NEMA 4 vs. 4X vs. IP66: welches benötigen Sie?

Zwei Bewertungssysteme, zwei Arten von Tests

NEMA-Typen stammen aus NEMA 250 (jetzt als ANSI/NEMA EN 10250 veröffentlicht) und seiner harmonisierten Liste UL 50E / CSA C22.2 Nr. 94.2, die in Nordamerika verwendet wird. IP-Code stammen aus IEC 60529, die weltweit verwendet wird. Beide bewerten den Schutz vor Staub und Wasser, testen sie jedoch anders, und NEMA fügt Umwelttests hinzu, die IEC 60529 den Produktstandards überlässt.

Der IEC 60529 Umfang besagt, dass Schutz vor mechanischem Einfluss, Korrosion, korrosiven Lösungsmitteln, Schimmel, Schädlingen, Sonnenstrahlung, Vereisung, Kondensation und explosionsgefährdeten Atmosphären Gegenstand des relevanten Produktstandards sind. Der Schutz vor mechanischem Einfluss hat seine eigene Kennzeichnung, IK, die in IEC 62262 definiert ist.

Die Wassertests nebeneinander

NEMA veröffentlicht einen Vergleich seiner Schlauchtests mit den IEC-Strahltests. Die unten stehenden Zahlen stammen aus diesem Vergleich und aus IEC 60529.

Zwei Unterschiede sind in der Praxis wichtig. Der NEMA-Schlauch liefert mehr als doppelt so viel Wasser wie der IPX6-Strahl und zielt gezielt auf die Schwachstellen: Nähte, Dichtungen und Bedienungselemente. Und der NEMA-Test erlaubt keinen Wassereintrag, während IP66 eine kleine Menge Wasser akzeptiert, die den Betrieb nicht beeinträchtigt, sich auf Isolatoren absetzt, lebende Teile erreicht oder sich nahe Kabelenden sammelt.

Staub: "staubdicht" in beiden, unterschiedlich getestet

Die erste IP-Ziffer 6 bedeutet staubdicht: "kein Staubzugang". In dem IEC 60529-Test steht das Gehäuse in einem Raum mit zirkulierendem Talkumpulver und einem leichten Vakuum, das den Staubbelag in das Gehäuse zieht, für bis zu 8 Stunden, und danach darf kein Staub im Inneren sichtbar sein. NEMA-Typen 4 und 4X decken Staub, der durch den Wind transportiert wird, mit ihrem eigenen Test in NEMA 250 ab. Die Umrechnungstabelle von NEMA zeigt, dass Typen 4 und 4X die IP6X erste Ziffer erreichen oder übertreffen.

Was das X hinzufügt: der Korrosionstest

Die FAQ von NEMA zu Gehäusen (Frage 14) beschreibt die Korrosionstests in NEMA 250. Jedes Außengehäuse wird 600 Stunden Salznebel ausgesetzt zusammen mit einem G90 galvanisierten Stahlprobenstück, und das Gehäuse wird mit diesem Probenstück verglichen. Danach, gemäß Tabelle 5-1D, erhalten Gehäuse vom Typ 4X sowie auch Typen 3RX, 3X, 3SX und 6P "weitere 200 Stunden Salznebel" zusammen mit einer AISI Typ 304 Edelstahlprobenplatte und werden mit dieser verglichen.

Daher fügt das X keine neue Art der Schutz gegen Wasser oder Staub hinzu: ein 4X-Gehäuse erfüllt dieselben Sprühwasser-, Staub- und Außeneis-Anforderungen wie Typ 4. Was es hinzufügt, ist die Korrosionsbeständigkeit, die im Vergleich zu einem Referenzmaterial nachgewiesen wird, und das Referenzmaterial für das X ist einfacher 304 Edelstahl. Deshalb ist Edelstahl das übliche 4X-Material, und warum der Test Ihnen nicht sagen kann, ob ein Standort 316L benötigt: es ist ein Vergleich mit 304, nicht eine Bewertung der Werkstoffe.

Wählen Sie 4X, wenn das Gehäuse folgende Bedingungen erleben wird:

• Washdown mit caustischen, sauren oder chlorierten Reinigern und Desinfektionsmitteln (Lebensmittel, Getränke, Milchprodukte, Fleisch und Geflügel, Pharmazie).
• Salzwasser in Küsten- und maritimen Umgebungen oder Salz zur Streusalzbehandlung von Straßen.
• Abwasserbehandlung, chemische Verarbeitung und Schwimmbadtechnik.

Edelstahl ist der übliche 4X Werkstoff für Washdown. Welche Stufe abhängt davon, wie viel Chlorid vorhanden ist: siehe 304 vs 316L Edelstahl für Gehäuse.

