产品三防设计课件.ppt

结构工程师培训,产品三防设计专项,目录,1.,三防概述,2.,三防设计方法,3.,三防设计应用及案例分析,1.,三防概述,1.1,三防定义：,-,防湿热、防霉菌、防盐雾,-,国外通称 防腐蚀,-,凡是由环境（大气环境或平台环境）引起的设备故障都属于,防护范畴,1.2,三防设计发展：,-,时间方面，后期补救到前期设计,-,内容方面，工艺防护到系统设计（优选材料，结构设计，工艺防护）,-,形式方面，随意设计到规范设计,2.,三防设计方法,2.1,三防设计总则,2.1.1,产品应用环境分类,2.1.2,三防设计中的结构件分类,2.1.3,常用材料的防腐性能对比和选择,2.1.4,环境类型与对应的可选用基体材料,2.1.5,环境类型与对应的可用防护性表面膜层,2.2,各类环境中三防设计,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.2 B,类环境下的三防设计,2.2.3 C,类环境下的三防设计,2.3,包装的三防设计,2.1,三防设计总则,产品设计的全过程中应始终注意腐蚀控制问题，即在方案论证、技术设,计、材料与工艺选择、研制和生产过程中都要考虑腐蚀及其控制。产品设计,时，主要从以下方面综合考虑腐蚀控制问题：环境条件、结构设计、材料选,择、金属腐蚀与预防、表面防护、有效的防护包装。,环境类型,环境,(,自然,),类型的说明,A,类,受控环境,-,温湿度受控的室内,或被密封的有限空间内,B,类,不受控的环境,-,偶尔会,R.H 100%,如仓库,地下室,户外,简单遮蔽等,C,类,恶劣环境,-,海上舰船,岛屿或污染源附近,（,海洋、盐水湖,3.7,公里内；,冶炼厂、煤矿、热电厂等重污染源,3,公里内；,化工、橡胶、电镀等中等污染源,2,公里内；,食品、皮革、采暖锅炉等轻污染源,1,公里内）,2.1.1,产品应用环境分类,从环境类型角度看：,A,类环境中：只有,II,型结构件；,B,类环境中：不受控房间内的都是,II,型结构件；室外（包括只有简单遮蔽）的产品外壳等属于,I,型结构件；,C,类环境中：外壳一定是,I,型结构件。,而无论何种外环境下，封闭的外壳内的零件都属于,II,型结构件，而且这些内部,II,型结构件所处的小环境都是属于,A,类环境。,分类,定义,型结构件,安装在室外设备上、能与外界空气直接接触的外露的零件,型结构件,除,型结构件外，不与外界空气直接接触的零件,2.1.2,三防设计中的结构件分类,金属材料,-,钢材,分类,常用牌号,1,冷轧钢板,碳素结构钢,08 08F,2,热轧钢板,碳素结构钢,Q235A SPHC,（薄板,2.5mm,）,3,预镀钢板,电镀锌 （耐指纹）,DX2,4,热浸锌,5,覆铝锌板 （热浸镀铝锌合金）,铝的含量不同，其性能有差异,6,镀锡板 （马口铁）,7,不锈钢板,奥氏体（,普通、镜面、磨砂、拉丝）,303,、,304,、,316,、,1Cr18Ni9Ti,8,弹簧钢带,65,锰、不锈钢,65Mn SUS301,（,1Cr17Ni17,）,2.1.3,常用材料的防腐性能对比和选择,金属材料,-,钢材,常用材料对比：冷轧钢板与耐指纹镀锌钢板,耐指纹镀锌钢板表面有一层薄的锌层（常用型号的锌层厚度约,2.8,微米）和极薄的防,手印有机涂层，对钢基体有一定保护作用，但其防护能力很有限，用这种板材制作的,零件表面耐蚀能力远不及符合质量要求的镀锌彩色钝化的冷轧钢零件。,耐指纹镀锌钢板钣金零件的切口断面由于没有了保护层，极易出现锈蚀，而对这种缺,陷在加工时较难采取措施进行有效防护。当有焊接时，镀锌钢板容易留下难看的高,温烧蚀痕迹，除非涂上有机涂层加以掩盖、否则只能保留而影响外观和该处的导电,性；冷轧板零件则可通过打磨后电镀来消除这一现象。,当要求局部喷涂（即局部表面要求导电）时，若用冷轧板镀锌后喷涂，则无涂层区域,上的彩色钝化膜会因高温过程而大大降低保护能力；而镀锌钢板上的耐指纹膜一般不,会受到影响。因此这种情况下二者表面的耐蚀性能接近。,两种材料中冷轧钢板价格较低，但一般需电镀处理，故加工工序多、周期长。,2.1.3,常用材料的防腐性能对比和选择,金属材料,-,钢材,基材,表面处理,防护原理,耐蚀性,（中性盐雾试验）,注意事项,预镀钢板,（预镀）,预镀锌膜厚,13,微米,热镀锌膜厚,520,微米,平板面,24h,无腐蚀,限,A,类使用，切口边会锈蚀，须隐蔽。,冷,轧,板,或,钢件,电镀锌,镀层厚,612,微米（,A,）,镀锌镍层,10,微米（,B,、,C,）,Cr,+6,钝化,-168h,Cr,+3,钝化,-72/48h,对手汗敏感；高温钝化层破坏耐蚀下降。