通信设备腐蚀防护.docx
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通信设备腐蚀防护
通信设备腐蚀防护
课程说明
课程介绍
首先，学习腐蚀防护的理论，然后讲解环境不规范的案例，从而提高员工的腐蚀防护意识，最后讲解通信设备在运输、存贮、安装和维护中的注意点。
课程目标
完成本课程学习，学员能够：
理解环境对通信设备造成的严重影响及危害；
了解一般环境防护的基本措施；
掌握设备在运输、存储、安装、维护中的注意点。
相关资料
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课程LA000202
通信设备腐蚀防护
ISSUE1.0
1通信设备的运行环境及其影响
据美国Battelle公司和theNationalInstituteofStandards的评估，美国每年的金属腐蚀费用大概在3000亿美元，占GDP的3.14%。
电信产品一旦发生腐蚀不仅影响外观，而且影响可靠性。
公司产品在某些局点运行，由于潮湿和粉尘引起的腐蚀，使得单板坏板率是全国平均值的10倍。
防腐蚀一直是工业界一个重要问题。
通信设备的腐蚀无论是电路板、结构件受腐蚀，还是接插件、元器件受腐蚀，归根到底，都是金属的腐蚀。
如电路板上导线受腐蚀断裂，结构件螺钉受腐蚀生锈，接插件受腐蚀产生铜绿，电阻明显增大等。
防腐蚀在我国习惯称为“三防”，指“防盐雾、防湿热、防霉菌”；国外就直接称为防腐蚀，这样称谓更合理、更全面。
因为从金属防腐蚀角度看，对设备的影响因素有许多，不仅仅是盐雾、湿热和霉菌，重要的还诸如粉尘、有害气体、微生物及动物等等。
1.1温度的影响
温度对设备腐蚀方面的影响主要体现在高温会加速金属氧化。
而如果温度和湿度结合起来，是引起设备腐蚀的主要原因之一。
温度的变化也是引起腐蚀的重要原因：
当设备内温度较高时，其气压升高，多余气体会排出设备；而当温度降低时，由于气压降低，则外部的潮湿空气会进入设备。
同时，由于温度降低，相对湿度升高，就会在设备上产生凝露，而露水会直接引起设备的腐蚀。
详细的原理请看1.2节。
1.2湿度的影响
水是一种电解质，能溶解大量的导电离子，从而引起金属的腐蚀。
从金属的腐蚀机理看，有化学腐蚀和电化学腐蚀两种，绝大多数情况下是电化学腐蚀，而大气腐蚀实质上就是水膜下的电化学腐蚀，因此无论潮湿以什么形态存在，总是要侵蚀金属，潮湿是金属腐蚀最主要的因素。
电路板上有一层绿油，是很好的防腐蚀涂覆层，但并不能阻止潮湿的渗透。
当有温度变化时，就会有水珠凝结在电路板上，水珠本身就会引起电路板的腐蚀，而同时水珠中含有灰尘，灰尘中大量的腐蚀污染物，会很快对电路板产生明显的腐蚀。
在洁净的大气中，温度和湿度对金属的腐蚀有一个关系式：
大气侵蚀度＝K×（大气相对湿度－65）×温度。
其中K为系数。
从上式中可以看出，当相对湿度大于65％时，只要温度高于0摄氏度，金属就会生锈。
实验室的试验结果也表明，铁的临界腐蚀湿度为65％，锌的腐蚀临界湿度为70％。
潮湿对结构件金属的影响首先是腐蚀金属表面的腐蚀涂镀层，防护涂镀层一般从几十微米到一百多微米的厚度，如果镀层发生腐蚀，我们就会看到如图示的腐蚀物，不仅影响美观，而且会使电阻增大。
