Герметизацию с помощью уплотнительных прокладок выполняют для блоков, объем которых превышает 3 дм³, так как блоки меньших объемов герметизировать дан­ным способом нецелесообразно из-за относительно больших размеров крепежных эле­ментов [29, 44, 39]. Этот способ обеспечивает скорость натекания газа В_н = 1,33 ∙ 10^-4 дм³ ∙ Па/с.

Заметим, что уплотнительными прокладками, устанавливаемыми в корпусах боль­ших габаритов, трудно обеспечить абсолютную герметичность. Тем не менее, они в до­статочной мере предохраняют внутреннюю полость прибора от влажного воздуха или воды, обеспечивая более благоприятные условия работы изделий во влажной среде, особенно если при этом в ЭС используют средства осушения. Наиболее эффективным способом осушки внутренней полости изделия в период эксплуатации является ис­пользование различных поглотителей влаги. Широко применяется силикагель, кото­рый в размельченном виде помещают в патроны, футляры или мешочки, устанавли­ваемые внутри изделия. Осушительный патрон предусматривает замену силикагеля при полном насыщении его влагой. Контроль за влагонасыщением силикагеля произ­водится по изменению его цвета. Для этого силикагель обрабатывают 3 %-м водным раствором хлористого кобальта, после чего при полном насыщении влагой силикагель окрашивается в розовый цвет, а после просушки становится синим.

На рис. 4.8.10 показаны типичные конструктивные элементы герметизации корпу­сов блоков уплотнительными прокладками [39].

Рис. 4.8.10. Герметизация корпуса блока уплотнительной прокладкой: 1 – основание блока; 2 – прокладка уплотнительная; 3 – корпус блока; 4 – болт; 5 - гайка

Необходимо отметить, что размеры конструктивных элементов выбираются в за­висимости от герметизируемого объема и избыточного давления, создаваемого в нем. Ширина фланца определяется по формуле

                                      ,

где δ_с — толщина стенки корпуса;

d_к — диаметр крепежного болта.

Высота фланца h₁ должна быть максимально допустимой, при этом материал бол­тов должен иметь предел текучести в два или в три раза выше предела текучести мате­риала фланца. Геометрические размеры канавки и прокладки определяют, исходя из следующей зависимости:

                                       ,

где a_к и t_к — ширина и высота канавки;

b_пр и m_пр— ширина и высота прокладки соответственно.

 Длина плеча L_пл определяется по формуле

                                                 .

Как число болтов, так и шаг их установки определяются на основе учета внутрен­него избыточного давления в блоке и усилия, необходимого для деформации уплотни­тельной прокладки.

Межблочная электрическая коммутация в герметичных блоках осуществляется с помощью отечественных цилиндрических герметичных разъемов типов РСГ, РСГС, 2РМГ, 4РТГ, РРН29, РРНЗО, РРСЗ-РРС6, РБН1, РРМ46Г, РРМ47Г, РБМ4, РБМ5, РМГ, ОНЦ-БМ-1(2), ОНЦ-БС-Ц2), СНЦЗО, СНЦ31, СНЦ127, СНЦ130, СНЦ132, СНЦ146, СНЦ147, СНЦ282, СНЦ272, СНЦ281 и др., или прямоугольных разъемов ти­пов РПС1, ГРПМЗ, ГРППЗ, ОКП-ВС-1-х, ОНП-ВГ, ОНП-КГ, ОНП-ВС, ОНП-НС, РП-15, СН058, СН059, РПМ7, РПМ12-РПМ14, СНП58, СНП59, СНО6З, СН064, СНП228, СНП231, СНП232, СНП234, СНП235, СКП201, СШК8, СШЩ8 и др. с учетом обеспе­чения их герметичности. Кроме того, на современном рынке ЭРИ представлено множе­ство герметичных электрических соединителей, выпускаемых различными зарубеж­ными фирмами, такими, как Molex , Hermetic Seal Corporation , AMETEK SCP и пр.

Герметизация стандартных электрических соединителей в блоках осуществля­ется тремя способами [39]: уплотнительными прокладками (рис. 4.8.11, а), уплотни­тельными прокладками и заливкой компаундом мест соединения разъема с корпусом (рис. 4.8.11, б), а также пайкой монтажной металлизированной платы электриче­ского соединителя с корпусом с последующей заливкой компаундом места соединения (рис. 4.8.11, в, г).

Рис. 4.8.11. Герметизация вилок электрических соединителей: а – цилиндрического уплотнительной прокладкой; б – цилиндрического уплотнительной прокладкой и компаундом; в – цилиндрического пайкой и компаундом; г – прямоугольной пайкой и заливкой компаундом: 1 – вилка электрического соединителя; 2 – корпус блока; 3 – прокладка уплотнительная; 4 – компаунд; 5 – пластина; 6 – печатная плата

При герметизации двумя последними способами выводы электрических соедини­телей необходимо нарастить жесткой проволокой с помощью пайки. Выбор способа герметизации электрических соединителей определяется эксплуатационными требо­ваниями, свойствами материалов и защитных покрытий конструктивных элементов корпусов блоков.

