【摘要】東南沿海地區(qū)常年處在亞熱帶季風氣候的影響下,其氣候特點是夏季濕熱多雨、冬季溫和多雨;這種氣候下的濕熱因素對雷達等電子設(shè)備的防潮等維護要求提出了一定的挑戰(zhàn)。本文對東南沿海氣候?qū)走_準備維護的影響進行了眼睛,以供維護雷達設(shè)備時進行參考。
【關(guān)鍵詞】東南沿海氣候;雷達裝備;維護
1.緒論
隨著電子設(shè)備在國防、軍工以及各個民用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,雷達、遙感等電子設(shè)備也廣泛用于野外、高山以及海上等環(huán)境條件惡劣的領(lǐng)域。這些地方多變的氣候條件對電子設(shè)備的性能和可靠性等提出了較高的要求。
東南沿海地區(qū)主要的氣候特征是濕熱、多雨,這樣的環(huán)境因素可能使雷達等電子設(shè)備產(chǎn)生吸附、擴散以及凝露等現(xiàn)象,從而降低雷達設(shè)備的絕緣性能,導(dǎo)致雷達設(shè)備的機械特性發(fā)生變化,從而影響其性能。
為了研究東南沿海氣候條件下,濕熱多雨等環(huán)境因素對雷達設(shè)備的影響,更好地維護雷達設(shè)備,本文對東南沿海氣候?qū)走_設(shè)備維護方面的影響做深入研究。
2.東南沿海氣候的特點
從氣溫帶上劃分,我國東南沿海地區(qū)處于熱帶和亞熱帶地區(qū),氣候上是亞熱帶熱帶海洋氣候,溫度高、濕度大以及長時間日照、大量的太陽輻射等氣候特征,決定了此地區(qū)具有氣候悶熱、雨水充足、多凝露的特點。以海南加積地區(qū)為例,此地區(qū)一年中共有7個月左右的時間處于濕熱帶氣候的影響下,只有干季和雨季之分,而沒有明顯的四季區(qū)別。雨季時,天氣情況經(jīng)常是高溫、高濕,外加充沛的雨水;太陽直接日曬下的溫度甚至高達49攝氏度。
東南沿海地區(qū)的這種高溫、高濕氣候,容易使金屬腐蝕速度遠遠高于其他地區(qū);不僅如此,這種氣候還會加快破壞結(jié)構(gòu)件表面的保護性圖層速度。舉例來說,相同的雷達零部件在東南沿海地區(qū)和非東南沿海地區(qū)的室內(nèi)貯存效果截然不同[1]:對于都使用72-1防銹機油包裝袋零部件,在海南加積地區(qū)貯存時,一年后有大概18%的零部件生銹,而兩年后生銹的比例甚至達到44%;而在山東濟南貯存的同樣零部件,兩年后生銹的比例只有26%。除此之外,東南沿海地區(qū)的高溫高濕氣候,還會加快雷達設(shè)備上高分子材料的老化速度。
(1)吸附。東南沿海地區(qū)在對雷達設(shè)備進行維護時,經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)雷達設(shè)備表面會有一些水汽,水氣分子附著在雷達設(shè)備上的過程就稱為吸附。對同樣的雷達設(shè)備而言,吸附量取決于溫度和氣體的壓力,而一般情況下氣體的壓力是不變的,所以溫度是決定吸附量的最重要因素。有實驗證明,影響雷達設(shè)備的吸附等溫曲線有所不同,如圖1所示。
(2)凝露。東南沿海地區(qū)晝夜可能會有較大的溫度變化,當雷達設(shè)備表面的變化溫度低于露點溫度時,就會在設(shè)備表面產(chǎn)生水蒸汽,這一過程稱為凝露。凝露會對設(shè)備造成嚴重的危害:造成交直流短路接地,甚至?xí)归_關(guān)誤動作;腐蝕雷達設(shè)備內(nèi)的金屬部件,造成設(shè)備壽命的減少。
(3)擴散。當雷達設(shè)備內(nèi)外水氣有壓力差時,水氣分子會由濃度大的地方擴散到濃度小的地方。當相對濕度相同時,東南沿海地區(qū)的高溫特性會使空氣中含有較多的水氣分子,較高的水氣壓力會產(chǎn)生劇烈的擴散作用。
3.東南沿海氣候?qū)走_裝備維護的影響
東南沿海氣候?qū)走_裝備維護上的影響,主要體現(xiàn)在兩個方面:雷達設(shè)備的電子線路和雷達設(shè)備內(nèi)的結(jié)構(gòu)件。
