Environmental testing - Part 3-4: Supporting documentation and guidance - Damp heat tests

IEC 60068-3-4:2001 Provides the necessary information to assist in preparing relevant specifications, such as standards for components or equipment, in order to select appropriate tests and test severities for specific products and, in some cases, specific types of application. The object of damp heat tests is to determine the ability of products to withstand the stresses occurring in a high relative humidity environment, with or without condensation, and with special regard to variations of electrical and mechanical characteristics. Damp heat tests may also be utilized to check the resistance of a specimen to some forms of corrosion attack.

Essais d'environnement - Partie 3-4: Documentation d'accompagnement et guide - Essais de chaleur humide

IEC 60068-3-4:2001 Rassemble les informations nécessaires aux rédacteurs qui, lors de l'établissement d'une spécification particulière telles que des normes pour les composants ou les matériels, choisissent les essais appropriés et leurs sévérités pour un produit particulier et, dans certain cas, pour des types d'application donnés. Le but de ces essais de chaleur humide est de déterminer l'aptitude des produits à supporter les contraintes d'un environnement à forte humidité relative, avec ou sans condensation, et plus particulièrement de déterminer les variations de leurs caractéristiques électriques et mécaniques. Les essais de chaleur humide peuvent aussi être appliqués en vue de vérifier la résistance d'un spécimen à certaines formes d'attaque par corrosion.

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27-Aug-2001
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PPUB - Publication issued
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28-Aug-2001
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28-Aug-2001
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IEC 60068-3-4:2001 - Environmental testing - Part 3-4: Supporting documentation and guidance - Damp heat tests
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NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60068-3-4
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2001-08
Essais d'environnement –
Partie 3-4:
Documentation d’accompagnement et guide –
Essais de chaleur humide
Environmental testing –
Part 3-4:
Supporting documentation and guidance –
Damp heat tests
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60068-3-4:2001
---------------------- Page: 1 ----------------------
Numérotation des publications Publication numbering

Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are

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base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
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constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that

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cette publication, y compris sa validité, sont dispo- relating to this publication, including its validity, is

nibles dans le Catalogue des publications de la CEI available in the IEC Catalogue of publications

(voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, (see below) in addition to new editions, amendments

amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under

sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the

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d’études ou date de publication. Des informations line information is also available on recently

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• IEC Just Published
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NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60068-3-4
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2001-08
Essais d'environnement –
Partie 3-4:
Documentation d’accompagnement et guide –
Essais de chaleur humide
Environmental testing –
Part 3-4:
Supporting documentation and guidance –
Damp heat tests
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– 2 – 60068-3-4 © CEI:2001
SOMMAIRE

AVANT-PROPOS ....................................................................................................................4

INTRODUCTION.....................................................................................................................6

1 Domaine d’application ......................................................................................................8

2 Définitions ........................................................................................................................8

3 Méthodes de production et régulation de l’humidité .........................................................10

3.1 Généralités............................................................................................................10

3.2 Pulvérisation de l’eau.............................................................................................10

3.3 Injection de vapeur d’eau.......................................................................................10

3.4 Type à saturation...................................................................................................10

3.5 Surface d’évaporation............................................................................................10

3.6 Solutions aqueuses ...............................................................................................12

3.7 Déshumidification ..................................................................................................12

3.8 Régulation de l’humidité.........................................................................................12

4 Aspect physique des effets de l’humidité .........................................................................12

4.1 Condensation ........................................................................................................12

4.2 Adsorption .............................................................................................................14

4.3 Absorption .............................................................................................................14

4.4 Diffusion................................................................................................................14

5 Accélération....................................................................................................................14

5.1 Généralités............................................................................................................14

5.2 Facteur d’accélération ...........................................................................................16

6 Comparaison entre les essais continus et les essais cycliques ........................................16

6.1 Essai C: Essai continu de chaleur humide..............................................................16

6.2 Essai Db: Essai cyclique de chaleur humide...........................................................16

6.3 Séquences d’essais et essais composites..............................................................16

7 Influence d’un essai d’environnement sur les spécimens .................................................18

7.1 Variations des caractéristiques physiques ..............................................................18

7.2 Variations des caractéristiques électriques.............................................................18

7.3 Corrosion ..............................................................................................................20

Annexe A (informative) Diagramme des effets de l’humidité..................................................22

