電工電子設(shè)備三防技術(shù)綜述

石睿睿 劉曉豐 劉占浩 辛永峰

摘 要：隨著市場范圍的不斷擴展，電工電子設(shè)備面臨日益復(fù)雜的環(huán)境條件，本文對電工電子設(shè)備的三防技術(shù)（環(huán)境防護技術(shù)）其措施和體系進行闡述。

關(guān)鍵詞：電工電子設(shè)備；三防技術(shù)；環(huán)境防護

Abstract：With the continuous expansion of the market scope， electrical and electronic equipment is facing increasingly complex environment conditions.This text deals with the measures and the system of three-proofing technology for electrical and electronic equipment.

Key words：electrical and electronic equipment； three-proofing technology； environmental protection

電工電子設(shè)備在制造、運輸、服役過程中經(jīng)受著各種環(huán)境因素的作用，其中潮濕、鹽霧和霉菌這三種對設(shè)備的影響最大。人們把電工電子設(shè)備的防潮濕、防霉菌、防鹽霧稱為三防，隨著產(chǎn)品應(yīng)用范圍的擴大，三防現(xiàn)已擴展為系統(tǒng)和設(shè)備的綜合性環(huán)境防護，是一項涵蓋結(jié)構(gòu)、材料、工藝以及管理的綜合性系統(tǒng)工程。

1 典型環(huán)境因素對產(chǎn)品的影響

環(huán)境條件是三防防護設(shè)計的基礎(chǔ)，設(shè)計師必須對各種環(huán)境類型及環(huán)境因素的作用進行掌握，并以此進行針對性的三防防護設(shè)計。

2 三防技術(shù)體系

三防技術(shù)體系作為三防工作的支撐和保障，涵蓋了三防設(shè)計、三防工藝、技術(shù)管理、三防試驗、包裝運輸和產(chǎn)品運維，貫穿于產(chǎn)品的整個生命階段。

2.1 三防設(shè)計

2.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

1）總體設(shè)計：產(chǎn)品的安裝布局應(yīng)遠離腐蝕性介質(zhì)，同時要避免不同設(shè)備之間可能發(fā)生的腐蝕介質(zhì)泄漏。要有良好的排水、通風(fēng)措施。

2）分系統(tǒng)設(shè)計：易蝕部位集中并設(shè)計為可更換結(jié)構(gòu)；減少積水、積塵的結(jié)構(gòu)；減少焊接和螺栓連接等易形成縫隙的結(jié)構(gòu)；避免形成電偶腐蝕的結(jié)構(gòu)。

3）零件設(shè)計：形狀簡單，減少尖角、孔洞，采取防應(yīng)力腐蝕、疲勞腐蝕措施。零件表面粗糙度要適宜防護處理。

2.1.2 元器件選型

1）根據(jù)產(chǎn)品三防性能要求，對關(guān)鍵元器件進行三防選型和涂覆、灌封等防護處理。

2）對已選型元器件進行三防試驗，摸底三防性能，篩選出合格品。

3）嚴(yán)格控制元器件的質(zhì)量，固化生產(chǎn)工藝，加強對生產(chǎn)過程及供應(yīng)商的常規(guī)性、持續(xù)性質(zhì)量監(jiān)管。

