防腐蝕范圍太廣泛,產(chǎn)品防腐蝕應(yīng)用場(chǎng)景也太多,涉及大氣防腐蝕、水下防腐蝕、土壤防腐蝕、人體防腐蝕等等,僅防腐蝕的國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)就有幾十部,譬如JB/T 4375-2013《電工產(chǎn)品戶內(nèi)戶外腐蝕場(chǎng)所使用環(huán)境條件》、JB/T 9536/9535-2013《戶內(nèi)戶外防腐低壓電器環(huán)境技術(shù)要求》、GB/T1771-2007《色漆和清漆耐中性鹽霧性能的測(cè)定》,等等。其中JB/T開頭者是機(jī)械行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn),GB/T開頭者是國(guó)家推薦標(biāo)準(zhǔn),但眾多標(biāo)準(zhǔn)中與消防疏散照明最直接相關(guān)的主要是JB/T 9536/9535-2013(相關(guān)要素:低壓電器)和GB/T1771-2007(相關(guān)要素:是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)且檢測(cè)重點(diǎn)覆蓋各類鹽蝕項(xiàng))。GB/T1771-2007規(guī)范將金屬材料的防腐等級(jí)分為5個(gè)等級(jí),分別為F、M、S、W和T。其中,F(xiàn)為最高防腐等級(jí),適用于海洋環(huán)境;M為中等防腐等級(jí),適用于城市和工業(yè)環(huán)境;S為一般防腐等級(jí),適用于農(nóng)村和城市環(huán)境;W為低防腐等級(jí),適用于干燥環(huán)境;T為特殊防腐等級(jí),適用于特殊環(huán)境。該標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了不同等級(jí)的防腐涂層厚度和使用壽命等要求。此外,國(guó)際防腐蝕標(biāo)準(zhǔn)ISO12944《腐蝕環(huán)境判定標(biāo)準(zhǔn)》也被行業(yè)廣泛參考和借鑒。
然而,消防疏散照明僅在大氣環(huán)境中應(yīng)用(大氣環(huán)境分為工業(yè)大氣、海洋大氣、城市大氣和鄉(xiāng)村大氣等),且在沿海、島嶼、船舶上的應(yīng)用場(chǎng)景畢竟相對(duì)較少,更多的是非海洋大氣環(huán)境下的應(yīng)用場(chǎng)景。因此,在消防疏散照明行業(yè)的設(shè)計(jì)應(yīng)用更多的是執(zhí)行JB/T9536/9535-2013《戶內(nèi)戶外防腐低壓電器環(huán)境技術(shù)要求》,同時(shí)兼顧GB/T1771-2007,因?yàn)?如下條文截圖)JB/T9536/9535-2013序言的適用范圍說明排除了船舶和水下腐蝕(即鹽蝕),其具體規(guī)范條文中也沒有對(duì)強(qiáng)腐蝕F2和WF2做鹽蝕測(cè)試的規(guī)定項(xiàng))?! ?/p>
對(duì)于非海洋的大氣防腐蝕,JB/T9536/9535-2013《戶內(nèi)戶外防腐低壓電器環(huán)境技術(shù)要求》規(guī)范中,具體另行列明了非海洋大氣的防腐蝕產(chǎn)品分類以及其對(duì)應(yīng)的防腐蝕分項(xiàng)檢測(cè)要求(如下條文截圖):1、戶內(nèi)型:F1為戶內(nèi)型房間內(nèi)防中等偏上腐蝕性,F(xiàn)2為房間內(nèi)防強(qiáng)腐蝕性。2、戶外型:W為戶外防輕腐蝕型,WF1為戶外防中等偏上腐蝕性,WF2為戶外防強(qiáng)腐蝕性。需要注意的是:非海洋大氣的防腐蝕五類產(chǎn)品在GB/T1771-2007規(guī)范的分類中僅屬于中等及以下防腐等級(jí)(即M及以下等級(jí))。因此,防腐產(chǎn)品即使拿到了F2或WF2等級(jí)的防腐蝕檢測(cè)報(bào)告,也不能代表其適合在鹽蝕性較強(qiáng)的沿海、島嶼或船舶上的場(chǎng)景應(yīng)用,即對(duì)于鹽蝕性較高場(chǎng)所,產(chǎn)品還需要另符合GB/T1771-2007規(guī)范下的F等級(jí)(強(qiáng)鹽蝕)檢測(cè)要求(如下規(guī)范序言內(nèi)容所示)。另外,JB/T9536/9535-2013里雖然有粉塵腐蝕列表描述,但規(guī)范里面的檢測(cè)項(xiàng)并無機(jī)械特定物質(zhì)(粉塵強(qiáng)腐蝕)環(huán)境條件的具體檢測(cè)專項(xiàng);因此防腐產(chǎn)品僅具有常規(guī)的檢測(cè)報(bào)告,并不一定能使用于工業(yè)粉塵的強(qiáng)腐蝕場(chǎng)景(譬如焦煤加工、煙花爆竹工廠等煤灰/硝鹽等受潮后的強(qiáng)腐蝕),而還需要針對(duì)粉塵腐蝕和粉塵防爆的特定檢測(cè)。再譬如,雙面都覆膜后的超薄標(biāo)志燈具,有些廠商產(chǎn)品雖然暫時(shí)還沒有防腐檢測(cè)報(bào)告,但其防腐性能并不比一些具有常規(guī)防腐檢測(cè)報(bào)告的產(chǎn)品差。
