電子設備機械結構環(huán)境防護設計通則
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1環(huán)境參數組分類及其嚴酷程度分級
1.1一般原則
產品在任何場所使用，都會暴露在各種環(huán)境下。產品暴露在場所，環(huán)境因素相融合，勢必會影響產品。就標準化目的而言，根據使用場所與環(huán)境因素，進一步規(guī)定嚴酷程度，為產品選擇使用環(huán)境提供重要依據。在使用產品環(huán)境條件的基礎上，對相應的標準化環(huán)境條件和嚴酷程度進行科學合理的選擇，并進行可比性試驗，以此有效評判使用環(huán)境的具體適應性。
1.2環(huán)境參數的嚴酷程度分級
對環(huán)境條件和參數嚴酷程度的具體等級進行分類，有助于環(huán)境條件的恰當選擇與測試。
2機械結構環(huán)境條件在產品中的具體應用
2.1機械結構環(huán)境條件
嚴酷等級數字代表的是若干環(huán)境參數的組合，某一等級可能改回再次劃分高級和低級，環(huán)境條件組合代號是IE+2位數字。
2.2產品應用環(huán)境條件的選用
2.2.1原則
在進行產品設計，選取具體使用環(huán)境條件的時候，應對產品壽命期所可以承受的環(huán)境條件和嚴酷等級進行充分考慮，確保能夠在此條件上正常運轉。產品的環(huán)境適應性試驗和合格評定應該充分考慮環(huán)境參數、試驗方法、嚴酷等級、試驗程序、評判依據等因素。
2.2.2方法
第一，根據標準，確定產品使用環(huán)境類型，確定產品在使用時的具體環(huán)境類型，確定具體的嚴酷程度。第二，以標準為依據，對產品運輸和倉儲、嚴酷程度、微觀環(huán)境等影響因素做全面的考慮。第三，對所有條件進行綜合分析，以此進一步確定產品的環(huán)境條件與嚴酷程度。第四，在技術領域，嚴格按照相關使用規(guī)定，在既定標準下，為了明確環(huán)境條件與具體的嚴酷等級，直接使用這一等級，據此進行環(huán)境防護設計。
3.1環(huán)境條件對機械結構的影響
3.1.1風
風力會導致機械負荷明顯增加，使得結構變化，對整機功能造成影響，或者導致機械被堵塞，磨損程度加劇。
3.1.2高溫
在電阻、電容、功率因素等各種因素的影響下，明顯降低了絕緣性能，其中運動部件由于發(fā)生膨脹，在上面被卡死，這時，涂層漸漸開始發(fā)生起皮，金屬逐漸氧化，非金屬卻開始逐漸老化，而潤滑劑則不斷蒸發(fā)。
3.1.3低溫
塑料與橡膠的性能衰弱，絕緣材料開始不斷變化。其中，濕度有所增強，發(fā)生了凝露現象。潤滑劑的粘度也不斷增加，表層的涂層發(fā)生了裂縫，構件則因為出現收縮，發(fā)生過載。
3.1.4潮濕
金屬發(fā)生電化學腐蝕的速度開始加快，從而降低了絕緣材料的熱性能與電學性能。受元件和印制板等元素密封失效的影響，發(fā)生漏電與短路現象。機械強度不斷降低，形狀也失去了恒定性。
3.1.5沙塵
表面上被腐蝕，機械容易發(fā)生卡頓現象，軸承也會嚴重破壞。沙塵開始不斷深入到結構的內部，將其中水分吸收，降低了其絕緣性能，電路也發(fā)生了明顯惡化，在一定程度上增加了靜電電壓，發(fā)生了電噪聲，引發(fā)了機電功能轉換元件性能的不斷降低，甚至發(fā)生磨損，高溫沙粒的熱效應開始快速腐蝕。
3.1.6沉降物
沉降物直接影響著熱傳遞，并加速著銹蝕現象，使得表面被傷侍。保險罩出現損壞現象，導致電氣故障出現。表層間的摩擦不斷增加，潤滑劑出現嚴重污染，小孔被堵塞，從而導致防腐涂層被破壞。
3.1.7大氣壓力
低壓加速結構發(fā)生應力腐蝕、放電、電暈、臭氧等各種現象，明顯降低了材料的絕緣性能，隨之產生變化的還有元器件性能，進而引發(fā)嚴重的電氣故障。在低壓狀態(tài)下，降低了冷卻性能，溫度則有所上升，壽命卻不斷縮短。而空氣壓力的逐漸變化，造成了泄漏、凝結、腐蝕等各種不良問題，從而使得機械強度明顯降低。
3.1.8太陽輻射
在熱效應和化學效應的作用下，非金屬材料的涂層性能與密封完整性開始不斷降低，甚至大大降低了焊接界面的強度，色碼發(fā)生褪色現象，整機的耐蝕性能也有所降低，進而導致熱負荷明顯增強。
3.1.9電磁干擾
電子元器件的性能開始不斷下降，不僅如此，還會出現故障和失效現象，導致出現誤動，發(fā)出錯誤指令。
3.1.10微生物、昆蟲
