三防设计规范V1.0

1.0目的为了使公司设计的电子设备能够符合业界对于结构件的三防技术的一般要求，特制定本规范。

2.0范围公司产品结构件的设计（包括选择外购件）。

3.0定义3.1 腐蚀：材料受环境介质的化学作用而发生性能下降，状态改变，直至损坏变质。

金属材料在潮湿大气中的腐蚀破坏是电子设备防腐蚀设计重点考虑的问题。

非金属材料（主要指高分子材料）在一般大气环境中的老化（大气老化）是电子设备中常见的腐蚀现象。

3.2 三防：对“防湿热、防盐雾和防霉菌”的通俗称呼，其最终目的是防止腐蚀。

3.3 Ⅰ型结构件：指当设备处于工作状态时，零件表面直接暴露在自然环境中，并且会受到雨、冰雹、雪、日光照射和风沙的直接作用的结构件。

3.4 Ⅱ型结构件：指当设备处于工作状态时，其零件表面不直接暴露在自然环境中，或不会受到雨、冰雹、雪、日光照射和风沙的直接作用的结构件。

3.5 拉丝：是一种用砂带进行磨削的加工方式。

通过砂带对金属表面进行磨削加工，去除金属表面缺陷，以形成具有一定粗糙度、纹路均匀的装饰表面。

4.0输入无5.0输出无6.0工作程序6.1三防设计总则全过程控制原则：在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。

综合控制原则：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。

防止腐蚀的基本方法：a 采用高耐蚀性材料；b 消除或减弱环境中的腐蚀性因素；c 对不耐蚀材料进行耐蚀性表面处理；d 防腐蚀结构设计；e 电化学保护。

防腐蚀设计的基本步骤：在开始结构设计时，首先需要了解或定位产品的工作环境（包括自然环境和诱发环境，参见表一环境分类）、产品的使用期限，确定产品中各部位结构件的类型，再根据零件的功能目的进行详细的选择、设计。

在详细设计过程中，每一个零件都需从结构形状、受力状态、材料、表面防护层、生产加工、装配、储存运输、工作寿命等以及与其相关的环境条件方面加以考虑，以使零件既能满足功能需求、又能达到最佳的防腐蚀状态。

新材料或新工艺的选用原则：对于以前产品上未应用过的新材料或新工艺，必须先经过相应的技术认证和工艺试验、并得到生产验证可行后才可在产品上使用。

表一环境分类6.2 结构件分类按照产品工作时所处的自然环境，将结构件分为Ⅰ型结构件和Ⅱ型结构件两类。

除安装在室外的设备外表零件外，大多数零件都属于Ⅱ型结构件。

（自然环境因素包括温度、湿度、雨、冰雹、含盐大气、工业大气、日光照射、尘埃、风沙等。

）6.3 结构设计与三防为防止腐蚀，在产品设计阶段就应当进行合理的防腐蚀结构设计。

金属结构设计是否合理，对于接触腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、均匀腐蚀的敏感性影响很大。

合理的结构设计使产品的腐蚀减至最小。

设计时，不仅要考虑零件本身的结构，同时还应该考虑其与本系统中其它零件相互之间的关系，即考虑产品的整体结构。

合理的结构形状a. 结构形状应尽可能简单合理。

形状简单的结构件容易采取防腐蚀措施；而形状复杂的结构件，其面积必然增大，与介质的接触机会增多，死角、缝隙、接头处容易使水分积存和使腐蚀介质浓缩，而引起腐蚀。

简单的构件还便于排除故障，有利于维修、保养和检查。

b. 防止残余水分和冷凝液的积聚。

一般来说，没有水分就不会发生腐蚀，残余水分和灰尘积存处，往往是腐蚀严重的部位，因此结构设计应考虑使水分不能积存，而且还应考虑易于涂装和维修。

避免不均允和多相性不同的金属、气相空间、热和应力分布不均匀、以及体系中各部位间其它差别，都会引起腐蚀破坏。

因此，设计时应努力使整个体系的所有条件尽可能地均匀一致。

以下对需注意地事项作详细说明：6.3.1避免尖角（特别是凸出的棱角）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。

6.3.2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2.2～3.4μm；喷砂Ra为1.5～1.8μm。