消防燈具及電源柜體防腐蝕的主要方法:產(chǎn)品防腐蝕包括產(chǎn)品殼體防腐蝕和產(chǎn)品內(nèi)部(譬如電路板、電子電氣元件等)器件的防腐蝕兩部分,一般有五種防腐蝕方法。消防燈具殼體防腐蝕最高/最長(zhǎng)久的方法是采用不腐蝕性材料設(shè)計(jì)(譬如陶瓷、玻璃、阻燃工程塑料等),當(dāng)然首先需符合消防的阻燃、不易碎、超低溫不脆裂等規(guī)范要求,以及材料成本要求。五種防腐蝕方法如下:
1、選擇難腐蝕材料(殼體/柜體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)):殼體為陶瓷、玻璃、塑料(-30℃以下超低溫除外)等最耐腐蝕的材料;無密封狀態(tài)的PCB電路板為玻璃纖維板且刷涂三防漆。
2、改變金屬材料結(jié)構(gòu)(殼體/柜體):改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如,把鉻、鎳、鉬等加入普通鋼中制成各類不銹鋼。
3、覆蓋保護(hù):在金屬表面(或電路板表面)覆蓋保護(hù)層。例如,在金屬表面涂漆/噴塑、電鍍或用化學(xué)方法形成致密耐腐蝕的氧化膜等。
4、密閉/密封保護(hù):IP高等級(jí)防護(hù),主要是針對(duì)電器內(nèi)部的電路板、電子電路器件等進(jìn)行其外部殼體/柜體密封性措施的防腐蝕。因此,IP密封防護(hù)等級(jí)高的產(chǎn)品(譬如IP67),其內(nèi)部器件就無需再另行進(jìn)行防腐蝕設(shè)計(jì)(譬如電路板刷涂三防漆)。
5、覆膜保護(hù)(防腐蝕新方法):在金屬殼表面覆蓋一層透明保護(hù)薄膜(如下圖),在金屬表面覆蓋一層PE或PVC等塑料薄膜,既防裝修期的污漬,又防腐蝕。
(備注說明:
1、消防燈具及電源柜體的防腐蝕方法,可以是以上的一種或多種組合方法,組合方法的防腐蝕等級(jí)更高,防腐性能更強(qiáng),但成本增加。
2、覆膜的新方法增高了燈具的防水等級(jí),譬如IP30的標(biāo)志燈具經(jīng)雙面覆膜后,其防水等級(jí)往往可以達(dá)到IP54/IP65以上的防腐行業(yè)要求(如下圖燈具均可做覆膜工藝)。
3、標(biāo)志燈具的厚度越薄,越容易采用機(jī)械自動(dòng)化覆膜。
4、覆膜的厚度,決定燈具的耐腐蝕性能力和有效保護(hù)時(shí)間的長(zhǎng)短。
5、電化學(xué)防腐蝕法一般不會(huì)單獨(dú)采用,僅在某些配合表面噴塑工藝時(shí)一起使用)
(一)消防燈具及電源柜體的殼體防腐蝕解析之一:不銹鋼
W為戶外防輕腐蝕型,WF1為戶外防中等腐蝕型,WF2為戶外防強(qiáng)腐蝕型。消防燈具和電源柜除了用表面處理的噴塑方式進(jìn)行防腐蝕外,另一種是針對(duì)材質(zhì)的選擇也就是外殼/柜體的材質(zhì)本身具有一定的耐腐蝕性能,也就是我們俗話說的201不銹鋼、304不銹鋼以及316L不銹鋼等材質(zhì);為什么不銹鋼材質(zhì)能夠耐腐蝕呢?主要是因?yàn)椴讳P鋼材質(zhì)中一定含量的鎳、鉻等耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)的腐蝕;而將耐化學(xué)腐蝕介質(zhì)(酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕)腐蝕的特鋼種稱為耐酸鋼。由于兩者在化學(xué)成分上的差異而使他們的耐蝕性不同,普通不銹鋼一般不耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕,而耐酸鋼則一般均具有全場(chǎng)景的耐銹性(但由于成本太高,一般不用于照明領(lǐng)域)。生活中“不銹鋼”一詞不僅僅是單純指一種不銹鋼,而是表示一百多種工業(yè)不銹鋼,所開發(fā)的每種不銹鋼都在其特定的應(yīng)用領(lǐng)域具有良好的性能。場(chǎng)景應(yīng)用的關(guān)鍵首先是要弄清用途(即場(chǎng)景種類),然后再確定正確的鋼種。與消防疏散照明應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的鋼種通常只有四種,它們都含有一定量的鉻和鎳(譬如201和304),添加鉬可進(jìn)一步改善其防大氣腐蝕性(譬如316或316L),其表面致密的鉬鋼鈍化氧化層比較耐含氯化物大氣的腐蝕(譬如沿海場(chǎng)景的3.5%~5%NaCl鹽蝕)。
1)201不銹鋼:200系列不銹鋼中的(Ni)鎳僅為3.5%~5.5%(以錳代替鎳),鉻含量降到13.5%~15%,某些情況下降到了13%~14%,其耐腐蝕性是不能與304和其他類似的鋼相比。此外,在沉積區(qū)和縫隙(尤其是切口)的腐蝕部位常見的酸性條件下,錳降低了再鈍化的作用,200系列鋼在這些條件下的毀壞速度大約是304不銹鋼的10~100倍。
