電工電子設備三防技術綜述

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，電工電子設備面臨日益復雜的環境條件，本文對電工電子設備的三防技術（環境防護技術）其措施和體系進行闡述。

關鍵詞：電工電子設備；三防技術；環境防護

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

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

1 典型環境因素對產品的影響

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

2 三防技術體系

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

2.1 三防設計

2.1.1 結構設計

1）總體設計：產品的安裝布局應遠離腐蝕性介質，同時要避免不同設備之間可能發生的腐蝕介質泄漏。要有良好的排水、通風措施。

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

3）零件設計：形狀簡單，減少尖角、孔洞，采取防應力腐蝕、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）根據產品三防性能要求，對關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）嚴格控制元器件的質量，固化生產工藝，加強對生產過程及供應商的常規性、持續性質量監管。

2.1.3 材料選型

1）金屬材料的選擇。

a.在易發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。一般高強度鋼（抗拉強度超過1000Mpa），在電鍍時易出現“氫脆”現象；

c.選用雜質含量低的材料。雜質會影響金屬

材料抗應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.熱塑性塑料易受風化、潮濕、溫度和微生物分解作用而變質。

d.熱固性材料包括酚醛塑料、環氧塑料、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，以及對周圍環境的抵御力，在電子設備中廣泛應用，如聚四氟乙烯。

f.涂料。環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品對環境的抵御力。如采用熱處理可以有效改善金屬的金相組織，消除內部應力和應變。

2）使用噴丸、滾軋等方法消除零部件中的殘余應力。

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，并根據應用環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品的工作環境。

7）在拆裝緊固件、結構件時，應配套手套，避免汗漬侵蝕；應采用適當的力矩，避免破壞結構和涂鍍層。

2.3 三防管理

三防管理貫穿產品設計、工藝、制造、采購、質檢、檢測、包裝運輸、運維全生命階段。

通過對三防工作中的關鍵節點進行管控和監督，降低潛在的風險和隱患，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，是檢驗產品三防性能、設計和工藝技術措施的正確性的手段，是保障產品三防性能必不可缺的重要環節。

電工電子產品環境試驗試驗方法及要求參考GB/T 2423系列和GJB 150A系列標準。

我國特殊環境條件下的產品環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

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

設計師應根據產品三防包裝要求進行包裝防護設計，GB/T 4798.1和GB/T 4798.2分別給出了貯存和運輸的環境條件參數，在使用時應結合實際情況進行參考。

包裝運輸設計的可靠性需要經過試驗進行驗證，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

在長期環境因素作用下，產品的材料、涂鍍層

等可能出現性能下降、脫落、局部銹蝕、霉變等情況，對此應設置合理的維護計劃，延長使用壽命。

3 結論

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

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