）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0.8μm。

6.3.3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。

如图一、图二所示。

图一：转角均设计为圆角、避免尖角图二：凹槽设计开口、利于排水需要表面处理的零件应尽量避免盲孔。

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。

6.3.4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。

在易积水、凝露、和渗水的结构部位，应避免窄缝；不能避免的部位，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，以防止腐蚀剂进入。

如户外设备外壳的接合部位、处于户外的螺钉连接部位等。

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。

对于折弯180°的结构（俗称“拍死边”，如图4-3-4），只允许在镀锌钢板制作的零件上使用。

图三“拍死边”的结构6.3.5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，防止虑尘器成为灰尘集散的污染源。

整机结构中应考虑粉尘能被尽量排出，尽可能避免粉尘在设备内循环。

6.3.6密封式设计及密封产品的应用我们在产品中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。

这是因为气密设计一旦失效，腔内会由于日晒而增加压力，腔内气体逸出，当夜晚气温下降湿气会进入，周而复始，内部产生积水，形成100％蒸汽压使设备受潮失效。

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）；或者规定产品较短的使用寿命。

当采用密封剂或密封垫的密封结构时，并不能达到“彻底”的密封，只能是一个受控制的泄漏、或是渗透率非常小和缓和的情况。

密封结构中湿气可以凝结、有机气氛腐蚀将会更严重。

这时所用的密封剂或密封垫应是防潮湿、无腐蚀性、抗霉菌、非吸湿性的柔和的材料，以补偿热膨胀和收缩。

密封圈可选用永久变形小的高抗撕硅胶无缝圈，不允许密封圈有接缝（允许接头进行熔焊式连接），不能采用橡胶板、垫密封。

6.3.7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发出程度不同的对金属有腐蚀性的气体。

6.3.8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，因存在缝隙，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。

6.3.9焊接需进行溶液处理时，焊接应采用对头焊。

若是搭接焊，则应避免间断焊接，不采用不封闭的焊缝（即应将重叠区封闭起来，使其不夹带溶液）；焊接结构的设计应易于操作，以改善焊接质量。

如图四所示。

A.搭接焊, 不好B. 对头焊, 好C. 断续焊, 不好D. 连续焊, 好E.不好F.较好G. 单面焊，不好 H. 双面焊，好图四：焊接方式6.3.10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。

宁可让结构件直接受拉或压，而不使其受弯或扭。

应优先采用使各零件或部件能装配和配合得精确得设计方案，避免使某一零件因别的零件而过分受力，尤其在焊接、铆接、螺栓孔等部位，同时应注意防止缝隙产生裂纹；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。

“氢脆”更具有破坏性。

一般是高强度钢（抗拉强度超过1000Mpa者）在电镀过程中容易出现氢脆现象。

因此我们对弹簧钢零件一般不建议进行电镀；当确实要求表面导电或耐磨而选择电镀镍时，必须要求在电镀前消除应力、电镀后进行除氢处理。

6.3.11避免局部过热或过冷在换热操作中应避免局部过热。

设计换热器时，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，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现象。

6.3.12控制紧固件数量尽量减少零件数量、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。

6.3.13易损件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。

如接地铜牌上的铜质螺钉。

6.4结构件材料的选择6.4.1金属材料a Ⅰ型结构件尽可能采用最耐腐蚀的金属材料，如防锈铝、不锈钢、镀锌钢等（压铸件也可用于Ⅰ型结构件），且都必须在其表面增加户外型有机涂层。

对于奥氏体不锈钢制作的零件，可以不作表面涂覆处理，但仍需注意其耐腐蚀性远低于非金属（包括有机涂层）表面。

b Ⅱ型结构件b-1普通承力结构件一般钣金结构件多选用优质冷轧钢板（08、10钢），表面防护可以是电镀（主要为镀锌）或喷涂；若是内部结构件（装配后不易看到的）可直接应用耐指纹型电镀锌钢板（注意：这种情况下必须要求切口处的锈蚀对功能或产品外观等没有影响）。

当同时要求装饰或不适合进行表面处理时，对于受力较小的零件，外表部位可用奥氏体不锈钢、内部可用马氏体不锈钢板（但在沿海地区的无空调环境下，不推荐使用马氏体不锈钢），除钝化处理外、均可以不再作其它表面处理。

厚度要求超过3.5mm的钢钣金件，只能选用优质热轧钢板；若其表面不作机械加工处理，则必须采用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，但表面处理也必须选择喷涂。