Защита от климатических воздействий
Атмосферная коррозия деталей.Защита конструкцийвысших структурных уровней от атмосферных воздействий предполагает защиту от действия влаги, биологической среды, пыли. Необходимо предотвратить проникновение влаги, пыли в зазоры подвижных и неподвижных контактных соединений, так как это влечет за собой нежелательные изменения электропроводности, химические и электрохимические разрушения в конструкции.
Защита несущих деталей конструкции может быть обеспечена выбором материала детали, стойкого к действию влаги и агрессивной газовой среды, или покрытием поверхности металлическими, полимерными, стеклоэмалевыми пленками, созданием на поверхности детали оксидных или комплексных соединений.
РЭА может подвергаться циклическим изменениям температуры. В этом случае на ее внутренней и наружной поверхности конденсируется влага. При длительном хранении РЭА в нерабочем состоянии влажность окружающей среды также вызывает разрушения от коррозии (в особенности неизолированных проводов диаметром менее 0,1 мм).
Коррозия - распространение по поверхности разрушения твердого тела под воздействием химических и электрохимических факторов. Защита от коррозии - путем образования защитных слоев с помощью окраски, химической и электрохимической обработки поверхности. Выбор материала зависит от требований, связанных с выполнением функций прибора и от коррозийных свойств, при этом необходимо учитывать пару взаимодействующих материалов. Интенсивность коррозии зависит от разности потенциалов, возникающей в месте касания металлов. Образующиеся потенциалы сильно зависят от состава водной среды. При выборе материалов с учетом их электрохимических потенциалов, необходимо руководствоваться следующим:
|
|
|
- разность потенциалов 2-х металлов должна быть малой. Для аппаратуры связи допустима разность потенциалов до 0,5 В; для позиционных приборов до 0,25 В;
- металлы следует покрывать защитными слоями, изолирующими их друг от друга;
- площади касания различных металлов должны быть малыми, т.к. увеличение этих площадей приводит к усилению контактной коррозии.
Коррозия двух металлов в контактном соединении зависит не только от того, как далеко они отстоят один от другого в электрохимическом ряду (этим и определяется разность потенциалов при разомкнутой цепи), но и от поляризации в замкнутом состоянии. Поляризация электродов зависит от силы тока, протекающего между ними. Направление возникающего при этом изменения потенциала всегда таково, что оно препятствует смещению равновесия и, следовательно, протеканию тока.
Рассмотрим некоторые пары металлов с точки зрения их совместимости друг с другом. Алюминий и магний являются нежелательной парой: при контактных соединениях магниевые сплавы корродируют.
|
|
|
Алюминий и сталь могут использоваться в контакте благодаря небольшой разности потенциалов и большой анодной поляризуемости алюминия, однако в морской атмосфере контакт алюминия со сталью нежелателен из-за смещения потенциалов.
Пара алюминий-медь недопустима, так как в слабоагрессивных средах контакт алюминиевых сплавов с медными вызывает сильную коррозию алюминия. Анодирование алюминиевых сплавов не исключает коррозии.
Контактирование алюминиевых сплавов с латунью и бронзой также должно быть исключено.
Пару алюминий-нержавеющая сталь можно использовать только в нормальной атмосфере. В морской атмосфере в таких соединениях корродируют алюминиевые сплавы. В морской воде разрушение алюминиевых сплавов особенно сильно проявляется, когда большая поверхность нержавеющей стали контактирует с малой поверхностью алюминиевого сплава.
Титановые сплавы в паре с алюминием допустимо применять при всех условиях, за исключением погружения в морскую воду, так как титан усиливает коррозию алюминиевых сплавов.
|
|
|
Магниевые сплавы в сильной степени подвержены контактной коррозии со всеми металлами, поэтому зону соединения следует тщательно защищать от влаги несколькими слоями грунта, шпаклевки и краски.
Клепаные соединения должны иметь правильно подобранные материалы. Нельзя допускать, чтобы материал заклепок имел более отрицательный потенциал по сравнению с материалом соединяемых деталей и чтобы разность потенциалов была чрезмерно большой. Например, соединение деталей из магниевых сплавов целесообразно производить заклепками из алюминиево-магниевого сплава АМ-5. При этом следует избегать заклепок из сплавов типа дюралюминия, содержащих медь и вызывающих сильную коррозию магниевых сплавов.
Механические напряжения в детали оказывают заметное влияние на коррозию. Если стальная деталь испытывает большие механические напряжения (как внутренние, так и под действием внешней нагрузки), то коррозия увеличивается в условиях агрессивных сред.
При большой влажности в морских условиях происходит растрескивание стальных деталей по границам структурных зерен. Особенно часто это происходит в изгибах с малыми радиусами (в результате наклепа) в условиях тропической влажности. Могут растрескиваться и тонкие латунные детали, если они находятся под механическим напряжением (от внешних сил или в результате изготовления) в условиях повышенной влажности. В тропических условиях трещины на подобных деталях появляются через несколько месяцев.
|
|
|
Наряду с перечисленным ранее, вредные влияния окружающей среды можно уменьшить с помощью конструктивных решений. Это может быть герметизация прибора.
