Файл: Основы теории и конструкции контрольно-проверочной аппаратуры авиационных управляемых ракет учебник..pdf

Вода может проникать в материалы либо в виде жидкости, либо в виде пара. Если радиус отверстия больше 2 *10—3 см, вода проникает в материалы в виде жидкости, если размеры пор материа­ ла меньше 2 • 10—3 см, вода проникает в материалы в виде пара.

В парообразном состоянии влага обладает двумя электриче­ скими свойствами: проводит электрический ток и поглощает элект­ ромагнитную энергию. Оба эти свойства отрицательно сказыва­ ются на работе электронной аппаратуры средств контроля.

Практически влага действует на все элементы аппаратуры, но особенно сильное влияние она оказывает на изолирующие мате­ риалы. В материалы плотной однородной структуры проникнове­ ние влаги происходит вследствие диффузии водяных паров внутрь материала и частичного растворения в нем воды. К таким мате­ риалам можно отнести полимеры типа полиэтилен, полистирол и другие. В пористые материалы влага проникает по капиллярам.

О

Молекула воды имеет размер примерно ЗА (ангстрема), т. е. в не­ сколько раз меньше самых маленьких пор, поэтому она сравни­ тельно легко проникает во все изолирующие материалы, снижая их электрическую прочность и уменьшая пробивное напряжение. На­ пример, для текстолита это уменьшение достигает 25%. Пропитка изолирующих материалов уменьшает их гигроскопичность, но не может полностью предохранить от влаги. Ее назначение — увели­ чить время проникновения влаги.

Сильное воздействие оказывает влага на опрессованные кон­ денсаторы. Со временем влага диффузионно проникает через тол­ щу опрессовочной массы и снижает электрические свойства ди­ электрика.

При увлажнении изменяется не только электрическая прочность, но и габариты, и форма изолирующих материалов. Так, поглоще­ ние пластмассами 1% воды увеличивает их минимальный размер на 0,2%. Изменение под действием влаги габаритов и формы изолирующих материалов сильно сказывается на работе таких эле­ ментов, как реле, переключатели и кулачковые механизмы. Вслед­ ствие этих изменений появляются такие отказы, как несрабатыва­ ние или ложное срабатывание реле, заедание механизмов, нару­ шение контактов в переключателях и др.

Для предохранения аппаратуры от влаги широко применяется покрытие монтажа различными лаками. Однако при длитель­ ном пребывании во влажной среде лакированные изолирующие материалы также пропитываются влагой.

Поглощению влаги способствуют трещины и щели, которые по­ являются на изолирующем материале или на лаковой его поверх­ ности. Такие щели могут появиться при резких изменениях темпе­ ратуры или при механических повреждениях. Поэтому в процессе эксплуатации следует тщательно осматривать (лучше всего при помощи увеличительных стекол) изолирующие материалы, осо­ бенно находящиеся в местах высоких напряжений. Вредное воз­

166

действие влаги сказывается на работе почти всех деталей и элек­ тровакуумных приборов. Попадание влаги в герморазъемы, реле, переключатели, ключи и другие элементы приводит к замыканию через воду самых различных цепей.

резистора, как он выходит из строя. Исключительно чувстви­ тельны к влаге кварцы. Если внутрь корпуса кварцевого патрона просочится влага в количестве 0,004% его объема, нормальная ра­ бота кварца нарушается.

Наличие влаги является основным условием возникновения коррозии. Процесс возникновения. коррозии заключается в том, что на поверхности металла образуется тончайший слой влаги. Так как пленка воды почти всегда содержит определенное коли­ чество солей или кислот, возникает химическая реакция, нарушаю­ щая структуру металла.

Интенсивность коррозии зависит от состава и влажности ат­ мосферы. Как показывает опыт эксплуатации, в летнее время кор­ розия происходит медленно, а осенью и зимой, т. е. в более влаж­ ном воздухе, интенсивно. На возникновение коррозии влияет не только влажность, но и присутствие загрязнений на поверхности металла. Значительно ускоряют коррозию туманы, при наличии которых происходит осаждение на металл загрязнений. Особенно сильно подвержены коррозии места соприкосновения различных металлов. Объясняется это тем, что при соприкосновении разных металлов образуются электрохимические пары, где анодом и ка­ тодом служат два разных металла, а электролитом является влаж­ ная пленка. Такой вид коррозии носит название контактной. Чем дальше в электрохимическом ряду напряжений отстоят один от другого металлы, т. е. чем больше между ними разность потен­ циалов, тем больше интенсивность контактной коррозии. Особенно подвержены контактной коррозии зажимные контакты, так как в промежутках между контактными точками образуются зазоры, в которые проникают влага и примеси из атмосферы.