2)304不銹鋼:業(yè)內(nèi)也叫做18/8不銹鋼,意思為含有18%以上的鉻和8%以上的鎳。耐高濕、高熱條件下的氧化(即生銹/銹蝕)防腐蝕性能很強(qiáng),但304不銹鋼也不耐鹽蝕,材料出現(xiàn)生銹現(xiàn)象的主要原因是氯離子,氯離子在沿海鹽霧場(chǎng)景中廣泛存在,比如食鹽/汗跡/海水/海風(fēng)/鹽霧等等。不銹鋼在氯離子存在下的環(huán)境中,腐蝕很快,甚至超過普通的低碳鋼。所以對(duì)不銹鋼的使用環(huán)境有要求,而且需要經(jīng)常除去灰塵(鹽塵或普通灰層吸潮),保持清潔干燥。
3)316(L)不銹鋼:因添加了Mo(鉬),故其耐鹽蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強(qiáng)度相對(duì)很好,但價(jià)格很貴不常用,產(chǎn)品外殼往往需要定制。用途:海水中設(shè)備、化學(xué)、染料、造紙、肥料等生產(chǎn)設(shè)備;照像、食品工業(yè)、沿海地區(qū)設(shè)施等應(yīng)用場(chǎng)景。
4)彩鋼板(即鍍鋅噴塑鋼板/鐵皮):彩涂鋼板的基板一般有冷軋基板、熱鍍鋅基板和電鍍鋅基板。涂層種類可分為聚脂、硅改性聚脂、偏聚二氟乙烯和塑料溶膠等,對(duì)聚酯、聚偏氟乙烯(PVDF)和塑料溶膠進(jìn)行改良,近幾年已獲得超級(jí)顏色重現(xiàn)性優(yōu)點(diǎn)(消防標(biāo)志燈具的顏色和紋理定制),也更抗二氧化硫、氨氣等化學(xué)性氣體腐蝕,大大提高了燈具外殼表面的化學(xué)耐蝕性。彩鋼板的耐腐蝕強(qiáng)度取決于基板材料和厚度,耐久性也取決于鍍層、表面涂層和加工工藝。
附:彩鋼板表面噴涂要素(圖表)說明
彩鋼板表面四種涂層處理工藝:
1、冷軋基板彩色涂層鋼板
由冷軋基板生產(chǎn)的彩色板,具有平滑美麗的外觀,且具有冷軋板的加工性能;但是表面涂層的任何細(xì)小劃傷都會(huì)把冷軋基板暴露在空氣中,從而使露鐵處很快生成紅銹。因此這類產(chǎn)品只能用于要求不高的臨時(shí)隔離措施和作室內(nèi)用材。
2、熱鍍鋅彩色涂層鋼板
把有機(jī)涂料涂覆蓋在熱鍍鋅鋼板上得到的產(chǎn)品即為熱鍍鋅彩涂板。熱鍍鋅彩涂板除具有鋅的保護(hù)作用外,表面上的有機(jī)涂層還起了隔絕保護(hù)、防止生銹的作用,使用壽命比無涂料覆蓋的熱鍍鋅板更長(zhǎng)。熱鍍鋅基板的含鋅量一般為180g/㎡(雙面)。
3、熱鍍鋁鋅彩涂板
根據(jù)要求,也可以采用熱鍍鋁鋅鋼板作為彩涂基板(55%AI-Zn和5%AI-Zn)。
4、電鍍鋅彩涂板
用電鍍鋅板為基板,涂上有機(jī)涂料烘烤所得的產(chǎn)品為電鍍鋅彩涂板,由于電鍍鋅板的鋅層薄,通常含鋅量為20g/㎡,因此該類板材不適合使用在室外。但因具有美麗的外觀和優(yōu)良的加工性能,因此主要可用于室內(nèi)產(chǎn)品的外殼設(shè)計(jì)等。
不銹鋼材質(zhì)雖然耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)的腐蝕(含有一定量的鎳、鉻等),而且部分消防標(biāo)志燈具表面還進(jìn)行了二次噴塑或烤漆的加強(qiáng)型防腐工藝,但是標(biāo)志燈具的圖案切口截面由于機(jī)械沖壓加工而破壞了該處的金屬氧化膜,裸露在潮濕大氣、沿海鹽蝕場(chǎng)景中就很容易銹蝕、鹽蝕。因此,對(duì)于金屬面板的標(biāo)志燈具來說,其圖案處的切口防腐可以進(jìn)行塑包鋼工藝的抗腐蝕處理,以提高產(chǎn)品的抗腐蝕能力。
塑包鋼工藝的抗腐蝕作用解析:即使是最耐鹽蝕的鉬(316不銹鋼),也很容易和高價(jià)硫離子反應(yīng)生成硫化物。所以沒有任何一種不銹鋼是超級(jí)無敵耐腐蝕的。說到底,不銹鋼就是一塊雜質(zhì)較多的鋼(不過這些雜質(zhì)可都比鋼更耐腐蝕),是鋼就可以和別的物質(zhì)反應(yīng)。很多人以為不銹鋼是永不生銹的,其實(shí),不銹鋼耐腐蝕性良好的原因是其表面形成一層鈍化膜,在自然界中它以更穩(wěn)定的氧化物的形態(tài)存在。也就是說,不銹鋼的使用條件不同,其氧化或鹽蝕的程度不一樣,但最終也都會(huì)被氧化或鹽蝕。裸露在鹽蝕環(huán)境中的活潑金屬如果鈍化膜受到劃傷(譬如標(biāo)志燈具表面的劃傷/刮花或圖案的沖壓切口)則會(huì)很快發(fā)生電化反應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)而受到腐蝕。316不銹鋼鈍化膜耐鹽蝕能力差的部位(譬如表面的劃傷口或圖案的沖壓切口截面),由于自激反應(yīng)而易形成點(diǎn)蝕反應(yīng),生成小孔,再加上有氯離子接近,易形成很強(qiáng)的腐蝕性溶液,加速腐蝕反應(yīng)的速度。還有316不銹鋼內(nèi)部的晶間腐蝕開裂,這些都對(duì)不銹鋼板表面的鈍化膜發(fā)生破壞作用。因此,在鹽蝕性場(chǎng)景應(yīng)用中,要維護(hù)不銹鋼不被很快銹蝕,就需要對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行防止被尖銳劃傷(工地安裝防范/燈具表面覆膜后出廠)和對(duì)面板圖案(沖壓切口部位)的塑包鋼工藝設(shè)計(jì),可以避免燈具被鹽蝕“毀容”和延長(zhǎng)燈具的使用壽命。
