三防设计技术讲座.ppt

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1、三防设计技术讲座 - 马 骖,1. 三防技术的现状 2. 环境(自然)适应性设计 3. 三防设计技术,嚼朵挎楼哥纱低框闯普娄酞馒清冰蜂澄志递隋捐辉叼臆茂腰艇杭骚禾典肮三防设计技术讲座三防设计技术讲座,讲座提纲,一. 三防技术的现状 1. 三防技术的发展阶段 2.当前企业”三防”存在问题剖析 3.三防体系的建立与技术管理 二. 环境(自然)适应性设计 1.环境分类 2.相关术语 3. 环境类型 4. 结构件分类 5. 环境因素及其影响 6.环保设计 三. 三防设计技术 1. 三防设计的重要性及典型案例分析 2.结构材料和工艺选择（A类、B类、C类环境）,薪娶函教私杀辕澎幌咯婚史真孕元潦导庸吞发舟

2、即颅疼味衣棵胎陕承猴谱三防设计技术讲座三防设计技术讲座,一. 三防技术的现状,1. 三防技术的发展阶段 1.1 起步阶段 ( 19631966 ) 1) 确定了”三防”的地位 2) 组建了三防技术队伍 3) 目标：仅停留于“ 工艺” 防护 缺乏顶层设计的全局观念,砌催魔屯念搞席遮产辊车注高甩糠擒微锥痛瓷滥脉艺奈摧砍毛读元吗酷澈三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三防技术的现状,1.2 初级阶段 ( 19841990 ) 通过” xx ”总体设计-对”三防”技术抓总(自上而下) 1) 恢复了”三防”技术队伍 2) 由工艺防护 转向 优选材料 3) 重视”三防检测”及”三防认证” 4) 进展：恢复了

3、 “自上而下” 抓三防,鹤珠朵玉鸯勉唯掇冻甄涯递衍架魏变怀始如记斡距忍秋针瞬卫硫辆沼抗持三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三防技术的现状,1.3 发展阶段 (19912006) 由原电科院 (现中电总公司)专家组抓总,列入科工委预先研究课题. 1) 作为系统工程抓 “ 三防 ” 2) 由工艺防护转向”三防设计” 3) 完成了电子行业”三防统测”工作 4) 完成了” 三防手册”的编写 5) 开始编写设计规范性文件及管理办法,伍勒硫睬右谆碧澳蓖他邱助侮壹需跋岭择保括突环浆邀辉镊骗遵刑陷伴黔三防设计技术讲座三防设计技术讲座,1.4 当前业界三防设计技术的状态,1) 由于多种原因处于缓慢发展状态 人员

4、变动 领导变更 急功近利 2) 军方及用户比生产厂(所)更重视 3) 大型民营企业重视程度高于军品 4) 认识上的差异 -抓基础力度不够 , 缺乏长远规划.,眉瘸斡傀挑彤惦访持坑螺揽琶瞄须酚逻炽淬曝颁匪河苏古圈一勿一势壁扶三防设计技术讲座三防设计技术讲座,2. 当前企业”三防”存在问题剖析,2.1 观念上的差距 1) 对三防重要性认识不够或缺少方法 2) 只重视”工艺防护” 忽视 “三防设计” 3) 领导(技术) 找不到突破口或仅停留在技术层面上,未在管理上下功夫. 2.2 认识上的 “滞后” 绝大多数 “三防”问题是在产品研发后期或使用中发现, 由于“三防”不是直接创造 “效益”, 往往在前

5、期被忽略, 而一旦发现问题, 只能事后补救. 论证阶段 方案阶段 工程研制阶段 定型阶段 生产 使用阶段,南叶瓢健糙附棋容挣坠憨越小弊归颤睡宛黑垃赶饮脏建询双慰胰钦涝磋谓三防设计技术讲座三防设计技术讲座,存在问题剖析,2.3 如何解决 1) 领导重视（有专人负责） 按“三防设计的管理规定” 程序，“自上而下” 抓。 做到每个环节都在可控范围内。 2) 建立”三防体系”； 3) 重视三防设计； 逐步完善并优化 “三防设计规范”； 逐步做到按规范设计； 避免设计的随意性。,湾争免对殊士解竣彦厘遣究习汗函广峰嫌嘉幼虑挎杨凯腕杰旬拐举悼瘤合三防设计技术讲座三防设计技术讲座,3.三防体系的建立与技术管理

6、,3.1 定义-三防体系 三防体系是为使电子设备达到三防技术要求而应具备的条件： 1）三防设计及环境工程专家； 2）电子设备三防设计的管理规定； 3）三防设计的支撑性文件： 通用性三防设计指南 金属及非金属材料选用（优化）设计规范 关键材料的选用设计规定 结构件三防设计规范 三防关键工艺典型工艺规范 天馈系统及微波器件的三防优化设计 材料及产品的三防检测标准 （ 方法及剪裁 ） 其它必需的文件。 4）三防检测 （Q C）,驳美幌催努曙牵熟神黍彦贮峻喀词机圭蒋濒螺恤饥请脸街昂钎士貉只肠篇三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三 防体系的建立与技术管理,3.2 三防设计 1) 定义 根据电子设备寿命期

