1、、J ICS 31.240 K 05 中华人民共和国国家标准GB/T 31842-2015 电工电子设备机械结构环境防护设计指南Mechanical structures for electrotechnical and electronic equipment- Guide for d崎岖nof environmental protection 2015-07-03发布2016-02-01实施sstlla霄吨，、产、马一千y 飞az22沪 :;1, 中华人民共和国国家质量监督检验检窥总局也世中国国家标准化管理委员会a叩GB/T 31842-2015 目次前言. . . . . 1 1 范围.
2、 2 规范性引用文件. . . 1 3 术语和定义. . . . . 1 4 环境条件类别.4.1 气候环境4.2 生物环境. . 4 4.3 化学活性物质环境. 4.4 机械活性物质环境. 4.5 商染性液体环境4.6 机械环蜻. . . . 6 4.7 电和电磁干扰环境. . . . . 7 4.8 爆炸性和易燃环境. . . . . . 7 5 环境参数组分类及其严酷程度分级. . . 8 5.1 一般原则. . . . 8 5.2 环境参数的严酷程度分级. . . . 8 6 环境条件在产品中的应用6.1 产品应用环境条件的分类及其代码. 6.2 环境条件的类别代码6.3 环境条件及其
3、严酷等级的组合代码. . . 9 6.4 产品应用环境条件的选用. . . .,. . 10 7 环境防护设计指南. . . . 11 7.1 环境条件对机械结构的影响. . . 11 7.2 应用环境条件及其严酷等级的确定7.3 环境防护设计基本原则. . . . . . 12 附录A(资料性附录化学处理层和电镀层的选择及设计附录B(资料性附录涂覆层的选择和设计. . . 20 参考文献. . . . . 27 GB/T 31842-2015 前眉目本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草.请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由全国电工
4、电子设备结构综合标准化技术委员会(SAC/TC34)提出并归口。本标准由北京四方继保自动化股份有限公司负责起草，国网电力科学研究院、国电南京自动化股份有限公司、华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、南京南瑞继保电气有眼公司、许继电气股份有限公司、中国船舶重工集团公司第七一五研究所、烽火通信科技股份有限公司、江苏天港箱柜有限公司、藤摸奇国电器有限公司、万控集团有限公司、天津正本电气股份有限公司参加起草.本标准主要起草人z张开国、田蕾、张佳、吴蓓、张实、王蔚、尹东海、郭胜军、庞海鸥、袁丰华、游汉涛、巫压、江国庆、马桂昌、申随章，I ,. 1 范圄电工电子设备机械结构环境防护设计指南GB/T 31
5、842-2015 本标准规定了与电工电子设备机械结构环境防护设计有关的术语和定义、环境条件类别、环境参数组分类及其严酷程度分级、环境条件在产品中的应用、环境设计指南通则、化学处理层和电镀层的选择及设计、涂覆层的选择和设计以及其他方面的环境防护设计指南。本标准适用于电工电子设备机械结构以下简称机械结构).也可供其他电工电子技术领域的机械结构的环境设计参考。本标准不涉及有关环境意识及环境保护方面的内容，因而不适用于环境意识和环境保护方面的设计.2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改
