技术概述
沙尘试验依据 GB/T 2423.37-2006《电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验L:沙尘试验》执行,用于确定空气中悬浮沙尘对产品的影响。标准把试验分为三组:试验 La 为非磨蚀性细尘试验,用于检验外壳密封性能;试验 Lb 为自由降尘试验,模拟有防护场所中沙尘沉降的影响;试验 Lc 为吹沙尘试验,模拟户外与车载环境中挟沙气流对产品的冲刷与磨蚀。三组的尘源、浓度与施加方式均不同,委托时须明确具体方法。
试验 La 的常用参数为:尘源采用能通过 75μm 筛孔(金属丝直径 50μm 方孔筛)的干燥滑石粉,箱内尘浓度约 2kg/m³,气流速度不超过 2m/s 以使尘均匀缓慢沉降,箱温 15℃~35℃、相对湿度 45%~75%。样品按外壳类型分 A、B 两类:A 类为正常工作周期内壳内气压低于大气压的产品,需连接真空泵保持压差(不超过 1.98kPa),抽气速度 40~60 倍壳内容积每小时时试验 2h,抽气速度更低时须抽满 80 倍容积或抽至 8h;B 类为壳内气压等于大气压的产品,不接真空泵,持续 8h。这一方法在技术上与 GB/T 4208 的 IP5X、IP6X 防尘试验相衔接。
典型失效形态包括:细尘进入腔体后沉积在电路板与机构上,造成接触不良、散热受阻与运动卡滞;轴承与滑轨磨粒磨损;光学窗口与传感器受污染导致信号衰减;过滤网与通风孔堵塞引起内部温升;密封唇口积尘后失效引发二次进水。沙尘失效的特点是"渐进且隐蔽"——试验后功能可能仍正常,但内部积尘会在长期使用中逐步显现,因此开壳检查与内部清洁度评估是判定的重要环节。
检测样品
样品按实际使用状态准备,在不包装、不通电(除规定通电受试)的条件下放入试验箱:
- 整机按完整装配状态受试,通风口、散热孔、线缆出口保持原状,不得临时封堵;
- 需判定外壳类型(A 类或 B 类)的样品,提前确认正常工作时的壳内压差,A 类样品须预留抽气接口;
- 含运动部件(滑轨、风扇、按键)的样品在委托时说明,磨粒磨损是主要考核项;
- 样品数量一般 3 件以上,含密封件与运动机构的整机建议 2~3 件;
- 受试前记录外观、功能、内部清洁度基准,并做内部拍照留档以便对比积尘情况;
- 多个样品同时受试时,样品之间不得接触或相互遮挡沙尘,间距按规范使气流与沉降均匀。
检测项目
- 初始检测:外观、功能、电性能、内部清洁度基准记录;
- 方法确认:按考核目的确定执行 La、Lb 或 Lc,La 需进一步确定 A 类或 B 类外壳;
- 尘源与浓度:La 用滑石粉,浓度约 2kg/m³;Lc 按 1g/m³、3g/m³ 或 10g/m³ 档位;
- 沉降率控制:La 箱底基准面尘降量按 600g/(m²·h) 控制,Lb 按 (10.6±7)g/(m²·h) 控制;
- 气流速度控制:La 不超过 2m/s,Lc 按方法要求足以挟带沙尘;
- 温湿度条件:La 为 15℃~35℃、45%~75%RH;箱内相对湿度一般控制在 25% 以下以维持粉尘干燥;
- 抽气条件(A 类外壳):抽气速度 40~60 倍壳内容积每小时,试验 2h;或抽满 80 倍容积、不超过 8h;
- 持续时间:La 的 B 类外壳 8h,Lb 常取 24h 或 48h,Lc 按规范;
- 试验后外观检查:外壳表面积尘、缝隙积尘、密封条状态;
- 开壳检查:内部积尘分布、电路板与机构污染程度、过滤网堵塞情况;
- 功能测试:按键、旋钮、滑轨动作、风扇转动、传感器输出;
- 防护等级复检:按 GB/T 4208 做 IP5X 或 IP6X 判定;
- 清洁后复测:按规范清除表面浮尘后复测,区分积尘影响与真实损伤。
检测方法
- 方法匹配法:只评价密封性能选 La;模拟室内落尘选 Lb;模拟户外风吹沙尘与磨蚀选 Lc。三者的严酷程度与失效类型不同,把 La 的结果当作户外适应性结论是常见误用。
- 外壳分类法:先判定 A 类或 B 类。A 类需模拟壳内负压,是防尘试验中较严的条件;判错类别会导致试验强度不足或过度。判定依据是产品正常工作时壳内是否低于大气压(如带风扇抽风的设备、发热导致内压升高的设备)。