Warum Salzspray nicht jede Chemikalie ist

Der Salznebel ist ein Vergleichstest: er bewertet ein Material oder eine Beschichtung im Vergleich zu einem Referenzmaterial unter einer aggressiven, kontrollierten Bedingung. Die übliche Salznebel-Praxis, ASTM B117, sagt in ihrer eigenen Bedeutungserklärung: "Die Vorhersage der Leistung in natürlichen Umgebungen wurde selten mit Salznebel-Ergebnissen korreliert, wenn diese allein als Daten verwendet werden", und die Korrelation "sollte nur in Fällen berücksichtigt werden, in denen angemessene langfristige atmosphärische Expositionen durchgeführt wurden".

Die Beschreibungen der Typen von NEMA listen „korrosive Mittel“ unter jenen auf, vor denen die Typen 4X, 3X und 6P schützen, ohne eine chemische Substanz zu nennen. Eine 4X-Bewertung gibt daher an, dass das Gehäuse dem Salzspray mindestens so gut standgehalten hat wie ein 304-Probekörper. Sie sagt Ihnen jedoch nicht, wie das Gehäuse, seine Dichtung, sein Fenster oder seine Befestigungselemente einem bestimmten Säure-, Lösungsmittel- oder Desinfektionsmittel bei einer bestimmten Konzentration und Temperatur standhalten. Korrosionsdatentabellen zeigen, wie unterschiedlich verschiedene Chemikalien wirken: in den Daten eines Edelstahlherstellers trägt 5% Natriumhypochlorit bei 20 °C eine Risiko für Pitting sowohl für 304 als auch für 316L mit sich, während 10% Natronlauge als korrosionsbeständig für beide bis zum Siedepunkt gilt. Der 304 vs 316L-Leitfaden enthält die Tabelle.

Für einen chemischen Bereich sollten Sie drei Dinge überprüfen, die über die Einstufungen hinausgehen: das Gehäusematerial im Vergleich zur Chemikalie, Festigkeit und Temperatur; die Dichtung und jede Fenster- oder Displayabdichtung im Vergleich zur gleichen Chemikalie; und die Reinigungsroutine, denn Rückstände, die trocknen, sind härter als jede Spülung.

Wer testet eine NEMA 4X-Schutzklasse?

NEMA selbst nicht. Seine FAQ (Frage 5) ist eindeutig: NEMA ist eine Organisation zur Entwicklung von Standards, "nicht ein Prüflabor oder eine Zertifizierungsstelle", daher "prüft es keine Produkte und zertifiziert nicht, dass ein Produkt einer bestimmten NEMA-Norm entspricht". Ein Hersteller kann sich selbst zertifizieren, dass ein Produkt NEMA 250 entspricht, oder eine unabhängige Drittpartei-Zertifizierung anstreben. In Nordamerika erfolgt die Drittpartei-Listung über UL 50E / CSA C22.2 Nr. 94.2 durch eine Zertifizierungsstelle; der UL 50E und NEMA 250 Guide erklärt den Unterschied.

So wenn eine Zeichnung "NEMA 4X" sagt, fragen Sie, was damit gemeint ist: eine Herstellerbewertung oder ein gelistetes Gehäuse. Wenn die Spezifikation oder die zuständige Behörde eine Liste verlangt, ist eine Herstellerbewertung keine Ersatzlösung, und die Zeit, das herauszufinden, ist vor dem Bestellen.

Eis, Dichtungen und Konstruktion

NEMA listet die Tests auf, die eine IP-Bewertung nicht erfordert: Korrosion, Dichtungsalterung, Staub (im NEMA-Sinn) und äußere Vereisung. Typen 4 und 4X müssen nicht beschädigt werden, wenn Eis auf der Außenseite entsteht, und NEMA 250 legt auch Konstruktionsanforderungen fest und testet Dichtungen. Die NEMA-FAQ fasst es zusammen: eine IP-Bewertung "berücksichtigt nur den Schutz vor Eindringen von festen Fremdkörpern und Wasser", während NEMA-Typen "auch andere Merkmale wie Vereisung, Korrosions- und Schmierstoffbeständigkeit sowie Konstruktionsdetails berücksichtigen."