6、单适用于本文件。GB 3836 爆炸性气体环境用电气设备GB 4208-2008 外壳防护等级(IP代码GB/T 4796-2008 电工产晶环境参数分类及其严酷程度分级GB/T 4797(所有部分电工电子产品自然环境条件GB/T 4798(所有部分电工电子产品应用环境条件GB/T 11804-2005 电工电子产品环境条件术语GB 12476(所有部分可燃性粉尘环境用电气设备GB/T 18663.1-2008 电子设备机械结构公制系列和英制系列的试验第1部分z机柜、机架、插箱和机箱的气候、机械试验及安全要求GB/T 18663.2-2007 电子设备机械结构公制系列和英制系列的试验第2部分z
7、机柜和机架的地震试验GB/T 18663.3-2007 电子设备机械结构公制系列和英制系列的试验第3部分E机柜、机架和插箱的电磁屏蔽性能试验GB/T 19183.5一2003电子设备机械结构户外机壳第3部分z机柜和箱体的气候、机械试验和安全要求GB/T 19608(所有部分特殊环境条件分级GB/T 20138-2006 电器设备外壳对外界机械碰撞的防护等级(lK代码GB/T 31841-2015 电工电子设备机械结构电磁屏蔽和静电放电防护设计指南3 术语和定义GB/T 4796-2008和GB/T11804-2005界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB/T47
8、96-2008和GB/T11804-2005中的一些术语和定义。1 GB/T 31842-2015 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 环境environment 在任何地点、任何时间都存在的或遇到的自然条件、诱发条件或二者的总和。GB/T 11804-2005.定义2.1.1环境条件environmental condition 在特定的时间内，产品所经受的外部的物理、化学和生物条件.GB/T 11804-2005.定义2.1.6J环境防妒environmental prot配tion为保证产品在各种环境应力下有效地厦行功能丽进行的研究和采取的各种防护措施
9、。GB/T 118042005.定义2.1.3环境因素environmental faclor 单独或组合地形成一种环境条件(例如热、振动的一种物理、化学或生物的影响.GB/T 11804-2005.定义2.1.7J 环境参戴environmental parameter 描述环境因素的一个或多个物理、化学或生物的特征(例如温度、加速度。示例g环挠因素振动，是由振动的类型正弦、随机、加速度和频率等参数来表征的.GB/T 11804-2005.定义2.1.8J环撞参敏的严酷等级severity of environmental阳rameter表征每个环境参数的量值。示例s正弦振动的严酷等级用加速
10、度(m/sZ)和频率(Hz)来表征。GB/T 11804-2005.定义2.1.9J产晶应用条件product application 产品所遇到的条件或揭所。示倒s办公场所、工业场所、地面运输.注2应用条件与产品的种类没有关系，例如计算机.GB/T 4796-2008.定义3.5J自然环境条件environmental conditions appearing natore 由大自然决定的环摸条件.应用环境条件environmental conditions in the application 由产品使用场所的自然环境和外界诱发的条件决定的环境条件。注g外界诱发的条件可能包括生物、化学、机
11、械、电磁等环境因素.3.10 2 应用环境条件类型type of environmental conditions in the application 按照产品的应用环境或场所区分的环境条件。注z应用环槐条件的类型见表9.3.11 3.12 环撞条件类别t咿叮ofenvironmental conditioDS 按照环境因素类型所区分的环境条件。注z环境条件类别见表10.GB/T 31842-2015 环境参戴及严酷程度组groop of environmental parameters and their跑回ti四描述某种特定用途或目的的一组环境条件.GB/T 4796-2008，定义3.