微生物的存在，會導致非金屬發(fā)生霉變和腐蝕現象，金屬材料則會出現腐蝕現象，進而在很大程度上降低結構的綜合性。代謝物的出現勢必會造成玻璃發(fā)生刻蝕現象，其中絕緣性能也被損壞，以此導致機械和管道堵塞，以及潤滑劑的嚴重污染。而昆蟲污染也十分嚴重，會造成結構被損壞。
3.1.11海洋大氣、鹽霧
非金屬材料的絕緣性電阻出現下降，引發(fā)導電層的產生，從而導致金周發(fā)生電化學反應，被腐蝕，進而加速金屬和非金屬材料開始產生腐蝕現象。機械活動部分出現堵塞現象，卡在上面，發(fā)生電解，致使漆膜上有起泡問題出現。
3.1.12振動、沖擊、加速
振動會造成機械疲勞，使得元器件的引線發(fā)生斷裂，構件發(fā)生變形或者是斷開，結構損失，電氣觸斷開，連接效率損失，使得接觸件發(fā)生嚴重損壞，粗結層之間出現隔離現象，瞬間電氣發(fā)生短路、斷路等不良現象。同時，沖擊會直接導致構件發(fā)生過載現象，甚至造成構件嚴重損壞，結構失去效用，發(fā)生電氣短路等問題。加速會造成機械應力，使得結構發(fā)生變化，或者是被破壞，液壓泄漏，都會造成嚴重應力腐蝕。
3.2環(huán)境防護設計基本原則
3.2.1腐蝕防護設計通則
其一，結構外形和零部件設計最好簡單和光潔，以便于防腐施工與檢修。其二，結構設計需要防止出現滲水、漏水、冷凝水、殘液滯留、沉積物富集等引發(fā)的腐蝕現象，在停機時，應快速排出這些物質。其三，以結構材料與產品應用環(huán)境條件作為重要依據，據此科學合理選擇有效的防腐蝕措施。其四，就產品的具體結構形式，以及應用環(huán)境條件等要求，科學合理設計密封結構，并對內部形成有效的防護。其五，防止結構組合和連接方法不恰當，導致腐蝕不斷家具，尤其是應充分考慮金屬電極電位引起的腐蝕，必要時應采取陰極保護措施。其六，以產品應用環(huán)境條件為依據，合理選擇經濟性的、耐腐蝕性的材料。其七，根據結構形式與應用環(huán)境條件需求，合理設計，采取合適的工藝，有效降低腐蝕。其八，最大程度上縮減甚至是消除應力集中、殘余應力，減緩應力腐蝕的危險性。其九，利用緩蝕劑和隔離保護膜等，全面改善局部腐蝕環(huán)境條件。其十，合理選取零件表面強化技術與熱處理狀態(tài)，促使結構材料的腐蝕敏感度被降低。最后，利用無余量裝配設計，防止在裝配時，銼修導致結構表面被損壞。
3.2.2材料選擇
在選擇機械結構材料的時候，應對材料綜合性能與性價比進行充分考慮。需要充分考慮材料力學性能和物力性能、冷加工性能和、熱加工性能、性價比等各種因素，同時還需要顧及到材料的耐蝕性、可涂鍍、防護特性等等，為了滿足耐腐蝕性和可涂鍍性的要求，材料的其它性能要求可在允許范圍內降低。容易腐蝕，但很難修復的部分，應該充分合理利用高耐腐蝕性材料，或者做特殊的防腐處理。組件應由壽命相同或相似且腐蝕傾向低的材料制成。硬鋁和防銹鋁可以同時使用時，最好使用防銹鋁。應該選取具有較低雜質含量的材料，也就是有害雜質含量比較低的鋼材，確保能夠符合強度設計的相關要求，選用低碳鋼。而選擇鋁材時，應該優(yōu)先選擇雜質含量低的鋁合金，選擇可涂鍍性、防護性良好、工藝性良好的材料。非金屬材料與金屬材料一樣，需要同時具備所需功能與環(huán)境適應性。選擇材料時，應該按照既定順序進行，即設備體系、整機、分機、部件、零件，逐層考慮材料的相容性。在設計和制造設備時，恰當處理材料之間的相容性與匹配關系，并以檢修性與壽命周期綜合成本等相關因素為載體，進一步優(yōu)化選擇。
4結語
總而言之，電工電子設備機械結構的環(huán)境防護設計具有非常重要的作用，必須加強重視。而環(huán)境防護設計主要體現在腐蝕防護設計通則、材料選擇兩方面，同時還需要注意的是其他環(huán)境防護設計，即IP防護設計、能量沖擊防護設計、電磁防護設計、爆炸性環(huán)境防護設計等。只有這樣，才能夠全面保證電工電子機械結構的良好性能。
參考文獻：
[1]申隨章.電工電子設備機械結構環(huán)境防護設計通則[J].電工文摘，2013（2）：29-37.
[2]徐華云.電工電子設備機柜安全的基本要素和設計要求[J].電工文摘，2012（6）.
[3]孫立軍，蔡汝山.高原環(huán)境對電工電子產品的影響及防護[J].電子產品可靠性與環(huán)境試驗，2010，28（4）：15-18.
[4]葉志坤，鄧廣寧，馬明霞，等.環(huán)境防護設計規(guī)范標準體系建設研究[C]//2010可靠性學術年會.2010.
作者：黃杰 劉艷 單位：北方聯創(chuàng)通信有限公司