Таблица 7 - Преимущества и недостатки приборов различной конструкции в зависимости от степени герметизации:
| Конструкция | Преимущества | Недостатки |
| Герметичная | Защита от воды и грибков, замедление диффузии водяных паров, высокий срок службы | Конденсация воды, затрудненный переход к более благоприятным условиям окружающей среды, трудность замены осушителя |
| Частично-герметизированная | Быстрое изменение влаж-ности и хорошая защита от пыли | Попадание водяных брызг, грибков, малый срок службы осушителя (более частая его замена) |
| Открытая (с хорошей вен-тиляцией) | Внутренний климат соот-ветствует наружному, хорошая вентиляция предотвращает образование грибковой плесени | Опасность попадания посто-ронних тел, повышенная чувствительность к изменению влажности |
У приборов, работающих на открытом воздухе, внешние поверхности следует выполнять в основном вертикальными, а горизонтальные заменять наклонными, конусными или выпуклыми. Внешние поверхности должны быть малыми и гладкими; для наружных деталей желательно обеспечить более интенсивную циркуляцию воздуха. Попадающая на детали вода не должна стекать на другие. Кроме того следует избегать узких зазоров, острых наружных и внутренних углов, профилированных поверхностей и мест, где могут собираться загрязнения. Для получения герметичных конструкций используют закрытые корпуса, защитные крышки, уплотнения. Защиту от касания и внедрения посторонних предметов обеспечивают экранированием подвергающихся опасности деталей или приборов защитными решетками, колпачками или корпусами.
Воздействие грибковых образований на конструкцию.
В конструкции РЭА, которая должна работать в тропическом влажном климате, необходимо предотвращать развитие плесневых грибковых образований. Плесневые грибы не имеют хлорофилла и поэтому используют органические вещества, на которых происходит их рост. Плесневые грибы содержат большое количество ферментов, которые катализируют процессы разложения. Помимо питательных веществ для развития грибов нужна влага, так как грибковые нити не имеют защиты от испарения. Влага не обязательно должна быть в виде жидкости. Достаточно, чтобы влажность воздуха была 70 - 100%, во всяком случае не ниже 65%. При предельной влажности 65 - 70% могут развиваться только отдельные виды грибов. Температура для роста грибов не играет существенной роли, но свет, особенно ультрафиолетовая и инфракрасная части спектра, сильно тормозят их развитие. Способствует росту грибов неподвижность воздуха.
Споры грибов попадают в воздух из почвы и распространяются вместе с пылью. Споры имеют высокую стойкость к воздействию сухости, холода, жары, излучения, ядов, в течение многих лет сохраняют способность к размножению. Первая фаза прорастания не требует питательных веществ, так как споры имеют некоторый их запас. Появление плесени на материалах, которые, казалось бы, не могу быть пищей для грибов, связано с загрязнением поверхности. Этот тонкий слой загрязнения, хотя бы от пота рук или от пыли, достаточен для роста плесневых грибов. Мицелий плесневого гриба состоит из воды с высоким содержанием белка и питательных солей. По нему может происходить закорачивание электрической цепи, и, кроме того, органические кислоты, входящие в такой электролит, ускоряют коррозию токонесущих участков.
Плесень вначале поражает наиболее предрасположенные к ее образованию материалы, а затем переходит на другие, например начинается на хлопчатобумажной оплетке и распространяется потом на провода с лакошелковой изоляцией.
Методы защиты от плесени. - Предрасположенность синтетических материалов к образованию плесневых грибов связана с наличием пластификаторов, наполнителей и т. п. Особенно это заметно у поливинилхлорида, который из-за добавления к нему пластификатора сильно плесневеет.
Хорошую стойкость против плесени имеют уретановые лаки и лаки с введенными в них противоплесневыми ядами - фунгицидами. Но действие фунгицидов с течением времени ослабевает и два-три года спустя на деталях может при благоприятных для нее условиях появиться плесень.
Проникающая через отверстия и щели в корпусе РЭА пыль может вызвать снижение сопротивления изоляции и появление электрических пробоев в конструкции. Успешность борьбы с воздействием пыли зависит от микроклимата внутри РЭА. При относительной влажности выше 75% большая часть атмосферной пыли объединена с влагой. Начиная с 70%-ной относительной влажности происходит коагуляция частиц. При более низкой влажности частицы заряжаются электрически.
В состав пыли входят неорганические соединения и органические частицы текстильного и растительного происхождения. Неорганическая пыль - это уносимая с тягой зола, уличная пыль (частицы размером примерно 100 мкм) и мелкие частицы сажи, размер которых составляет доли микрометра. Наиболее вредной составной частью дымовых газов в промышленных районах являются продукты сгорания серы. После сгорания получается сернистый ангидрид SO2, который окисляется в воздухе и, соединяясь с водой, образует кислоты H2SO3 и H2SO4.
Так как сухие частицы пыли электрически заряжены, то они преимущественно оседают на деталях, имеющих постоянный электрический потенциал.
Воздействие пыли на РЭА проявляется главным образом в виде засорения смазки механизмов, увеличивая износ и вызывая заедания. Наибольшую опасность представляют зерна размером от 1 до 40 мкм. Кроме того, пыль в воздушном зазоре электромеханического реле может препятствовать его срабатыванию. Гигроскопические свойства некоторых частиц пыли способствует развитию коррозии. Так, тонкий слой копоти (частицы сажи) адсорбируют SO2 , усиливающий химическую коррозию. В тропических условиях осаждение пыли является, как отмечалось, причиной роста плесени, если осевшая пыль представляет собой подходящую среду для микроорганизмов.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 1265; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!