標(biāo)志燈具面板圖案的塑包鋼工藝,是指金屬面板的空心圖案在沖壓/鍛壓形成后,再被注塑機(jī)注入的工程塑料熱熔漿填充和覆蓋,使圖案邊沿的金屬切口截面(新切口無氧化膜)完全被熱熔塑漿包裹封閉/塑封,因而最大限度隔絕了金屬切口截面與鹽蝕環(huán)境中的鹽霧/鹽水接觸,從而防止了圖案的金屬切口被鹽蝕快速破壞。因此,標(biāo)志燈具面板圖案的塑包鋼工藝,在消防燈具的防腐蝕場(chǎng)景應(yīng)用中,具有一定的優(yōu)勢(shì),尤其是“彩鋼板”款式在普通大氣環(huán)境中,以及201/304/316不銹鋼在沿海的鹽蝕性場(chǎng)景應(yīng)用中更具優(yōu)勢(shì)。
地埋燈易被腐蝕的原因解析:
1、燈具表面間隙或底殼材料/結(jié)構(gòu)被腐蝕。不銹鋼材質(zhì)雖然耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)的腐蝕(含有一定量的鎳、鉻),但對(duì)于拖地清洗經(jīng)常采用酸/堿溶劑或超市水產(chǎn)專賣區(qū)/沿海城市鹽蝕較強(qiáng)地區(qū)的鹽蝕場(chǎng)景卻沒有抗腐蝕能力。
因此,對(duì)于如上應(yīng)用的特殊場(chǎng)景來說:
A)應(yīng)選用殼體無金屬材質(zhì)型地埋燈(工程塑料+鋼化玻璃)為佳,無酸堿溶劑使用的鹽蝕場(chǎng)景(沿海露天或半露天等鹽蝕場(chǎng)景地區(qū))可選擇316不銹鋼定制(因加入了鉬而具有一定的耐鹽蝕防腐蝕能力,但沒有抗酸/堿溶劑腐蝕能力)。
B)結(jié)構(gòu)密封膠應(yīng)采用防腐蝕較強(qiáng)的三元乙丙橡膠(EPDM)/聚硅氧烷(RTV)等結(jié)構(gòu)膠或硫化橡膠/氟橡膠圈。
2、外接線頭的防護(hù)處理不當(dāng),產(chǎn)生電解水和毛細(xì)虹吸滲水到燈具內(nèi)部:
A)接線頭采用有效防護(hù)密封;
B)外接線采用特種防滲水燈線。
3、IP防護(hù)設(shè)計(jì)等級(jí)不夠:改進(jìn)密封設(shè)計(jì)工藝。
(二)消防燈具及電源柜體的殼體防腐蝕解析之二:阻燃工程塑料材質(zhì)(消防燈具)。
工程塑料是最抗腐蝕性(抗氧化、化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕)的材料之一,多數(shù)塑料在-20℃以上的條件下不易脆碎/龜裂,阻燃PC和改性PE/PP等能適應(yīng)-30℃以上超低溫應(yīng)用場(chǎng)景。因此,阻燃PC、改性PE/PP塑料材質(zhì)是消防燈具殼體抗腐蝕最強(qiáng)的場(chǎng)景應(yīng)用材料之一,抗鹽蝕性能遠(yuǎn)比316不銹鋼類優(yōu)越,而且材料成本比316不銹鋼低得多,但阻燃塑料比噴塑鐵皮(彩鋼板)貴一些,這也是三防類消防照明燈具(譬如管式照明燈)普遍應(yīng)用阻燃塑料的材質(zhì)原因。進(jìn)一步需要說明的是:對(duì)于低劣的回收/回料塑料,其自身本易老化碎裂,與戶內(nèi)的腐蝕性應(yīng)用場(chǎng)景沒有多大關(guān)系。
(三)電源柜體的防腐蝕解析:電源柜體材質(zhì)與表面處理工藝。
1、同樣的金屬板材厚度,鋼板比鋁材更耐腐蝕,尤其是在鹽蝕性環(huán)境中,鋁材表面的氧化膜一旦被初期的點(diǎn)蝕突破后,后續(xù)就會(huì)腐蝕加速突進(jìn),鹽蝕極快,易成碎化粉末狀,往往與材料厚度無關(guān)。因此,在沿海的嚴(yán)重鹽蝕性場(chǎng)景應(yīng)用中,電源柜體應(yīng)采用鋼板材質(zhì)更具優(yōu)勢(shì)。
2、電源柜體的表面處理工藝:高溫烤漆工藝不起泡、不起皺、漆層致密,附著力強(qiáng),抗刮擦能力強(qiáng),其防腐性能遠(yuǎn)比一般的噴涂工藝強(qiáng)。一般的噴涂工藝的漆層易起皺、易起泡、縫隙/間隙處最易形成點(diǎn)蝕,尤其是鹽蝕性場(chǎng)景中,點(diǎn)蝕一旦形成,整片的腐蝕往往發(fā)展很快。
(四)消防燈具及電源柜體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)防腐蝕解析:消防燈具和電源柜體內(nèi)部防腐蝕設(shè)計(jì)工藝。