12、6J注1:完整地描述某一环境参数及严酷程度组的要素包括g一一应用环撞条件类型的数字代码s一一环捷条件类别的字母代码F一一环境因素严酷等级的数字代码.注2:环境参数及严酷程度的组合规则见图1.4 环境条件提别4.1 气候环境气候环境及其环境因素见表1.表1气候环撞及其环境国蜜条件代码序号环境因素/参数单位A w S 1 温度(冷和热1.1 温度 、/、J、J1.2 温度变化率K/min K/s 2 湿度2.1 相对湿度% J 2.2 绝对湿度含水量g/m3 、/3 压力3.1 空气压力kPa J 3.2 水压力kPa J 3.3 压力变化率kPa/s 、J、J4 周围介质运动4.1 速度m/s
13、、jJ 5 降水5.1 雨强度)mm/min 5.2 雪强度)比/mZ s) 备注E J 一般是与其他环法参数(主要是温度和温度变化)的组合影响从特定的露天气候类型的相应气象图中导出、/J 3 GB/T 31842-2015 表1(续条件代码序号环绕因素/参数单位备注A w S E 5.3 冰雹(冲击能J 、/6 辐射(强度)仅考虑太阳辐射的热效应s波长辐6.1 太阳辐射强度W/m2 、/射例如紫外线)则以其他方式影响产品6.2 热辐射(强度W/mZ 、/太阳辐射除外6.3 离子辐射强度J 暂元严酷等级7 雨水之外的水7.1 滴水强度)、J管元严酷等级7.2 溅水、喷水、射水利水浪速度m/s
14、J 7.3 浸水或半浸水水深m J 暂元严酷等级8 湿润、/有关墙壁及其表面润湿，暂无严酷等级9 冷凝、J、J暂无严酷等级10 冰和霜的形成强度mm/h 、/、J, 注1:条件代码的符号含义如下gA一一周围介质条件，空气sW一一周围介质条件，水zS一一与产品相连的结构条件sE一一外界影响条件。注2:条件代码符号引自GB/T4796 -2008. 4.2 生物环境生物环境及其环境因素见表2.表2生物环境及其环境因素条件代码序号环境因素/参数单位备注A w S E 1 生物环撞1.1 植物群、J、/存在的每菌、真菌等，暂元严酷等级1.2 动物群、/、/嘀齿动物或自蚁，暂元严酷等级注2条件代码的含义
15、见表1.4 GB/T 31842-2015 4.3 化学活性物质环境化学活性物质环境及其环境因素见表3.囊3化学活性物质环境及其环境因素条件代码序号环撞因素/参数单位备注A w S E 1 海盐(浓度g/m3 、Jkg/m3 、J,. 2 路盐(浓度g/m3 、J、J暂无严酷等级kg/m3 3 二氧化硫(浓度mg/m3 、J4 硫化氢浓度mg/m3 5 氮氧化物mg/m3 、/以二氧化氮的当量表示6 臭氧(浓度mg/m3 、J7 氯浓度mg/m3 、/8 氯(浓度mg/m3 J 9 氯化氢浓度mg/m3 、/10 氟化氢浓度mg/m3 、/11 有机碳氢化合物(浓度mg/m3 、J暂元严酷等级
16、注，条件代码的含义见表1.4.4 辄棋擂性物属环萄机械活性物质环撞及其环境因素见表4.表4机械活性物盾环境及其环撞因素条件代码序号环捷因素/参数单位备注A w S E 1 沙(包括沙砾)(单位体积的质g/m3 J 尚无严酷等级耸2 尘、J暂无分级要求2.1 悬浮尘埃单位体飘的质量)g/m3 J 2.2 尘埃沉积沉积率)mg/m2 h) J 3 泥浆(浓度kg/m3 、/暂无严酷等级4 烟苔沉叙率、J暂元严酷等级淀，条件代码的含义见表1.，一一一5 GB/T 31842-2015 4.5 污染性溜体环境污染性液体环境及其环境因素见表5.表5窍染性渡体环境及其环境因素条件代码序号环键因索/参数单位