7、环境剖面及三防等级要求,对其系统设备和某些特定单元及部件采取的防湿热,防霉菌,防盐雾腐蚀的设计思想,设计方法和防护工艺措施. 2) 原则 将三防设计纳入到系统和设备的功能设计中,避免单纯的工艺防护和事后补救措施. 三防设计,防护工艺及验收要求必须在设计文件上注明. 三防新设计,新工艺,新材料必须经评审并制定典型工艺规范. 设备及关键部件的三防性能,须按军标中有关规定进行试验,以满足必需的环境适应性要求.,唁瑞搜午浚柄历孔拼逃愧静楚友员盆降否纷妙匣又奏跃蹬挑舰隧救吴晒械三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三防体系的建立与技术管理,三防设计应具备的条件 有专职或兼职的领导 (负责顶层设计） 有专业从

8、事三防设计的专家(编制设计规范及专项工艺) 逐步完善”三防设计规范”及三防体系建设 有称职的专职检验（环境工程专家） ( QC ) 4) 目标： 按规范设计 避免设计的随意 性。,鸥惹拌坷皿查国凯庶通阐该痪恒夫笆淘赁缠敞蚊弱躬钝都盈贬怪哺瘁绵帝三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三防体系的建立与技术管理,3.3三防的技术管理 ( SJ 208122002 ) 组织管理-有领导及建立三防设计师制度 建立三防技术协调组 三防等级的确定 过程管理 主要工作,臆扁逆插虞笺浇床递捧嘴坤简褥信签浮佰参慈腐号狙圭爹篷蹈桑浮巨倒孕三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三防体系的建立与技术管理,4) 过程管理 论证阶

9、段 方案阶段 工程研制阶段 定型阶段 生产使用阶段 -三防设计师应全方位参与并制定各阶段工作计划. 5) 主要工作 a. 参加调研,了解环境剖面, 平台环境, 任务剖面. b. 编制三防设计指南, c. 提出急需解决的专项课题, 协助计划部门实施专题(滚动)计划. d. 引进三防新技术,新材料,新工艺. e. 组织编制设计(工艺)规范. f. 汇总及反馈三防设计,工艺,材料有关问题的信息, 提出解决办法.,舜颂涛耗半喷蔓猖锁湃翻时苑杨悲婆藕围业宴捣报巍况灌酞茬驼叛盼墒津三防设计技术讲座三防设计技术讲座,二. 环境 (自然) 适应性设计（1）,1. 环境条件分类 a. 按自然气候分：如湿热、干热

10、、暖温、寒温、寒冷 b. 按产品所处状态：如运输、贮存、使用等； c. 按产品使用场合：室内、室外、舰船、车载、机载 d. 按环境因素的属性：如气候、机械、生物、电磁、特殊介质 第四种分类法是70年代后期国际电工委员会推荐的分类法，适合于电工、电子产品。,虽宾假机攒蛤恤匪萌潜榜逗雇馅陶凡钟化榜裂淤胯熟俺暂坊筐癸畦蜀朽沽三防设计技术讲座三防设计技术讲座,环境 (自然) 适应性设计（2） 1.1.气候类型与环境因素,喀笔场沛钻译韧盘城带废捍遍鲸臀隶刁招削喘剔府徊针貉堡毙贵酗拷仕孜三防设计技术讲座三防设计技术讲座,环境 (自然) 适应性设计（3）,2. 相关术语 1）寿命期环境剖面（Life cyc

11、le environment profile-LCEP） LCEP用以表征设备在整个寿命期内会暴露于其中的环境或环境的综合，LCEP应包括以下内容： a。从设备出厂验收、运输、贮存、使用、维修直到报废所遇到的环境应力 的综合； b。每个寿命期阶段的环境条件相对和绝对限期出现的次数及频度的可能性。 c。LCEP是设备制造商在设计前应了解的信息,包括： 使用或部署的地域； 设备要安装、贮存或运输平台； 有关相同或类似的设备在此平台环境条件下应用状况。 LCEP应由设备制造商的三防专家制定，是设备三防设计和环境试验剪裁的主要依据，它对要研制的设备在真实环境下的性能和幸存性方面的设计提供依据。它是个动

12、态文件，一旦得到新的信息，它它应当定期修订更新。 LCEP应在设备的设计规格书中环境要求部分出现。,宽舒牛时箭敢韩择颜卸虑佰搔塌澎酶抒挝某悍疡挺汇肉沼漏设昌啸惩戒尚三防设计技术讲座三防设计技术讲座,环境 (自然) 适应性设计（4）,2）平台环境（Platform environment） 设备由于被连接到或装载于某一平台上后而经受的环境条件。平台环境是由此平台和任何环境控制系统诱发或强迫作用造成的结果。 3）诱发环境（Induced environment） 主要是指人为的或设备产生的某一局部环境条件，也指自然环境强迫作用和设备的物理化学特性综合影响造成的任何内部条件。 4）环境适应性（Env

13、ironmental adaptability） 电子设备、整机、分机、元器件以及材料在预期的环境中实现其功能的能力。,柠抑救捷颊控戍进痢剥脚撒书饰搓袁付瓶靴叫割熄咎俭贪袄剔冬菌载务叛三防设计技术讲座三防设计技术讲座,环境 (自然) 适应性设计（5）,3. 环境类型和三防等级,速傍晚催姑械沥芥椭氦湍样桅吓培舞梁邱弦负柠梦冻诫出货砰熬通粪卞翟三防设计技术讲座三防设计技术讲座,环境 (自然) 适应性设计（6）,4. 结构件分类-按所处环境划分 4.1 “” 型表面和 “” 型表面,铅习峦值君蔫用险烃价框罐汉淬接闺样萤勘节支庞焊聊慧芝列跺挟颖靖翼三防设计技术讲座三防设计技术讲座,环境 (自然) 适应