1、柜體或燈具設(shè)計(jì)為密封結(jié)構(gòu),可以防止柜體/殼體外的化學(xué)性(酸性或堿性工業(yè)氣體)、鹽霧性氣體的侵入腐蝕。這就需要很高IP防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì)(譬如IP66/IP67),然而一般的鋼板材質(zhì)電焊式電源柜,幾乎做不到IP66以上的防護(hù)等級(jí),只有壓鑄式的柜體可滿足IP66以上的防護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)用。另外,柜體的密封結(jié)構(gòu)對(duì)采用鉛酸蓄電池類的集中電源提出了更高的要求,即要求集中電源的充電模式不能為浮充方式,必須是涓充的間息模式(即充滿了就斷開了停息下來),因?yàn)楦〕淠J皆谛铍姵爻錆M的后期階段還會(huì)易產(chǎn)生硫酸氣體冒出,由于柜體是密閉結(jié)構(gòu),從而腐蝕電源柜內(nèi)部自身微電路,尤其是控制電路。
2、如果柜體達(dá)不到氣密防護(hù)設(shè)計(jì)等級(jí)(IP66以上),則柜體內(nèi)部的重要部件應(yīng)采用防腐蝕設(shè)計(jì),譬如PCB電路板采用三防漆涂刷的防護(hù)工藝(如下圖所示);鋁殼電容換成陶瓷電容設(shè)計(jì);等等。
3、消防燈具相對(duì)體積較小,氣密易于做到IP66以上防護(hù)等級(jí),因此一般僅采用殼體氣密防腐蝕方式。
(五)覆膜保護(hù)(產(chǎn)品防腐新方法):在金屬殼表面覆蓋一層透明的保護(hù)薄膜。
例如,在金屬表面覆蓋一層PE或PVC等塑料薄膜,既防裝修期的污漬,又可達(dá)到中短期增強(qiáng)防水、防腐蝕效果和目的。
從業(yè)人員需要了解的電器產(chǎn)品防腐常識(shí):長(zhǎng)期以來,戶內(nèi)外電工電子產(chǎn)品的防腐蝕能力一直未得到足夠重視。隨著工業(yè)污染和城市污染對(duì)產(chǎn)品的侵蝕,許多戶外設(shè)備(如路燈、安防產(chǎn)品等)以及沿海地區(qū)設(shè)備在投入使用后不久就損壞,類似現(xiàn)象日益增多使得人們對(duì)電工電子產(chǎn)品的防腐蝕耐久性意識(shí)開始提高。特定用戶(工業(yè)區(qū)域、沿海地區(qū)、化工應(yīng)用場(chǎng)所等)需求從以往單一的電氣性能指標(biāo),升級(jí)到兼顧防腐可靠性要求,更多地考慮到產(chǎn)品的耐久性、易維修性等。產(chǎn)品的使用環(huán)境日益嚴(yán)酷,產(chǎn)品能否經(jīng)受苛刻的環(huán)境條件,并實(shí)現(xiàn)服役年限從兩三年增加到五年、十年甚至更長(zhǎng)時(shí)間,顯然,防腐可靠性高的產(chǎn)品必然擁有更高的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
因此,首先工程方用戶還需對(duì)大氣腐蝕環(huán)境類型進(jìn)行分析。電工電子產(chǎn)品使用的環(huán)境從戶內(nèi)到戶外,從熱帶到寒帶,從陸地到海洋,經(jīng)受著不同的環(huán)境條件,除了溫濕度影響外,海水、鹽霧、灰塵、各種有害氣體等對(duì)電子元器件的影響,導(dǎo)致產(chǎn)品失效的可能性增大。因此,選擇合適的防腐蝕等級(jí)試驗(yàn)來驗(yàn)證產(chǎn)品在特定使用環(huán)境的防腐可靠性是非常必要的。大氣環(huán)境腐蝕分類主要從溫度、濕度、腐蝕介質(zhì)3個(gè)方面進(jìn)行劃分。譬如英國(guó)法規(guī)與歐盟指令對(duì)應(yīng)如下(參考):
另外,行業(yè)的從業(yè)者還需了解防腐蝕等級(jí)測(cè)試常識(shí):戶外(代號(hào)W)電工電子產(chǎn)品應(yīng)有防輕腐蝕能力。其化學(xué)活性物質(zhì)環(huán)境條件4C2等級(jí)應(yīng)用于有一般程度污染、化學(xué)活性物質(zhì)分布于整個(gè)地區(qū)或交通繁忙的城鎮(zhèn),環(huán)境中化學(xué)氣體的濃度較低。依據(jù)JB/T9535-2013標(biāo)準(zhǔn)要求,W等級(jí)的必選測(cè)試項(xiàng)目為交變濕熱試驗(yàn)、鹽霧試驗(yàn)和外殼防護(hù)試驗(yàn)。長(zhǎng)霉、太陽(yáng)輻射、低溫試驗(yàn)是否需要進(jìn)行應(yīng)根據(jù)行業(yè)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行。代號(hào)WF1、F1的電工電子產(chǎn)品應(yīng)有防中等腐蝕能力,其化學(xué)活性物質(zhì)環(huán)境條件4C3等級(jí)應(yīng)用于靠近工業(yè)生產(chǎn)區(qū)存在化學(xué)污染物質(zhì)的場(chǎng)所或直接應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)區(qū),環(huán)境中存在中等濃度的化學(xué)氣體,人能經(jīng)常感覺到化學(xué)物質(zhì)的刺激。