Уплотнитель для светильника IP65–IP68: материалы и подбор

Светильник теряет степень защиты чаще всего на одном из трёх мест: прокладке между корпусом и рассеивателем, кольце кабельного ввода или прокладке крышки отсека драйвера. Корпус из алюминия или поликарбоната служит десятилетиями, а резиновая деталь работает рядом с нагретой платой и под солнцем, поэтому стареет первой.

Прокладка рассеивателя держит IP вместе с корпусом

Код IP по ГОСТ 14254-2015 описывает оболочку целиком, и прокладка входит в неё на равных с литьём корпуса. Первая цифра 6 означает пыленепроницаемую оболочку, вторая цифра описывает воду.

Если светильник заявлен как IP67, замена прокладки на «какую была под рукой» лишает его этой степени, хотя внешне ничего не изменилось. Поэтому новую деталь делают с той же толщиной и твёрдостью, а лучше с материалом, который держит нагрев и улицу с запасом.

Нагрев от драйвера и солнце задают материал

Светодиодный светильник греется меньше ламп накаливания и натриевых ламп, но драйвер и плата всё равно нагревают корпус, а летом к этому добавляется солнце на тёмном корпусе. Прокладка у платы или у отсека драйвера может работать при +60…+90 °C (пример для закрытых корпусов уличных моделей, точную температуру меряют на месте). Для такой детали ориентиры длительной работы марок общего назначения такие: силикон VMQ от −60 до +200 °C, EPDM от −50 до +130 °C, NBR от −30 до +100 °C.

Из этих цифр видно, почему NBR и ПВХ в уличных светильниках стареют быстрее всего. Им мешает и верхняя граница по температуре, и озон с ультрафиолетом. Силикон держит нагрев, мороз и солнце одновременно, поэтому для уличных и прожекторных моделей он стал основным выбором. EPDM дешевле и тоже держит улицу, но у самой платы его запас меньше. Листы и шнуры делают из силикона для уплотнений, и его свойства у них общие.

Отдельный случай составляют цеха с масляным туманом и эмульсией. Силикон набухает во многих маслах, и там рамку делают из FKM или NBR, если нагрев у прокладки укладывается в границу марки.

Какой уплотнитель нужен светильнику IP65?

Уплотнитель для светильника IP65 должен закрывать контур рассеивателя без щелей и держать струи воды с любой стороны. Для улицы и неотапливаемых цехов берут силикон средней твёрдости или EPDM, для масляного тумана FKM. Форму делают цельной рамкой из листа или профилем со стыком, вулканизированным в кольцо. Прокладку из отрезков встык для IP65 не применяют.

Матрица выбора по типу светильника

Матрица показывает типичное сочетание, а окончательный выбор делают по паспорту светильника и измеренной температуре в зоне прокладки.

Рамка, профиль или шнур: форма уплотнителя

Прямоугольный рассеиватель прожектора уплотняют цельной рамкой, вырезанной из листа: в ней нет стыков, и вода не находит слабого места. Ограничение одно: размер листа. Рамку длиннее листа или длинный линейный светильник уплотняют профилем, который стыкуют в кольцо вулканизацией. Стык размещают на прямом участке и сверху корпуса, где на него меньше всего льёт вода; соединяют его вулканизацией стыка профиля.

Круглые светильники больших диаметров уплотняют кольцом из шнура со стыком или формовым кольцом при серии. Для мелких партий силиконовый шнур со стыком выходит дешевле пресс-формы, при сотнях одинаковых колец выгоднее формовое. Прокладка, набранная из отрезков встык без склейки, течёт именно по стыкам, поэтому для IP65 и выше её не применяют. Готовые сечения есть среди серийных профилей и шнуров.

Сжатие в пазу считают до заказа

Прокладка в пазу работает, пока её сжатие лежит в рабочем окне: слишком слабое не закрывает неровности литья, слишком сильное выдавливает резину и ломает поликарбонатный рассеиватель при затяжке.

