王 芳，葛清忠，張小波

（1.山東省海洋生態(tài)環(huán)境與防災(zāi)減災(zāi)重點實驗室，山東青島 266033；2.國家海洋局北海海洋技術(shù)保障中心，山東青島 266033）

近年來，隨著海監(jiān)隊伍的不斷壯大，海監(jiān)船只的不斷列裝，船載的光電設(shè)備也逐漸增多（如圖1），船載的光電設(shè)備是海監(jiān)執(zhí)法的重要裝備，然而惡劣的海洋氣候環(huán)境（高溫、高濕、空氣中的腐蝕性物質(zhì)、鹽霧和各種霉菌）以及由此而引發(fā)的某些生物性因素對船載光電裝備具有極大的破壞性，直接影響到設(shè)備的電導(dǎo)、磁導(dǎo)、電感、電容、電子發(fā)射、電屏蔽和磁屏蔽等參量的改變，海上光電設(shè)備的三防性能已成為整機的重要技術(shù)指標之一。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)備發(fā)展到了大多采用微型元器件密集結(jié)構(gòu)，體積薄小，金屬稍有腐蝕，對電器性能、力學(xué)性能等都有影響［1］。因此，加強船載光電設(shè)備的防腐、防潮、防霉的三防設(shè)計研究已刻不容緩。

現(xiàn)代光電設(shè)備的防護，不單純是一項工藝技術(shù)，而是一項系統(tǒng)工程，需要總體、電路、結(jié)構(gòu)、工藝等的共同配合，恰當(dāng)?shù)姆雷o定位、合理的電路設(shè)計、良好的結(jié)構(gòu)形式，先進的三防工藝是提高光電設(shè)備三防性能的根本保證。

1 海上環(huán)境的腐蝕特征

圖1 海監(jiān)船載華之洋光電系統(tǒng)

海上的相對濕度一般為70%～90%，甚至更高；海上的大氣溫度一般不超過40℃，艙內(nèi)與外界溫差5～8℃，設(shè)備表面在潮濕的海洋大氣中會吸附一層水膜，這層水膜吸附到20～30分子層厚時，就形成了化學(xué)腐蝕所必需的電解質(zhì)膜，這種富含鹽分的電解質(zhì)膜對裸露的金屬表面有很強的腐蝕性［2］。

海洋的濕熱環(huán)境為霉菌的滋生提供了有利的條件。霉菌以電子設(shè)備中的有機物為養(yǎng)料，吸收水分并分泌有機酸，破壞絕緣并加速腐蝕，霉菌本身還會引起電路短路。另外它對光學(xué)鏡頭的鍍膜會造成不可修復(fù)的破壞，所以防腐蝕、防潮濕、防霉菌、抗鹽霧是艦載光電設(shè)備設(shè)計時必須考慮的問題。

2 結(jié)構(gòu)防護設(shè)計

在光電設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，大多數(shù)的腐蝕問題可通過適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計來避免。

2.1 耐腐蝕材料的選擇

在設(shè)計海監(jiān)船載的光電設(shè)備時，就綜合考慮材料的物理、電氣、化學(xué)、加工性能、機械等特性后優(yōu)先考慮選用耐腐蝕性好的高強度鋁合金，對于關(guān)鍵受力構(gòu)件選用比重小、機械性能好、防腐性能優(yōu)良的鈦合金；對于易銹、易損的重要構(gòu)件選用不銹鋼，非受力為主的構(gòu)件選用耐蝕性好的非金屬材料。

海監(jiān)船只常年在海上進行執(zhí)法工作，對于海監(jiān)船載的光電設(shè)備要根據(jù)使用環(huán)境和在船上不同安裝位置選取相應(yīng)的耐腐蝕材料。光電設(shè)備的底座經(jīng)常與海水接觸，選用在海水中穩(wěn)定的銅合金；在甲板和艙室的設(shè)備則選用耐蝕鋼、不銹鋼和鋁材等耐大氣腐蝕的廉價材料。正確合理選材也是光電設(shè)備防潮防霉設(shè)計的主要方法，材料的防潮防霉性能主要取決于材料本身的性質(zhì)。不長霉、耐老化的非金屬材料有聚四氟乙烯、聚碳酸酯、改性聚苯乙烯、有機玻璃和硅橡膠等，可以視情況選取，在不能滿足防護要求時則必須對材料進行有效的涂層和覆蓋保護。

2.2 合理的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計時易腐蝕部位的機構(gòu)截面厚度盡量相近，因為截面厚度不一致時，一但溫度變化或機械負載下，薄弱部位發(fā)生形變，材料晶格扭曲而產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，嚴重時能產(chǎn)生電參數(shù)變化［3］。

