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Gradi di protezione IP – Guida alle classificazioni di protezione contro l'ingresso di corpi estranei secondo le norme IEC 60529 / EN 60529
- I test e la certificazione dei gradi di protezione IP possono rappresentare un elemento fondamentale nella progettazione di involucri meccanici.
- I gradi di protezione IP sono estremamente importanti poiché indicano gli ambienti in cui è sicuro utilizzare gli involucri e le custodie dei prodotti elettrici ed elettronici.
- Dopo aver letto questa guida, la prossima volta che vedrai un grado di protezione IP, capirai immediatamente i limiti di un prodotto.
- Come al solito, una volta spiegati, i gradi di protezione IP sono estremamente facili da comprendere, ma rispettare questi segnali di avvertimento è tutta un’altra storia.
Qualsiasi ingegnere progettista meccanico che si occupi della progettazione di involucri DEVE avere una solida conoscenza dei gradi di protezione IP. IP sta per “Ingress Protection” ed è una classificazione standard di protezione per involucri e involucri di prodotti elettrici ed elettronici. Consente di classificarli in base al loro grado di protezione contro l’ingresso di corpi solidi e liquidi. Gli indici di protezione IP standard sono stati originariamente sviluppati dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) e il codice corrispondente è IEC 60529, mentre la norma europea equivalente è la EN 60529. In parole semplici, il grado di protezione IP indica il livello di resistenza alla polvere e all’acqua raggiunto dal design di un involucro o di un alloggiamento, in modo che gli utenti di un prodotto siano consapevoli dei limiti di un dispositivo o componente, nonché del campo di applicazione e delle condizioni operative previste.
Come interpretare i gradi di protezione IP
Il grado di protezione IP è costituito da due cifre: la prima indica il grado di protezione contro l'ingresso di particelle solide, mentre la seconda quello contro i liquidi. Le cifre vanno rispettivamente da zero a sei e da zero a nove, corrispondenti a nove diversi livelli di protezione, da assente a massimo; pertanto, più alto è il numero, migliore è la protezione.
La prima cifra: Solidi
0 | non offre alcun tipo di protezione contro il contatto con altri oggetti – non è necessario effettuare alcun test |  |
1 | Protetto contro oggetti di dimensioni superiori a 50 mm (ad esempio una mano) |  |
2 | Protezione contro oggetti di dimensioni superiori a 12,5 mm (ad es. le dita) |  |
3 | Ciò riguarda oggetti di dimensioni superiori a 2,5 mm, ad esempio utensili e fili |  |
4 | Se state cercando un involucro in grado di tenere fuori cavi, viti, cacciaviti e la maggior parte degli insetti, allora un primo numero IP pari a 4 è la scelta più sicura |  |
5 | Garantisce una protezione adeguata contro le particelle di polvere in condizioni di normale pressione atmosferica e una protezione totale contro la polvere anche in condizioni di pressione sotto vuoto, rispettivamente |  |
6 | Generalmente preferita per i prodotti che non sono destinati ad essere aperti per interventi di assistenza, manutenzione e pulizia |  |
La seconda cifra: liquidi
È molto più difficile impedire la penetrazione di liquidi all’interno di un involucro o di un alloggiamento; pertanto, le categorie di classificazione sono undici, a partire da zero (nessuna protezione) fino a “9k” (massima protezione). Queste cifre sono indicate al secondo posto nella classificazione IP e sono definite come segue:
0 | Nessuna protezione – non è richiesto alcun test |  |
1 | Protezione contro le gocce d'acqua grazie a un involucro con orientamento unico |  |
2 | Protezione dalle gocce d'acqua grazie all'involucro in 4 diverse posizioni |  |
3 | Protezione dagli spruzzi d'acqua |  |
4 | Protezione dagli spruzzi d'acqua |  |
5 | Protezione contro i getti d'acqua |  |
6 / 6K | Protezione contro getti d'acqua particolarmente potenti |  |
7 | Protezione dall'acqua in caso di immersione a una profondità di un metro |  |
8 | Protezione dall'acqua fino a una profondità di 3 metri |  |
9K | Resistente a getti d'acqua ad alta pressione e ad alta temperatura a distanza ravvicinata. |
Unendo le due cifre per ottenere un codice di classificazione IP completo
Ad esempio, quando un dispositivo ha un grado di protezione IP 54, ciò significa che l’involucro è adeguatamente protetto dalla polvere e dagli spruzzi d’acqua. Un altro esempio potrebbe essere il grado di protezione IP 68, che indica che l’involucro offre la massima protezione contro la polvere e può essere immerso in acqua in tutta sicurezza fino a una profondità massima di tre metri senza il rischio che la penetrazione di liquido provochi un cortocircuito.