17、备注A w S E 1 发动机汹、J2 齿轮箱油、J1)暂元严酷等级，2)所列液体尚不详尽s3 液压汹、/3)各种液体可能有不同的特性4 变压樱泊、J5 刹车液、J6 冷却液、J7 润滑脂8 燃油、J9 电池电解液、J注g条件代码的含义见表1.4.6 机械环撞机械环境及其环境因素见表6.表6机械环堤及其环境国章条件代码序号环境因京/参数单位备注A w S E 1 振动1.1 稳态振动z正弦(从略、/、J又分为A/B/C/D型频谱1.2 稳态振动g随机从略、JJ 又分为G/H型频谱1.3 非稳态振动从略、J、/又分为I1ll/m型频潜2 自由跌落(跌落商度m 、J3 外界碰撞碰撞能量)J 、J4
18、 摇摇与倾斜，动态(角度/频率士()/Hz、/5 摇摇与倾斜，静态角度() J 6 稳态加速度加速度m/s2 、J7 静负载(负载压力)kPa 8 倾跌与翻倒、J、/管无参数及严酷等级注B条件代码的含义见表1.6 GB/T 31842-2015 4.7 电和电磁干扰环境电和电磁干扰环境及其环境因素见表7.寝7电和电磁干扰环境及其环境因素条件代码序号环境因素/参数单位备注A w S E 1 磁场(场强A/m 、/2 电场2.1 场强V/m 、JkV/M 2.2 场变率!V/(m. ns) 、J脉冲干扰3 谐波(失真度% 、/信号电压幅度，Un的百分比% 、/4 或mV5 电压和频率变化5.1 电
19、压波动幅度(标称电压的百分% 、/比电压下降或中断百分比和持续% J 5.2 时间s 5.3 电压不平衡百分比% 、J5.4 频率变化百分比% 、/6 感应电压幅度v J 7 瞬变7.1 上升时间ns 、/s ns 、J7.2 持续时间s ms 7.3 幅度(峰值kV 、/7.4 电流变化率A/ ns 、/注2条件代码的含义见表1.4.8 爆炸性和易娼环境含有易燃易爆物质的环境也属于环境条件的范畴，此类环境条件的分类及要求参见GB3836和GB 12476. 7 GB/T 31842-2015 5 环境参擞组分类及其严酷程度分银5.1 一酷原则对产品的环境条件的分级一般按照以下原则za) 产品
20、在每一使用场所都会暴露于多种不同的单一环境因素中sb) 产品暴露于使用场所时，各种环境因素的组合对产品的影响尤为重要sc) 从标准化的目的出发，按照不同的使用场所及其环境因素参数组的构成情况，规定出不同的严酷程度，作为产品环境条件及其严酷程度选择的基础Fd) 按照产品的使用场所的环境条件，选择合适的、规范化了的环境因素及其严酷程度，并通过具有可比性的试验以进行产品的环境适应性评估。5.2 环境参数的严酷程度分辑由于产品使用环境存在很大差异，对环境条件及其环境参数的严酷程度进行分级，方便了对环境条件的选择以及试验，相关的环境条件分类标准见表8.表8环境条件分类标准序号环撞类别国家标准国际标准产品
21、环撞参数及其严酷程度的分级GB/T 4796 IEC 60721-1 2 产品自然环境条件的分类GB/T 4797 IEC 60721-2 3 产品应用环攘条件的分类GB/T 4798 IEC 60721-3 4 产品特殊环攘条件的分类GB/T 19608 6 环辑条件在产品中的应用6.1 产晶应用环境条件的分类及其代码按照环境条件标准，选择产品的应用环境条件是确定产品环境适应性的一个捷径。产品的应用环境条件的分类及其代码见表9.表9产晶应用环境条件类型序号应用环撞条件类型数字代码国家标准备注1 运输1 GB/T 4798.1-2005 2 贮存2 GB/T 4798.2-2008 条件如下g
22、3 有气候防护场所固定使用3 GB/T 4798.3-2007 。正常使用的产品，2) 封闭或有遮蔽的产品z的临时或永久性使用的产品4 元气候防护场所固定使用4 GB/T 4798.4-2007 户外无遮蔽的产品5 地面车辆使用5 GB/T 4798.5-2007 8 GB/T 31842-2015 表9(续序号应用环撞条件类型数字代码国家标准备注6 船舶环撞6 GB/T 4798.6-2012 7 携带和非固定环境使用7 GB/T 4798.7-2007 8 产品内部的徽环境8 GB/T 4798.9-2012 注:GB/T 4798.10-2006不属于应用环境条件的类型。6.2 环撞条件