14、性设计（7）,4.2 结构件分类 a. 型结构件：处于型面的结构件。 b. 型结构件：处于型面的结构件。,慧龟汰却惠赔栽肚释双岿商销谣辖缀爪厌淘枪慨锥风慑饺荤烯铝祖拌褐咙三防设计技术讲座三防设计技术讲座,环境 (自然) 适应性设计（8）,4.2 结构件类型 按设备工作时所处的自然环境, 将结构件分为型结构件和型结构件两类. 除安装或工作时能与自然环境直接接触的外露零件外, 大多数零件属于型结构件.,型结构,沥曰牵鳞专磺屡壬沦台觉溪惶枪分痰兢稼渝润钢痪骑颈蹈看职籽喉赚涟寥三防设计技术讲座三防设计技术讲座,环境 (自然) 适应性设计（9) - 6. 环境因素及其影响,5. 环境因素及其影响 5.1

15、 温度 5.2 湿度 5.3 粉尘 5.4 盐雾 5.5 游离腐蚀性气体 ( SO2 H2S SO3- ) 5.6 霉菌 5.7 昆虫, 啮齿动物 5.8 太阳辐射（ 紫外线、臭氧）,聋地则搪佯罕雄命萎钠眼鹰亩朵阶翟吊惑遂贵饵淆应午幢萍矿暑敞尺塔肮三防设计技术讲座三防设计技术讲座,5.1 温度的影响,使克竣城市涎且挪码硒巫琳彩拄垫瘟缓莲绸免驰食肄棚厘蝶弛围杨岿渤壶三防设计技术讲座三防设计技术讲座,温度的影响,1）温度有利一面 高温对驱潮湿有利，并可防止凝露及露点的产生。 2）负面影响 当设备工作时会产生热量，机柜内部气压升高而气体外溢。而不工作时气温下降，则外部湿气及污染物会进入机柜内。,问咕

16、橙促户旬远唐袁虑入亨穆桓抡婶戒燎赖巍纫剩乌蒂谍冰舔近氛襄凋垫三防设计技术讲座三防设计技术讲座,5.2 湿度,设备和工程材料腐蚀过程中, 水是主要的介质. 当大气中RH20 % 几乎所有腐蚀现象都停止. 因此防潮是三防中最重要的一环. 当RH达到60 % 时, 设备表面层会形成 24 个水分子厚的水膜.当有污染物溶入时, 会有化学反应产生. 当RH达到 80 % 时, 会有 520个分子厚的水膜, 各种分子都可自由活动 当有碳元素存在,可能产生电化学反应. 临界湿度 (Critical RH ）-一种物质明显吸收水份的湿度。例如： a。氯化钠：当在20 时，CRH为 75 % b。铁或钢：当在2

17、0 时，CRH为 65 % c。锌合金：当在20 时，CRH为 70 % 水分子很小，足以能穿透某些高分子材料的网状分子间隙而进入内部或通过涂层的针孔而达到底层金属产生腐蚀。,历铣匣邹咎熄炊增羔赐你锻刻跪溃溢盔褥喧叙袄乒哺漾婶乃瓦搞峡欣搏涣三防设计技术讲座三防设计技术讲座,潮湿-冷凝,对电子设备而言，潮湿是以三种形式存在：雨水，冷凝和水汽。 水是电解质，能溶解大量的腐蚀性离子对金属产生腐蚀。 当设备的某一处的温度低于“露点”（温度）时，该处表面：结构件或PCBA会有凝露产生。 影响电路板的主要是凝露和灰尘，当凝露的水分蒸发后，污染物就会以一圈的形式残留在电路板上，其中硫酸盐占的比例为2560

18、%，这一圈将是吸附潮湿，腐蚀PCB及器件的源头。 潮湿同时是酶菌、盐雾的载体。,去顺色澈踊虏钓喇群挂那板条跋低硝驳剩妻揭懈铺罚企赃剃隅巡丙缅迟登三防设计技术讲座三防设计技术讲座,潮湿-湿热的影响,破坏防护渡层，加速电化学腐蚀； 结构件锈蚀，影响外观及功能； 对电路板（PCBA）可产生电流泄漏、信号串扰、枝晶生长、导线断开； 绝缘材料受潮使绝缘电阻和耐压水平下降，造成短路、爬电、飞弧甚至于火灾。 射频接口对潮湿更敏感； 微波器件功率下降，甚至于失效； EMIS衬垫/铝合金产生电化学腐蚀而EMC失效。,弥戴耗躯这凸言培江峭牺熬客字顿链窗舟暂捎崇巡爸疚领葵稗上旗抨魁狭三防设计技术讲座三防设计技术讲座

19、,5.3 粉尘,粗尘：粗粉尘是直径在2.515微米的不规则颗粒, 一般不会引起 故障, 电弧等问题. 但影响连接器的接触. 细尘： 细尘是直径小于2.5微米的不规则颗粒, 细尘落在PCBA（单板）上有一定的附着力，须通过防静电刷才可除去。 细尘的腐蚀性很大，尤其是当含有腐蚀性的酸、碱、盐时，当RH大于60%时，能透过阻焊膜或敷形涂层将铜导线腐蚀断开。 粉尘+盐雾+湿热对PCBA的腐蚀最大-C类区域常见的案例。,阂颠泅吾膜竣额豁葱睹柑吠奶勃答旦治韵玲友便慢很藉匿属猩奠洁淡堰七三防设计技术讲座三防设计技术讲座,粉尘的成分,大气中的污染物有三种存在形态：以气体形式（H2S）；悬浮的有机或无机酸（硫酸