Tieni presente che le due cifre sono indipendenti ma comunque logicamente correlate, poiché non è possibile avere classificazioni come “IP 47”, che significherebbe che l’involucro è adatto all’immersione in liquidi a una profondità di un metro, ma non offre alcuna protezione contro particelle solide di dimensioni inferiori a 2,5 mm. Ciò significherebbe che quel particolare grado di protezione IP costituisce un'affermazione falsa.
Prove e certificazione dei gradi di protezione IP
Affinché i prodotti possano essere immessi ufficialmente sul mercato con un grado di protezione IP, devono essere sottoposti a prove da parte di laboratori certificati che effettuano i test in conformità alla norma IEC 60529. La verifica della tenuta dell’involucro nei confronti dei corpi solidi viene effettuata utilizzando sfere di diametri specifici (50, 12,5 e 2,5 mm) e controllando se le sfere riescono a raggiungere le parti critiche del dispositivo elettrico/elettronico. Per le prove di resistenza alla polvere, se un dispositivo supera la classificazione “5”, i ricercatori procedono ad applicare un vuoto all’interno dell’involucro per otto ore, al fine di determinare se sia completamente a tenuta di polvere o meno.
Le prove di impermeabilità vengono eseguite impostando volumi d’acqua, portate di caduta, pressione dell’acqua e durata della prova specifici. Ad esempio, la prova di spruzzatura d’acqua per la classe “3” viene eseguita per una durata di 10 minuti, durante i quali l’acqua, a una pressione compresa tra 50 e 150 kPa, viene spruzzata da un ugello a una portata di 0,07 litri/minuto per foro dell’ugello. La prova di immersione di classe “7” prevede che il campione venga immerso a una profondità di un metro per 30 minuti. Infine, la prova definitiva di “9K” deve essere eseguita spruzzando acqua a 80 gradi Celsius su tutti gli angoli dell’involucro a una pressione compresa tra 80 e 100 bar, da una distanza massima di 15 cm.
Che cos’è la protezione IP69K?
La classificazione IP69K garantisce protezione contro la penetrazione di polvere e contro l'acqua ad alta temperatura e ad alta pressione, rendendo i prodotti dotati di questa certificazione ideali per l'uso in condizioni in cui le apparecchiature devono essere accuratamente igienizzate.
In settori come quello della trasformazione alimentare, dove l'igiene e la pulizia sono fondamentali, le attrezzature devono essere in grado di resistere a rigorose procedure di lavaggio ad alta pressione e ad alta temperatura.
In molti settori industriali, dove la polvere e lo sporco possono rappresentare un problema, è importante garantire che la polvere non possa penetrare nell'involucro di un prodotto e causarne il malfunzionamento.
La classificazione IP69K rappresenta il massimo livello di protezione disponibile.
Quali sono i vantaggi dello standard IP69K?
In ambienti che richiedono un lavaggio intensivo, come nel settore della trasformazione alimentare, la combinazione di acqua, sostanze chimiche, alte pressioni e temperature elevate può rivelarsi fatale per i circuiti elettronici e la strumentazione. La classificazione IP69K offre la garanzia assoluta che l’apparecchiatura sottoposta a tali test sia durevole e resistente e conforme al massimo grado di protezione previsto dalla scala.
In che modo un prodotto ottiene la classificazione IP69K?
I prodotti con classificazione IP69K vengono sottoposti a una serie di test rigorosi per garantire che offrano protezione contro la penetrazione di acqua ad alta pressione e ad alta temperatura e contro la polvere.
Come viene eseguita la prova di infiltrazione dell'acqua?