Пример: силиконовый шнур диаметром 4 мм в пазу глубиной 3 мм сжимается на 1 мм, то есть на 25 %. Если тот же шнур поставить в паз глубиной 3,5 мм, сжатие упадёт до 12,5 %, и на корпусе с короблением 0,3 мм прокладка не дожмётся по одному краю. Ориентир для монолитного силикона в пазу около 20–30 % сжатия, для пористого больше; ширина паза должна вмещать прокладку после сжатия, иначе резина выйдет на плоскость.

Для плоской рамки без паза расчёт проще: зазор между корпусом и рассеивателем при затянутых винтах плюс запас на неровность. Если винтов мало и шаг между ними большой, рамку берут мягче или из пористого силикона, чтобы прокладка дожималась между винтами.

Запотевание изнутри идёт через три пути

Светильник нагревается при работе и остывает ночью, воздух внутри расширяется и сжимается. При каждом остывании корпус втягивает наружный воздух через любую неплотность, и влага конденсируется на холодном стекле.

Первый путь лежит через прокладку рассеивателя, которая затвердела и потеряла прижим. Второй связан с кабельным вводом: кабель тоньше диапазона ввода оставляет канал, по которому вода идёт вдоль оболочки, поэтому при уплотнении кабельных вводов втулки подбирают под диаметр кабеля. Третий путь проходит через винты и разъёмы без шайб. Мембранный дыхательный клапан выравнивает давление и снижает подсос, но только если остальные уплотнения целы.

Почему светодиодный светильник запотевает изнутри?

Светодиодный светильник запотевает изнутри, когда при остывании корпус втягивает влажный воздух через неплотность и влага оседает на холодном рассеивателе. Чаще всего виноваты затвердевшая прокладка рассеивателя, кабель тоньше диапазона кабельного ввода или винты без уплотнительных шайб. Проверку начинают с прокладки: если она не возвращает форму после снятия крышки, её меняют вместе с кольцом ввода.

Моечные, бассейновые и взрывозащищённые модели

Светильник пищевого цеха моют горячей водой под давлением и обрабатывают щелочными и кислотными средствами. Для него берут силикон или EPDM с документом о допуске к контакту с пищевыми продуктами, и состав таких документов тот же, что у пищевого силикона. Светильник бассейна постоянно стоит в воде с хлором, и для него важна стойкость к хлорированной воде и равномерное сжатие формового кольца.

Во взрывозащищённых светильниках уплотнение входит в конструкцию взрывозащиты оболочки. Замену делают только деталью, которая соответствует документации на светильник: материал, размеры и твёрдость берут из неё, а не подбирают по аналогии. Без такой документации изготавливать прокладку для взрывозащищённого светильника нельзя.

Проверка партии прокладок до запуска

Для серии светильников ошибка в одной цифре повторяется на сотнях изделий, поэтому перед запуском партии сверяют данные по шагам на схеме.

Сначала утверждают контур: DXF рамки или образец, приложенный к корпусу. Затем сверяют ревизию чертежа корпуса: у светильников одной серии паз меняется между поколениями. Дальше проверяют материал и твёрдость, затем сечение и допуск по толщине, место и способ стыка для профиля. В конце фиксируют количество, срок, документы на материал и адрес доставки. Если какая-то из этих позиций подобрана изготовителем, а не задана заказчиком, её подписывают в КП отдельно как предложение.

Что прислать для расчёта уплотнителя

Для расчёта силиконовых изделий под светильник нужны модель или чертёж корпуса, старая прокладка или размеры паза, степень защиты, место установки и количество. Принимаем DXF, DWG, PDF, STEP, фото детали на листе А4 с линейкой, эскиз от руки или физический образец. Если корпус с электроникой отличается от светильника, например это шкаф управления или прибор, действуют свои правила для уплотнителей корпусов приборов.