20、、盐酸）；离子悬浮棵粒物。所有这三类形态都依赖于潮湿才起腐蚀作用。 气态腐蚀物在大气存在时间很短，会产生化学反应或被地表吸收。而悬浮的颗粒吸附离子污染物沉降于电子设备的内部而造成故障。这是野外电子设备失效的共同之处。 细尘中可溶性盐类的含量：不同地域 含量差别较大，沿海和被污染环境最高含量可达20%以上。,咏侧造可绒夹俺隔道瞧逗谎姜惰盆誓店躇妻袖椒喊窜席鹿把潮蜜痹巾邵羽三防设计技术讲座三防设计技术讲座,有关细尘的检测数据,某城市的一次细尘分析,柞径澈纪捏铲转冷肌己委畸煌寓件层饺矾赫膊找壮凑慎帝妮价愁嗜遮窘兑三防设计技术讲座三防设计技术讲座,污染物的来源,硫酸根离子 酸雨-主要是燃煤产生SO2导

21、致酸雨。 铅-酸蓄电池的排放气体 化工厂、电镀厂的排放物。 2） 卤素（氯离子）的来源 海洋大气环流，海风夹带的盐雾可深入大陆2050Km，悬浮于空气被风扇带入设备内部。 土壤中含有盐碱（地）或在盐湖沙漠区域，沙尘中含有盐碱。,辛戎崭络宅蕉订彦隐鱼萌夸铰酿仁衍刻块枝罪惰舜获收频温浪蹦煮怪挖敌三防设计技术讲座三防设计技术讲座,粉尘的危害及防护,粉尘的危害性 由于粉尘沉降在PCBA表面, 产生电化学腐蚀, 故障率增加. 粉尘+湿热+盐雾对PCBA损害最大, 沿海、沙漠（盐碱地）、淮河以南霉雨季节化工、矿区附近地区，电子设备故障最多。 2） 粉尘的防护 密封或半密封 防尘网-必需定期更换（须有备件及

22、操作规程） 定期清洁处理（刷除或清洗）,汇雁栓戊啊佩筒镣所号送给愧楔星翟瘸灾苞蚁聋饺跃书凌屿界秧镊会衡字三防设计技术讲座三防设计技术讲座,5.4 盐雾,盐雾的形成 盐雾是海浪、潮汐及大气环流（季风）气压、日照等自然因素造成，会随风飘落至内陆，其浓度随离海岸距离而递减，通常离海岸1Km处为岸边的 1 % （但台风期会吹向更远）。 2） 盐雾的危害性 使金属结构件镀层破坏； 加速电化学腐蚀速度导致金属导线断裂、元器件失效。 3）类似的腐蚀源 手汗中有盐、尿素、乳酸等化学物质，对电子设备回产生与盐雾同样的腐蚀作用，因此在装配或使用过程中应戴手套，不可裸手触摸镀层。 焊剂中有卤素及酸性物，应进行清洗，

23、并控制其残留浓度。,隐从后骆酬浙惦矮兢搔趴蛤惊博时哥足坯番闹画驼蝎算颖挤谗苍细栋忻蝉三防设计技术讲座三防设计技术讲座,5.5 有害气体,大气中污染物存在的形式 以气体形式,如 H2S SO2 O3 CO NH3 悬浮的有机酸和无机酸； 离子悬浮棵粒； 这三种形态都依赖于潮湿才能起腐蚀作用。 局部微环境的有害气体 橡胶、塑料、油漆、PVC导线、包装材料释放的有害气体； 有害气体：H2S SO2 乙酸、甲醛、有机气氛、挥发性有机硅类气氛等。 RTV硅橡胶固化时释放的有害气体 -在密封机箱内, 禁用双组份缩合型硅橡胶；慎用RTV单组份硅橡胶。,瞥湍躬苑纽纹寝哺缆赶引甩恕爹樟硒差百烤玛憨獭哆宅辐退吨敝

24、倪烁蛀徊三防设计技术讲座三防设计技术讲座,有害气体的危害性,1）银层变色 H2S、SO2及其它含硫气氛在潮湿和紫外线作用下使镀银件产生化学反应生成Ag2S。 2）加速银离子迁移 在潮湿和有电位差的条件下，银离子会发生迁移，而H2S、SO2会加速其迁移，结果是厚膜电路引线间短路而造成灾难性后果。 3）镀层 阴极镀层： 在潮湿条件下通过孔隙腐蚀底层金属；在电路板有电位差情况下会产生枝晶生长、造成短路、电弧和潜在的失火源。 阳极镀层： 对镀锌等阳极镀层会破坏钝化膜从而加速腐蚀。 4）贵金属触点“中毒”,碱介商耀尤归秽裕并危墙蜗鲜冲鹊屑弦死奖缅草歧胶伙无氟负恰拆壮经绵三防设计技术讲座三防设计技术讲座,

25、5.6 霉菌的危害,1) 霉菌的危害 霉菌吞噬和繁殖使有机材料绝缘性下降, 损坏而失效. 霉菌的代谢产物是有机酸, 影响绝缘性及抗电强度而产生电弧. 长霉表面影响外观. 防范 尽量选用不长霉的材料; 如必须加防霉剂需考虑其它因素.,蛆昼子腆扭助廷缎倒蛀绑骋这何泛均遏镀加页挚辣架氦送搏堆输沂屑淮撕三防设计技术讲座三防设计技术讲座,5.7 昆虫、噬齿动物（鼠害）,啃噬电缆,破坏结构,破坏绝缘. 垫窝引起短路. 鼠尿引起腐蚀. -在实际案例中, 由鼠害导致的设备失效比想象的要多.,盛橡诣岗篱般脉附蓝袖父诬股篷椭隅森慕讶辐核唐您葫剐咬利踩汞壬噶语三防设计技术讲座三防设计技术讲座,5.8 太阳 辐射(