При эксплуатации в полевых условиях аппаратура средств конт­ роля подвергается воздействию ветра, солнечной радиации, пыли и песка, которые ухудшают электрические свойства изоляционных материалов. Непосредственное воздействие солнечной радиации на резину приводит к ее старению. Резина становится неэластичной и растрескивается.

Легко переносимая ветром пыль проникает в самые закрытые места аппаратуры. В песчаной местности загрязненность воздуха увеличивается из-за большого количества частичек песка. Наибо­ лее сильное воздействие пыль и песок оказывают на элементы ап­ паратуры, имеющие подвижные части (реле, переключатели, кол­ лекторно-щелочные узлы, подшипники, зубчатые передачи и др.). Это воздействие приводит к преждевременному износу указанных элементов.

167

В песке и пыли всегда содержится значительное количество водорастворимых солей. При оседании пыли и песка на аппара­ туру эти соли растворяются в поверхностной пленке влаги, стано­ вятся проводниками электрического тока, вследствие чего в элект­ ронном оборудовании возникают такие неисправности, как поверх­ ностные пробои, утечка токов и др.

Сильное воздействие пыль и песок оказывают на аппаратуру с печатным монтажом. Попадая непосредственно на плату, где рас­ положен печатный монтаж, они значительно снижают сопротивле­ ние изоляции между соседними проводниками. Вредное воздейст­ вие пыли и песка сказывается и в том, что они способствуют воз­ никновению коррозии и плесени.

Среди внешних факторов отдельную группу образуют биоло­ гические факторы, из которых наибольшее воздействие на аппа­ ратуру оказывают грызуны, насекомые и грибковые образования. Особенно большое количество повреждений происходит от дейст­ вия плесени (грибковых образований).

Интенсивному росту плесени .способствует сырой теплый кли­ мат. Поэтому при эксплуатации аппаратуры средств контроля в жарком и влажном климате воздействие плесени резко возрастает. Оно проявляется в виде удержания влаги на поверхности деталей, ускорения химических реакций вследствие выделения лимонной, угольной и щавелевой кислот. В результате этого в аппаратуре возникают пробой диэлектриков, утечка токов, увеличиваются пе­ реходные сопротивления контактов на клеммных колодках и пе­ реключателях, разрушается изоляционная оболочка проводов, на­ блюдается коррозия металлов и т. п.

Грызуны представляют наибольшую опасность для аппаратуры, находящейся на хранении. Если не принять специальных мер по защите ее от грызунов, они могут повредить кабели, фидеры и ряд других деталей. Из насекомых наибольшую опасность представ­ ляют термиты, выводящие из строя пластмассовые и органические материалы.

Рассматривая воздействие биологических факторов, необходимо подчеркнуть, что особенно сильно оно проявляется в условиях тро­ пического климата, а также при хранении аппаратуры в полевых условиях или в не приспособленных для этой цели помещениях. В этих случаях мероприятиям по уменьшению воздействия биоло­ гических факторов необходимо уделять большое внимание.

Среди эксплуатационных факторов наибольшее влияние на ап­ паратуру средств контроля оказывают удары и вибрации, которые вызывают колебания аппаратуры и ее элементов. При длительном действии ударов и вибраций возникают следующие неисправности

иотказы:

—ослабление крепления блоков;

—междуэлектродные замыкания в лампах;

—смещение монтажа;

—нарушение контакта в разъемных соединениях;

168

—разрушение амортизаторов;

—самоотворачивание предохранителей.

В сложных элементах, например в электронных лампах, реле, конденсаторах переменной емкости и т. п., вибрации вызывают из­ менение параметров этих элементов. Причиной этого является из­ менение расстояний между отдельными деталями. В результате в электронных лампах появляются виброшумы, в реле изменяется величина контактного сопротивления и т. п.

При ядерных взрывах аппаратура средств контроля может быть подвержена воздействию радиационного облучения. Это облучение представляет собой поток а-, (3-, у-лучей и нейтронов, интенсив­ ность действия которых зависит от их проникающей способности, концентрации и свойств материалов, на которые они воздействуют.