,镀铜,+,镍,Fe/Ep.Cu20 Ni30,4872h,耐磨、装饰,镀铜,+,镍,+,铬,Fe/Ep.Cu20 Ni30 Cr0,3,4872h,耐磨,不锈钢,钝化,选用奥氏体材料,48 h,优选,304,、,316,或,1Cr18Ni9Ti,钢板,（件）,磷化（或镀锌）,+,喷漆、（喷粉）,厚度,80120,微米,500 h,户外构件需热浸锌,+,有机涂层（重防护）,2.1.3,常用材料的防腐性能对比和选择,金属材料,-,铝材,铝及铝合金的耐蚀性：纯铝防锈铝锻铝压铸铝硬铝,铝材料价格：硬铝锻铝防锈铝纯铝压铸铝,根据结构特点及功能要求铝及铝合金的选用原则是：,无承力要求及导电件选用纯铝；,有一般承力要求的钣金件可选用防锈铝；,铝型材及机加工件例如：选用锻铝,6061,或,6063,；,压铸铝合金应选用,YL102,，而尽量不用,ADC12,（含铜）。,2.1.3,常用材料的防腐性能对比和选择,金属材料,-,铝材,铝材分类,型号及状态,应用场合,型号,纯铝,1100H24,非受力件，耐蚀好,防锈铝,Al-Mg,5A06 5052-H32,中等受力件，耐蚀好,6061-T6,6063,、,6061,厚板机加工件,高强度用,6061-T6;,挤出成型用,6063/6061,锻铝,Al-Mg-Si,压铸铝合金,（,Al-Si,）,YL102 ,A360,耐蚀性好，流动性差,（,Al-Si-CU,）,ADC12,A380,耐蚀性差，流动性好,强度好,硬铝,Al-Zn-Mg-Cu,7075,耐蚀性差，强度高,2.1.3,常用材料的防腐性能对比和选择,金属材料,-,铝材,表面处理,防护原理,耐蚀性（中性盐雾试验）,注意事项,铝 板,压铸铝,无色化学氧化,铬,酸盐氧化,膜，低于,1,，致密,100h,无腐蚀,48h,表面导电,阳极氧化,膜厚大于,6,微米,240h,以上,（不能）,表面不导电,化学镀镍,化学镀膜层均匀,通常用其特殊功能而不要求耐蚀性；当膜厚,30,微米时，有可能通过,96 h,。,可焊性,镀金,/,镀银,镍底层起屏蔽保护作用,镀金：,72h,无腐蚀；钎焊不要求,镀银：不要求，应考虑防变色。,无特别要求，必须镍底层。,喷涂,(,漆,),有机涂层,500h,以上无蚀点,2.1.3,常用材料的防腐性能对比和选择,金属材料,-,铜材,材料,型号,表面处理,耐蚀性,注意事项,紫铜,(,纯铜,),T2-M(Y),T3-Y (M),钝化,镀镍,镀锡,镀银,镀金,良好,高导电或导热零件,黄铜,(,铜锌,),H62,钝化,镀镍,镀锡,镀银,镀金,良好,紧固件,一般导电及连接器用,青铜,(,铜锡磷,),(,铍铜,),QSn6.5-0.4-Y,QBe2-Y,钝化,镀银,镀金,良好,电连接,EMC,连接器,白铜,(,铜镍,),BZn18-18,良,A,类环境下屏蔽罩,(,可焊,),2.1.3,常用材料的防腐性能对比和选择,金属材料,-,铜材,常用材料对比：紫铜与黄铜,二者的耐蚀能力相似，在大气中都有较好的抗蚀性，但会受含硫或,氨的大气影响。,黄铜强度高、易加工、价格低，故在电、热性能都满足要求的情况,下可尽量多选用黄铜。,2.1.3,常用材料的防腐性能对比和选择,金属材料,常用金属材料耐腐蚀性能对比：,材料本身在大气中的耐蚀能力为纯铝,防锈铝,奥氏体不锈钢,黄铜,纯铜,压铸锌合金,碳钢,表面预镀的冷轧碳钢板材料表面抗腐蚀性能为：耐指纹电镀锌钢板,覆铝锌板,热镀锌,钢板,2.1.3,常用材料的防腐性能对比和选择,非金属材料,-,橡胶,材料名称,主要优点,主要缺点,应用范围,硅橡胶,(,高抗撕,),1.,使用温度,-60180,；,2.,电性能、耐候性好；,3.,可粘接。,耐油性差,防水密封垫,“,O,”,形圈,高频,微波部件的密封,EMIS,衬垫。,三元乙丙胶,(,EPDM,),1.,力学性能好,使用温度范围宽；,2.,耐候性好；,3.,耐高压及耐电弧性好。,阻燃性差,粘接性差,户外产品密封件,耐高压垫片,氯丁橡胶,1.,力学性能,耐候性,阻燃性好，,2.,易粘接，,3.,耐油。,可能是,“,硫,”,源,.,耐寒性差,密度大,电性能差。,克氯丁泡棉用于低应力密封条,.,丁腈胶,1.,耐油，,2.,耐温可在,130,长期工作,耐候性差,不耐臭氧,油封件,2.1.3,常用材料的防腐性能对比和选择,材料代号,特点,适用范围,PMMA372,有极好的透明度。机械强度也较高，有一定的耐热性，耐寒性，耐侯性，耐腐蚀，绝缘性能良好。制品尺寸稳定，易成型。缺点是质较脆，易溶于有机溶液，做为透光材料，表面硬度不够，易搽毛。就其综合性能看，优于聚苯乙烯等一般塑料。