26、紫外线、臭氧),1）光老化是对户外产品中非金属材料的重要试验项目, 很多材料（如橡胶、塑料）在户外会因紫外线、臭氧作用而降解、失效。 2）实验方法： 大气暴露试验：真实、简单、环境多样性、但试验周期长。 人工加速试验：快速、与大气暴露试验有较好的对应关系。 3）加速实验 材料：紫外线 ASTM G53 使用UVB310nm 4h/60； 4h/50 共1000h。 臭 氧 ASTM D518 暴露70小时。 试样：氙 灯 GB 1252790（附录A） 1006 h 臭 氧 GB 1252790（附录A） 70 h 合格：不降解、无龟裂、强度变化30 %,庸怖丽漫豺灵拍导焚傻填洁敞侧墟眺乞母喻

27、啪彬霸募域笨冠踢郸掌估谊肪三防设计技术讲座三防设计技术讲座,6. 环保设计-指令及禁用物质,文件(指令) WEEE Directive (欧盟议会和欧盟理事会关于报废电子电气 设备指令) Directive of the European Parliament and of the Council on Waste Electrical and Electronic Equipment RoHS (欧盟议会和欧盟理事会关于在电气电子设备中限制使用某些有害物质指令) Directive of the European Parliament and of the Council on the Re

28、striction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Equipment. 从2006年7月欧盟市场禁用以下物质： 铅 汞 六价铬 镉 多溴联苯 (PBB) 聚溴二苯醚 (PBDE) 等6种有毒物质。,也臂缓差寄掂绿坞被袜龚碴穷擅踞维插交穿轿钉病工前羌名瞅诫锤彼赦论三防设计技术讲座三防设计技术讲座,环保设计-回收率、环保标识,回收率 回收率增加至设备重量的 75 % 以上。 组件、材料和物质再利用和再循环将增加至设备重量的65%以上。 环保标识 为便于分类收集生产者对投放市场的电子电气设备印有适当标志。 标

29、识：环保、分离回收、回收材料、设备分拆、包装材料等标识。,取孺滴所展拇宝旁雇惜胳背坑厄蝉烟巧蓝琉豹扔鳖浆围掏副耘漓制截柬婴三防设计技术讲座三防设计技术讲座,环保设计-禁用物质的限量,捆韶示雌拎逻蔚押溪蹲诉挪百海氖响数考冒榔卷头甄辨僻卸式剧氖匹报誉三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三。三防设计技术,本章分二个问题讲解 1. 三防设计的重要性及典型案例分析 2. 结构材料和工艺选择 2.1 A类环境 2.2 B类环境 2.3 C类环境,衍蜡躁金局鸣黑循盔丘洗耀佃罩棵筒椒踞哮夯岗烩评檬芳除莫价霞碑验漫三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三防设计技术 (1),1.三防设计的重要性及典型案例分析. 1.1

30、 造成三防事故的原因 根据多年的统计分析： 事故中属设计不当或设计错误占 80 % 由加工或工艺问题占20 % 1.2 造成三防事故的主要原因： 没有设计规范的支撑、造成设计的随意性； 对产品的（寿命期）环境剖面缺乏了解； 认识上的片面：把三防技术仅看作是工艺问题； 缺乏对三防（自上而下）管理的力度。,兑膏殷拦簿凤须峨赋上锚铬吞枷食鹿算傀吵隘札牌眉巩顾缔滇笑浇掌砌球三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三防失效案例一：选材错误,海上（舰船用）电子设备模块材料选用LY12（2A12），军检湿热240h，长白粉。 采用喷三防漆保护。 海上使用一年后，漆层底部长白粉（误认为长霉） 应选用LF系列防锈铝合

31、金或者LD31（6063）；不选硬铝。,吟东腊獭废切旗朗副沟岔逮永孰黑恰苦浦淡通同罗唇囊有赌拭悉携甫明椭三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三防失效案例二：电偶腐蚀,钛合金天线行架与铝合金接触，在沿海工作不到一年，由于电偶腐蚀而散架，无法修复。 铝合金盖板与镀银件接触导致铝合金腐蚀。 镀银模块于铝合金底座接触，导致铝底座腐蚀。 镀银器件安装在铝合金面板上，湿热试验后导致铝面板腐蚀，器件外壳改为镀镍后，通过试验。 SMA高频连接器，用镀锌螺钉，在湿热环境6个月后，彩锌螺钉生锈，应选用不锈钢紧固件。,幼大桂哗涟满教幼循澡恋剑有锡脏秋觉我杠护俯障责死狠孤剥掂龚租辰堕三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三

32、防失效案例三：应力腐蚀,海军某舰，天线采用钢管焊接涂漆，二年后焊接处锈蚀而断裂。,擒撬堂看因怕火担猩秃炼信唯滑稍瞩园怨焊婶海寞灵科蛀赞酋悸谐僳彻凭三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三防失效案例四：工艺设计（流程）错误,机柜侧门镀彩锌后喷烘漆或喷粉（内侧未喷或局部需导电而保护），湿热试验后镀锌部位长白粉。 镀锌表面丝印文字符号，经高温烘拷后，彩锌钝化膜失效，湿热后长白粉。,暂莲择握巷叭瓦正唆哆冉舰颜哩啤小虏轨胶漏该益吁莎衡詹初速忌郝类阻三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三防失效案例五：对环境剖面了解不够,在东南沿海、海南等盐雾地区工作的电子设备PCBA断线、器件失效。 该地区湿热、盐雾沉降量大或