Le prove di infiltrazione d’acqua vengono effettuate posizionando il prodotto su una piattaforma girevole con una velocità di rotazione di 5 ±1 giri al minuto. Il prodotto viene quindi spruzzato a distanza ravvicinata con una portata di circa 4 galloni/16 litri al minuto, a una pressione dell’acqua compresa tra 1160 e 1450 psi e a una temperatura di 176 °F/80 °C.
L'ugello da cui viene spruzzata l'acqua viene posizionato a una distanza compresa tra 4 e 6 pollici dal prodotto, con diverse angolazioni. Al termine di questa rigorosa procedura di collaudo, si ritiene che il prodotto abbia superato con successo la prova se resiste completamente all'ingresso dell'acqua.
Condizioni di prova IP69K per il lavaggio ad alta pressione e ad alta temperatura
- Pressione: 80 – 120 bar
- Distanza: 10 ~ 15 cm
- Temperatura: 80 °C ± 5 °C (176 °F ± 41 °F)
- Portata: 14 – 16 l/min
- Durata: 30 secondi per posizione
Che cos’è il grado di resistenza agli urti IK?
Gradi di protezione offerti dagli involucri delle apparecchiature elettriche contro gli urti meccanici esterni, in conformità alle norme IEC 62262:2002 e IEC 60068-2-75:1997.
Questa classificazione può essere determinante nella scelta di un prodotto. Non valuta la durata meccanica, ma la capacità di un prodotto di resistere alle aggressioni ambientali. Si tratta quindi di una caratteristica fondamentale per qualsiasi prodotto destinato al mercato dei beni di consumo.
La resistenza agli urti IK viene valutata tramite una prova specifica effettuata con un apparecchio di prova a pendolo di Charpy.
Questo dispositivo misura la resistenza di un prodotto sottoposto a 3 urti identici ripetuti.
L'energia d'impatto (in joule) dipende da due fattori:
- La distanza tra il martello e il campione sottoposto a prova
- Il peso del martello
In base al livello di resistenza rilevato durante il test, al prodotto viene assegnato un codice IK. Questo codice, che va da IK0 a IK10, determina il livello di energia che il prodotto è in grado di assorbire.
Tabella delle corrispondenze
IK00 | Non protetto |
IK01 | Protezione contro urti da 0,14 joule. Equivalente all'impatto di un corpo di 0,25 kg lasciato cadere da un'altezza di 56 mm sopra la superficie di impatto. |
IK02 | Protetto contro urti di 0,2 joule. Equivalente all'impatto di una massa di 0,25 kg lasciata cadere da un'altezza di 80 mm sopra la superficie di impatto. |
IK03 | Protetto contro urti da 0,35 joule. Equivalente all’impatto di un corpo di 0,25 kg lasciato cadere da un’altezza di 140 mm rispetto alla superficie di impatto. |
IK04 | Protetto contro urti da 0,5 joule. Equivalente all'impatto di una massa di 0,25 kg lasciata cadere da un'altezza di 200 mm sopra la superficie di impatto. |
IK05 | Protetto contro urti da 0,7 joule. Equivalente all'impatto di un corpo di 0,25 kg lasciato cadere da un'altezza di 280 mm sopra la superficie di impatto. |
IK06 | Protetto contro urti di 1 joule. Equivalente all'impatto di un corpo di 0,25 kg lasciato cadere da un'altezza di 400 mm sopra la superficie di impatto. |
IK07 | Resistente a un impatto di 2 joule. Equivalente all'impatto di un corpo di 0,5 kg lasciato cadere da un'altezza di 400 mm sopra la superficie di impatto. |
IK08 | Resistente a un impatto di 5 joule. Equivalente all'impatto di un corpo di 1,7 kg lasciato cadere da un'altezza di 300 mm sopra la superficie di impatto. |
IK09 | Resistente a un impatto di 10 joule. Equivalente all'impatto di una massa di 5 kg lasciata cadere da un'altezza di 200 mm sopra la superficie di impatto. |
IK10 | Resistente a urti di 20 joule. Equivalente all'impatto di un oggetto di 5 kg lasciato cadere da un'altezza di 400 mm sopra la superficie di impatto. |
Il laboratorio di prova integrato di Langir effettua prove di resistenza agli urti IK in conformità alle specifiche della norma EN 62262.