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Fuentes de alimentación con diseño resistente a la corrosión

Gases corrosivos como el dióxido de azufre u óxido de nitrógeno aceleran el envejecimiento de la electrónica y favorecen la corrosión, especialmente en el caso de los materiales metálicos en combinación con la humedad atmosférica. Esto puede provocar un mal funcionamiento o un fallo total de los equipos o componentes electrónicos dentro de la vida útil esperada.

Estos contaminantes del aire se encuentran en diversos grados en la industria de procesamiento, fábricas de papel, plantas de tratamiento de aguas residuales, tráfico por carretera así como en granjas y otras áreas. El óxido, uno de los resultados de estos contaminantes del aire, normalmente es sólo un defecto visual en las carcasas y tornillos. Las conexiones eléctricas como enchufes, contactos de relé y uniones soldadas son particularmente críticas. La formación de óxido en estas áreas a menudo causa una pérdida de función o incluso un fallo total.

Pruebas de corrosión

Las pruebas de corrosión han sido una práctica estándar en las telecomunicaciones e industria automotriz durante muchos años. En la actualidad se están convirtiendo en una característica de calidad importante para aplicaciones dentro de las industrias de procesamiento, en la construcción de carreteras y en aplicaciones de energía eólica. El objetivo de una prueba de corrosión es demostrar que los efectos corrosivos no ocurren o solo ocurren debajo de los límites acordados. Si el diseño de una fuente de alimentación se realiza correctamente, el dispositivo proporcionará un servicio fiable durante un largo período de tiempo. No habrá necesidad de un reemplazo temprano después de unos pocos años. Una evaluación realista del comportamiento corrosivo, requiere que las pruebas de corrosión se realicen fieles al funcionamiento real de las condiciones del equipo.

Además para establecer la concentración de gas corrosivo es importante para la simulación trabajar con una muestra del modelo que se use en la práctica. En el modo de funcionamiento continuo, la tendencia a la corrosión es menos pronunciada. El calentamiento constante reduce la humedad en las inmediaciones de los materiales sensibles a la corrosión. El dióxido de azufre, sin embargo, requiere humedad para reaccionar y esto no suele estar presente durante el funcionamiento continuo. Por lo tanto, se obtienen resultados más significativos mediante un modo de funcionamiento cíclico en el que la muestra se enciende y apaga a intervalos regulares. El flujo de aire que surge de estas fluctuaciones de temperatura fría/ caliente crea humedad, promueve la reacción con dióxido de azufre y aumenta la tendencia a la corrosión. Este efecto frío/calor es particularmente importante en el caso de las fuentes de alimentación, ya que generalmente causan un punto caliente en la zona de control. El tiempo de prueba se acorta aumentando la concentración de los gases corrosivos: se simula un tiempo de funcionamiento de más de 10 años dentro de una prueba de solo 21 días de duración.

Óxido blanco y óxido rojo

Para poder evaluar la corrosión tener un conocimiento de los diferentes tipos de óxido es importante. El óxido blanco se forma en las superficies de zinc, como el acero galvanizado, como una fina capa de óxido de zinc distribuida uniformemente por la superficie. Su apariencia es un brillo blanquecino. La capa se adhiere a la superficie y no se cae. Si se limpia con un dedo, se desvanece un poco. Este tipo de óxido generalmente no es crítico y es simplemente un defecto visual. La oxidación blanca puede ser peligrosa en combinación con sal. El salitre se combina con formas de óxido de zinc que acumulados pueden dar lugar a la formación de cristales. Las piezas de estos cristales pueden romperse y provocar cortocircuitos en los componentes electrónicos.

Por lo tanto, no debe utilizarse generalmente superficies chapadas en zinc en el sector costero o para equipos de construcción de carreteras donde se puede esperar sal. Para estas aplicaciones además de las pruebas de corrosión del gas hay pruebas especiales de salitre disponibles. El óxido rojo es la forma clásica de corrosión en materiales ferrosos o de acero cuando la protección contra la corrosión es insuficiente. Debe evitarse la oxidación roja, ya que se propaga y los cúmulos pueden romperse fácilmente y provocar cortocircuitos debido a que el óxido es conductivo. La medida en que se produce la oxi dación roja en chapas de acero recubiertas de zinc, filos de corte o tornillos depende de la calidad y homogeneidad de la protección de galvanizado.

Prueba de simulación ambiental según IEC 60068-2-60 (Método 4)

A nivel internacional, las pruebas de simulación ambiental de gas mixto en aire para aplicaciones generales están recogidas en la directiva IEC60068-2-60. Este estándar se mantiene y se actualiza continuamente. Esto también es necesario ya que los contaminantes del aire están cambiando con el tiempo. Por ejemplo, el método 4 de este estándar se definió recientemente y representa las cargas contaminantes típicas de los campos de aplicaciones especificados desde el comienzo de este artículo. El Método 4 conforme a IEC60068-2-60 es una prueba de corrosión de gases de cuatro componentes con flujo de gas mixto. La prueba se lleva a cabo a exactamente +25°C y una humedad relativa del 75%.

