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海環(huán)境下雷達設(shè)備風(fēng)機防護設(shè)計研究和分析

嘉峪檢測網(wǎng)        2021-05-19 10:27

雷達設(shè)備長期服役于海環(huán)境中,濕熱、鹽霧和霉菌對雷達設(shè)備的結(jié)構(gòu)和電氣元器件的侵蝕破壞,會嚴(yán)重影響裝備的可靠性和服役壽命。據(jù)資料統(tǒng)計:有50%以上的設(shè)備故障是由三防(防濕熱、防鹽霧、防霉菌)設(shè)計不當(dāng)或三防工藝不成熟而造成的。風(fēng)機作為雷達電子設(shè)備通風(fēng)散熱的關(guān)鍵核心器件,如若發(fā)生故障,會給雷達電子設(shè)備帶來性能影響甚至不可逆的損傷。因此,有必要對海環(huán)境下風(fēng)機的環(huán)境防護設(shè)計進行研究。

 

本文結(jié)合雷達結(jié)構(gòu)設(shè)計中的直流風(fēng)機,進行風(fēng)機的環(huán)境防護措施研究及分析,為雷達結(jié)構(gòu)設(shè)計風(fēng)機的選型及防護提供借鑒和參考。

 

風(fēng)機結(jié)構(gòu)

 

直流風(fēng)機主要由風(fēng)機葉片和風(fēng)機外框兩部分組成,其結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。內(nèi)/外軸承、襯套、繞組、印制電路板與風(fēng)機外框為一體,轉(zhuǎn)軸與風(fēng)機葉片為一體,風(fēng)機葉片轉(zhuǎn)軸通過彈簧、平墊圈、彈性擋圈與風(fēng)機外框連接,保持相對位置關(guān)系。彈簧設(shè)置在外軸承外側(cè),靠平墊圈和彈性擋圈壓緊。

海環(huán)境下雷達設(shè)備風(fēng)機防護設(shè)計研究和分析

圖1某直流風(fēng)機結(jié)構(gòu)組成示意圖

 

直流風(fēng)機葉片和風(fēng)機外框材質(zhì)一般為復(fù)合材料或金屬材料,且結(jié)構(gòu)件自身均做有相應(yīng)的表面處理和涂覆處理,海環(huán)境下相對不易產(chǎn)生腐蝕損傷;轉(zhuǎn)軸及軸承部分因風(fēng)機高速旋轉(zhuǎn),常注有潤滑脂或潤滑油,海環(huán)境下亦不易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。直流風(fēng)機海環(huán)境下的環(huán)境防護重點為印制電路板,印制電路板上電子元器件、金屬件及電路在濕熱、鹽霧、霉菌環(huán)境下,經(jīng)常發(fā)生腐蝕,絕緣電阻下降,信號傳輸失真,導(dǎo)致風(fēng)機故障。

 

交流風(fēng)機內(nèi)部設(shè)備組成及布局與直流風(fēng)機不同,不存在印制電路板,核心器件漆包線繞組均涂覆有較厚的絕緣漆,故交流風(fēng)機的環(huán)境防護性能強于直流風(fēng)機。

 

風(fēng)機防護設(shè)計

 

01 風(fēng)機防護措施

 

目前海環(huán)境下直流風(fēng)機環(huán)境防護措施主要有如下三種:

 

1) 直流風(fēng)機三防選型:考慮風(fēng)機的使用環(huán)境,設(shè)計階段選用具備三防能力的風(fēng)機,防護等級IP68;

 

2) 浸泡法三防處理:風(fēng)機進行聚氨酯清漆浸泡,印制電路板形成三防鍍膜,提高印制電路板上元器件的三防性能;

 

3)真空氣相沉積法鍍絕緣膜:風(fēng)機采用真空氣相沉積法對風(fēng)機進行絕緣鍍膜,成分為C型聚對二甲苯,提高風(fēng)機環(huán)境防護性能。

 

因此在低溫過程中需要保持設(shè)備的密封與箱內(nèi)的正壓。

 

02 浸泡法工藝流程 

 

1) 準(zhǔn)備:待處理風(fēng)機齊套,風(fēng)機表面標(biāo)記;加電測試,記錄風(fēng)機工作的電壓和電流值。

 

2) 清洗:風(fēng)機浸入無水乙醇,風(fēng)機印制電路板側(cè)朝下,無水乙醇沒過風(fēng)機印制板;浸泡約1min,手持風(fēng)機輕輕晃動約1min,晃動時保持風(fēng)機印制板始終浸泡在無水乙醇內(nèi)。