代號(hào)WF2、F2等級(jí)的電工電子產(chǎn)品應(yīng)有防強(qiáng)腐蝕能力,其化學(xué)活性物質(zhì)環(huán)境條件4C4等級(jí)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)區(qū)可能出現(xiàn)高濃度化學(xué)污染物質(zhì)的場(chǎng)所。環(huán)境中化學(xué)氣體對(duì)人體有強(qiáng)烈的刺激作用,有時(shí)須佩戴防護(hù)器材方能在現(xiàn)場(chǎng)工作。外殼防護(hù)試驗(yàn)和氣體腐蝕試驗(yàn)為這四個(gè)等級(jí)的必選測(cè)試項(xiàng)目,太陽(yáng)輻射、低溫試驗(yàn)是否需要進(jìn)行應(yīng)根據(jù)行業(yè)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行。
最后,還需了解產(chǎn)品防腐失效的改進(jìn)/補(bǔ)救方法:
1)材料選擇:可以選擇耐腐蝕材料。根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景,產(chǎn)品的材料應(yīng)具有抗鹽霧或抗氣體腐蝕的能力。金屬材料如連接部件的螺釘、螺栓、銘牌等選用防腐能力很強(qiáng)的304以上的不銹鋼材質(zhì),而不是204這些材質(zhì),或者以塑料件代替金屬。
2)防護(hù)方法選擇:對(duì)于鑄鋁、鋁合金結(jié)構(gòu)的殼體/柜體,需要在表面增加噴涂處理以防鋁基材的腐蝕。
3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇:對(duì)于多連接部件,可以優(yōu)化成一體設(shè)計(jì),避免過多安裝連接位置的出現(xiàn)導(dǎo)致安裝部位的失效。
4)防腐實(shí)效后的最后防腐手段是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行覆膜工藝處理(譬如機(jī)械自動(dòng)化覆膜、手工熱吹風(fēng)/熱縮覆膜等),但覆膜具有一定壽命,一般僅針對(duì)戶內(nèi)場(chǎng)景產(chǎn)品。
附1:消防燈具的防腐蝕檢測(cè)內(nèi)容介紹
一、檢測(cè)項(xiàng):
1.外觀檢測(cè):通過對(duì)燈具外觀進(jìn)行觀察,檢查是否有銹蝕、腐蝕、氧化等現(xiàn)象。
2.化學(xué)成分分析:通過對(duì)燈具材料的化學(xué)成分進(jìn)行分析,了解材料的抗腐蝕性能。
3.鹽霧試驗(yàn):將燈具置于高濃度鹽水中,模擬海洋環(huán)境下的腐蝕情況,觀察燈具的腐蝕程度。
4.濕熱試驗(yàn):將燈具置于高溫高濕的環(huán)境中,觀察燈具在此條件下的腐蝕情況。
5.電化學(xué)測(cè)試:通過浸泡燈具材料于電解質(zhì)溶液中,進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試,評(píng)估材料的腐蝕傾向性。
二、應(yīng)達(dá)到的防腐性能:
1.外觀檢測(cè)結(jié)果顯示,所檢測(cè)的燈具外觀基本完好,無明顯的銹蝕、腐蝕或氧化現(xiàn)象,表明這些燈具具有較好的防腐蝕性能。
2.化學(xué)成分分析結(jié)果顯示,燈具材料中含有較高比例的不銹鋼、鋁合金等抗腐鐘材料,這些材料能夠有效防止燈具的腐蝕。
3.鹽霧試驗(yàn)結(jié)果顯示,燈具在高濃度鹽水中暴露的時(shí)間段內(nèi),腐蝕程度較輕微,說明燈具具有較好的耐鹽霧腐蝕能力。
4.濕熱試驗(yàn)結(jié)果顯示,燈具在高溫高濕環(huán)境中暴露的時(shí)間段內(nèi),腐蝕程度較輕微,說明燈具具有較好的耐濕熱腐蝕能力。
5.電化學(xué)測(cè)試結(jié)果顯示,燈具材料的腐蝕傾向性較低,具有較好的抗腐蝕性能,通過對(duì)燈具的防腐蝕性能進(jìn)行全面的檢測(cè)和評(píng)估而得出結(jié)論:所檢測(cè)的燈具是否具有較好的防腐蝕性能,是否能夠在惡劣環(huán)境下正常運(yùn)行和安全使用。
三、根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果,對(duì)燈具防腐蝕性能提出結(jié)論和一些建議(譬如):
1.所檢測(cè)的燈具具有較好的防腐蝕性能,能夠在高溫、潮濕、化學(xué)氣體等惡劣環(huán)境下正常使用。
2.針對(duì)一些特殊環(huán)境,如海洋環(huán)境,建議選擇使用抗鹽霧腐蝕能力更強(qiáng)的燈具,以證其使用壽命和安全性。
3.對(duì)于燈具的定期保養(yǎng)和清潔工作,應(yīng)注意使用適當(dāng)?shù)那鍧崉┖凸ぞ?,避免使用腐蝕性強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì),以免損壞燈具表面的防腐蝕層。
4.對(duì)于燈具的安裝和使用,應(yīng)按照生產(chǎn)廠家的要求進(jìn)行,避免造成人為損壞或腐蝕。