Hochdruck, heißer Washdown und IP69

Nicht der NEMA 4X noch der IP66 ist ein Test für eine heiße, unter Druck stehende Düse, die nahe an einer Dichtung gehalten wird. IEC 60529 fügte in Änderung 2 (2013) eine neunte Wasserstelle hinzu: IPX9 verwendet Wasser bei 80 °C, 15 L/min, mit einer Düsenlänge von 150–200 mm, mit einer Fächerdüse. Ein ähnlicher Code, IP69K, stammt aus dem Straßenfahrzeugstandard ISO 20653. Wenn Ihre Reinigungsmannschaft Hochdruck-Wasser bei hoher Temperatur in der Nähe verwendet:

• Verwenden Sie für diesen Test ausgelegte Geräte oder schirmen Sie das Gehäuse ab.
• Halten Sie den Schlauch auf Distanz und richten Sie ihn nicht direkt auf Dichtungen, Kabelverschraubungen oder das Displaydichtung.
• Chemikalienrückstände mit sauberem Wasser abspülen und Dichtungen regelmäßig überprüfen.

Unsere Gehäuse tragen keine IPX9 oder IP69K-Bewertung.

Wasserdicht bedeutet nicht tauchfest

Ein NEMA 4X oder IP66-Gehäuse ist für Wasser von außen gebaut, nicht dafür, unter ihm zu sitzen. Für gelegentliche, vorübergehende Unterwasserexposition siehe NEMA Type 6 oder IPX7 (IEC 60529 testet IPX7 für 30 Minuten mit dem niedrigsten Punkt 1 m unter Wasser für Gehäuse unter 850 mm Höhe); für prolongierte Unterwasserexposition, Type 6P oder IPX8. IEC 60529 weist ebenfalls darauf hin, dass ein Gehäuse, das nur IPX7 oder IPX8 trägt, nicht unbedingt für Wasserstrahlen geeignet ist: es muss dual-kodiert sein, z. B. IP66/IP67, um beide zu beanspruchen. Bis zur zweiten Ziffer 6 umfasst eine Einstufung die niedrigeren, also IPX6 impliziert IPX5.

Kondensation: außerhalb beider Einstufungen (Herstellerangaben)

Ein abgedichtetes Gehäuse hält Wasser draußen, stoppt aber nicht die Kondensation der Luftfeuchtigkeit im Inneren, wenn das Gehäuse nach einer heißen Washdown oder an einer kalten Nacht im Freien abkühlt. IEC 60529 schließt Kondensation ausdrücklich aus, und NEMA 250 deckt keine Bedingungen wie Kondensation ab, die im Gehäuse auftreten. Wenn es ein Risiko darstellt, planen Sie dafür: eine kleine Gehäuseheizung, Trockensalz oder eine Atemluft- und Abflussvorrichtung, die dieselbe Einstufung wie das Gehäuse trägt.

Wie man wählt

Was Sie auch immer wählen, die Schutzklasse gilt nur, wenn die Tür geschlossen und gesichert, die Dichtung in gutem Zustand und jede Öffnung durch eine passende Schutzklasse mit mindestens der gleichen Schutzklasse abgedichtet ist. Die NEMA-Vorschrift besagt, dass die Schutzklasse einer Anlage durch ihre schlechteste Komponente begrenzt ist. Siehe wie Ausschnitte und Kabelverschraubungen spezifiziert werden.

Häufig gestellte Fragen

Quellen

1. NEMA, „NEMA FAQs: Enclosures“ (Q11 IP-Übersicht, Q13 Vergleichstabelle der Wassertests, Q14 Salzspray, Q15 schwächste Stelle, Q19 NEC 110.28)
2. NEMA, „NEMA Enclosure Types“ (Definitionen der Typen 4 und 4X, Tabelle A-1, Tests, die IEC nicht vorsieht)
3. NEMA, „NEMA FAQs: Enclosures“, aktuelle Version (Q5 NEMA testet und zertifiziert nicht, Selbstzertifizierung; Q14 600 h + 200 h Salzspray, G90 und AISI 304-Probekörper, Tabelle 5-1D)
4. ASTM B117, Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus, Abschnitt 3 Bedeutung und Anwendung
5. Alleima, Korrosionswertetabelle (Natriumhypochlorit, Natriumhydroxid; Grade 3R12 und 3R60)
6. IEC 60529 Ed. 2.2 (inkl. Änderung 2:2013), Schutzgrade von Gehäusen (IP-Code): Geltungsbereich, Staubtest, IPX5–IPX9-Testbedingungen, Doppelschutzbezeichnung
7. IEC, „Schutzarten (IP-Code)“
8. NEMA Technical Services Bulletin Nr. 123 (Typen 4/4X erfüllen und übertreffen IP65 und IP66, aus NEMA 250-2020 Tabelle A-1)
9. ANSI/NEMA 250-2020, Inhalt und Geltungsbereich (Bedingungen innerhalb des Gehäuses, wie Kondensation, nicht abgedeckt)
10. BSI, IEC 62262 / EN 62262, der IK-Code für mechanischen Einfluss von außen