- 抽气量核算法:按壳内容积计算抽气倍率与时长,抽气速度低于 40 倍/h 时须抽满 80 倍容积或抽至 8h,核算过程应写入报告,避免"接上泵抽 2h"这类不规范操作。
- 积尘评估法:开壳后用标准图卡或图像分析评估积尘覆盖面积与厚度,重点看电路板、连接器、轴承与密封唇口,比"内部有少量灰尘"这类描述更有判定价值。
- 功能联动法:在试验后立即做机构动作与电气性能测试,再在清洁后复测,两次结果差异可区分"积尘导致"与"磨损导致"。
- 磨蚀评估法(Lc):对运动部件与涂层表面做磨损深度或表面粗糙度测量,与未受试样品对比,量化磨蚀程度。
- 对照法:留一组未受试样品同条件对比,用于排除样品本身工艺差异的影响。
检测仪器
基础设备为沙尘试验箱,要求能提供非层流状的载尘垂直循环气流、具备粉尘循环回收与振动清灰功能、箱体密封良好、内壁平滑防静电、可观察内部粉尘循环状态,并具备温度与相对湿度控制。配套设备包括粉尘筛分装置(75μm 方孔筛)、天平(称量粉尘)、风速仪、压差计与真空泵(A 类外壳抽气)、尘埃粒子计数器、体视显微镜与图像采集系统。设备须在计量有效期内,试验前确认粉尘干燥(80℃ 烘干 2h)与沉降率,记录随报告归档。
应用领域
沙尘试验用于户外机柜、通信基站设备、安防摄像头、汽车零部件(车灯、传感器、控制器)、工程机械、电动工具、光伏接线盒、无人机与军工配套产品。典型场景包括:沙漠与多尘地区销售产品的适应性验证;汽车零部件在扬尘道路环境下的密封与磨蚀评估;户外设备 IP5X/IP6X 防护等级的支撑试验;含运动机构产品在粉尘环境中的卡滞风险确认;以及产品密封结构改进前后的对比验证。
常见问题(FAQ)
问题一:沙尘试验和 IP5X/IP6X 防尘试验是一回事吗?
有衔接但不等同。GB/T 2423.37 的试验 La 与 GB/T 4208 的 IP5X、IP6X 在尘源、浓度与抽气方式上基本一致,La 可作为防护等级判定的技术手段之一;但 2423.37 还包含 Lb 自由降尘与 Lc 吹沙尘,这两者不用于 IP 等级判定,而用于环境适应性评价。声明 IP 等级应按 GB/T 4208 出具结论。
问题二:A 类外壳和 B 类外壳怎么区分?
看产品正常工作时壳内气压。带抽风风扇、内部发热明显、或结构上会形成负压的产品属 A 类,试验时需接真空泵使壳内保持低于大气的压力(压差不超过 1.98kPa);壳内外气压基本相等的属 B 类,不接泵,持续 8h。判错类别是常见的试验设计错误。
问题三:试验后内部有灰尘,就一定不合格吗?
看规范要求。IP5X 允许少量进尘但不影响正常工作与安全,IP6X 要求完全无尘进入。判定应依据产品声明等级与规范措辞,并结合功能测试结果。若规范写"不得进尘",任何可见积尘都计不合格;写"不得有害进尘"则需评估积尘是否影响功能、绝缘与散热。
问题四:做 2h 还是 8h?
取决于外壳类别与抽气条件。A 类外壳在抽气速度 40~60 倍壳内容积每小时时做 2h;抽气速度更低时须抽满 80 倍容积或抽至 8h;B 类外壳固定 8h。时长不是自选参数,而是由抽气量核算决定,报告应给出核算过程。
问题五:粉尘用滑石粉还是石英砂?
按方法定。La 与 Lb 用非磨蚀性细尘(滑石粉或相当材料),目的是考核密封而非磨蚀;Lc 才用橄榄石、石英或长石的沙尘混合物,用于模拟磨蚀效应。用砂做 La 会引入非标准磨蚀,用滑石粉做 Lc 则考核不到磨蚀,两者不能互换。
问题六:沙尘试验后还要做淋雨试验吗?
建议做,特别是户外产品。粉尘会积聚在密封唇口与缝隙处,可能破坏密封面导致后续进水,也可能堵塞排水孔使积水无法排出。实际工程中"先沙尘后淋雨"的组合能暴露单一试验发现不了的失效,组合顺序应在委托时明确。
问题七:样品需要通电受试吗?
多数沙尘试验按不通电状态执行,试验后通电检测功能。若产品在含尘环境中需要连续运行(如户外基站、工程机械控制器),可要求通电受试并在过程中监测,但需评估粉尘进入带电部件带来的短路风险,由实验室确认防护措施。通电与否应在报告中写明。