5.戶內(nèi)戶外W(FX)等級(jí)測(cè)試項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn):交變濕熱GB/T 2423.4-2008;長(zhǎng)霉試驗(yàn)GB/T 2423.16-2008;鹽霧試驗(yàn)GB/T 2423.17-2008;太陽(yáng)輻射試驗(yàn)22423.24-20130;外殼防護(hù)試驗(yàn)GB/T 4208-20174;低溫試驗(yàn)GB/T2423.2008;化學(xué)氣試驗(yàn)GB/T2423.33-2005。
附2:大氣腐蝕較強(qiáng)的WF2場(chǎng)景應(yīng)用產(chǎn)品檢測(cè)內(nèi)容
一、檢測(cè)范圍
WF2低壓電器防腐測(cè)試是一種檢測(cè)產(chǎn)品材料在高濕度、高溫和鹽霧等復(fù)雜環(huán)境中防腐性能的實(shí)驗(yàn)。其檢測(cè)范圍主要適用于供電、通信、防雷、照明、電視廣播、建筑、道路交通、公眾安全和環(huán)保等領(lǐng)域中使用的低壓電器,以及生產(chǎn)這些電器的材料和工藝。
二、檢測(cè)項(xiàng)目
WF2低壓電器防腐測(cè)試的主要檢測(cè)項(xiàng)目包括
1.耐鹽霧試驗(yàn)
對(duì)試樣進(jìn)行在鹽霧腐蝕環(huán)境下的測(cè)試,以評(píng)定試樣防腐性能的耐鹽霧能力。
2.耐腐蝕性試驗(yàn)
對(duì)不同的材料和塑料等進(jìn)行的多種試驗(yàn)。
3.耐濕熱試驗(yàn)
按照ISO 6270 2的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,以評(píng)估試樣在高度濕熱環(huán)境下的耐久性能。
4.陽(yáng)極氧化膜的耐蝕性測(cè)試
根據(jù)ASTM G85進(jìn)行測(cè)試,以檢測(cè)極氧化膜表面的質(zhì)量和工藝。
5.工頻耐壓
對(duì)電氣設(shè)備絕緣施加高出它的額定工作電壓一定值的工頻試驗(yàn)電壓,并持續(xù)定的時(shí)間(一般為lmin),觀察絕緣是否發(fā)生擊穿或其他異常情況。
三、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
WF2低壓電器防腐測(cè)試的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)依照了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)如IEC 68以及ASTM B117等,對(duì)產(chǎn)品的防腐性能進(jìn)行了全面檢測(cè),以保證該產(chǎn)品的可靠性能。
在JB/T9536—2013中,要求防腐電器外殼防護(hù)等級(jí)不低于IP54。
四、檢測(cè)要求
WF2低壓電器防腐測(cè)試的檢測(cè)要求包括
1.試樣具有代表性,其中應(yīng)該包含典型的,最理想的使用條件下的內(nèi)部元件。
2.試驗(yàn)室環(huán)境條件應(yīng)符合測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),保證測(cè)試所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
3.檢測(cè)應(yīng)該在不損壞電器本身的情況下進(jìn)行。
4.測(cè)試后應(yīng)注重保養(yǎng)和處理被測(cè)樣品。
(備注:WF2比WF1和W的嚴(yán)酷等級(jí)要求高得多)
五、資質(zhì)與認(rèn)證步驟
在WF2低壓電器防腐測(cè)試中,檢測(cè)人員應(yīng)嚴(yán)格按照檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并準(zhǔn)確處理數(shù)據(jù),以確保測(cè)試所得的數(shù)據(jù)可靠準(zhǔn)確。
此外,在檢測(cè)過程中為客戶提供全面的技術(shù)服務(wù),幫助客戶分析檢測(cè)結(jié)果,以實(shí)現(xiàn)全面的預(yù)防性維護(hù)和監(jiān)測(cè)。
總之,WF2低壓電器防腐測(cè)試是一項(xiàng)專業(yè)的檢測(cè)服務(wù),可以為企業(yè)和機(jī)構(gòu)提供穩(wěn)定的電氣系統(tǒng),并保證消費(fèi)者的安全。
WF2防腐等級(jí)是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)JB/T9535-1999制定的,其主要涉及表面防腐、材料防腐和防腐處理方案的要求。
六、送檢產(chǎn)品要求
1.表面防腐要求:防腐表面應(yīng)達(dá)到指定的表面清潔度和粗糙度,清潔度應(yīng)符合大部分防腐涂料的要求;