在電子線路方面,高溫、高濕等氣候環(huán)境對雷達裝備的影響主要體現(xiàn)在如下幾點[3]:(1)對電磁性能的影響。雷達裝備具有較高的裝聯(lián)密度,其內(nèi)部的集成電路有高阻抗和高放大率的特性,所以對零部件表面的腐蝕、噪音以及頻率漂移等故障更加敏感。另外,裝備內(nèi)部兩個鄰接導(dǎo)體間可能會因為吸附、凝露等現(xiàn)象而產(chǎn)生短路;最重要的是,雷達天線的伺服系統(tǒng)和饋電系統(tǒng)都可能會因為高濕度環(huán)境而出現(xiàn)問題,進而影響雷達裝備的精度。(2)對金屬材料的影響。和普通的電子設(shè)備一樣,雷達裝備內(nèi)部的零部件和印制電路板也是以銅、錫、銀等作為導(dǎo)電材料的,它們都會受到東南沿海的高溫、高濕氣候的腐蝕。以常用的銅為例,在高濕環(huán)境下會產(chǎn)生化學(xué)作用而生成銅綠,發(fā)生腐蝕。雷達裝備中,印制電路板上的金屬導(dǎo)體一般都比較薄,所以即使是很小的腐蝕也可能會導(dǎo)致雷達裝備中的結(jié)構(gòu)件徹底報廢。(3)對線路中金屬遷移和晶相變異的影響。金屬銀在雷達裝備的一些零部件中有重要的應(yīng)用,比如會在印制電路板上使用銀鍍層,從而保證信號的平穩(wěn)傳輸。但是,東南沿海氣候的高濕特性,可能會產(chǎn)生“銀遷”現(xiàn)象,即銀會在電場作用下向絕緣材料表面遷移;“銀遷”現(xiàn)象會降低雷達裝備內(nèi)部零部件的絕緣性能,可能會導(dǎo)致短路。另外,錫、鋅等導(dǎo)體在受到高溫、高濕環(huán)境條件的影響,會產(chǎn)生晶相變異,對于比較小的結(jié)構(gòu)件而言,這也會造成短路。
雷達裝備中的結(jié)構(gòu)件一般都是采用金屬材料制造,在東南沿海氣候下不可避免的會產(chǎn)生金屬腐蝕,降低結(jié)構(gòu)件的強度。在結(jié)構(gòu)件方面,高溫、高濕等氣候環(huán)境對雷達裝備的影響主要包括[4]:(1)全面腐蝕。當雷達裝備結(jié)構(gòu)件上有連成一片的腐蝕塊時,就可以認為雷達裝備的結(jié)構(gòu)件受到全面腐蝕,雷達裝備表面如果沒有有效的金屬防護層,或者金屬防護層失效的話,就會受到高溫、高濕等氣候的影響,出現(xiàn)全面腐蝕。對于由碳鋼組成的結(jié)構(gòu)件,受到高溫、高濕的腐蝕作用,碳鋼表面容易出現(xiàn)一層含鹽的液膜,進一步促進了結(jié)構(gòu)件的腐蝕。(2)電偶腐蝕。如果兩種金屬的腐蝕電位不同,那么當金屬和電解質(zhì)溶液接觸時,相對正電位的金屬導(dǎo)體溶解速度較慢,而相對負電位的導(dǎo)體溶解速度加快,這樣的現(xiàn)象會產(chǎn)生局部的電偶腐蝕。在雷達裝備內(nèi)部,由于導(dǎo)電、導(dǎo)熱以及性能等各種要求,通常會使用多種金屬導(dǎo)體,而東南沿海地區(qū)的高溫差、高濕度的氣候特征,會在裝備表面沉積一層晶體,此晶體在吸水潮解后會在雷達裝備表面產(chǎn)生一層電解質(zhì)溶液膜,從而和雷達裝備內(nèi)的多種金屬導(dǎo)體產(chǎn)生電偶腐蝕。(3)點腐蝕。全面腐蝕和電偶腐蝕在很多氣候環(huán)境下都會產(chǎn)生,而點腐蝕是東南沿海海洋性環(huán)境特有的腐蝕狀態(tài)。點腐蝕是在金屬表面?zhèn)€別點的腐蝕形態(tài),雖然其腐蝕面積較小,但是其破壞性并不弱于前兩種腐蝕形態(tài)。在發(fā)生點腐蝕的小孔處,溶解速度會大大加快,甚至?xí)斐衫走_裝備結(jié)構(gòu)件的穿孔;另外,點腐蝕還可能加劇結(jié)構(gòu)件的開裂狀態(tài)。(4)縫隙腐蝕。雷達裝備的結(jié)構(gòu)件在連接時,采取的也是焊、鉚、螺釘?shù)?,兩個鄰接結(jié)構(gòu)件間會留下連接縫隙,縫隙處不同的鄰接金屬會產(chǎn)生選擇性腐蝕。
經(jīng)過以上分析研究可知,東南沿海地區(qū)惡劣的氣候?qū)走_裝備的性能和維護會產(chǎn)生重要的影響,所以在維護雷達裝備時可以針對性的找到解決方案。
4.結(jié)論
本文對分析了東南沿海氣候的特點,并研究了這種氣候?qū)走_設(shè)備維護方面的產(chǎn)生的影響,為有效地維護雷達設(shè)備提供了一定的經(jīng)驗。
參考文獻
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作者簡介:徐家迅(1983—),男,中級工程師,研究方向:雷達發(fā)射機。