23、的提别代码环境条件类别的代码见表10.表10环境条件类别的代码序号环境条件类别代码1 气候条件K 2 特殊气候条件Z 3 生物条件B 4 化学活性物质条件C 5 机械活性物质条件S 6 机械条件M T P 7 着火初始条件F v H 注z环绕条件分类代码源自GB/T4796-2008. 一一一一6.3 环境条件及其严酷等级的组合代码环境条件及其严酷等级的组合代码及其排列顺序见图1。应用环绕条件类型代码见漠9)环撞类别代码见表10)备注间络时间网络前的热条件间络后的热条件穿过烟雾的可见度条件化学活性条件严鹏等级代码以数字表示，数字愈大愈严酷注1:严酷等级的数字所表示的可能是一组若干个环绕参数的组
24、合，参见相应的环撞条件标准.注2:某一严酷等级可能还会进一步分为高(H)或低(L).圄1环境条件及其严酷等级的组合代码掏成示例1:3K5一一有气候防护场所固定使用，气候条件，严酷等级5.示例2:环境条件组合代号IE31(3K2/3B1/3C1/3S1/3M1)-一有气候防护场所的固定使用F气候条件2级F生物条件1级自化学条件1级，机械活性条件1级;机械条件1级.9 GB/T 31842-2015 6.4 产晶应用环境条件的选用6.4.1 产晶应用环撞条件选用应考虑的因素包括但不限于za) 产品能够在其寿命期间内承受所预期的环境条件的严酷等级并正常工作。b) 环境因素对产品的影响z一一受长期的环
25、境应力影响，慢慢导致产品劣化，工作不正常或失效z一一受短时极端环境影响，使产品不能正常工作或失效。c) 极端环境条件的出现可能对产品产生的影响z一一可能出现在产品的任何寿命时间内s一一由于产品使用中的老化，虽然在寿命期间内，产品也可能在极端环境条件下失效。d) 极端环境条件可能出现的情况z一一-产品在运行状态下F一一产品在非运行状态下，例如在运输或贮存期间。的环境参数发生的时间和频率可能对某一参数产生影响z一一单次环境参数发生的最长持续时间;一一事件的次数即频率。通过适当的防护措施降低严酷环境对产品的损害z一一分析未如防护措施时产品的防护能力s一一增加防护措施后的防护能力及其经济性，一一产品在
26、使用、运输和贮存中附加的限制条件。g) 产品对环境适应性的试验及其合格评定时z一一环境参数的选择s一一合适的试验方法或组合的试验方法(参见GB/T2423); 一一试撞的严酷等级p一一试验程序z一一合格评定的判据以及可以接受的降级.h) 选用方法z一一参照表9的序号37，依据相应的标准确定产品使用的环境类型，并确定其严酷程度z一一参照表9的序号1、2、8，依据相应的标准考虑产品在运输、贮存中影响及其严酷程度，以及产品微观环境的影响情况，确定相应的严酷程度z一一综合上述条件，最终确定产品的环境条件及其严酷程度z一一在某些技术领域，已经按照预期的使用条件在产品标准中确定了相应的环境代码及其严酷程度
27、，此时可直接采用该等级，并以此进行环境防护设计。6.4.2 产晶应用环境条件的典型实倒示钢1:电力系统继电保护装置参见GB/T14598.2-2011) 气候条件-10 C-十50C，相对湿度5%-95%(近似于3K5);化学活性物质一-3Cl;机械活性物质一-3S1，机械环境一-0级或1级(参见IEC60255-21，未用环境代码), 电磁环境一-5级，重工业环境参见GB/Z18039.1-2000，未用环挠代码)0 示倒21低压开关设备和控制设备(参见GB14048.1-2013) 10 气候条件一一-5C-十40C，相对湿度50%(+40 c时)，或90%(20 c时), 机械环撞一一振