Bibliographie .........................................................................................................................30

Figure A.1 – Phénomènes physiques intervenant dans les essais d’humidité .........................26

---------------------- Page: 4 ----------------------
60068-3-4 © IEC:2001 – 3 –
CONTENTS

FOREWORD...........................................................................................................................5

INTRODUCTION.....................................................................................................................7

1 Scope...............................................................................................................................9

2 Definitions ........................................................................................................................9

3 Procedures for the production and control of humidity .....................................................11

3.1 General .................................................................................................................11

3.2 Injection of water (spraying)...................................................................................11

3.3 Injection of water vapour (steam) ...........................................................................11

3.4 Saturation type ......................................................................................................11

3.5 Surface evaporation...............................................................................................11

3.6 Aqueous solutions .................................................................................................13

3.7 Dehumidification....................................................................................................13

3.8 Control of humidity.................................................................................................13

4 Physical appearance of the effects of humidity ................................................................13

4.1 Condensation ........................................................................................................13

4.2 Adsorption .............................................................................................................15

4.3 Absorption .............................................................................................................15

4.4 Diffusion................................................................................................................15

5 Acceleration....................................................................................................................15

5.1 General .................................................................................................................15

5.2 Acceleration factor.................................................................................................17

6 Comparison of steady-state and cyclic tests ....................................................................17

6.1 Test C: Damp heat, steady-state............................................................................17

6.2 Test Db: Damp heat, cyclic test..............................................................................17

6.3 Sequences of tests and composite tests ................................................................17

7 Influence of test environment on specimens ....................................................................19

7.1 Change of physical characteristics .........................................................................19

7.2 Change of electrical characteristics........................................................................19

7.3 Corrosion ..............................................................................................................21

Annexe A (informative) Humidity effects diagram..................................................................23

Bibliography ..........................................................................................................................31

Figure A.1 – Physical processes involved in humidity testing..................................................27

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– 4 – 60068-3-4 © CEI:2001
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
ESSAIS D’ENVIRONNEMENT –
Partie 3-4: Documentation d’accompagnement et guide –
Essais de chaleur humide
AVANT-PROPOS

1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée

de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de

favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de

l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.

Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le

sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en

liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation

Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.

2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure

du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés

sont représentés dans chaque comité d’études.

3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés

comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités

nationaux.

4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de

façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes

nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale

correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.

5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité

n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.

6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire

l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour

responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.

La Norme internationale CEI 60068-3-4 a été établie par le comité d'études 104 de la CEI:

Conditions, classification et essais d’environnement.

Cette première édition de la CEI 60068-3-4 annule et remplace la troisième édition de la

CEI 60068-2-28, publiée en 1990, dont elle constitue une révision technique.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
104/208/FDIS 104/215/RVD

Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant

abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
L’annexe A est donnée uniquement à titre d'information.

Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2006. A cette

date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
---------------------- Page: 6 ----------------------
60068-3-4 © IEC:2001 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
ENVIRONMENTAL TESTING –
Part 3-4: Supporting documentation and guidance –
Damp heat tests
FOREWORD

1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising

all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote

international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To

this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is

entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may

participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising

with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization

for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two

organizations.

2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an

international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation

from all interested National Committees.

3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form

of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National

Committees in that sense.

4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International

Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any

divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly

indicated in the latter.

5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any

equipment declared to be in conformity with one of its standards.

6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject

of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

International Standard IEC 60068-3-4 has been prepared by IEC Technical Committee 104:

Environmental conditions, classification and methods of test.

This first edition of IEC 60068-3-4 replaces and cancels the third edition of IEC 60068-2-28,

published in 1990, of which it constitutes a technical revision.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
104/208/FDIS 104/215/RVD

Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on

voting indicated in the above table.

This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.

Annex A is for information only.

The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until

2006. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
---------------------- Page: 7 ----------------------
– 6 – 60068-3-4 © CEI:2001
INTRODUCTION

La température et l'humidité relative (HR) de l'air, combinées de façon variable, constituent des

facteurs climatiques qui agissent sur un produit pendant son stockage, son transport et son

fonctionnement.

