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IEC 60068-2-2高温试验标准解读

IEC 60068-2-2高温试验标准解读

IEC 60068-2-2是电工电子产品高温环境试验的重要国际标准,主要用于评价元器件、设备及其他产品在高温条件下使用、运输或储存时的环境适应能力。本文系统介绍IEC 60068-2-2的标准定位、干热试验程序、试验条件、适用产品、测试流程及实施注意事项,并结合服务器、液冷设备、电源设备和电子控制产品说明高温环境可靠性测试的方案选择思路,为产品研发验证和环境适应性评价提供参考。

IEC 60068-2-2是IEC 60068环境试验系列中的高温试验标准,正式名称为Environmental testing – Part 2-2: Tests – Test B: Dry heat,主要通过干热环境评价元器件、设备及其他产品在高温条件下使用、运输或储存时的适应能力。该标准既适用于非散热试样,也适用于具有热耗散特性的试样,同时覆盖通电和不通电状态。2025年9月23日,IEC发布IEC 60068-2-2:2025第6版,替代2007年第5版,并对试验程序、空气流速、测量点、温度容差及试验报告等内容进行了技术修订。

标准介绍

IEC 60068-2-2的核心作用,是通过规定干热条件下的环境试验程序,评价产品在规定高温环境中的适应能力。根据测试目的不同,试样可以采用包装状态或非包装状态进行试验,分别用于模拟运输、储存或实际使用环境。标准同时考虑了通电与非通电试样,以及产品自身发热可能对试验条件产生影响的情况。

需要注意的是,IEC 60068-2-2主要针对高温环境本身进行评价,并不用于确定温度变化对产品造成的影响。如果测试目标是验证产品在高温与低温之间快速变化或循环过程中承受热应力的能力,应结合IEC 60068-2-14等温度变化试验进行评价,而不能将单纯的干热试验作为替代。

标准版本与试验分类

IEC 60068-2-2:2025为目前的第6版,取消并替代2007年第5版。新版属于技术修订版本,对高温试验范围和程序进行了重新梳理,并进一步明确了试验箱空气流速确认、试样周围及试样上或内部测量点、温度容差以及高空气流速条件下温度修正等要求。

2025版IEC 60068-2-2根据试样是否散热以及试验过程中是否通电,将主要测试程序划分为Test Bb、Test Bd和Test Be。与旧版相比,新版的试验程序命名和适用逻辑更加明确,因此采用旧版方案进行项目测试时,应先确认其与现行版本的对应关系。

试验程序试样类型主要特点
Test Bb非散热试样用于非散热试样的干热试验,可根据产品工作要求确定是否处于运行状态
Test Bd散热试样试样在初始温度稳定后通电,并在规定高温条件下进行暴露
Test Be散热试样试样在温度变化及规定暴露过程中持续通电运行

高温试验主要测试内容

高温试验并不是简单验证产品能否承受某一个高温数值,而是根据产品的实际运行、运输或储存状态,在规定干热环境中观察其功能、结构和性能变化。对于通电设备,还需要关注高温环境与产品自身发热共同作用后是否影响正常运行;对于不通电产品,则更多关注材料、结构和元器件在高温暴露后的状态变化。

2025版标准明确规定了高温条件的选择和暴露时间,并给出了优选的高温调节温度和暴露时间范围。标准同时强调,具体严酷等级原则上应由相关产品规范确定;如果产品规范没有给出,则可根据标准规定的优选值、已知环境条件或其他相关环境数据确定。因此,不能脱离产品用途直接套用统一的高温参数。

实际项目中,高温试验后的评价内容应根据产品功能和相关技术要求确定。对于服务器、液冷设备和电源设备等通电运行产品,可重点关注高温状态下的运行功能以及关键性能变化;对于液冷部件和结构件,则可进一步关注材料、连接和密封状态。

评价方向重点观察内容典型适用产品
高温启动产品在规定高温环境下能否正常启动并完成规定功能服务器、UPS、控制器
高温运行持续高温运行过程中功能、通信和控制状态是否稳定服务器、CDU、控制设备
热稳定性产品自身发热与环境高温共同作用下的运行状态服务器、电源设备、电子控制设备
结构状态外壳、连接件、固定结构及其他部件是否出现异常变化机柜、CDU、冷板
材料与密封高温暴露后材料、密封件及连接结构是否出现异常液冷软管、UQD、密封部件
试验后性能恢复至规定状态后检查功能和关键性能是否满足判定要求电子设备及液冷系统部件

高温试验条件如何确定

IEC 60068-2-2:2025规定,高温试验的严酷程度主要由高温调节温度和暴露时间确定。如果相关产品规范已经明确试验条件,应优先按照产品规范执行;如果没有规定,则可以从标准给出的优选高温值和暴露时间中选择,也可以依据已知实际环境或其他可靠环境数据确定。

2025版标准列出的高温调节温度包括多个优选等级,暴露时间也设置了多个优选值,但这些参数并不意味着所有产品都需要按照最高温度或最长时间测试。实际方案应结合产品正常工作温度、运输储存条件、安装环境、热耗散特征以及目标规范进行确定。

对于具有热耗散特征的设备,高温测试还需要考虑试验箱空气流速与试样温度之间的关系。新版标准对高、低空气流速的确认以及测量点位置进行了进一步明确,Test Bd和Test Be在特定高空气流速条件下还涉及调节温度修正,因此测试设备和布点方式需要与具体测试程序相匹配。

