Как современную электронику защищают от воды и пыли

IP-рейтинг — это международный стандарт защиты устройств от пыли и воды.

Загадочная маркировка IP68 или IPX4 на коробке от смартфона, наушников или портативной колонки помогает понять, переживет ли гаджет прогулку под дождем, падение в воду или грязевые ванны в пляжном песке.

Расскажу, что скрывается за этими цифрами и стоит ли доверять обещаниям о пыле- и водозащите.

Рассмотрим технологию на примере мобильных телефонов.

В нулевых телефоны не были защищены от попадания пыли и воды. У большинства моделей снималась задняя крышка и аккумулятор, у некоторых — еще и передняя крышка.

Такая конструкция увеличивала число стыков и зазоров. У старых мобильников были открытые разъемы и порты, которые легко пропускали влагу и пыль. Попадание воды внутрь корпуса, например на контакты аккумулятора, могло вызвать короткое замыкание, а пыль ухудшала работоспособность кнопок и разъемов.

Сегодня большинство смартфонов — это цельный брусок, из которого вынимается только лоток для сим-карты. Корпуса становятся все герметичнее, зазоров и стыков меньше. В местах соединения применяют водоотталкивающий герметик. Это помогает сделать устройства защищенными от воды и пыли.

Уязвимые места — кнопки и разъемы — закрывают резиновыми или силиконовыми уплотнителями, которые не дают воде и пыли попадать внутрь. В динамиках и микрофонах устанавливают специальные мембраны или фильтры, которые задерживают пыль и влагу.

IP-рейтинг — Ingress Protection, переводится как «защита от проникновения». Это международный стандарт, который обозначает уровень защищенности устройств от попадания твердых предметов и воды. Код IP состоит из двух цифр после букв:

1. Первая показывает защиту от твердых объектов, частиц пыли и определяется по шкале от 0 до 6.
2. Вторая оценивает устойчивость корпуса к попаданию воды и использует шкалу от 0 до 9.

Например, IP67 означает, что устройство полностью защищено от пыли и выдерживает минутное погружение в пресную воду на глубину до метра. Такая маркировка часто встречается в смартфонах.

Если вместо одной из цифр стоит Х, это значит, что устройство не тестировали на защиту от пыли или влаги. Например, гаджеты с маркировкой IPX6 не проверяли на попадание твердых предметов внутрь. Но они защищены от сильных струй воды под любыми углами. Это могут быть, например, портативные блютус-колонки.

Самый высокий IP-рейтинг делает устройства влагостойкими, но не водонепроницаемыми. Разница в том, что первые выдерживают кратковременный контакт с водой, но при длительном воздействии или сильном напоре сдаются — жидкость проникает внутрь. Вторые полностью защищены от попадания влаги даже при продолжительном нахождении в воде.

Водозащиту тестируют исключительно в чистой пресной воде. Химический состав остальных жидкостей влияет на устройство по-разному. Обычно производители советуют быстро промыть гаджет обычной водой после контакта с чем-то иным и высушить его мягкой тканью.

Соленая вода содержит соли и другие минеральные вещества — магний, кальций, сульфаты. Они агрессивно воздействуют на уплотнительные материалы: например, ослабляют резиновые прокладки. Это нарушает герметичность. Даже устройства с защитой IP68 становятся менее устойчивыми к воде из-за воздействия соли.

Кроме того, соль — хороший проводник электричества. Если вода попадет внутрь корпуса устройства, увеличится риск короткого замыкания. Под воздействием соленой воды металл быстро подвергается коррозии. Даже кратковременное погружение устройства с металлическими частями в морскую воду может привести к ржавчине и повреждению контактов.

Грязная вода может попасть в устройство при падении в лужу или водоем. В ней есть песок, частички почвы, остатки растений и пищи, животные выделения, микроорганизмы. Органические вещества прилипают к внутренним деталям гаджета и создают слой грязи, который изолирует контакты и ухудшает их работу.

Органические остатки внутри устройства могут разлагаться, выделять кислоты или аммиак, которые ускоряют повреждение пластика и коррозию металла, забивают отверстия, кнопки или порты, препятствуют их нормальной работе. В некоторых случаях начинают неприятно пахнуть.

Вода в бассейнах содержит хлор для уничтожения бактерий и вирусов. Он окисляет металлы и разрушает уплотнители и контакты. Если хлорированная вода испаряется, солевые отложения усиливают риск короткого замыкания.

Соки содержат кислоту — лимонную или яблочную, — которая активно разрушает металлические части устройства и его защитное покрытие. Сахар при высыхании превращается в липкий слой, который блокирует кнопки, разъемы и мешает нормальной работе сенсоров.

Остатки сока могут стать питательной средой для плесени. Даже если устройство сначала работает, со временем коррозия разрушит контакты и гаджет сломается.

Чай и кофе. Высокая температура напитков может деформировать пластик, повредить пайку и нарушить герметичность корпуса.

Если чай или кофе сладкие или с молоком, ситуация усугубляется: сахар образует липкие пятна, а молоко разлагается и оставляет жирные следы. Это блокирует работу кнопок, портов и может привести к коррозии на платах.