 

3) 去潮:風(fēng)機從無水乙醇內(nèi)取出,靜置5min后入烘箱45°去潮處理4h。

 

4) 測試:風(fēng)機加電測試,記錄風(fēng)機工作的電壓和電流值。

 

5) 三防處理:

① 按聚氨酯清漆防護噴涂通用工藝配置三防漆;

② 用壓敏膠帶保護風(fēng)機葉片;

③ 風(fēng)機印制電路板側(cè)朝下平放入容器內(nèi);

④ 將配好的三防漆慢慢注入容器,液面沒過印制電路板約1mm,靜置1min;

⑤ 將風(fēng)機取出,滴漆約5min,用無紡布或綢布蘸取無水乙醇將風(fēng)機下表面的漆液擦除;

⑥ 室溫自然晾干4h;

⑦ 重復(fù)①~⑥工序操作;

⑧ 室溫固化24h。

 

6) 清潔處理:去除風(fēng)機葉片上的膠帶及表面多余物,并去除多余漆液。

 

7) 測試:風(fēng)機加電測試,記錄風(fēng)機工作的電壓和電流值。

 

03 真空氣相沉積法工藝流程

 

1) 準(zhǔn)備:

① 待處理風(fēng)機齊套,風(fēng)機表面標(biāo)記;加電測試,記錄風(fēng)機工作的電壓和電流值;

② 待處理風(fēng)機工件架擺放整齊,避免相互碰觸;工件架放塞尺做陪測片;

③ 記錄環(huán)境溫度和濕度,溫度應(yīng)保持在25℃±10℃;濕度應(yīng)保持在20%~75%RH。

 

2) 稱料:按工藝要求稱取鍍膜厚度對應(yīng)Parylene C原材,記錄數(shù)據(jù)及原材料批號。

 

3) 沉積:

① 設(shè)備開機,系統(tǒng)抽真空,同時打開冷機;

② 真空控制器達到設(shè)置值,開裂解爐和真空規(guī)管加熱,設(shè)置溫度,記錄時間和參數(shù);

③ 當(dāng)裂解爐溫度顯示670~690,且真空達到并低于基壓時,打開蒸發(fā)旋鈕,設(shè)置蒸發(fā)溫度110~120,記錄時間和各參數(shù);保持40min~60min;

④ 將真空控制器設(shè)定值升高5,同時將蒸發(fā)溫度設(shè)定值升至180℃,記錄時間和各參數(shù);保持此設(shè)置值15 min~25 min;

⑤ 將真空控制器設(shè)定值再升高5,記錄時間和各參數(shù);保持此設(shè)置值15min~25 min;

⑥ 將真空控制器設(shè)定值再升高2,記錄時間和各參數(shù);保持此設(shè)置值15min~25 min;

⑦ 將真空控制器設(shè)定值再升高1,記錄時間和各參數(shù);此后進入穩(wěn)定鍍膜階段,無需記錄數(shù)據(jù),或記錄一次期間任意時刻的各參數(shù);

⑧ 結(jié)束關(guān)機,將真空旋鈕旋至HOLD位置,關(guān)冷機。將裂解爐旋鈕旋至關(guān)閉;記錄時間和各參數(shù);

⑨ 關(guān)閉蒸發(fā)旋鈕旋,停機,維持真空隔天卸架,或待裂解爐溫度降至400,且蒸發(fā)溫度降至75以下后,將關(guān)閉蒸發(fā)旋鈕,真空放氣,出爐,記錄時間和各參數(shù);

⑩ 出爐時,移除腔體,取下工件架,戴手套逐層取出工件,置于周轉(zhuǎn)盒內(nèi),并對有稱重標(biāo)記的工件進行稱重。

 

4) 檢驗:

① 外觀檢測保護膜層需完整,膜層表面沒有氣泡;

② 檢測膜層厚度需符合圖紙要求;

③ 風(fēng)機加電測試,記錄風(fēng)機工作的電壓和電流值。

 

04 風(fēng)機防護小結(jié)

 

聚氨酯清漆浸泡法或真空氣相沉積法均能夠使風(fēng)機印制電路板表面產(chǎn)生三防鍍覆膜層,且風(fēng)機三防處理前后運行電流基本一致,上下偏離值均在5%以內(nèi)。風(fēng)機印制板處理前后實物如圖2所示。

 

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a.(左)印制板三防處理前;b.(中)浸泡法三防處理;c.(右)真空氣相沉積法三防處理      圖2某直流風(fēng)機印制板實物圖

 

 
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來源:環(huán)境技術(shù)核心期刊

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