а- и (З-лучи имеют’малые проникающие свойства, вследствие чего их действием на радиоаппаратуру можно пренебречь. Что касается у-лучей и нейтронов, то их воздействие может значи­ тельно сказаться на работоспособности аппаратуры.

Абсолютно устойчивых против радиационного облучения мате­ риалов не существует. Все материалы в той или иной степени из­ меняют свои свойства под воздействием радиации. С физической точки зрения эти изменения связаны с ионизацией в материалах молекул и атомов.

Разные вещества — металлы, полупроводники, изоляторы, про­ водники второго ряда-по-разному реагируют на радиацию. Ме­ таллы под воздействием облучения незначительно изменяют свои свойства. Полупроводники больше, чем металлы, подвержены ра­ диации. В результате облучения изменяются кристаллическая структура полупроводников и их свойства. При облучении изолято­ ров наблюдается, увеличение их проводимости, т. е. ухудшение изо­ лирующих свойств. Особенно сильно подвержены радиационному облучению органические материалы. Образующиеся в них иони­ зированные молекулы становятся неустойчивыми, распадаются на составные части, ухудшают изоляционные свойства материалов.

Радиационное облучение не только приводит к отказам аппа­ ратуры, но и делает небезопасным ее обслуживание. Поэтому в случае эксплуатации аппаратуры, подвергавшейся радиационному облучению, необходимо применять средства дозиметрического конт­ роля и соблюдать необходимые меры предосторожности.

Характерным для аппаратуры средств контроля является рост ее сложности. При недостаточном практическом опыте эксплуата­ ции со стороны технического состава допускаются отдельные ошиб­ ки, которые как бы являются дополнительными факторами, сни­ жающими надежность аппаратуры контроля. Наиболее распрост­ раненными являются следующие ошибки:

—установка завышенного или заниженного напряжения;

—недостаточный прогрев аппаратуры;

—неправильная установка органов управления;

—несвоевременная или неправильная замена смазки;

169

—несвоевременное устранение мелких неисправностей;

—неплотное подсоединение разъемов кабелей и фидеров;

—некачественная пайка;

—установка в аппаратуру при ремонте некондиционных де­

талей;

—неправильное подсоединение фишек и проводов;

—плохая фиксация ручек настройки;

—порча штырей и резьбовых соединений разъемов;

—плохое закрепление блоков;

—установка в аппаратуру предохранителей, не соответствую­ щих номиналу.

Указанные ошибки приводят к эксплуатации аппаратуры не в номинальном режиме, а иногда даже полностью выводят ее из строя. Например, установка завышенного напряжения питания при­ водит к повышенному износу и пробою в отдельных узлах конст­ рукции, некачественная пайка — к обрыву монтажа.

При анализе ошибок большое внимание следует уделить выяв­ лению источников их появления. Внимательное изучение ошибок позволяет установить истинную их причину, найти слабые места в подготовке специалистов, определить недостатки в методике обу­ чения и обслуживания техники. В результате разбора и анализа ошибок личного состава можно наметить и принять необходимые меры по их предупреждению.

Наряду с внешними факторами на аппаратуру средств конт­ роля воздействуют различные внутренние факторы. Основной осо­ бенностью этих факторов является возникновение и развитие в ап­ паратуре процессов, приводящих к отказам. Эти процессы проис­ ходят вследствие внутренних, скрытых дефектов в элементах и схеме аппаратуры, являющихся результатом неудачного проекти­ рования, производственных недостатков, некачественного ремонта, старения и износа.

Отказы и неисправности, проявляющиеся в результате воздей­ ствия первых трех факторов, обычно возникают на первом этапе эксплуатации аппаратуры. Вследствие износа и старения проис­ ходит постепенное изменение свойств материалов и деталей, по­ этому отказы происходят в конце периода эксплуатации аппара­ туры.

Как показывает практика эксплуатации, основные недостатки проектирования и конструирования, снижающие надежность рабо­ ты аппаратуры средств контроля, могут быть сведены в следующие группы:

—повышенная сложность схемы и конструкции;

—неточность расчета, неправильный выбор размеров и допу­

сков;

—недостаточная механическая прочность отдельных узлов;

—применение малонадежных комплектующих изделий и мате­ риалов;

—неправильная оценка режима и условий работы;

170