,透明罩,/,板、灯。,ABS,ABS,是一种三元共聚物，因此兼有三种单体材料的共同性能，使其具有“坚韧，质硬，刚性”的材料。,ABS,树脂具有较高的冲击韧性和机械强度，尺寸稳定，耐化学性及电性能良好，易于成型和机加工等特点。表面还可电镀；但其耐侯性差。另外，,ABS,与,PMMA372,有机玻璃熔接性良好，可作双色成型塑件。,各种内部结构件,PC/ABS,与,ABS,相比：强度高，电绝缘性较好，吸水率降低。,各种面板、承力结构件,PA,力学性能优异，冲击韧性好，有弹性，耐磨性和自润滑性好，耐油、抗菌、抗霉，但吸水性强，尺寸稳定性差，。,固定夹、卡箍等,PC,耐冲击韧性优于一般塑料，尺寸稳定性好，具有优良的综合性能，耐热温度,120,C,，耐寒为,-100,C,才脆化，耐磨性、耐腐蚀性、耐大气老化性良好，电绝缘性优良，物品精度高。但易产生应力开裂，加工要求较高。,面膜等,PPS,极优异热稳定性，耐介质优，自熄性，尺寸稳定，抗蠕变性优良，吸水性低，但加工温度高。使用温度,-60,+220,绝缘插座、开关、接线架,非金属材料,-,塑料,2.1.3,常用材料的防腐性能对比和选择,A,类环境,B,类环境,C,类环境,II,型结构件,II,型结构件,I,型结构件,I,型结构件,冷轧钢板,热轧钢板,预镀钢板,奥氏体不锈钢,铝,铜,注：,-,表示可以选用；,-,表示不允许选用；,-,表示有条件限制（特别的表面防护措施）选用,2.1.4,环境类型与对应的可选用基体材料,注：,-,表示可以选用；,-,表示不允许选用；,-,户外涂层可以用在室内、但成本高,A,类环境,B,类环境,C,类环境,II,型结构件,II,型结构件,I,型结构件,I,型结构件,户外型粉末涂层,室内型粉末涂层,丙烯酸油漆涂层,热浸锌,电镀锌彩色钝化,镀镍,镀铬,铝阳极氧化,铝彩色化学氧化,铝无色化学氧化,2.1.5,环境类型与对应的可用防护性表面膜层,2.2,各类环境中三防设计,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.1,结构形状与尺寸,2.2.1.2,结构件材料的选择,2.2.1.3,表面防护工艺选择,2.2.2 B,类环境下的三防设计,2.2.2.1,典型结构特别要求,2.2.2.2,结构形状与尺寸,2.2.2.3,结构件材料的选择,2.2.2.4,表面防护工艺选择,2.2.3 C,类环境下的三防设计,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.1,结构形状与尺寸,避免尖角,避免凸出的棱角，也要避免尖锐的凹角；,可能的话，拐角处尽量做成流线性、且内角半径尽可能大；,一般折弯半径不能低于,0.5mm,，厚度低于,1.0mm,的薄板折弯半径,不能低于,0.3mm,；,可能时，应规定加工精度、切口尖角度（或毛刺高度）、倒内圆角,尺寸等,。,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.1,结构形状与尺寸,避免凹凸不平的平面,由于“拉丝”或“喷砂”都是使表面粗化而形成一定的装饰纹路，因此除非确实有装饰需要、否则不建议采用“拉丝”或“喷砂”处理；而且只允许在铝材、不锈钢材料表面应用。目前装饰用的拉丝或喷砂表面粗糙度分别为：拉丝,Ra,为,1.72.7 mm,；喷砂,Ra,为,1.4 2.0mm,。,应规定预防划痕的措施；规定表面的不平度；规定在制造过程中避免产生深的加工刻痕（或选择适当的装配方法），以防止形成应力集中源。宁可采用简单的、致密的、光滑的表面，并具有理想的外形、布局和转角，而不采用复杂的不规则形状和粗糙表面。,要求电镀光亮镀层作装饰的表面，应规定其表面粗糙度,Ra,不大于,0.8,m,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.1,结构形状与尺寸,避免积水结构,不应形成凹形，减少腐蚀机会。如：平面转接处应向下平滑；设备的外罩恰当地倾斜，使水流走；在可能积水和留存湿气的空间，应开设排水孔和排气孔,需要表面处理的零件应尽量避免肓孔。若不可避免，孔或槽的深度应尽可能在其宽度（或直径）的,50,以内，宽度或直径应尽量大,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.1,结构形状与尺寸,避免会进水的缝隙,在加工过程中或设备工作时会导致积水的缝隙应尽可能避免。,需要进行表面处理的结构件，应尽可能避免夹缝，除非能确保该夹缝不会进入溶液、或者结构上难以实现。