors des périodes de mise hors tension.
Même de faibles baisses de température, de l'ordre de 1 à 2 degrés C, peuvent déclencher la formation d'humidité sur les boîtiers métalliques ou les rails de montage, répartissant ainsi l'eau condensée dans tout le boîtier.
Une fois présente, l'humidité peut se déposer sur les circuits imprimés et former de fines pellicules conductrices qui réduisent la résistance d'isolation. Les contaminants aéroportés tels que la poussière, le dioxyde de soufre, les oxydes d'azote et le chlore augmentent encore le risque en se dissolvant dans l'humidité et en créant des résidus corrosifs ou conducteurs.
La condensation peut se produire même lorsque l'humidité ambiante mesurée est bien inférieure à 100 %, à condition que l'équipement ou ses composants soient plus froids que l'air ambiant.’ point de rosée. De telles situations surviennent fréquemment lors des arrêts d'équipement, du refroidissement nocturne ou du fonctionnement dans des environnements humides.
Les appareils exposés à la condensation et à l'humidité sans protection adéquate courent un risque élevé de dégradation progressive et de panne inattendue sur le terrain.
Exposition aux gaz corrosifs et à la pollution
Les gaz corrosifs et les polluants atmosphériques constituent un risque majeur pour les assemblages électroniques. Le dioxyde de soufre (SO₂), les oxydes d'azote (NOₓ), le sulfure d'hydrogène (H₂S) et le chlore (Cl₂) peuvent réagir avec l'humidité de l'air ou des surfaces pour former des films acides qui accélèrent la corrosion des joints de soudure, des broches de connecteur et des pistes métalliques exposées sur les PCB.
La poussière et les fines particules peuvent s'accumuler sur les surfaces électroniques et attirer l'humidité au fil du temps. Cela peut former des chemins conducteurs, réduire les distances d'isolation et augmenter le risque de migration électrochimique et de courts-circuits. Dans de nombreux cas, la dégradation n'est détectée qu'après la survenue d'une panne.
Les appareils installés dans des environnements pollués sans protection adéquate sont particulièrement vulnérables aux gaz corrosifs et à la pollution, ce qui entraîne une réduction de leur durée de vie et des temps d'arrêt imprévus.
Revêtement conforme dans le cadre d'une approche de protection à double couche
L'un des moyens de remédier à ces risques environnementaux consiste à utiliser des revêtements conformes. Il’ fait partie d'un concept de protection à double couche qui combine :
2. Revêtements conformes
Pour créer une barrière de protection directe au niveau du circuit imprimé.
En combinant ces deux mesures, vous pouvez optimiser la fiabilité du matériel, prolonger sa durée de vie et réduire les temps d'arrêt imprévus dans les applications industrielles exigeantes.
Qu'est-ce qu'un revêtement conforme ?
Un revêtement conforme protège les circuits imprimés des contraintes environnementales.— humidité, poussière, corrosion et produits chimiques— avec une fine couche polymère (entre 25 µ m et 75 µ m).
Les avantages des revêtements conformes
Les revêtements conformes offrent plusieurs avantages pour les équipements de réseau industriel déployés dans des environnements difficiles.
Il’ s'avère particulièrement précieux dans les environnements de degré de pollution 3 et 4 où la protection standard des enceintes n'est pas’ t suffisant.
| Avantage | Description |
| Protection contre l'humidité | Empêche l'humidité et la condensation de former des chemins conducteurs sur la surface du circuit imprimé |
| Résistance à la corrosion | Protège les composants et les traces des brouillards salins et des gaz corrosifs comme le SO₂ et le H₂S. |
| Durée de vie prolongée | Minimise la dégradation causée par les variations de température, les polluants et l'humidité |
| Meilleure isolation électrique |
Augmente la rigidité diélectrique, permettant des distances de fuite et d'isolement plus élevées. |
| Fiabilité améliorée sur le terrain | Réduit les taux de défaillance, notamment lorsque l'étanchéité complète du boîtier est limitée. |
| Coûts d'entretien réduits |
Réduit le besoin d'entretien ou de remplacement dû à la corrosion ou aux défaillances liées à l'humidité. |
| Moins de temps d'arrêt imprévus | Prévient les pannes inattendues et les interventions des services d'urgence |
Revêtements conformes validés pour environnements difficiles
À mesure que les réseaux s'étendent vers des environnements plus difficiles et plus exposés, la protection de l'environnement devient une nécessité. Les revêtements conformes permettent de combler l'écart entre les spécifications d'un équipement et son lieu d'utilisation. En comprenant les degrés de pollution et les limites de la protection des enceintes, vous pouvez prendre des mesures proactives pour préserver les infrastructures critiques.
Hirschmann, une marque associée à Belden, propose des revêtements conformes en option pour la plupart des familles de produits, offrant une protection renforcée aux assemblages électroniques exposés à des conditions environnementales difficiles. Faisant partie intégrante de nos solutions de connexion complètes, cette couche de protection supplémentaire contribue à garantir la fiabilité des liaisons entre l'appareil de terrain et la salle de contrôle.
Le revêtement a été testé de manière approfondie et est conforme à la méthode DIN EN 60068-2-60 4, qui simule 31 jours d'exposition à des gaz corrosifs comme H₂S, SO₂, NO₂ et Cl₂. Lors des tests, les appareils sont restés parfaitement fonctionnels et n'ont présenté aucune corrosion sur les circuits imprimés. Ces résultats prouvent l'adéquation des revêtements conformes de Belden pour des environnements au-delà des conditions standard de degré de pollution 2.’
Notre procédé de revêtement conforme est reconnu UL (E80315) et est conforme aux normes industrielles telles que IPC-CC-830B pour les performances du revêtement et IPC-A-610D pour la qualité de l'application.