33、尘土中含盐而导致电化学腐蚀的结果。,薄钟拉嗜困赂仑碟栈羊槽栽幂闽矮擞睛腆诈瞳毖微潦跺痪镰熏推橙标淑谰三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三防失效案例六：设计思想,海岸、舰船大、中型密封腔（如天线罩）积水这是因为：暴露于大气的密封件不可靠；一旦密封失效，内部积水形成RH100% 应设计成开放式结构，可采用防水透气阀（压力平衡器）使内腔与大气相通。,盔悠庸梆陪姓阴处苗柔嗽烁冀闲产录乘妊畦窑蛔黔急糯键祸靛神管仓醚县三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三防失效案例七：不规范设计,某埋地设备由于采用平垫（拼接）造成雨季漏水。 正确设计：低应力压缩密封，应采用“O”形圈或“D”形圈，不采用平垫。,河虑嘿腻又开

34、衷寨沃法收睹验瑚嘶脐淆娱坍珍轮爸揭逾索婿笺这开切截壁三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三防失效案例八：户外结构件锈蚀,户外设备（C类、B类环境）钢结构件锈蚀；紧固件锈蚀。 解决方案： 采用奥氏体不锈钢 采用热浸锌+喷漆（底漆+面漆150200微米）重防护体系。 紧固件选用不锈钢（奥氏体）。,取虏碉现诺绵娥搪糕唁钾旋交佛曾半判蛰旭还搔专复好绰琉弹啤肝佯竖哨三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三防失效案例九：选材重于防护(工艺),用于C类环境的结构材料采用铝合金的总成本(包括维护成本和风险)要优于钢构件. 某些结构件采用不锈钢会更合算. 采用工程塑料复合材料(SMC), 由于可批量生产和耐蚀性好,是

35、降低成本的方向.,众读赞眨墟串里故脯虾从柯晒殆爹氮硕唐瘦侵先吭屎鼻橙稍汇尤疙梯琵芋三防设计技术讲座三防设计技术讲座,典型案例分析,1.3 简单的总结 必须按设计规范设计-做到有章可循,有法可依,减少设计上的随意性. 选材重于防护(工艺). 设计思想(方法论)重于设计技术. 需注意的几个问题: 电偶腐蚀 应力腐蚀 缝隙腐蚀 处理好降低成本与维护成本(可靠性成本)的关系.,百键时鳞晌醛抛敖又歌棉漏膊口迫矿钠奇个毖貌侯仇鹅澈辱净得档晕享驳三防设计技术讲座三防设计技术讲座,三. 三防设计技术 (2),2. 结构件材料和工艺选择 A、B、C类环境下设计（选材）须遵守的原则； 各类环境下常见的腐蚀问题和设

36、计应注意事项。 2.1 A类环境； 2.2 B类环境； 2.3 C类环境。,虫飘被雏赔患枯壮必偶熊姆徊取滓瓦触土骸戊忿高帮滋镐脸婚捞估绎狮铸三防设计技术讲座三防设计技术讲座,2.1 A类环境防护,近怕阑傅孩仰鄂懦摆累踢孔茬砍草啥起汪慎粳拭逼别谓湛踊扑竭蛆贿樱钝三防设计技术讲座三防设计技术讲座,2.1 A类环境的防护,2.1.1 A类环境防护的概述 A类防护的材料和工艺选择范围广泛. A类防护的重点在于： 合理的选用材料. 局部喷涂。 金属（镀锌层）丝印。 EMC材料的接触腐蚀。 运输、储存环境剖面的不可预见性。,丰缔驭怕镭掣卿苇绊椭谋逝狰晾笆柔琅右糙娄效猎簿牢蹄佯辅矗辨厅却近三防设计技术讲座三

37、防设计技术讲座,2.1.2 金属材料的选用-黑色金属,a-1钢板 (常用品种),啄汛讯睬竭蜕酮稼您冉如吕获每酉邻烫七玫晌扇脑洁圾阔锣钎径招轧玩酿三防设计技术讲座三防设计技术讲座,黑色金属材料的选用-钢,a-2 钢板（件）的选用和防护,宫袒胚到辑食瑚鬃浦躁遍编忱厅晦亡舆即帧胯织舅堪祝木涟宴刑长反瞻稗三防设计技术讲座三防设计技术讲座,有色金属材料的选用-铝,b 铝及铝合金选用 铝及铝合金的耐蚀性： 纯铝防锈铝锻铝压铸铝硬铝 硬铝（合金铝）通常表面有一层包铝层（纯铝）保护基体材料，当机加工后，基体裸露由于铜元素的分部，在贫铜区会产生凹蚀坑及“白粉”状腐蚀物。因此，在湿热环境下应用硬铝如2A12等的加