如一些搭接点焊的结构应谨慎采用，尤其是需要电镀者；如果非用搭接点焊不可、且将进行化学腐蚀的表面处理，则应该采用“胶接点焊”工艺，以防止夹缝中截留酸、碱溶液。对于折弯,180,的结构，只允许在预镀钢板制作的零件上使用。,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.1,结构形状与尺寸,注意防尘,机柜、机箱空气入口处应考虑防尘措施，对防尘装置应规定定期除尘制度，防止滤尘器成为灰尘集散的污染源。,冷却风扇推荐采用吸风方式、避免吹风方式。,整机结构中应考虑零件上积聚的粉尘能被尽量排出，尽可能避免粉尘在设备内循环,。,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.1,结构形状与尺寸,组合工序的安排,带有螺纹连接、压合、搭接、铆接、点焊、单面焊接等组合件，原则上不允许进行电化学处理（电镀、阳极化）；不同金属材料组合在一起的组件不能一起进行溶液处理。这些组合件应尽可能采用涂漆，或在电化学处理后进行组合。,例如：需要点焊加强筋的门板可采用喷涂；搭接点焊在一起电镀的结构可以先分开电镀再采用铆接的方式；在要求压铆不同材质的螺柱（螺母）时，不能同时进行电镀或氧化处理，如铝板或冷轧钢上有不锈钢螺钉时。,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.1,结构形状与尺寸,焊接,需进行溶液处理时，焊接应采用对头焊。若是搭接焊，则应避免间断焊缝，不采用不封闭的焊缝（即应将重叠区封闭起来，使其不会夹带溶液）；焊接结构的设计应易于操作，以改善焊接质量。如图,4,所示。,必须使用搭接点焊时，应采用“胶接点焊”工艺。,搭接焊,不好,对头焊,好,断续焊,不好,连续焊,好,不好 好,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.1,结构形状与尺寸,控制应力，避免应力腐蚀,机械应力和残余应力是应力腐蚀破裂的必要条件之一，而产生应力腐蚀的有效应力是,拉伸应力,。暴露在腐蚀介质中的零部件应避免承受过大的机械应力和应力集中，或采取适当的工艺措施消除内应力。,应优先采用使各零件或部件能装配和配合得精确的设计方案，避免使某一零件因别的零件而过分受力，尤其在焊接、铆接、螺铨孔等部位，同时应注意防止缝隙或产生裂纹；应尽可能减少结构加强件和连接件的附加应力。不锈钢和黄铜等属于容易产生应力腐蚀破裂的材料，需注意此问题。,焊接件的焊缝处是残余应力集中区，在有腐蚀介质的环境中、焊缝处极易发现应用腐蚀开裂。应力腐蚀断裂的过程如图所示。,1,2,3,4,5,1,1,、应力,2,、保护膜局部破坏,3,、腐蚀坑形成,4,、应力腐蚀裂纹的产生与扩展,5,、最终纯机械断裂,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.1,结构形状与尺寸,避免局部过热或过冷,控制紧固件数量,易损件,在换热操作中应避免局部过热。设计换热器等时，应保证有均匀的梯度。温度分布不均匀时会引起局部过热和高腐蚀率。,应考虑合适的降温措施和风道设计，避免散热过度（不应低于环境温度），否则易在较冷部位出现凝露受潮而发生腐蚀现象。,尽量减少零件数量、减少凸出的紧固件的数量，使结构表面形状简单、光滑。可能时，整体件是最理想的,。,易于腐蚀损坏的零件，在结构上应容易维修和更换。并在维护说明中注明。如接地铜排上的钢质螺钉。,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.2,结构件材料的选择,-,金属材料（无特别限制）,普通承力结构件,一般钣金钢结构件多选用优质冷轧钢板，表面防护可以是电镀（主要为镀锌）或喷涂；,若是内部结构件（装配后不易查看到的）可直接应用耐指纹型电镀锌钢板或者热浸镀锌钢板（注意：这种情况下必须要求切口断面处的锈蚀对功能或产品外观等没有影响），若断口边暴露在可视区域、则应要求对切口断面进行涂漆保护处理。另外，当预镀板零件上有焊接时，由于焊缝周边的烧伤区域极易出现腐蚀，因此必须要求对焊缝区域进行涂覆有机涂层的防护处理。,特别注意：对于单板滑道类零件，当采用钢板材料时，禁止使用预镀钢板，必须采用冷轧板电镀锌处理。,当同时要求装饰或不适合进行表面处理时，可用奥氏体不锈钢，除钝化处理外、均可以不再作其它表面处理。,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.2,结构件材料的选择,-,金属材料（无特别限制）,普通承力结构件,厚度要求超过,3.5mm,的钢钣金件，只能选用热轧钢板；若其表面不作机械加工处理，则必须采用热浸锌或喷涂的表面处理方式。