28、动、冲击、碰撞在考虑中s将来等级一-3级.示例31徽型计算机参见GB/T9813) GB/T 31842-2015 气候条件一-10C -35 C, O C -40 C，一10C -+55 C(可选择h相对湿度20%-90%，机械环境一一振动、冲击、碰撞均为1-3级(可选择); 电磁环绕一一有抗扰度和电磁发射要求.示倒41工业控制屏参见UL508) 气候条件一一-0c -40 C; 其他条件一一未规定.示倒51电气设备外壳参见UL50 , UL 50E) 气候条件一-1，2, 5, 12 , 12K，和13(户内)，3，3R，始，4，4X, 6，和6P(户外); 机械条件一一未规定p电磁环摸一
29、一-未规定.示倒61以太网交换机参见YD/T1099) 气候条件一一咱15C -30 C，相对湿度30%-65%，机械条件一一未规定s电磁环擦一有电磁发射及抗拢度要求。示倒71通信系统户外机柜参见YD/T1537) 气候条件一一-40C -+55 C，相对湿度5%-100%，机械条件一一拨照GB/T19183.5-2003的规定，电磁环撞一一分为3个可选择的等级F太阳辐射一-11200土10%)W/mz0 示倒也铁道客车电气控制枢(参见TB/T2557) 气候条件一-0c -50 c , -25 c -45 C, -40 c -+50 c (可选择)，相对湿度90%，机械条件1级振动和冲击E电
30、磁环境二有要求.7 环境防护设计指南7.1 环境条件对机械结构的影晌环境条件对机械结构可能产生的影响za) 外部的固体异物或液体进入内部，或对机械结构产生腐蚀，或影响电气绝缘，或影响设备运行Fb) 外部的能量冲击对机械结构造成损坏z。外部环境造成机械结构的应力破坏zd) 外部环境造成机械结构的腐蚀性破坏.环境因素对机械结构的腐蚀及破坏影响见表11.表11环境因素对机械结构的腐蚀及破坏影晌序号环编因素腐蚀及破坏效应1 海洋大气及盐雾降低非金属材料的绝缘电阻甚至产生导电层，引起电化学腐蚀，加速金属及非金腐材料的腐蚀，机械活动部分阻塞或卡死，电解作用会造成漆膜起泡2 高温电阻、电感、电容、功率因数、
31、介电常数将发生变化，绝缘性可能降低，运动件因膨胀而卡死，涂层可能起皮，加速金属的氧化与非金属的老化，润滑剂蒸发F膨胀会使结构过载11 GB/T 31842-2015 表11(续序号环境因素腐蚀及破坏效应低温塑料、橡胶变脆z绝缘材料介电常数等多数发生变化，相对湿度提高，产生凝露F润滑剂3 粘度增加，表面涂层可能开裂，构件可能因收缩而过载金属电化学腐蚀加速，绝缘材料电性能和热佳能降低，元稽件、印制板、连接件等可因4 潮湿密封破坏而产生电泄露或短路，力学强度降低进而失去形状稳定性s为微生物繁殖提供条件，使菠璃、金属、有机材料产生霉茵腐蚀5 风风力增加了机械负荷，引起结构变形，影响整机功能或发生机械阻
32、塞，加速磨损6 沉降物g丽、雪、影响热传递s加速锈蚀，引起表面伤蚀z损坏保险罩，导致电气故障z增加表面之间的摩雹、露、霜、商夹雪擦z污染润滑剂，堵塞小孔s破坏防腐涂层7 微生物、昆虫徽生物引起非金属霉变、腐蚀，金属材料腐蚀，降低结构的综合性能s其代谢产物引起玻璃刻蚀，破坏或削弱绝缘，阻塞机械和导管，污染润滑剂.昆虫污染、毁坏结构振动引起机械疲劳，导致元椿件引线断裂、构件变形或断裂、结构失效，电器触点断开，8 振动、冲击、加速度电气连接失效，造成接触件磨损._站接层开脱，麟间电气短路或断路s冲击引起构件越载，强度降低或损坏，结构失效，电气鹏间短路F加速度产生机械应力，导政结构变形或失效，液压泄漏
33、E上述三者均会造成应力腐蚀低气压加速结构件应力腐蚀，产生放电、电晕等，产生臭氧，降低绝缘，元器件性能变9 大气压力化，引发电气故障，低气压下冷却性能下降，温度升高、缩短寿命z气压变化会引起泄漏，产生凝露和腐蚀，力学强度下降10 太阳辐射产生的热效应和化学效应使非金属材料、涂层性能下降，密封完整性降低，焊接接口强度降低，色标褪色，肇机耐腐蚀性下降，增加热负荷11 电磁干扰电子元器件佳能下降、失效、故障，造成误动作、发出错误指令表团磨蚀，机械卡死、轴承损坏p砂尘渗入密封结构中，吸收水分，降低绝缘性能，电路12 沙金劣化，静电电压增高，产生电噪声，机电功能转化部件功能降低或受损F高温砂粒的热效应会加