由于工艺的限制，螺钉的防护涂镀层许多地方只有几个微米，因此螺钉的耐腐蚀性是非常弱的，所以不要使用表面有磕碰伤的螺钉；被拆卸过的螺钉，如果条件允许，也要更换成新螺钉。
湿度对电路板的腐蚀原理和对结构件金属的腐蚀原理是类似的，如上图左边所示，各焊点处生满了腐蚀产物；而右图所示器件的引脚被完全腐蚀断裂。
同时潮湿会使绝缘降低，当电路板上有电流通过时，就会产生电流泄漏；又会使电路板产生“电迁移”，引起枝晶生长，其后果就是一条导线上的金属或一个器件上的金属，慢慢爬向其他金属，从而短路。
可以讲，绝大多数腐蚀因素都必须通过潮湿才能发挥作用，潮湿是电信产品腐蚀最主要的因素。
1.3粉尘的影响
空气中悬浮的粉尘，含有大量腐蚀性物质，尤其随着现代社会的发展，粉尘中的污染物含量更加严重，同时由于大量电器的使用，使得粉尘的带电性更强，很容易就附着在设备上。
粉尘，已成为电信设备腐蚀的另一个重要因素。
由于粉尘中含有大量的腐蚀性物质，附着在电路板上会直接对电路板产生腐蚀。
同时设备上的金属物质和粉尘中的污染物会发生化学反应，生成其他化合物，产生化学腐蚀。
另一份方面，粉尘也充当媒介，加速电迁移腐蚀。
所有这些腐蚀的结果就是电路板断线，元器件失效，短路等。
当粉尘和潮湿结合起来后，落在单板都具有一定的附着力，必须通过防静电刷才可除去，所以其腐蚀性更大，一般的防护方法所起的作用都是有限的。
防尘在现在环境下的电信设备而言是至关重要的。
1.4盐雾的影响
不仅在海洋附近，在大气中也有盐分，当盐分和潮湿结合起来就形成盐雾。
任何电信设备都或多或少得受到盐雾的侵蚀。
由于盐雾中的氯离子活性强，对金属的防护涂层有极强的腐蚀穿透作用。
海洋含有3~4%的盐分，其严酷度极大，这就是为什么在海边的设备，或者设备海运时如果设备直接暴露在大气中就腐蚀得特别快的原因。
人的手汗对金属的腐蚀作用和盐雾是类似的，所以要尽量避免裸手触摸金属表面。
如果发现有汗迹，应立刻用干净的软布擦去。
1.5有害气体的影响
有害气体对金属的腐蚀不仅表现在直接和金属发生化学反应，如空气中的硫和银发生反应会生成硫化银，使银变黑；同时，有害气体还加速各种电化学腐蚀，如加速银离子的迁移等。
1.6其他因素的影响
当相对湿度大于65%时，含有水、氢、氧的物质就有可能生长霉菌，如一些灌封材料、树脂类材料等。
霉菌不仅影响外观，而且吸收水分，产生腐蚀；其代谢产物呈酸性，也会产生腐蚀。
虽然一般设备都考虑了防鼠的问题，但因为设备本身有许多进出的线缆等，所以老鼠总是有可能进入设备，因此防护的方法不仅在设备级，机房也要考虑防鼠。
2运输、存储、安装过程中的注意事项
2.1产品包装、运输和存储
凡是需要经过较长时间运输，或者经过较恶劣运输环境的发货，都进行防腐蚀包装。
防腐蚀包装目前采用有两种方法，一种是通过普通防潮袋和干燥剂配合，再通过抽真空，密封封口来保证设备在运输过程中一个相对干燥洁净的局部环境来保证防腐蚀。
另外一种方法是使用气相防锈包装材料（VCI）做成的防锈袋进行包装。
VCI包装就不需要干燥剂，也不需要抽真空和密封封口，只要将封口折叠压紧就可以，所以其操作简单，性能可靠，但存在一个成本和相容性的问题。
但无论哪种包装方式，保证防潮袋完好无损是防潮袋能起到防护作用的关键。
上图中白色的锡箔状的包装袋就是普通防潮袋，而蓝色的防潮袋就是VCI防锈袋的一种。