2.1.3 材料選型

1）金屬材料的選擇。

a.在易發(fā)生腐蝕和維護不便的部位選擇高耐腐蝕性的材料，如鋁合金、奧氏體不銹鋼、鈦合金等。

b.選擇腐蝕傾向小的材料和熱處理狀態(tài)。一般高強度鋼（抗拉強度超過1000Mpa），在電鍍時易出現(xiàn)“氫脆”現(xiàn)象；

c.選用雜質(zhì)含量低的材料。雜質(zhì)會影響金屬

材料抗應(yīng)力腐蝕和均勻性腐蝕的能力，特別是高強度鋼、鋁、鎂合金材料的這種傾向顯著。

2）非金屬材料選擇的關(guān)鍵因素是其防潮、防霉、防老化性能，此外還有防蟲鼠咬。

a.常用的三防性能較好的非金屬材料有：聚碳酸酯、PC/ABS、有機玻璃等。

b.塑料抗酸、堿的能力較強。

c.熱塑性塑料易受風(fēng)化、潮濕、溫度和微生物分解作用而變質(zhì)。

d.熱固性材料包括酚醛塑料、環(huán)氧塑料、氨基、不飽和聚酯、醇酸塑料等，作為電子器件耐腐蝕、抗風(fēng)化、耐霉菌侵蝕。

e.氟碳化合物，具有良好的介電特性，無吸潮性，以及對周圍環(huán)境的抵御力，在電子設(shè)備中廣泛應(yīng)用，如聚四氟乙烯。

f.涂料。環(huán)氧樹脂耐腐蝕性較好，常用作底漆，聚氨酯、丙烯酸酯耐候性較好，一般作為面漆使用，脂肪族聚酯和氟碳類樹脂的耐候性優(yōu)越，特別是氟碳涂料，常用在防腐要求高的場合。

2.2 三防工藝

1）合理的加工工藝、熱處理工藝、表面處理工藝可以提高材料及產(chǎn)品對環(huán)境的抵御力。如采用熱處理可以有效改善金屬的金相組織，消除內(nèi)部應(yīng)力和應(yīng)變。

2）使用噴丸、滾軋等方法消除零部件中的殘余應(yīng)力。

3）對焊縫進行噴砂處理，表面粗糙度40～70μm，表面清潔度Sa 3.0級，并根據(jù)應(yīng)用環(huán)境選擇合適的涂層體系。對焊縫間隙及難以打磨處理的部位，涂覆聚乙烯類或其他焊縫密封膠，提高耐蝕性。

4）電鍍、噴涂、表面鈍化可以提高金屬的耐蝕性。

5）印制板密封、涂覆和灌封是有效的防潮、防腐蝕措施。

6）溫控、除塵工藝可以有效地改善戶外產(chǎn)品的工作環(huán)境。

7）在拆裝緊固件、結(jié)構(gòu)件時，應(yīng)配套手套，避免汗?jié)n侵蝕；應(yīng)采用適當(dāng)?shù)牧兀苊馄茐慕Y(jié)構(gòu)和涂鍍層。

2.3 三防管理

三防管理貫穿產(chǎn)品設(shè)計、工藝、制造、采購、質(zhì)檢、檢測、包裝運輸、運維全生命階段。

通過對三防工作中的關(guān)鍵節(jié)點進行管控和監(jiān)督，降低潛在的風(fēng)險和隱患，有效地保證三防工作。

2.4 三防試驗

三防試驗主要包括濕熱試驗、霉菌試驗和鹽霧試驗等項目，是檢驗產(chǎn)品三防性能、設(shè)計和工藝技術(shù)措施的正確性的手段，是保障產(chǎn)品三防性能必不可缺的重要環(huán)節(jié)。

電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗試驗方法及要求參考GB/T 2423系列和GJB 150A系列標(biāo)準(zhǔn)。

我國特殊環(huán)境條件下的產(chǎn)品環(huán)境試驗基本要求和主要試驗項目參考GB/T 19607-2004附錄A。

2.5 三防包裝運輸

產(chǎn)品在交付給客戶的過程中，會經(jīng)歷不同的運輸環(huán)境。運輸方式、運輸工具、人員技能水平、季節(jié)氣候、裝卸條件、現(xiàn)場儲存條件都會對產(chǎn)品的三防性能產(chǎn)生影響。在運輸過程中出現(xiàn)的磕碰、劃傷、振動沖擊造成的應(yīng)力集中等，都將成為未來銹蝕的隱患。

設(shè)計師應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品三防包裝要求進行包裝防護設(shè)計，GB/T 4798.1和GB/T 4798.2分別給出了貯存和運輸?shù)沫h(huán)境條件參數(shù)，在使用時應(yīng)結(jié)合實際情況進行參考。

包裝運輸設(shè)計的可靠性需要經(jīng)過試驗進行驗證，GB/T 4857給出了運輸包裝件的試驗要求和試驗方法。

2.6 三防運行維護

在長期環(huán)境因素作用下，產(chǎn)品的材料、涂鍍層

等可能出現(xiàn)性能下降、脫落、局部銹蝕、霉變等情況，對此應(yīng)設(shè)置合理的維護計劃，延長使用壽命。

3 結(jié)論

如今電工電子設(shè)備三防已成為一項綜合性的系統(tǒng)工程，建立三防技術(shù)體系，才能保障這個龐大工程的順利完成。

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