2.材料防腐要求:應(yīng)選用符合規(guī)定的材料,或在材料表面進(jìn)行防腐處理;
3.防腐處理方案:根據(jù)使用條件和一般防腐處理方法,選定防腐涂料、防腐涂層厚度、防腐涂層形式和施工工藝。
七、送檢流程
1.檢驗(yàn)防腐表面清潔度和粗糙度;
2.檢測(cè)材料防腐性能,如有必要,進(jìn)行材料防腐處理;
3.根據(jù)使用條件選定防腐涂料、防腐涂層厚度、防腐涂層形式和施工工藝;
4.進(jìn)行防腐涂料施工和防腐涂層性能檢測(cè);
5.防腐產(chǎn)品交付使用前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收。
八、適用項(xiàng)目范圍
WF2防腐等級(jí)適用于鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備、市政工程、海洋設(shè)施等的表面防腐和材料防腐??傊?,WF2防腐等級(jí)JB/T9535是對(duì)防腐工程的一系列標(biāo)準(zhǔn)要求和流程規(guī)范,其目的是確保防腐涂料和防腐處理方案能夠符合使用要求,并能夠保持較長(zhǎng)時(shí)間的防腐壽命。
附3:大氣成分與腐蝕的解析
地理環(huán)境不同,有SO2、H2S、NaCl及塵埃等雜質(zhì)。它們不同程度地加速腐蝕。特別是SO2。煤、石油燃燒的廢氣中都含有大量SO2,冬季燃料消耗多,SO2污染更嚴(yán)重,對(duì)腐蝕的影響也就更大。鐵、鋅等金屬在SO2大氣中生成易溶的硫酸鹽化合物,它們的腐蝕速度和大氣中SO2含量呈直線關(guān)系上升。海洋大氣中含有較多的微小的NaCI顆粒,它們落在金屬的表面上,有吸濕作用,增大了表面液膜層的電導(dǎo),氯離子本身有很強(qiáng)的侵濁性,因而使腐蝕變得更嚴(yán)重。大氣中固體顆粒稱為塵埃。其組成復(fù)雜,除海鹽粒外,還有碳和碳化物、硅酸鹽、氮化物、銨鹽等固體顆粒。城市大氣中塵埃含量約2mg/m3,工業(yè)大氣中的塵埃甚至可達(dá)1000mg/m3以上。
塵埃對(duì)大氣的影響有以下幾點(diǎn):
1)塵埃本身具有腐蝕性,如銨鹽顆粒能镕入金屬表面的水膜,提高電導(dǎo)或酸度促進(jìn)腐蝕。
2)塵埃本身無腐蝕作用,但能吸附腐蝕物質(zhì),如碳粒能吸附SO2和水氣生成腐蝕性的酸性溶液。
3)塵埃沉積在金屬表面形成縫隙而凝聚水分,形成氧濃差引起縫隙腐蝕。露置在大氣環(huán)境中的金屬構(gòu)件和儀器設(shè)備應(yīng)當(dāng)防塵。
附4:海水中常見金屬材料的耐蝕性解析
金屬材料在海水中的耐蝕性差別很大,耐蝕性最好的是鈦合金和Ni-Cr合金,而鑄鐵和碳鋼耐蝕性較差。不銹鋼的均勻腐蝕速度雖然很小,但在海水或鹽霧中易產(chǎn)生點(diǎn)蝕。
模擬生理鹽液點(diǎn)蝕傾向研究表明,鈦合金及鈷鉻鉬合金點(diǎn)蝕傾向非常小,而不銹鋼點(diǎn)蝕傾向大。含Mo的不銹鋼抗點(diǎn)蝕,但Mo含量不足也會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕。對(duì)承載力大部件,最好采用抗點(diǎn)蝕的316不銹鋼及鈦合金。
中性鹽霧
中性鹽霧試驗(yàn)是出現(xiàn)最早應(yīng)用領(lǐng)域最廣的一種加速腐蝕試驗(yàn)方法。一般情況下,它采用5%的氯化鈉鹽水溶液,溶液PH值調(diào)在中性范圍(6.5~7.2)作為噴霧用的溶液。試驗(yàn)溫度均取35℃,要求鹽霧的沉降率在1~3ml/80cm2.h之間,沉降量一般都是1~2ml/80cm2.h之間。
醋酸鹽霧
醋酸鹽霧試驗(yàn)是在中性鹽霧試驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它是在5%氯化鈉溶液中加入一些冰醋酸,使溶液的PH值降為3左右,溶液變成酸性,最后形成的鹽霧也由中性鹽霧變成酸性。它的腐蝕速度要比NSS試驗(yàn)快3倍左右。
銅鹽加速醋酸鹽霧
銅鹽加速醋酸鹽霧試驗(yàn)是國(guó)外新近發(fā)展起來的一種快速鹽霧腐蝕試驗(yàn),試驗(yàn)溫度為50℃,鹽溶液中加入少量銅鹽—氯化銅,強(qiáng)烈誘發(fā)腐蝕。它的腐蝕速度大約是NSS試驗(yàn)的8倍。
交變鹽霧
交變鹽霧試驗(yàn)是一種綜合鹽霧試驗(yàn),它實(shí)際上是中性鹽霧試驗(yàn)加恒定濕熱試驗(yàn)。它主要用于空腔型的整機(jī)產(chǎn)品,通過潮態(tài)環(huán)境的滲透,使鹽霧腐蝕不但在產(chǎn)品表面產(chǎn)生,也在產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生。它是將產(chǎn)品在鹽霧和濕熱兩種環(huán)境條件下交替轉(zhuǎn)換,最后考核整機(jī)產(chǎn)品的電性能和機(jī)械性能有無變化。
來源:消防百事通
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