,若用铝钣金件，则可根据允许的材料厚度和受力状态选用防锈铝或纯铝板。,型材也可作为承力件。铝型材要求其热处理状态应为,T5,或,T6,状态；型钢可直接应用，但表面处理必须选择喷涂。,压铸件同样可用作承力构件，注意铝压铸件必须进行氧化及喷涂有机涂层，锌压铸件必须进行电镀或喷涂有机涂层或其它防护处理。,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.2,结构件材料的选择,-,金属材料（无特别限制）,弹性结构零件,一般钢零件可选择弹簧钢材料，如,65Mn,等，也可用,T8,等（碳素工具钢）代替。其表面处理应选择磷化（或发蓝）后喷涂有机涂层，或表面质量要求不高时可进行“达克罗”处理。特殊要求时可选择电镀镍、以满足耐磨或导电的要求（注意电镀过程中必须增加“除氢”工序）。,当要求较高的防腐蚀性、弹性要求不高、又要导电时，可选择弹性不锈钢材料。一般常用,1Cr17Ni7,，在多数情况下需要进行适当的热处理；除钝化外，不需特别的表面处理。,当要求较高导电性时用青铜类材料，可以不用进行特别的表面处理，只需作适当清洁和钝化处理即可。但有特殊要求时（如特别高的导电可靠性），可以镀金。,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.2,结构件材料的选择,-,金属材料（无特别限制）,装饰性结构零件,装饰性金属结构件主要是指利用金属外表（包括基材和金属镀层）作装饰要求的零件。,对于不承受较大载荷的面板类零件，可选择纯铝或防锈铝材料，表面拉丝或喷砂（注意因纯铝质软，表面极易被划伤）。也可根据零件受力情况、或表面装饰要求而选择其它材料，如碳钢、锌合金压铸件（需表面处理）或者不锈钢。,需强调的是：当钢件采用电镀装饰性镀层（如镀镍、镀铬等）作装饰时，必须特别注意电镀前的表面状态，一般不宜直接利用板材或棒材的材料原始表面进行电镀，否则装饰效果欠佳、耐蚀性能也不好；较好的方式是在设计中明确表面粗糙度、或者指明增加表面加工措施（如机械抛光），以符合均匀、光滑、无外观缺陷的镀前表面质量（表面粗糙度,Ra,不大于,0.8,m,）。,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.2,结构件材料的选择,-,金属材料（无特别限制）,有导电要求的结构零件,如果只有个别部位要求导电，为提高零件的防腐蚀性，应尽可能设计成局部喷涂的结构件，即：除有导电接触的部位外，其它表面均喷涂上有机涂层。这样，钢件可采用耐指纹镀锌钢板或热浸镀锌钢板直接进行局部喷涂、也可采用冷轧钢板先镀锌再局部喷涂，前者加工工序较简便；铝件则材料任意，表面处理可采用化学氧化。,注意：当用预镀钢板制作门板类零件时，在贴粘屏蔽条的位置如果有焊缝，则必须限制焊接打磨区域宽度小于,20mm,，并且该区域必须涂覆有机涂层保护。,在有高导电可靠性要求的结构中（如导电排等），可选择黄铜或紫铜（应根据电性能要求经计算而确定，另外相对而言黄铜强度高、易加工、价格低）。,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.2,结构件材料的选择,-,金属材料（无特别限制）,电磁屏蔽材料,A,类环境下使用的电磁屏蔽条材料原则上不作限制。但要考虑内部带有海棉芯类易吸潮材料的屏蔽条应避免使用，以防止与其接触的耐蚀性较差的金属表面出现电偶腐蚀现象。,金属基材,电磁屏蔽材料,镀锡钢丝网（内部橡胶）,镀锡铍铜簧片,导电布,不锈钢,铝彩色化学氧化,铝无色化学氧化,耐指纹电镀锌钢板,镀锌蓝白色钝化,导电金属表面与电磁屏蔽材料组合配对要求,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.2,结构件材料的选择,-,金属材料（无特别限制）,紧固件（包括垫圈）材料的选择,A,类环境中的紧固件用普通钢质材料进行电镀锌处理。铝质铆钉可进行化学氧化或阳极氧化处理。,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.2,结构件材料的选择,-,非金属材料,选材原则,非金属材料（包括有机涂料）的选择主要需注意其防潮和抗霉性。,应选择不长霉的材料。材料的长霉等级应控制在一级以内（按,GB2423.16,试验,28,天）。常用的抗霉材料有：陶瓷、云母、玻璃、尼龙、聚乙烯、聚碳酸酯等等。,纸、木材、塑料薄膜等需注意其吸潮性能，必要时在经过防潮处理后再使用。