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本文結合雷達結構設計中的直流風機探討分析海環(huán)境下風機的防護措施、試驗驗證及設計分析，為雷達結構設計風機的選型及防護提供借鑒和參考。

 

風機環(huán)境試驗

 

為驗證直流風機三防處理后，環(huán)境防護措施能否滿足裝備使用要求，取某型直流風機進行強化鹽霧試驗驗證其三防性能。

 

01.試件規(guī)格

進行強化鹽霧試驗的風機試件規(guī)格如表1所示。

 

表1鹽霧試驗風機型號

 

02.試驗依據

試驗根據強化鹽霧試驗方法進行，具體試驗條件如下：

 

1 試驗條件

1) 軍標一般鹽霧試驗條件

試驗按GJB 150.11A-2009《軍用裝備實驗室環(huán)境試驗方法 第11部分：鹽霧試驗》中規(guī)定的條件和方法進行，共進行96h。

2) 強化鹽霧試驗條件

已知海黃銅要求滿足鹽霧試驗500h的要求，不銹鋼材料要求滿足鹽霧試驗1000h的要求。試驗選取進行480h（ 10個循環(huán)）鹽霧試驗。

 

2 試驗方法

試驗方法遵循GJB150.11A-2009規(guī)定。

1) 預處理

對試件表面進行預處理，以確保試件表面沒有污染物。

2) 初始檢測

檢查試件外觀并照相記錄。

3) 試驗樣品在試驗設備中的安裝

試驗樣件懸掛于樣品架上，樣品周圍的空氣應保持自由循環(huán)，并確保試驗箱內沉降量收集器放置的位置不會收集到從試件上滴落的液滴。

4) 試驗

① 調節(jié)試驗箱溫度為+35℃，并在噴霧前將試件保持在該條件下2h；

② 連續(xù)噴霧24h，期間保證鹽溶液的沉降率為(1～3）ml/(80cm2h）；

③ 在標準大氣條件溫度(+15℃～+35℃）和相對濕度不高于50%的條件下干燥試件24h；

④ 重復一次步驟②和步驟③；

⑤ 共進行10個循環(huán)（480h）。

5) 鑒定

受樣件品外表面經鹽霧試驗后外觀要求：

① 非金屬材料無明顯的泛白、膨脹、起泡、皺裂以及麻坑等；

② 結構件金屬無明顯發(fā)暗變黑；

③ 金屬結合處無嚴重腐蝕；

④ 金屬防腐層輻射面積不超過金屬防護層面積的30%；

⑤ 涂漆層除局部邊棱處外，無氣泡、起皺、開裂或脫落，且底金屬未出現腐蝕。

 

03.試驗過程

鹽霧試驗過程試件實物如圖1所示。

 

a.96h鹽霧圖片

b.240h鹽霧圖片

c.480h鹽霧圖片

 圖1 試件005鹽霧試驗圖片

 

04.試驗結果

試驗根據試驗后風機加電測試額定電流變化判定風機性能狀態(tài)，共分為風機空載（前后無遮擋）和風機負載（進風口遮擋）兩種狀態(tài)進行測試。為保證風機試件三防前、三防后及鹽霧試驗后3種不同情況下測試數據的準確性，根據三定原則，所使用的測試設備、測試人員保持不變，測試結果如表2和表3所示。

表2 風機測試記錄表（風機縱向放置-前后無遮擋）

表3 風機測試記錄表（風機水平放置-進風口有遮擋）

根據表2和表3強化鹽霧試驗結果，各風機試件在鹽霧試驗96h、240h、480h后，保持風機電壓24V不變，風機運行電流與三防試驗后的運行電流基本一致，上下偏離值在5%以內，可以判定在480h鹽霧試驗后，各風機試件的印制板尚未被鹽霧腐蝕損壞，風機運行正常。

 

由圖2可知，隨著鹽霧試驗時長的逐漸增加，風機表面白色晶體(主要成分為NaCl)累積的越來越多，風機印制板的元器件表面逐漸被白色晶體覆蓋，元器件被鹽霧腐蝕的概率也隨之增加。從實際風機測試結果可以得出，240h鹽霧試驗和480h鹽霧試驗，風機的印制板尚未被鹽霧腐蝕，仍然可以正常工作。

 

圖2 風機浸水試驗

 

 

風機防護分析

 

海環(huán)境下直流風機三種防護措施：直流風機三防選型、浸泡法三防處理、真空氣相沉積法鍍絕緣膜，三種防護措施在實際設備使用過程中針對不同規(guī)格的直流風機，均存在一定的問題，現對問題分析如下。

 

01 直流風機三防選型

直流風機三防選型能夠滿足海環(huán)境下裝備的正常使用需求，且防護等級達到IP68，環(huán)境適應性強。但直流風機三防選型最主要的問題是成本較高，通常是普通風機價格的3-5倍。

 

02 浸泡法三防處理

風機浸泡法三防處理同樣能夠滿足海環(huán)境下裝備的正常使用需求，印制板可防水濺但風機浸水后損壞，無法達到風機整體防水。這是因為受限于噴涂工藝存在操作局限性，風機印制板某些部位存在噴涂不可達問題，如芯片/模塊底部、隱藏焊點部位等，如果噴涂不可達部位沒有有效的防護措施，印制板長期處于高鹽霧、高濕熱、高霉菌環(huán)境中，極易造成腐蝕、短路等嚴重后果，降低產品可靠性。

 

03 真空氣相沉積法鍍絕緣膜

真空氣相沉積法鍍絕緣膜環(huán)境防護性能最好，風機浸水后仍能正常運轉，如圖4所示。但針對不同規(guī)格直流風機，真空氣相沉積法鍍絕緣膜后，風機一定程度上會出現停轉、異響等現象。這是因為目前風機鍍膜工藝采用整體鍍膜方式，經鍍膜風機拆解分析可知：

 

1) 真空氣相沉積法鍍絕緣膜法能夠提升直流風機三防性能，效果因風機規(guī)格、形式不同略有差異；

2) 風機因型號規(guī)格不同，風機的結構形式不同，鍍膜的效果及鍍膜帶來的停轉、異響問題也有不同；

3) 風機鍍膜過程如無合理的拆解恢復或防護措施，整體鍍膜會導致風機內部、轉軸端面、或內外軸承內部等位置同時進行鍍膜（見圖3），增大風機轉動摩擦阻力，導致風機停轉、異響問題發(fā)生；

4) 風機如能合理拆解和恢復，僅對印制板進行鍍絕緣膜處理，則風機鍍膜后無停轉、異響等現象。

 

 

 圖3 風機鍍膜后內部示意

 

結  論

 

海環(huán)境下直流風機三種環(huán)境防護措施：直流風機三防選型、浸泡法三防處理、真空氣相沉積法鍍絕緣膜，均能不同程度的提升風機的環(huán)境防護性能。同時，受限于不同的風機規(guī)格及工藝方法，三種環(huán)境防護措施又均存在各自的局限性。

 

海環(huán)境下風機的環(huán)境防護設計，可根據不同的使用場景及工藝規(guī)程，選擇不同的環(huán)境防護措施。本文對雷達裝備海環(huán)境下風機的環(huán)境防護設計能夠提供一定的借鑒和參考意義。