Des mesures météorologiques effectuées sur plusieurs années ont montré qu'une humidité

relative supérieure à 95 % associée à une température supérieure à 30 °C ne se présente pas

en conditions normales à l'air libre durant de longues périodes, sauf dans des régions de

climats extrêmes. Dans les locaux d'habitation ou les ateliers, des températures supérieures à

30 °C peuvent régner mais, dans la plupart des cas, elles sont associées à une humidité

relative plus basse que dans une atmosphère normale.

Des conditions particulières existent par exemple dans certaines salles humides de l'industrie

chimique, dans les installations pour la métallurgie, les mines, les locaux d'électrolyse, les

blanchisseries où la température peut s'élever jusqu'à 45 °C, associée à une humidité relative

allant jusqu'à la saturation, pendant de longues périodes.

Il peut cependant arriver que certains matériels placés dans des conditions particulières

puissent être soumis à des humidités relatives supérieures à 95 % avec des températures plus

élevées. C'est le cas notamment lorsque le matériel est placé dans des enceintes telles que

des véhicules, des tentes ou des carlingues d'avion; ces conditions peuvent conduire à un

échauffement intense provoqué par le rayonnement solaire alors que, en raison d'une

ventilation inadaptée, de l'humidité pouvant se développer sera maintenue en permanence à

l'intérieur.

Dans des locaux ayant plusieurs sources de chaleur, les températures et les humidités

relatives des différentes parties du local risquent de différer d'un point à l'autre.

La pollution atmosphérique peut renforcer les effets d'une atmosphère humide sur les produits.

L'attention est attirée sur ce point, en raison de son importance en général, même s'il n'y a pas

d'agents polluants dans les atmosphères utilisées pour les essais de chaleur humide. S'il est

nécessaire de déterminer l'influence d'agent polluants, par exemple la corrosion et les

moisissures, il convient d'utiliser un essai approprié issu de la CEI 60068-2.
---------------------- Page: 8 ----------------------
60068-3-4 © IEC:2001 – 7 –
INTRODUCTION

Temperature and relative humidity (RH) of the air, in varying combinations, are climatic factors

which act upon a product during storage, transportation and operation.

Meteorological measurements made over many years have shown that a relative humidity

>95 % combined with a temperature >30 °C does not occur in free air conditions over long

periods, except in regions with extreme climates. In dwelling rooms and workshops

temperatures of >30 °C may occur but in most cases are combined with a lower relative

humidity than in the open air.

Special conditions exist in certain wet rooms for example, in the chemical industry,

metallurgical plants, mines, electroplating plants and laundries, where the temperature can

reach 45 °C combined with a relative humidity up to saturation over long periods.

Certain equipment placed under particular conditions may be subjected to relative humidities of

more than 95 % at higher temperatures. This may happen when the equipment is placed in

enclosures, such as vehicles, tents or aircraft cockpits, since this can result in intense heating

through solar radiation while, because of inadequate ventilation, any humidity that may be

developed will be retained permanently within the interior.

In rooms having several heat sources, temperatures and relative humidities may vary in

different parts of the room.

Atmospheric pollution can intensify the effects of a damp climate on products. Attention is

drawn to this fact because of its general importance, although pollutants are not contained in

the atmospheres used for damp heat testing. If the effects of pollutants, for example corrosion

and mould growth, are to be investigated, a suitable test from the IEC 60068-2 series should

be used.
---------------------- Page: 9 ----------------------
– 8 – 60068-3-4 © CEI:2001
ESSAIS D’ENVIRONNEMENT –
Partie 3-4 – Documentation d’accompagnement et guide –
Essais de chaleur humide
1 Domaine d’application

Cette partie de la CEI 60068 rassemble les informations nécessaires aux rédacteurs qui, lors

de l’établissement d’une spécification particulière telles que des normes pour les composants

ou les matériels, choisissent les essais appropriés et leurs sévérités pour un produit particulier

et, dans certain cas, pour des types d’application donnés.

Le but de ces essais de chaleur humide est de déterminer l’aptitude des produits à supporter

les contraintes d’un environnement à forte humidité relative, avec ou sans condensation, et

plus particulièrement de déterminer les variations de leurs caractéristiques électriques et

mécaniques. Les essais de chaleur humide peuvent aussi être appliqués en vue de vérifier la

résistance d’un spécimen à certaines formes d’attaque par corrosion.
2 Définitions

Pour les besoins de la présente partie de la CEI 60068, les définitions suivantes s’appliquent.