34、速腐蚀7.2 应用环境条件及其严酷等级的确定机械结构作为电工电子设备的基本防护，其应用环境条件可按照以下原则确定za) 按照机械结构应用领域的产品标准确定机械结构的应用环境条件参见6.的自b) 按照GB/T18663.1-2008的第4章确定户内机械结构的气候环境和工业大气环境等级EO 按照GB/T18663.2-2007选择机械结构的地震环境Fd) 按照GB/T18663.3-2007选择机械结构的电磁环境Fe) 按照GB4208-2008确定机械结构对外来固体异物及液体的防护等级$0 按照GB/T20138-2006确定机械结构对外来冲击能量的防护等级gg) 按照GB/T19183.5-2
35、003确定户外机械结构的应用环境条件Eh) 机械结构的应用环境条件不应低于产品标准中规定的环境条件。7.3 环境防护设计基本原则7.3.1 腐铀防#设计的一融原则防腐蚀设计的一般原则za) 结构外形及其零部件设计宜尽量简单、光滑，便于防腐蚀施工和检修pGB/T 31842-2015 b) 结掬设计应避免渗漏水、冷凝水、各种残穰滞留及沉积物富集而造成腐蚀的发生，并能使这些物质自然通畅地排出zc) 选择既经济又合理的耐腐蚀性材料Fd) 选择合适的防腐蚀表面防护措施，例如电镀层或涂覆层g的避免结构组合和连接方法不当而如剧腐蚀，特别应考虑连接处的不同金属电极电位造成的电化学腐蚀的影响，必要时可采取阴极
36、保护措施，f) 设计有效的密封结构对内部进行防护Fg) 设计并采取适当的工艺方法，有针对性地防止或减缓腐蚀Fh) 选择恰当的零件表面强化技术和热处理状态，降低结构材料对腐蚀的敏感性Fi) 采用缓蚀剂或隔离保护膜等改善局部腐蚀环境条件的措尴pj) 减小或消除应力集中和残余应力，以减缓应力腐蚀的危险zk) 采用无余量装配设计，避免装配过程修幢造成的结构表面破坏z1) 设计良好的通风，缓解腐蚀的进程。7.3.2 机械结构材料的选择材料的选择原则za) 全面考虑材料的综合性能和经济性。除考虑材料的力学性能强度、硬度、弹性)、物理性能(导电性、导热性、磁性、光学性能、密度等)冷、热加工性能和性价比等因素
37、外，还要考虑材料的耐蚀性能和可涂镀、防护特性.在允许范围内，优先考虑材料的耐蚀性能和可涂镀性要求，b) 容易产生腐蚀而不容易维修的部位，选择高耐蚀性的材料或特殊的防腐处理.组合件宜使用相同寿命的材料$0 选择腐蚀倾向小的材料和热处理状态。如优先选用防锈铝sd) 钢材中应优选氮、磷、硫、硅等有害杂质含量低的牌号;在满足强度设计要求的情况下，宜选用含碳量低的钢材.铝材中应优选铁、镜、硅等杂质含量低的合金材料s在青铜中铅的含量应低于0.02%J e) 选择可涂镀、防护性能好、工艺性好的材料。铝合金材料尽量避免使用H112CR状态2A12硬铝合金F铸造铝合金宜选用针孔级别为l级、2级的可进行镀被处理的
38、最高级别铸造铝合金。需要注意的是同一牌号、不同批次的金属材料，其镀覆性能和转化膜的外观与质量可能有所不同，必要时还要检测材料的可镀涂性能，f) 选择应与其邻近的元器件或设备的材料具有相容性的材料，如电偶腐蚀的相容性、非金属材料与金属材料的环境气氛或接触腐蚀的相容性等，g) 所选材料应在热膨胀系数、受外热或自发热时的补偿反应以及化学性质等方面与被密封零件互不抵触sh) 非金属材料除和金属材料一样，除具有所需的功能特性之外，也应具有所需的环境适应性，例如耐霉性、耐高低温、耐光老化、耐水、耐油性等zi) 避免选择易产生应力腐蚀开裂的金属材料sj) 包括防护材料在内的选择，应由设备体系+整机+分机+部
39、件+零件的方式系统地进行，应考虑材料之间的相容性。在设计中，应处理好元器件材料、装联材料、结构材料和防护材料等各类材料之间的相容性及彼此间的组合匹配关系，并结合可维修性，寿命周期综合成本等因素进行系统优化选择.7.3.3 化学处理层和电镀层的选择及设计化学处理层和电镀层的选择及设计可参见附录Ao13 GB/T 31842-2015 7.3.4 揄疆层的选择和设计涂覆层的选择和设计可参见附录B。7.3.5 IP防护设计机械结构的外壳防护ClP)设计见GB4208-2008. 7.3.6 能量冲击防护设计机械结构的能量冲击防护设计见GB/T20138-2006. 7.3.7 电磁防#设计机械结构的