一般途中运输需要1~4天的时间，但如果发往海外，又是海运时，时间就长得多，有时会达到60~70天，在这漫长的运输过程中，会经过许多环节，如设备搬运上运输工具，海关查验货品等。
同时运输过程对设备而言是比较恶劣的环境，不仅气候环境恶劣，包括风吹雨淋，盐雾、粉尘侵蚀，同时还有振动、冲击等加速腐蚀因素起作用，而在每一个环节，如果有对包装袋造成破损，都会引起设备腐蚀。
海关一般会对设备进行一定比例的开封抽查。
在国内，等抽查完成后，由公司包装工人现场进行抽真空、密封封装，一般不会有太大问题，但如果是到国外的海关开封检查后，那么货物后续的存放和运输就要多加关注。
上面这个案例说明，当货物经过海关查验和海运之后，如果包装箱和包装袋破损，要立即进行检查和采取相应的处理，避免设备直接暴露在运输过程的恶劣环境条件下。
对设备的存储有严格的环境要求，一般要求存储环境的相对湿度不能大于75%，尤其对带有单板的设备更要严格要求。
许多客户因为没有仓库等原因将设备露天存放，这存在极大的风险：
一旦包装在搬运过程的磕磕碰碰中有一点破损，雨水等就会进入设备中，水本身就会对设备进行腐蚀，但如果气温升高时，这些水就会蒸发，则设备就会浸润在一个高湿高温的环境中，这就相当于公司内部进行腐蚀加速试验。
另一方面，即使包装没有破损，如果雨水集聚在包装袋上较多时，就会压破包装袋进入设备，其后果更严重。
电信设备一般都是昂贵的，作为负责的供应商，我们有义务提醒客户，给设备一个较好的存储环境。
上面这个案例说明存储如果发生腐蚀，就是灾难性的，损失往往是成百上千万的。
2.2
产品的安装
在介绍安装之前，首先介绍一下机柜的抗腐蚀原理：
结构件防腐蚀的原理是在金属的表面增加一层防护涂镀层，这层防护层对环境有较强的耐腐蚀作用，同时有的防护层有自修复功能。
我司采用的防护层有三种：
有机涂层（喷漆或粉末涂层），根据油漆或粉末涂料颜色和工艺的不同，会呈现不同的色彩和效果。
如最上图示。
电镀镀层，根据电镀镀种和工艺不同，会呈现不同的颜色，如下左图示就是镀锌后经过彩色钝化后的效果。
化学转化膜膜层，根据处理工艺的不同，也会呈现出不同的颜色，如下右图示。
其中，喷漆或粉末涂层防护性能最高，电镀层和化学转化膜膜层防护性能一般，同时对手汗特别敏感。
和结构件防护涂层相比，制造设备的金属材料大多数其本身的抗腐蚀能力是很弱的，所以在安装搬运过程要防止设备的磕碰伤，如果发生的小的磕碰伤，应该立刻按下午的要求进行局部修补。
对电镀层和化学转化膜（如氧化膜）而言，操作中的裸手触摸往往是这类设备产生腐蚀的一个重要原因，在上图中就是两个明显的示例。
所以设备的安装过程，要注意以下事项：
装配件表面应清洁,如有污物，及时用干净布擦除。
严禁直接用裸手接触零/部件的电镀或氧化表面及各种电路板，以防止汗液对金属的腐蚀；需要触摸时，应戴上清洁的手套（如防静电手套、棉质手套等）、指套，或者垫以清洁的隔离物。
而汗透或脏污的手套，其危害性更大。
运输和搬放产品或零/部件时，注意:
避免与门、墙、货架等物体碰撞；
装配、安装时，避免装配部件及工具对零/部件的损伤。
螺钉的镀层一旦损伤，则应拆下更换。
电路板涂覆层和镀锌彩色钝化层、喷涂表面损伤后可进行局部修补。
如果不小心使金属表面遭到污染，应立即用干净抹布擦拭干净。
如果进行局部修补，要按照以下要求进行操作：