应选用低吸潮性的材料，避免使用吸潮和多孔材料，并用清漆或树脂浸渍有毛细孔作用的边缘。,需特别注意选用不挥发出腐蚀性气体、并与金属无接触腐蚀的材料。,为了利于环保、加强材料的回收利用，应选用热塑性材料。,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.2,结构件材料的选择,-,非金属材料,常用非金属材料,推荐使用的三防性能较好的常用塑胶材料包括：,PMMA372,，,ABS,，,PC/ABS,，,PA,，,PC,。,推荐使用的三防性能较好的常用塑胶材料包括：,EPDM,，硅橡胶（,MQ,、,MVQ,、,MPQ,或,MPVQ,）,详见,2.1.3,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.3,表面防护工艺选择,A,类环境下金属材料防护的一般要求,一般来说，,A,类环境下各种表面防护工艺都适用。,不锈钢零件，除钝化外，不需其它防护处理。,除耐指纹电镀锌钢板和不锈钢外，其它钢材制造的零件，必须加覆盖层：无导电要求的部位，应喷涂有机涂层；仅要求导电时，应采用镀锌处理；要求耐磨时，可镀镍，若同时颜色要求为银白色时，则应镀铬（镀铬成本略高于镀镍）。,弹簧钢制作的弹性零件一般应采用发蓝（化学氧化）及涂黑色油漆处理、或者采用“达克罗”涂层；若要求表面导电、或者要求表面有较强的耐磨能力、或者要求颜色为白色时，可镀镍，但需注意电镀工艺不良时、零件会因氢脆而出现容易断裂的现象，所以选择电镀时必须慎重。,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.3,表面防护工艺选择,A,类环境下金属材料防护的一般要求,耐指纹电镀锌钢板制作的零件可喷涂有机涂层；若是位于内部不易查看的区域、且其切口处的锈蚀对产品无任何影响时，可以不再进行表面防护处理。,铜及铜合金零件，可采用酸洗钝化处理。,铝及铝合金表面可以只进行化学氧化处理。,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.3,表面防护工艺选择,A,类环境下有机涂层的应用范围,有机涂层的种类很多，各种有机涂层在,A,类环境都可以使用。,虽然油漆涂层和粉末涂层的性能基本相似，但考虑到粉末较油漆在喷涂时工序少、质量易控制、且对环境保护更有利，因此要求喷涂的表面应尽量采用粉末涂层；油漆涂层主要用于产品中未要求涂层切换的老型号产品、或者一些有特殊外观效果要求的零件。,2.2.1,A,类环境下的三防设计,2.2.1.3,表面防护工艺选择,A,类环境下表面处理工艺特点及其与结构的关系,由不同材料组合在一起的部件不能进行化学处理、应分别处理后再组装。,已铆有其它材质螺母（螺柱）的结构件不能进行化学处理。所有电化学处理（即电镀、阳极氧化）都应在零件状态（即非组合件）下进行。,点焊的零件可进行化学处理，而不进行电化学处理（即电镀、阳极氧化处理）。,有较深凹槽、盲孔或细孔（一般指深度大于,2,倍直径或开口宽度）的零件，其电镀工艺性不好，在其孔内或槽底将可能没有镀层。,铝合金压铸件不能进行硫酸阳极氧化处理；,钢铁件在喷涂前应进行磷化处理，铝件喷涂前应进行氧化处理（铸铝合金可采用喷砂处理），以增加涂层附着力。,镀镍（或铬）的钢件为提高其耐蚀性，应先镀铜或镀暗镍打底,2.2.2 B,类环境下的三防设计,2.2.2.1,典型结构特别要求,单板滑道,B,类环境中的单板滑道类零件，当采用钢板材料时，必须采用电镀锌处理。,钣金屏蔽盒,需要进行钎焊（波峰焊或回流焊）加工的钣金屏蔽盒应采用可焊的白铜材料、禁止使用马口铁或电镀锡（锡,-,铅）的钢板，表面可不再作其它表面处理。,电磁屏蔽材料与金属的组合配对要求,除不锈钢基材外，其它金属材料上使用金属簧片时，必须使用经过电镀镍或锡的铍铜。,禁止使用内部为海棉芯等易吸潮材料、或者不是硅橡胶的橡胶类屏蔽材料。,2.2.2 B,类环境下的三防设计,2.2.2.2,结构形状与尺寸,避免尖角（特别是凸出的棱角）,对于,I,型结构件，当其为钣金折弯结构时，其折弯半径不能小于板厚的,1.0,倍；所有切口断面都必须清除毛刺、或倒成圆角。,避免会进水的缝隙,在易积水、凝露、和渗水的结构部位，应避免窄缝；不能避免缝隙的部位，应通过改进几何形状、改进配合和表面形状等措施，或加以密封涂覆，防止腐蚀剂进入。如户外设备外壳的接合部位、处于户外的螺钉连接部位等。,2.2.2 B,类环境下的三防设计,2.2.2.2,结构形状与尺寸,密闭式设计及密封产品的应用,密封结构的目的大多是防水，而且只在户外产品上应用，因此不允许设计成气密式结构。