2.1
condensation

précipitation de vapeur d’eau sur une surface dont la température est plus basse que celle du

point de rosée de l’air ambiant. L’eau est, de ce fait, transformée de l’état de vapeur à l’état

liquide
2.2
adsorption

adhérence de molécules de vapeur d’eau à une surface dont la température est plus élevée

que celle du point de rosée
2.3
absorption
accumulation des molécules d’eau à l’intérieur d’un matériau
2.4
diffusion

cheminement des molécules d’eau à travers un matériau, provoqué par une différence des

pressions partielles

NOTE La diffusion entraîne un équilibre des pressions partielles, tandis que l’écoulement (tel qu’à travers des

fuites lorsque celles-ci sont suffisamment importantes pour provoquer un écoulement visqueux ou laminaire) finit

toujours par entraîner un équilibre des pressions totales.
2.5
respiration

échange d’air entre une cavité et son environnement, produit par une variation de la

température
---------------------- Page: 10 ----------------------
60068-3-4 © IEC:2001 – 9 –
ENVIRONMENTAL TESTING –
Part 3-4: Supporting documentation and guidance –
Damp heat tests
1 Scope

This part of IEC 60068 provides the necessary information to assist in preparing relevant

specifications, such as standards for components or equipment, in order to select appropriate

tests and test severities for specific products and, in some cases, specific types of application.

The object of damp heat tests is to determine the ability of products to withstand the stresses

occurring in a high relative humidity environment, with or without condensation, and with

special regard to variations of electrical and mechanical characteristics. Damp heat tests may

also be utilized to check the resistance of a specimen to some forms of corrosion attack.

2 Definitions
For the purpose of this part of IEC 60068, the following definitions apply.
2.1
condensation

precipitation of water vapour on a surface when the surface temperature is lower than the

dewpoint temperature of the ambient air whereby water is transformed from vapour to the liquid

state of aggregation
2.2
adsorption

adherence of water vapour molecules to a surface when the surface temperature is higher than

the dewpoint temperature
2.3
absorption
accumulation of water molecules within a material
2.4
diffusion

transportation of water molecules through a material, produced by a partial pressure difference

NOTE Diffusion results in a balance of partial pressures, whilst flow (such as through leaks, when the dimensions

of such leaks are great enough to provide viscous or laminar flow) always finally results in the balance of the total

pressures.
2.5
breathing

exchange of air between a hollow space and its surroundings, produced by changes of

temperature
---------------------- Page: 11 ----------------------
– 10 – 60068-3-4 © CEI:2001
3 Méthodes de production et régulation de l’humidité
3.1 Généralités

Il existe un grand nombre de chambres d’essais en humidité équipées de différents systèmes

de production et de contrôle d’humidité.

Il convient d’utiliser de l’eau distillée ou déionisée. Il convient que cette eau ait un pH compris

entre 6,0 et 7,2 et une résistivité minimale égale à 0,05 MΩ.cm.
Il convient que tout l'intérieur de la chambre soit nettoyé.

Dans les paragraphes suivants, seuls les principaux procédés de production de l’humidité sont

mentionnés.
3.2 Pulvérisation de l’eau
L’eau est pulvérisée sous forme de très fines particules ou gouttelettes.

L’aérosol ainsi produit humidifie le courant d’air avant son introduction dans l’espace de travail

de la chambre; la majeure partie des gouttelettes s’évapore au cours du processus. Des

petites gouttelettes d’eau peuvent rester en suspension dans le flux d’air.
Il faut éviter l’injection directe de l’eau dans l’espace de travail.
Ce procédé simple donne une humidification rapide et nécessite peu d’entretien.
3.3 Injection de vapeur d’eau
La vapeur d’eau chaude est insufflée dans l’espace de travail de la chambre.

Ce procédé simple donne une humidification rapide et il est plus facile à entretenir (valve à

vapeur). Cependant les calories introduites qui en résultent peuvent demander un refroidis-

sement supplémentaire pouvant entraîner des effets de déshumidification.
3.4 Type à saturation

L’air est insufflé dans un récipient contenant de l’eau, il devient alors saturé de vapeur.

Pour un débit d’air donné, l’humidité est facile à contrôler en faisant varier la température de

l’eau. Si l’on réalise une augmentation de l’humidification en augmentant la température de

l’eau, cela peut provoqu
...

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