镀锌彩色钝化的修补：
（1）损伤面积的限制：
每一损伤区的总面积不能超过100mm2，超过此面积范围的损伤，最好更换零件。
修补用材料及方法：
镀锌彩色钝化膜的修补可用快干型金色漆。
修补前应保证被补区域清洁、干燥；可采用喷涂或刷涂的方式进行修补。
注意修补时不能让漆污染有导电要求的电接触区，以免对导电性能造成不良影响。
待漆膜干燥后方可进行后续操作。
修补层质量要求：
外观--------修补好的表面应光滑、均匀，与周围电镀层区域应呈平滑过渡，不明显凸起，不露出损伤痕迹。
附着力--------在完成修补过24小时后，用棉布（球）以1kg的压力来回5次擦拭补上的漆膜表面；应无掉漆现象。
喷涂表面的修补
（2）损伤面积的限制：
每一损伤区的总面积不能超过500mm2，超过此面积范围的损伤，最好更换零件。
损伤程度限制
若损伤未穿透表层（如未露出底漆或基材），则不必修补而可直接使用。
修补用材料及方法：
各种颜色涂层的修补应采用对应颜色的快干型笔刷漆。
修补前应保证被补区域清洁、干燥；可采用喷涂或刷涂的方式进行修补。
注意修补时不要涂覆到其它不需修补的区域。
待漆膜干燥后方可进行后续操作。
修补层质量要求：
外观--------修补好的表面应与周围区域的颜色保持一致，无明显分界，不明显凸起，不露出损伤痕迹。
附着力--------在完成修补过24小时后，用棉布（球）以1kg的压力来回5次擦拭补上的漆膜表面；应无掉漆现象。
3维护中的注意事项
衡量环境是否恶劣，主要看以下3个因素：
RH
温度
离子污染物（包括粉尘污染、空气污染产生的影响和原材料选用等多个因素，需要专门的试验设备进行测量）
任何一个设备，要保证其能在预定的寿命期内的可靠性都是在一定的环境条件下实现的，所以要保证设备正常的运行，必须有一个符合要求的运行环境。
为了避免出现“恶劣”的环境，就要从以上这三个方面进行环境控制。
从前文已经知道湿度是电信产品腐蚀的最主要因素，所以首先要控制湿度，这也是最基本的控制要求。
根据设备种类的不同，对机房湿度的要求也不同。
而原邮电部对粉尘的要求更高：
机房洁净度：
灰尘粒子浓度（B级）:
直径大于0.5μm的灰尘粒子浓度≤3500粒/升
直径大于5μm的灰尘粒子浓度≤30粒/升
粉尘的防护是比较困难的，尽管设备上有防尘设施，但对于直径小于几个微米的细尘其防护效果也是有限的，所以必须保证机房本身的洁净，保证防尘设备能及时清晰、更换，就可以最大限度地减少粉尘的危害。
上面这个案例说明同样的单板，同样的使用时间，但在母局（有空调，环境是受控的）和接入端的使用寿命完全不一样，仔细分析原因就会发现机房环境是个“恶劣环境”，温度、湿度、粉尘三大原因都综合起来了。
安装了空调，可以将温湿度控制在一个较合适的范围内，这极大地防止了腐蚀的发生，因为绝大多数腐蚀都必须借助潮湿来发生作用。
但简单地安装了空调，并不能有效地阻止粉尘的进入，所以对防尘设备的定期清洗和更换仍然是必要的。
附录缩略词表
RH
RelativeHumidity
相对湿度
UV
Ultra－violet
紫外线
VCI
Vapor-phasecorrosioninhibitors
气相防锈剂
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