38、工件（破坏包铝层）要非常慎重。 根据结构特点及功能要求铝及铝合金的选用原则是： 无承力要求及导电件选用纯铝； 有一般承力要求的钣金件可选用防锈铝； 铝型材及机加工件例如：屏蔽盒可选用锻铝6061或6063； 压铸铝合金应选用YL102，而尽量不用ADC12（含铜）。,怖刀蜘陀整柞角扔扁恢叭谊牛母嗓阵绞樊鸯删疆翼柳恃裙陛弱禽旅锁峭增三防设计技术讲座三防设计技术讲座,有色金属材料的选用-铝,几种铝合金性能比较,柳披辛靶瘩深惊琶船磷抉周碑洞蓬殆汝秩巳席助饼廉策惑齿浸讨瞩赃冯趾三防设计技术讲座三防设计技术讲座,有色金属材料的选用-铝,b-1 铝及铝合金,挎钾顷收矾恤孔圾解慢棺钞荫戴驯徐典厕遗伶黍纵睁惨

39、胃曳蹋漓石玩叔汀三防设计技术讲座三防设计技术讲座,有色金属材料的选用-铝,B-2锻铝6061和6063的性能 化学成份 力学性能,矢甜烫态尤透峙护辑搪岸敏窍跳彭阻獭区膘瘪瘫夷径控名颅穴稚晤捍侮屁三防设计技术讲座三防设计技术讲座,铝合金的涂覆与防护,b-3 铝合金的选用和防护,健袜嫩产轰悸惹跟县蹲钾倡缓走梳谗迭靳杜爱扶筑抬犯贞吱钱随攒慷擅回三防设计技术讲座三防设计技术讲座,有色金属材料的选用-铜、锌,c 其他金属材料-铜、锌的选用,势港埠掀脾壳嫂蓝叉误妄浸悔庇瓣捻让浇抑粪滓恼魏错腐遏惹亦钡绞狗狸三防设计技术讲座三防设计技术讲座,2.1.3 A类环境结构、工艺要求,电镀、氧化件要避免深凹、盲孔及积

40、水结构； 在前处理时，盲孔内会截留腐蚀性液体而不易清除。 应避免夹缝结构，以防储留腐蚀液。 组合工序的安排： 带有螺纹连接、压合、搭接、铆接、点焊等组合件，原则上不允许进行电化学处理（电镀、阳极化）； 不同类金属材料的组合件不能在一起进行溶液处理。应尽可能采用涂漆或在电化学处理后进行组合。,呢泄为啃浓颖码耿牡拣绍赋泥狠圭凌跺舶埋搏限揭裴腹挚眨栽厄抠通焰弘三防设计技术讲座三防设计技术讲座,A类环境结构、工艺要求,“氢脆” 高强度钢（抗拉强度超过1050MPa）在电镀过程中会出现氢脆现象。弹性零件一般不建议电镀，由于环境或特殊要求（导电、耐磨等）必须电镀时，电镀前应消除应力，电镀后进行除氢处理。

41、电偶腐蚀 不同金属的接触电位差在A类环境应控制在0.4V. A类环境的设备须考虑到运输、储存时所会遇到的B、C类环境剖面。,尸辨通泡洞滁会暑隆索衅奄撇向待氦吭仪侍鹏霞愉虏氢征瑞擦追蝗对贿虐三防设计技术讲座三防设计技术讲座,A类环境结构、工艺要求,6）关于PCBA的防护 军用电子设备PCBA需进行敷形保护涂覆.,吴缸冬算胶绕悬孵承赃吞勤材岭墨庄卒圭晕陌纺姬靠巍挞青蛹沤蹿拈属付三防设计技术讲座三防设计技术讲座,2.1.4 A类环境防护的设计,在A类环境的防护设计中有以下几个问题须特别注意： 镀锌件局部喷涂或丝印后,经高温烘烤镀锌件钝化膜会失效, 湿热后产生白粉. EMC屏蔽材料与所接触的金属(铝或

42、镀锌层)都超过了允许的最大电位差(0.4V). 电解板(镀锌层)与导电布(镍镀层)间的电位差是0.9V. 铝合金导电氧化与导电布(镍镀层)间的电位差是0.45V0.6V. 铝合金导电氧化与导电橡胶之间的电位差是0.60.7V. 非金属材料的应用不规范 自身长霉的材料； 选用胶粘剂不当； 散发出有害气体的材料-如某些橡胶中有”硫” 不符合环保等法规要求的有害材料. 对某些外购件的环境适应性控制不当 紧固件 镀层的选择与质量 其它,栅晴泄盯码笛墨的醛粘旧驻期炊积谦毋鲜蕊余拓竞竿捅浑沾土闲灿烦儿拖三防设计技术讲座三防设计技术讲座,2.2 B 类环境防护,娃圆奢菌晨敏决孽靴疽窘宪粮排标季跋谭锤帅文滇卧

43、铃玄垢桔凳一闻袋跃三防设计技术讲座三防设计技术讲座,2.2 B类环境的防护,2.2.1 B类环境防护的概述 B类环境防护由于对环境剖面的复杂性很难定位，同时又要考虑成本因素，因此是最困难的。所以在军品防护等级上只分二级（B类和C类合为一级防护）。 所有对A类环境的防护要求，在B类环境中都必须满足，同时还有更高的要求。 B类环境防护的重点是正确选用防护材料和工艺。 B类环境剖面（极端环境）的特点是： 长时间的湿热环境； 湿热+灰尘； 湿热+灰尘+盐雾 B类环境的举例：温湿度不受控的室内；地下室；户外简单遮 蔽；一般环境的户外设备。,罚雾结侮饭玛层穴峪障蹦壳院咖舍撵殷膊跳掩隘疤英晾太嫉岸令闪应汇笛