,应在无水接触的部位考虑设计足够的通风孔，使腔体内、外压力平衡；或者增加除湿措施（例如利用空调的除湿功能）。,设计通风孔时必须遵守以下原则：通风孔直径控制在,6-8 mm,范围内，孔口有不锈钢网罩；避免设备内外呈直通式结构，应至少让风道转一个直角。,外界环境,设备内部,孔径,6-8mm,2.2.2 B,类环境下的三防设计,2.2.2.2,结构形状与尺寸,注意有机气氛的影响,当采用密封结构时必须注意有机气氛对金属及金属镀层的腐蚀。木材、塑料、橡胶、油漆、胶粘剂等非金属都会散发出程度不同的对金属有腐蚀性的气体。,焊接部位,在,B,类环境中，焊接部位除了要求全部是连续焊（即满焊）外，还必须要求两面都焊接（即双面焊）、避免单面焊。当确实不能双面连续焊时，必须在焊缝处增加涂密封胶处理。,螺纹连接部位,工程安装时才进行连接的所有螺钉连接处，如果是属于,I,型面，则必须要求进行补充防护处理：即补涂有机涂层或密封胶。,2.2.2 B,类环境下的三防设计,2.2.2.3,金属材料选择,I,型结构件,尽可能采用最耐腐蚀的金属材料，如防锈铝、奥氏体不锈钢、铝合金压铸件等，且都必须在其表面增加户外型有机涂层。,若必须采用普通钢材（冷轧或热轧）时（例如受力很大的安装结构辅件），则零件必须采用双层防腐的表面处理措施，即：,B,类环境下的零件进行热浸锌、或者“热浸锌,/,电镀锌,+,喷涂户外有机涂层”。,若,I,型结构件有铜材时，铜表面应必须进行涂漆处理。,若选用预镀锌钢板（表面镀层厚度必须大于,5,微米），需喷涂户外有机涂层，但必须避免有切口断面或焊缝暴露在,I,型面，否则需更换为更耐蚀的材料。,若选用压铸件为,I,型结构件时，外露的,I,型表面必须喷涂户外型有机涂层、不能使用电镀层。,若选用镁合金材料为,I,型结构件时，镁零件必须进行微弧氧化（表面不导电）处理并喷涂户外型油漆涂层；而且只能用于,B,类环境。,2.2.2 B,类环境下的三防设计,2.2.2.3,金属材料选择,II,型结构件,B,类环境下的室内产品中，不允许让预镀钢板的切口断面暴露在空气中，若一定要这样选用时、则必须对所有切口边进行涂漆或类似的保护。否则，必须选用其它合适的材料及表面处理措施。,硬铝材料因其极易出现晶间腐蚀而不适合用于,B,类环境。,奥氏体不锈钢中的,0Cr18Ni9,（美国或日本牌号,304,）因其容易发生应力腐蚀而不适合用于,B,类环境。,2.2.2 B,类环境下的三防设计,2.2.2.3,金属材料选择,紧固件（包括垫圈）材料的选择,位于,I,型表面的紧固件应采用奥氏体不锈钢材料制作（如,Y1Cr18Ni9,），其中焊接螺母必须采用不锈钢材料；而对于不需要经常拆装的紧固件，可以采用普通钢质材料并进行“达克罗”处理（注意这种紧固件在安装后还应对被工具损伤区进行补漆处理）。,被,连接的金属,可选择的紧固件材料及其表面处理状态,标准紧固件类,铆钉,压铆紧固件,钢,-,钢,钢镀锌；不锈钢,钢镀锌；不锈钢,钢镀锌；不锈钢,钢,-,铝,钢镀锌；不锈钢,铝,钢镀锌；不锈钢,铝,-,铝,钢镀锌；不锈钢,铝,钢镀锌；不锈钢,钢,-,铜,钢镀镍；不锈钢,不锈钢,不锈钢,铜,-,铜,钢镀镍；不锈钢,不锈钢,不锈钢,2.2.2 B,类环境下的三防设计,2.2.2.3,金属材料选择,避免电偶腐蚀,电偶腐蚀的发生必须同时具备两个条件：电位差和腐蚀介质。,在,B,类环境中，相互接触的不同质金属表面容易出现电偶腐蚀,;,但没有直接接触的金属处于同一个电解质溶液中、又存在电位差时，也同样会出现电偶腐蚀。,互相接触的构件最好选用相同的材料。当不能避免不同金属相接触时，应考虑降低互相接触的金属（或镀层）之间的电位差。一般要求相接触的异种金属之间的标准电位差应是：,I,型结构件小于,0.25V,，,II,型结构件应小于,0.6V,。,有时因环境温度的变化而会在设备中产生凝露，当凝露积聚的水液体较多、并集中到某一部位时，可能引起原来没有直接接触的相邻金属腐蚀（当这两个金属面存在电位差时）。这时需要对至少一侧金属采取可靠的绝缘措施来避免此种情况发生。,2.2.2 B,类环境下的三防设计,2.2.2.3,金属材料选择,避免电偶腐蚀,金属类别,甘汞电极电位,EMF,（,V,）,阳极指数（,0.01V,）,电镀金,+0.15,0,铜上镀银,+0.05,10,电镀银,0,15,电镀镍,-0.15,30,纯铜，低锡青铜，奥氏体不锈钢,-0.20,35,黄铜,-0.30,45,电镀铬,-0.45,60,镀锡,-0.50,65,碳钢,-0.70,85,铝合金，压铸铝,-0.75,90,热浸镀锌，镀锌钢板,-1.05,120,当不能避免电位差较大的金属相接触时，可采用绝缘垫将金属隔开或在两种金属间涂保护层；若需要导电时，可另选一种与这两种材料接触腐蚀都较轻微的金属作为镀层或作为中间垫片，或者尽可能扩大阳极性金属的表面积、缩小阴极性金属表面积（腐蚀速度或称腐蚀电流的大小与阴阳极面积比有关）。