Газированные напитки состоят из воды, углекислого газа, сахара, кислот, красителей, ароматизаторов. Углекислый газ вступает в реакцию с водой и образует угольную кислоту, которая разъедает металлические части, вызывает коррозию. Сахар после высыхания превращается в липкую пленку, которая не дает кнопкам, разъемам и сенсорам нормально работать.

Кислоты, например фосфорная или лимонная, разрушают защитные покрытия на платах и окисляют металлы. Фосфорная чаще всего необратимо повреждает алюминиевые или медные части.

Красители могут оставлять пятна, которые трудно удалить даже при профессиональной чистке.

Алкогольные напитки состоят из воды, спирта, сахара, красителей, ароматизаторов и разных специфических добавок. Спирт разъедает клей, которым скреплены детали устройства. Вода попадает внутрь и образует ржавчину. Сахар оставляет липкий налет на кнопках и разъемах, закупоривает динамики. Красители могут оставить пятна, и их сложно удалить.

Масла растительные, минеральные или технические не испаряются и могут глубоко проникать в устройства, покрывать платы, создавать изоляционный слой. Это мешает нормальной работе: нарушает теплоотвод и передачу сигналов и может привести к короткому замыканию.

Длительное воздействие масла повреждает уплотнительные элементы или корпус, особенно если в нем есть добавки с агрессивными химическими свойствами. У минеральных масел слабая кислотность, которая разрушает пластиковые и резиновые части.

Нет. Гарантия не распространяется на гаджеты, которые побывали в воде. Даже если у вашего смартфона, часов или камеры высокая степень защиты — IP67 или IP68, — это не значит, что производитель бесплатно починит устройство, сломавшееся из-за воды.

В смартфонах некоторых компаний, например Samsung или Apple, есть специальные индикаторы за лотком для сим-карты, которые меняют цвет с белого на красный, если гаджет искупался в воде. Если индикатор покраснел, вам откажут в гарантийном ремонте.

Apple предупреждает, что водозащитные свойства со временем ухудшаются из-за естественного износа, и рекомендует избегать контакта с жидкостями. В 2020 году итальянский антимонопольный регулятор оштрафовал Apple на 10 миллионов евро за рекламу, которая вводила покупателей в заблуждение и за отказ ремонтировать утопленные влагозащищенные Айфоны.

Samsung тоже критиковали за маркетинговую кампанию, в которой смартфоны с защитой IP68 рекламировали как подходящие для использования в бассейнах или на пляже. На практике телефоны из линейки Galaxy часто выходили из строя при контакте с соленой или хлорированной водой из-за коррозии разъема зарядки.

Австралийский регулятор оштрафовал Samsung на 9,65 миллиона долларов за недобросовестную рекламу. Компания тоже столкнулась с жалобами клиентов, которые обнаружили, что их устройства не ремонтируют по гарантии после повреждений от воды.

Sony со смартфонами из линейки Xperia тоже сталкивалась с проблемами. Пользователи жаловались, что производитель отказывался чинить устройства после контакта с водой. Это привело к групповым искам в США, так как рекламные заявления Sony о водонепроницаемости устройств вводили в заблуждение.

Эти случаи показывают, что покупатели часто воспринимают термин «водостойкий» как «водонепроницаемый». Производители защищают себя, указывая ограничения в условиях эксплуатации, но реклама иногда противоречит этим заявлениям.

Пылезащита сохраняет внутренние механизмы и электронные компоненты в целости, препятствует попаданию твердых частиц разного размера:

1. Крупные частицы и мусор. На низком уровне — IP1X или IP2X — устройства защищены только от больших объектов диаметром более 50 и 12,5 мм соответственно.
2. Средние частицы. Стандарты IP3X и IP4X защищают от частиц диаметром более 2,5 мм и 1 мм — крупинок песка или мелких остатков строительных материалов.
3. Мелкая пыль. Уровень IP5X частично защищает от проникновения пыли. Она может попадать внутрь корпуса, но в небольшом объеме, который не влияет на работу устройства.
4. Полная защита от пыли. В устройства с IP6X не проникают даже мельчайшие частицы, заметные только под микроскопом.

Также пылезащита продлевает срок службы устройств и делает их безопасными. Она предотвращает коррозию, загрязнение вентиляторов, ухудшение теплопроводности и защищает от касаний опасных частей. Еще помогает избежать коротких замыканий, которые могут произойти из-за накопления пыли.

1. IP-рейтинг — это международный стандарт, который показывает, насколько устройство защищено от пыли и воды. IP расшифровывается как Ingress Protection и переводится как «защита от проникновения».
2. Первая цифра в рейтинге показывает степень защиты от пыли. Обозначается по шкале от 0 до 6, где 6 означает полную пыленепроницаемость. Вторая цифра указывает уровень влагозащиты и использует шкалу от 0 до 9. Например, 8 означает устойчивость к длительному погружению в воду на глубину до метра.
3. Чтобы добиться защиты от влаги и пыли, производители используют герметичные корпуса, уплотнители и влагостойкие мембраны.
4. Влагозащита не спасает от соленой воды или других жидкостей. Тестирование проводят в пресной воде, поэтому иные жидкости могут повредить устройство.
5. Производители не ремонтируют по гарантии утопленные гаджеты даже с высоким IP-рейтингом, потому что условия использования отличаются от тестовых и влагозащита со временем ослабевает.