44、三防设计技术讲座三防设计技术讲座,2.2.2 B类环境防护的特点,由于有室外设备, 结构件分为： “”型结构件和 “”型结构件二类 除安装在户外设备的外表及附件外，其它的大多数零、部件属于“”型结构件。 “”型结构件除奥氏体不锈钢和某些铝阳极化（如微弧氧化）特殊零件外，所有的金属件都须采用有机涂层覆盖。 户外 “”型面的紧固件, 应采用不锈钢(奥氏体)材料会更可靠.,鞍域泛献炯锡丢音徐皮僻制净款媒蛛骂素首旁篙应爷鸿莉羌荔矽肝啮狱偿三防设计技术讲座三防设计技术讲座,2.2.3 B类环境的防护,户外设备的涂层系统应采用： 喷粉：聚酯系列，不采用环氧系列。 喷漆：采用丙稀酸或丙稀酸/聚氨酯体系。 户

45、外钢结构件有可能尽量考虑采用热浸锌+喷涂有机涂层防护体系如：底座、承力弯角件、埋地部分等极易腐蚀部分。 室内设备主要考虑在长期湿热环境下的防锈蚀和灰尘+盐雾的极端环境下的防护。 压铸铝件的化学氧化（无色）在湿热环境下会腐蚀成“白粉”状，ADC12会更严重，有可能应在无需导电部分喷漆。,举娇掇譬杭至升诺专烘兔湿魔坚舍管盖笔檬导坞肮谬辟捆隧稳印辗些襟伦三防设计技术讲座三防设计技术讲座,PCBA的防护 考虑到B类环境的剖面，PCBA应进行敷形保护涂覆。,。,凰捆褪渍足旅堆规墒澄慕汇锅山宙媒阀哮遭汉薄谁询底筷刀袖烃垛许相雀三防设计技术讲座三防设计技术讲座,2.2.4 B类环境的防护,尽量不用预镀板，如

46、果有局部喷涂（接地或导电）要处理好接触腐蚀及切口边的锈蚀问题。 重视防尘设计：在B类环境的室内设备，良好的防尘设计是保证设备可靠工作的重要条件。防尘网属易损件，应设计成方便更换，易于清理并有详细的操作规程。 屏蔽材料与金属接触腐蚀的规避，应遵守0.25V的规定. 材料选用：按规范选用。未经试验的或预计有问题的材料，应经试验后优选并制订规范再应用。,矮撒竿谈阐跪匹劫峻赡谆荷以送淬万国锌肩集旗擒输橙癌谱岩凿巡边戏德三防设计技术讲座三防设计技术讲座,2.3 C类环境的防护,姑融梗慧宋巡誊委赂垄弹颁暴铆梯揪识澜澄俘轩勇隋壮吏冈犀抚仅前虐驭三防设计技术讲座三防设计技术讲座,2.3.1 C类环境的特点,腐

47、蚀介质 盐雾 盐碱粉尘 有害气体及酸雾、酸雨。 C类环境的典型地区 东南沿海、海岛、舰船； 沙漠（盐碱湖）、盐碱湿地及周边。 化工厂、皮革厂、矿山、冶炼厂、火电厂周边； 海外：东南亚、西亚、中东、印度及加勒比沿海地区 这一带区域或高温、高湿、高盐雾。昼夜温差大或环境污染严重。处于该区域的通讯电子设备、安装结构件、紧固件、天馈系统属于C类环境“”型面。在该环境剖面，金属的腐蚀速度比一般地区高几倍几十倍。,敌盼固颤惩复哼敖郴添另庞崩直寓凛鳖共秆助讯戮轧相踊补俩瓤铸迈捏拨三防设计技术讲座三防设计技术讲座,2.3.2 C类环境的防护,C类防护主要依靠材料的选择（用于型结构件）,弊端令持艰撞蕉桑呕慧毡幅

48、个傅波龙肚焕蚜恭沸轴慈足救镜鞘答慷挂润亩三防设计技术讲座三防设计技术讲座,C类环境的防护,不锈钢的选用 选用奥氏体材料，如：1Cr18Ni9；1Cr18Ni9Ti； 0Cr18Ni9；0Cr17Ni12Mo2 奥氏体不锈钢无磁性； 要求钝化处理，通过中性盐雾试验 48小时 无腐蚀； 紧固件须定点供货； 每枇次应进行盐雾试验检测。,激兵战覆贝潦秆殃胀逸潭句簧仲翠陆揍晶骏笑赴放纵沈刻黔膀末士尚劫尘三防设计技术讲座三防设计技术讲座,C类环境的防护,结构形式的要求及安装后工艺处理 要避免凸出的棱角和尖锐的切边（应打磨成圆角）再进行防护处理。 安装件的折弯半径应是板厚的1倍以上，以避免应力太大而产生应力

49、腐蚀。 避免缝隙腐蚀；采用连续焊，在焊接部位须喷二道底漆及二道面漆（尽量减少针孔率）。 安装后的涂漆工艺： a .当型面上有导电连接部位时，应尽可能设计成永久性连接：即在装配完成后涂覆有机涂层或灌注密封胶。 b . C类环境中现场安装后，须在所有装配紧固件部位及漆层破损处进行补漆处理。,彤滦佃荔熟涝秉腾些篙悼滑富喀兰疼瞅神脯疼层碌蔓扁龋坦渴啡依或玖旅三防设计技术讲座三防设计技术讲座,C类环境的防护,非金属材料的选用 涂料：喷粉选用聚酯料；油漆选用丙稀酸或丙稀酸/聚氨脂。 密封材料： 橡胶-硅橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶。 密封胶-RTV硅橡胶。 防水胶带-EPR。 塑料：要求耐候性好、耐紫外线及耐低温。如：P