（2）對裸露零部件優(yōu)先選用含少量鉬不銹鋼材料。一般的不銹鋼在海水中，鈍態(tài)容易受到破壞，引起嚴重的點腐蝕，只有含少量鉬才有抗海水腐蝕的作用。

（3）室外構(gòu)件盡可能消除縫隙和凹坑結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)積水，減少不必要的開口，并在可能積水處開排水孔，利于維護擦拭；整機外殼應(yīng)設(shè)計為不積水外形。

（4）光學(xué)鏡頭前端加窗口玻璃，并在窗口玻璃的外面鍍?nèi)滥?；在鏡筒上設(shè)置干燥器組件，并方便更換。

（5）設(shè)計傳感器的密封殼體，充入干燥氮氣，可有效防止海上水汽進入。

（6）外露的焊接結(jié)構(gòu)，焊縫的結(jié)構(gòu)盡可能連續(xù)，以免存水；室外露天設(shè)備盡可能采用水密結(jié)構(gòu)，艙內(nèi)設(shè)備采用全密封結(jié)構(gòu)，對要求高的設(shè)備采用氣密式結(jié)構(gòu)。

（7）為防不相容的金屬接觸而發(fā)生電化學(xué)腐蝕，結(jié)構(gòu)設(shè)計時盡量避免，無法防止時采取補救辦法，如采取絕緣材料隔離設(shè)計措施，用雙金屬連接等。

2.3 嚴格控制外購部件三防設(shè)計

對外購件及特殊材料的訂購，嚴格按三防技術(shù)要求進行，并嚴格按技術(shù)協(xié)議和驗收條件檢驗。

3 工藝防護設(shè)計

（1）整機裸露部分要求對鋼材料進行磷化處理，對銅材料進行鍍鎘、除氫處理，對鋁及鋁合金進行陽極氧化處理，保證其表面生成保護層。然后在外表面噴涂防腐環(huán)氧瓷漆，并噴涂AV15緩蝕劑以提高抗腐蝕能力。

（2）線路板的三防工藝要求噴涂三防保護漆，線路板的三防漆選用DBS－6101三防保護劑，該產(chǎn)品因為引進了有機硅氧烷單位，具有突出的防潮和防鹽霧性能。

（3）對所有接插件表面涂DJB－823電接觸保護劑，該產(chǎn)品具有優(yōu)良的防腐蝕性能、優(yōu)良的潤滑性能和優(yōu)良的電氣性能三大性能。它是一種導(dǎo)電三防漆，可使電接觸穩(wěn)定可靠，且不影響導(dǎo)電性、絕緣性以及高頻特性，一般三防漆不具備這種性能。

（4）機箱的三防選用DJB－823固體薄膜保護劑，DJB－823固體薄膜保護劑不僅使用于接插件和開關(guān)上，而且也適用于有色金屬的抗腐蝕能力，可防濕熱鹽霧、霉菌、工業(yè)大氣等。

（5）對于多芯電纜插頭由于導(dǎo)線多、焊點密集，電裝完成后，難以清洗干凈助焊劑，極易受到環(huán)境影響，發(fā)生腐蝕、短路現(xiàn)象。為此要首先對灌注部位進行清潔，并覆蓋DBS－6101三防保護劑，然后進行硅膠灌封，并在電裝時采用熱縮套管封裝。各光學(xué)組件在裝調(diào)好后要用硅橡膠密封，防止進入空氣。

（6）主機與電控柜的連接電纜，建議采用海監(jiān)船專用電纜，該電纜有耐鹽霧、耐高溫、防水、高強度、抗老化等特點。

4 結(jié) 語

艦載光電設(shè)備的結(jié)構(gòu)與工藝防護技術(shù)所涉及的內(nèi)容是相當(dāng)復(fù)雜和廣泛的，但必須要在產(chǎn)品的生產(chǎn)、裝配、調(diào)試和周轉(zhuǎn)運輸中的各個環(huán)節(jié)加以關(guān)注，引起重視，才能真正達到提高設(shè)備可靠性的目的，滿足海上環(huán)境的使用要求。

1 宋立輝.艦載電子設(shè)備三防設(shè)計［J］.電子工藝技術(shù)，1998（6）：10～12.

2 防護技術(shù)編寫組.電子設(shè)備金屬腐蝕與防護技術(shù)［M］.北京：中國標準出版社，1988.

3 王信義，等.機械制造工藝學(xué)［M］.北京：北京理工大學(xué)出版社，1990.