40、电磁环境防护设计见GB/T31841-2015. 14 GB/T 31842-2015 附景A(资料性附录化学处理层和电撞层的选择及设计A.1 化学处理层和电镀层的选择化学处理层和金属镀层的选择取决于零件的基体材料、使用环境和工作条件、防护要求、金属电化偶、零件结构、镀覆工艺性等因素，参见圈A.l.金属电化偶和配合公差圈A.1化学处理层和电镀层的选择零件镀覆前质量要求A.2 电镀层的使用条件按照零部件的使用、运输和贮存条件，化学处理层和电镀层的使用条件分类见表A.l。表A.1 电镀层的使用条件分类使用条件使用条件特征示倒代号严酷等级1 良好相对湿度运80%，没有工业、锅炉及其他有有空气调节装置
41、的实验室、控制室或密封装置害气体污染的内部2 一般相对湿度95%，有少量工业、锅炉和其他不受太阳、雨、雪、海雾及饱和水分等直接影响有害气体污染的室外，或无空气调节装置的室内及车厢内部3 恶劣相对湿度达98%，有较多的工业、锅炉及其受太阳雪雨等直接影响及距离时他有害气体污染染源较近的室外4 海上直接受到海水的周期影响或处于海雾饱和船舶设备或海岸设备的大气环捷中工作的仪器和设备5 特殊由各种特殊情况所决定的条件需要良好导电的情况或经常受压受磨损的情况15 GB/T 31842-2015 A.3 化学处理层和电键层的工艺性设计化学处理层和电镀层的工艺性设计一般按照以下原则进行za) 镀覆层的局限性一
42、在同一零件上，镀覆层是不均匀的z边缘比中间厚，深孔、小盲孔、内壁、缝隙、毛细孔等不易镀到.镀覆件的结构设计和镀覆层选择时应充分考虑镀覆层的这些局限性zb) 镀覆件的边缘宜采用圃角，最小半径为0.8mm; c) 平底槽的内、外角均宜采用圆角，深度不宜超过宽度的50%。推荐采用U形槽，不宜采用V形槽Fd) 宜减少盲孔，盲孔的深度宜控制在孔径的50%之内F的镀覆件应避免设计成封闭形状，以免在镀覆过程滞留残液导致腐蚀。不可避免时，应预留镀液和气体的排放孔zf) 带有螺纹连接、压合、搭接、锄接、点焊、局部舒焊、单面焊接等形式的组合件，镀覆过程的，g) 残液会加速腐蚀。此类组合件应先镀覆再组合，或用密封肢
43、密封后再镀覆ph) 镀覆件宜控制孔的深度，以避免镀覆不均和残液滞留。不可避免时，应预留残液和气体的排放孔Fi) 用型砂或硬模铸造的零件，不应采用镀覆防护，因为这种方法对于防腐蚀是不可靠的FP 镀覆应在所有的加工工序完成之后进行FU 有配合要求的零件，应预留出镀层厚度F。在镀覆之后，外螺纹的中径会比其他部位镀层厚度增大3倍。因此，螺绞配合的镀层不宜太厚，一般控制在4m7m;m) 镀覆后的表面粗糙度会降低1倍-2倍，设计时应考虑这一效果。镀覆前的粗糙度宜按以下原则确定:a) 一般的保护镀层，表面粗糙度Ra12.5m;b) 一般的装饰性镀层，表面粗糙度Ra:S;1. 6m; c) 有精度要求的镀层，
44、表面粗糙度Ra:S;0.8m;d) 精密的镀金、镀银、镀钮、镀错和瓷质氧化的镀覆层.Ra0.2m;e) 螺纹及3级以上精度的零件，表面租糙度Ra3.2m.A.4 金属键层和化学覆盖层的适用范围金属镀层和化学覆盖层的适用范围见表A.2.表A.2金属镀层和化学覆盖层的适用温度范围序号镀层类别环境温度适用范围1 铝及铝合金化学氧化膜60 c 2 铝及铝合金硫酸阳极氧化膜150 C.若超过此温度，氧化膜出现徽裂纹，影响外观.涂漆后不影响基体金属的耐腐蚀性3 镀铮层250 c。若超过此温度，会出现铮裂4 镀镑钝化层71 c。若超过此温度，钝化膜失去结晶水、开裂，耐腐蚀性下降5 锡钵合金错酸钝化层-55 C -+71 c 16 GB/T 3184
