三防的设计与管理

2014-12-10严军政

中国科技纵横 2014年12期

关键词：三防任务书分机

严军政

(中国电科技集团公司第20研究所,陕西西安 710068)

三防的设计与管理

严军政

(中国电科技集团公司第20研究所,陕西西安 710068)

三防技术即防盐雾、防潮湿和防霉菌,是电子整机最重要的防护之一,传统的观念认为,三防是一项工艺技术,就是在电路板上涂一层防护材料,其实这是一种错误的观念,其实三防是一种系统工程,它涉及到材料、设计、工艺等各方面。本文就三防的设计流程以及设计原则给出了的观点。

三防电化偶腐蚀晶界腐蚀

军事电子装备的三防性能是整机重要战术指标之一,它有特定的技术内容和要求,是一项涉及机械、电化学、生物等多门类、多科学的综合技术。国外的研究报告指出,机械电子设备在实际使用中所发生的故障有52%是由环境因素造成的,而其中90%以上又是由于温度、振动、湿度、盐雾及霉菌所引起。电子设备的可靠性与环境因素有着十分密切的关系,在海洋和湿热气侯条件下的雷达、通信等电子设备由于潮湿、盐雾和霉菌的侵蚀极易产生故障。如歼击机在海边工作时,其使用寿命比在内地缩短至1/2～1/3;一些海军用电子设备在北方海域尚可正常工作,一旦进入南海即故障率明显增高。经验告诉我们,环境因素的影响有时会对军事行动的成败产生决定性的作用。现代电子设备如果“三防”性能不好,不能适应实战环境,出现雷达失灵、通信中断、指挥系统不起作用,就有贻误战机导致战斗失败的危险。

现代三防技术的范畴已不单纯是一项工艺技术的实施,而是涉及到综合性的技术管理和设计,尤其是对军用电子设备的研制和生产,三防技术的要求,已和其它战术技术指标一样,显得越来越重要。因为三防技术已成为提高整机可靠性、延长使用寿命、减少使用过程中故障率的关键技术。

1 我国三防技术的现状

我国的三防技术从总体上看,尚处于三防的初级阶段,许多企业认为,三防技术是化学工艺的实施,或者是在整机部件装联之后喷一层三防涂料,没有把三防技术与产品设计和材料的选择统筹考虑。我国的电子材料与国外也有比较大的差距,国外的电子材料已形成标准化生产,并有相应标准加以控制质量,而国内缺乏这一机制,虽然有些材料与国外同类产品性能相当,但综合性内尚有较大差距。我国目前没有专门的三防材料选用手册,设计人员在设计时,没有参考的材料三防性能供选择,只能靠经验进行设计。同时,我国的三防工艺技术与国外也有较大差距。在三防技术与管理机构上,有专门从事三防技术管理的军用电子设计单位非常少。

2 三防设计技术

现代三防技术已不再是简单的防护工艺的实施,它涉及电路、结构、工艺和综合性技术管理的方方面面,下面我们举一简单的例子,来说明三防的设计工艺流程。例如,我们要设计一部简单的雷达系统,它由以下几部分组成。如图1所示。

三防设计通常采用任务书的形式,三防设计的任务书采用整机级(系统级)、分机级以及部件级三级管理。

(1)由三防设计总师根据系统、总体战术技术任务书的要求,结合该系统、分机实际的工作环境,提出整机产品中各分机产品的三防等级及使用环境。通常采用表格的形式。表1所示。

图1

表1 三防设计任务书(整机)

表2 三防设计任务书(分机)

表3 三防设计任务书(部件级)

(2)根据整机三防任务书的要求,由电路、结构、工艺、三防副总师以及分机负责人等,确定分级级别的三防任务书。如:发射系统的三防设计任务书如表2所示。

(3)计划部门根据分机计划任务书,下达部件级的三防任务书。如表3所示。

3 三防设计准则

三防设计要从整机、分机和部件设计阶段统筹考虑,这比整机完成后再进行简单的防护要好的多,三防设计时,要充分考虑整机及分机部件所处的环境,简单的说,三防设计要从以下几个方面进行考虑。

3.1 合理的结构设计

电子装备中,结构设计是否合格,对环境适应能力影响最大,也是最主要的。因此重视三防结构设计是三防设计是否完善与否的关键之一。三防的结构设计一般应遵循以下原则。

(1)在结构设计上,尤其是暴露在外的购件,应尽量消除缝隙结构,防止积水、灰尘和盐雾。(2)对大容积的构件,应尽量避免气密式设计,应设计合理的通风孔,使腔体内压力与大气压力力保平衡。因为气密设计一旦失效,腔体内由于日晒而增加压力,气体逸出;当气温下降时会进入湿气,周而复始,内部会产生积水,形成蒸气压,使电子设计受潮失效。(3)当必须进行气密设计时,容器应采用永久性熔焊气密结构。局部采用的密封圈应选用变形小的“O”形密封圈,不允许密封圈有接缝。

3.2 正确选择材料和加工工艺

(1)避免采用不同类型的金属接触,以防电化偶腐蚀;必须由两种金属接触时,应选用电位接近的金属。(2)考虑表面、晶界、焊缝、应力、剥蚀等特种腐蚀问题,应在可能最低的应力值下使用金属,以避免应力腐蚀。合理选用热处理状态,避免某些材料的晶界腐蚀和应力腐蚀。(3)正确选用经过试验验证过的涂料,凡工作在野外、海上,或暴露于大气的表面,原则上不允许金属直接与大气接触,应采用有机涂层保护。对不能极用涂层保护的如电接触件,应采用特殊的保护方法,如密封或加防护套。