Prueba de simulación ambiental según ISAS71.04 (G3)

ISA S71.04 es un estándar estadounidense que analiza gases corrosivos para aplicaciones en exteriores. El nivel de gravedad G3 (según ISA-S71.04) es más conocido internacionalmente que el estándar IEC antes mencionado y por lo tanto se ha establecido como una referencia en muchos documentos. En la práctica, el estándar ISA está desactualizado y ya no cubre los requisitos actuales. La última revisión se realizó en 1988 y el grupo de trabajo de ISA se disolvió después de esto. La muy alta proporción de NOx en la corrosiva composición del gas reacciona con el SO2 y hace que éste sea relativamente no reactivo y evita que muestre sus características normales. En la práctica, esto significa que la prueba ISA es menos eficiente en la muestras que el test conforme al método IEC 60068-2-60 4. Una deficiencia adicional en la prueba del nivel G3 conforme a ISA es la falta de definición del óxido de nitrógeno NOx. En la IEC 60068- 2-60 se define como NO2, que está clasificado como uno de los óxidos de nitrógeno más agresivos.

Medidas preventivas en el diseño del producto

El grado de sensibilidad de un dispositivo o conjunto en la reacción a gases corrosivos puede verse significativamente influenciado por el diseño, los componentes seleccionados y el proceso de fabricación. Ciertos materiales, como la plata para soldar, aceleran la reacción con gases corrosivos. El uso de tales materiales se debe evitar en el diseño tanto como sea posible. Solo deberían usarse placas de circuito impreso de alta calidad y buen estañado con las trazas de cobre. Las clavijas de contacto de los conectores deben protegerse contra gases corrosivos utilizando carcasas de gran tamaño. Los revestimientos y el sellado hechos de silicona no son buenos. Los revestimientos de silicona son transparentes a los gases y proporcionan poca protección contra los gases corrosivos. Los componentes como potenciómetros o relés se deben usar en versiones estancas. Las partes metálicas, especialmente los tornillos, se deben elegir con la mejor protección contra la corrosión.

Utilidad de una capa de tropicalización

Con las fuentes de alimentación que tienen un revestimiento tropicalizado, normalmente solo las placas de circuito impreso ensambladas tienen aplicado el recubrimiento, no todo el dispositivo. Las placas de circuitos impresos son generalmente insensibles a la corrosión, incluso sin tropicalización, ya que en el proceso de fabricación los materiales utilizados son de alta calidad. Si la corrosión se produce principalmente en la carcasa, existe el riesgo de que las partículas de óxido rojo puedan romperse y penetrar en el interior. Esto puede generar la formación de puentes en los circuitos. Por esta razón, en el uso de placas ultrafinas con superficies conductoras, puede ser ventajoso aplicar un revestimiento para evitar cortocircuitos debido a partículas de óxido sueltas. PULS evita el uso de placas conductoras ultrafinas en sus fuentes de alimentación y es por eso que los dispositivos PULS normalmente no requieren un revestimiento de tropicalización para proteger contra los gases corrosivos.

Pruebas de corrosión en los dispositivos PULS

PULS realiza periódicamente pruebas de simulación ambiental de acuerdo con ISA S71.04 nivel G3, así como rigiéndose por los criterios más estrictos de la IEC 60068-2-60 método 4. Las pruebas están diseñadas para simular una vida útil de al menos 10 años en el entorno especificado y se llevan a cabo con al menos 10 muestras tanto en funcionamiento cíclico como en modo apagado. Los dispositivos son evaluados después de las pruebas por personal experto con microscopios de alta resolución.

La evaluación de los dispositivos devueltos después de muchos años de uso en campo, confirma su idoneidad para estas áreas de aplicación. Se necesitan años de observación y pruebas para adquirir el conocimiento necesario para crear un diseño resistente a la corrosión. Las pruebas de corrosión dan como resultado natural la formación de corrosión en los dispositivos. Si esto no ocurriera, las pruebas tendrían que ser cuestionadas. Esto normalmente ocurre en piezas de la carcasa o tornillos. Esta corrosión, asumiendo que no perjudica el correcto y seguro funcionamiento del dispositivo, se clasifica como un “defecto visual” que no impide el uso en este tipo de entornos. La idoneidad para el uso en atmósferas corrosivas es una característica común en una gran cantidad de dispositivos PULS. El nivel de seguridad G3 según ISA S71.04 se puede confirmar para todos los dispositivos de la serie de productos DIMENSION, MiniLine y PIANO. Además, muchos dispositivos también se ajustan al método 4 de la IEC 60068-2-60. La certificación de un dispositivo específico para su uso en atmósferas corrosivas se confirma en una declaración del fabricante. Esta característica de calidad proporciona a las fuentes de alimentación PULS un valor añadido para los usuarios que tienen que proteger los componentes electrónicos contra los gases corrosivos en sus aplicaciones.

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