适用产品

IEC 60068-2-2适用于需要评价高温环境适应能力的元器件、设备及其他产品。试样既可以处于通电状态,也可以处于非通电状态;根据测试目的,还可以采用包装状态或非包装状态进行试验。因此,其应用范围并不局限于某一种设备,而是取决于产品实际使用、运输和储存环境以及对应技术规范。

在数据中心和液冷设备领域,高温环境可能同时影响电子器件、电源模块、控制系统、泵阀组件、密封件和结构材料。尤其对于具有明显热耗散的设备,环境温度与设备自身运行发热会共同影响实际热状态,因此需要根据设备工作模式选择合适的试验程序。

对于常见的数据中心及液冷产品,可以重点关注以下产品的高温环境适应性。

产品类别典型产品高温测试关注点
服务器设备AI服务器、机架式服务器、存储设备高温启动、持续运行、通信及关键性能稳定性
液冷设备CDU、液冷机柜、后门换热器控制系统、泵、阀门及热管理相关部件的高温适应性
液冷部件冷板、UQD、液冷软管材料、连接结构、密封件在高温环境下的状态变化
电源设备UPS、PDU及相关电源装置高温启动、供电、控制及持续运行状态
电子控制设备控制器、监控单元、通信设备高温条件下的控制、通信和数据采集功能

测试流程

IEC 60068-2-2高温试验的实施重点在于试验程序、产品工作状态和温度条件之间保持合理对应。测试前应明确采用的标准版本、产品规范和测试目的,并判断试样属于非散热还是散热类型,以及测试过程中是否需要通电运行。对于具有明显热耗散的设备,还应提前确认试验箱空气流速和温度测量方式。

在实际测试项目中,可以按照以下流程组织高温环境试验,确保测试条件、样品状态和试验结果之间具有完整对应关系:

  • 产品信息确认:确认产品型号、结构、额定工作状态、安装方式及目标使用环境。
  • 测试需求分析:明确高温测试用于评价产品的使用、运输还是储存环境适应能力。
  • 试验程序选择:根据产品是否散热以及测试期间是否通电选择适用的Test Bb、Test Bd或Test Be程序。
  • 条件参数确认:根据产品规范和目标环境确定高温调节温度、暴露时间、试样状态及其他必要参数。
  • 测量方案确认:根据试样结构和试验程序确定试验箱温度及试样周围、表面或内部测量点。
  • 试验前检查:记录样品外观、结构、功能及必要的初始性能参数。
  • 高温试验实施:按照对应程序完成温度调节、高温暴露及规定状态下的测试。
  • 试验后评价:检查样品功能、结构和关键性能,并依据预先确定的判定要求整理测试记录。

注意事项

首先,应区分高温试验与温度变化试验。IEC 60068-2-2主要用于评价产品在干热环境中的适应能力,并不用于确定温度变化造成的影响。如果产品在实际应用中需要经历快速升温、降温或冷热循环,应结合IEC 60068-2-14等相应方法进行验证。

其次,对于服务器、CDU、电源设备等散热型产品,不能只看试验箱设定温度。产品自身发热会影响试样周围以及试样内部的实际温度,空气流速同样可能影响温度分布。2025版标准专门对高低空气流速确认、测量点以及高空气流速条件下的温度修正进行了进一步说明,因此试验实施时需要按照当前版本要求设计测试方案。

对于液冷设备,还应注意环境高温与冷却液高温并不是完全相同的测试概念。IEC 60068-2-2可以用于评价设备或部件在高温环境中的适应性,但冷却液高温稳定性、黏度变化、材料兼容性、密封性能以及液路热性能等问题,仍可能需要通过相应专项测试进行验证。

此外,高温条件不宜简单采用“越高越好、时间越长越好”的方式确定。过高或过长的试验条件可能偏离产品实际环境,也可能改变测试目的。正式测试前,应结合产品规格、目标市场、客户或OEM要求以及采用的标准版本确认高温调节温度、暴露时间和试样工作状态。

应用价值

高温环境可能加速材料性能变化,并增加电子元器件、电源系统、密封部件和机械结构的热应力。通过IEC 60068-2-2高温试验,可以在产品研发、设计验证和可靠性评价阶段识别高温环境下可能出现的启动异常、功能异常、结构变化以及材料适应性问题,为产品设计优化提供测试依据。

对于数据中心和液冷设备,高温试验还可以与低温、湿热、温度变化、振动和冲击等环境可靠性项目组合使用,从多个环境应力维度评价产品适应能力。对于CDU、冷板、UQD、液冷软管以及控制设备,则可进一步结合耐压、泄漏、热性能和材料兼容性测试,形成更加符合实际应用场景的验证方案。

关于德恺液冷检测

德恺液冷检测可围绕液冷设备及相关部件的高温环境适应性测试需求,根据产品类型、安装位置、热耗散特征、工作状态和目标应用环境分析适用的IEC 60068-2-2测试方案。针对CDU、液冷机柜、冷板、UQD、液冷软管以及液冷控制设备等产品,可结合实际环境风险确定高温测试状态,并同步考虑试验前后功能与关键性能验证。

高温测试方案制定时,应重点关注标准版本、试样是否散热、是否需要持续通电、试验箱空气流速、温度测量位置以及产品实际使用环境。正式实施前,还应根据产品规格、客户或OEM要求和目标市场确认具体测试条件及判定要求,使测试结果能够更准确地反映产品在高温环境下的实际适应能力。

欢迎咨询资深专业工程师,获取IEC 60068-2-2高温试验专属方案。

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