或者在装配完成后，在金属零件表面整体涂覆有机涂层加以保护。,2.2.2 B,类环境下的三防设计,2.2.2.3,表面防护工艺选择,金属材料防护的一般要求,I,型结构件表面一般不允许有裸露的金属表面，但以下情况可例外：（,1,）奥氏体不锈钢表面；（,2,）,B,类环境中的铝阳极氧化表面。,接地等功能性部位，应尽可能设计成永久可靠性连接，即装配完成后的连接部位应涂覆有机涂层；否则应设计成方便更换型，并在维护说明中要求对其定期更换。,室内产品上的预镀锌钢板制作的零件，切口边必须进行涂漆等保护处理。,铜及铜合金零件，是,I,型表面则必须涂漆处理；是,II,型结构件则应电镀镍或镀铬。,有机涂层的应用范围,I,型表面必须采用纯聚酯型粉末涂层、或者聚氨酯油漆涂层、或者丙烯酸油漆涂层。,2.2.3 C,类环境下的三防设计,C,类环境下的,I,型结构件除了要遵守,A,、,B,类环境中的相关要求外，还有以下要点必须遵守：,I,型结构件的金属材料必须选用铝材或奥氏体不锈钢，或者铜材。,I,型表面必须涂覆户外型有机涂层（仅奥氏体不锈钢可例外）。,I,型结构件均需要进行“双层”防护处理，如铝材表面必须是“阳极氧化,+,户外粉末涂层”（铝压铸件是“彩色化学氧化,+,户外粉末涂层”），铜表面必须钝化后涂漆。,C,类环境中的安装附件选用热轧（或冷轧）钢材时，表面必须进行“双层”防腐处理：热浸锌并涂有机涂层。,当,I,型面上有导电连接部位时，应尽可能设计成永久可靠性连接，即装配完成后的连接部位应涂覆有机涂层（可以补漆或涂密封胶）；否则应设计成方便更换型，并在维护说明中要求对其定期更换。,C,类环境中现场安装后必须在所有装配紧固件部位进行补漆（或涂密封胶）处理。,C,类环境中禁止使用预镀钢板。,C,类环境下禁止使用镁压铸件和锌压铸件。,2.3,包装的三防设计,为了保持产品零件表面的防护效果、提高产品三防寿命，对产品或零件在储存运输过程中的包装方式要特别引起注意。包装防护有以下注意事项：,零部件在储存、运输的各个阶段都应有包装防护措施来保持清洁，防止各种脏物、灰尘、汗渍的污染。,金属镀层表面的零件单独包装时不能与泡罩袋类形式的塑料包装材料直接接触，也不允许用,PVC,材料包装，也不能用,pH,值不呈中性的材料（如纸或布类）包装。,室内型产品及其零部件可采取一般的防潮包装，也可用气相防锈材料包装。,室外型密封防水型机柜产品在储存运输时，必须将外壳上预留给过线的孔类部位进行临时性封孔处理，同时机柜内部放置适量干燥剂与气相防锈剂，关闭机柜门。机柜外部可以不再需要增加其它防潮、防腐蚀措施。,防腐蚀包装所使用的干燥剂、气相防锈粉之类材料，不能与金属表面直接接触，应采取适当的措施加以隔离；而且这类材料在包装内的位置应相对固定、不会发生位移。,所有零、部件的包装防护方式还要注意避免零件表面受到碰撞或磨擦，以免零件表面膜层受到损伤而降低其防护能力。,3,三防设计应用及案例分析包装的三防设计,为了保持产品零件表面的防护效果、提高产品三防寿命，对产品或零件在储存运输过程中的包装方式要特别引起注意。包装防护有以下注意事项：,零部件在储存、运输的各个阶段都应有包装防护措施来保持清洁，防止各种脏物、灰尘、汗渍的污染。,金属镀层表面的零件单独包装时不能与泡罩袋类形式的塑料包装材料直接接触，也不允许用,PVC,材料包装，也不能用,pH,值不呈中性的材料（如纸或布类）包装。,室内型产品及其零部件可采取一般的防潮包装，也可用气相防锈材料包装。,室外型密封防水型机柜产品在储存运输时，必须将外壳上预留给过线的孔类部位进行临时性封孔处理，同时机柜内部放置适量干燥剂与气相防锈剂，关闭机柜门。机柜外部可以不再需要增加其它防潮、防腐蚀措施。,防腐蚀包装所使用的干燥剂、气相防锈粉之类材料，不能与金属表面直接接触，应采取适当的措施加以隔离；而且这类材料在包装内的位置应相对固定、不会发生位移。,所有零、部件的包装防护方式还要注意避免零件表面受到碰撞或磨擦，以免零件表面膜层受到损伤而降低其防护能力。,案例应用,1.,海上平台产品的机柜防腐应用；,2.,海上产品压铸件防腐应用；,3.,污水处理、制酸厂环境的产品防腐应用；,4.,海外（印尼、印度）高温、高湿环境产品防腐专项应用；,5.,车载产品的防腐应用；,