Современные электрические соединители так же, как и другие ЭРИ, имеют в кон­струкции токоведущие выводы, которые должны быть надежно изолированы от кор­пуса и друг от друга. В качестве изолятора может быть использована пластмасса, ке­рамика, стекло и другие материалы. Стекло обладает рядом достоинств, основное из которых — возможность его непосредственного механически прочного и герметичного спая с металлом. Металлостеклянные соединения устойчивы к механическим и кли­матическим ВВФ согласно требованиям ГОСТ 16962-71. Выводы в соединениях спо­собны выдержать без механических повреждений и нарушений герметичности воздей­ствия следующих факторов:

• растягивающей силы — для гибких проволочных, ленточных и лепестковых вы­водов;

• скручивания — для гибких проволочных выводов;

• крутящего момента — для резьбовых выводов.

Вакуумно-плотный металлостеклянный спай обеспечивает высокие герметичность, механическую прочность, сопротивление изоляции и малую газопроницаемость. В ка­честве примера на рис. 4.8.12 показаны конструктивные элементы различных металлостеклянных соединений.

Рис. 4.8.12. Конструкции металлостеклянных соединений в ЭРИ:

1 – втулка; 2 – стеклянный изолятор; 3 – основание; 4 – стеклянный шарик;

5 – штыревой вывод; 6 – резьбовая втулка; 7 - контакт

В зависимости от используемых материалов, металлостеклянные соединения раз­деляют на согласованные и несогласованные спаи. Под согласованными спаями по­нимаются соединения, в которых коэффициенты температурного расширения (КТР) спаиваемых материалов равны или незначительно отличаются друг от друга. Несогла­сованные спаи имеют различные КТР спаиваемых материалов. Поэтому при проекти­ровании отдельных модулей ЭС необходимо большое внимание уделять выбору мате­риалов и их взаимному сочетанию.

В производстве проходных стеклянных изоляторов обычно используются, в основ­ном, согласованные спаи стекла марки С48-2 и сплава 29НК (ковар). Иногда приме­няют композиции из стекла марок С48-5 и С48-2. Рекомендации по выбору сочетаний соединяемых материалов, типы и основные размеры металлостеклянных, вакуумно-плотных герметичных соединений приведены в ОСТ 4Г0.010.042.

Стеклянные изоляторы могут изготовляться двумя способами: при первом в каче­стве заготовки используются стеклянные капилляры, разрезаемые на заготовки опре­делённой высоты, а при втором способе из стеклянного порошка выполняется таблетка стеклянного изолятора.

Вопросы для контроля

1. Что понимают под внешним воздействующим на ЭС фактором, и какие значения ВВФ называются нормальными, номинальными и эффективными?

2. Как классифицируют ВВФ по ГОСТ 26883-86?

3. Каков состав механических ВВФ?

4. Какие ВВФ относят к климатическим?

5. Какие внешние факторы образуют электромагнитные ВВФ?

6. Какие вредные воздействия определяют состав термических ВВФ?

7. Какие воздействия на ЭС относят к биологическим ВВФ?

8. Что представляют собой воздействия на ЭС специальных сред?

9. Какое влияние на ЭС в зависимости от объекта установки оказывают механиче­ские ВВФ?

10. Какие характерные повреждения в ЭС могут возникнуть после механических воздействий?

11. Как классифицируют механические ВВФ в соответствии с ГОСТ 16962-71 по сте­пеням жесткости?

12. Какие требования по механическим воздействиям предъявляются к выводам ЭРИ и местам их присоединения?

13. Как оценивают устойчивость ЭС к воздействию акустического шума?

14. Как защищают ЭС от влияния звукового давления?

15. В чем заключаются особенности климатических ВВФ по их воздействию на ЭС?

16. Как классифицируют климатические ВВФ в соответствии с ГОСТ 16962-71 по степеням жесткости?

17. Какие требования накладываются на ЭС по устойчивости к климатическим воз­действиям?

18. Какие основные способы защиты элементов конструкций ЭС применяют от воз­действий климатических факторов?

19. Какие основные виды покрытий используются для защиты от климатических ВВФ, в чем их достоинства и недостатки?

20. В каких целях и с применением каких материалов осуществляются пропитка и заливка?

21. Какие основные виды систем охлаждения применяют для защиты ЭС от пере­грева?

22. Как осуществить правильный выбор системы охлаждения?

23. Какие основные источники являются причиной возникновения электромагнит­ных полей?

24. В чем состоит специфика воздействий на ЭС электромагнитных ВВФ?

25. Какие основные методы защиты от внешних электромагнитных воздействий ис­пользуют при конструировании ЭС?

26. Какие принципы составляют основу схемотехнических и структурно-функциональных методов защиты ЭС от электромагнитных ВВФ?

27. В чем заключаются особенности конструкционных методов защиты от электро­магнитных факторов?

28. Какой смысл заложен в концепции зонирования?

29. Какое влияние на уменьшение вредных последствий электромагнитных ВВФ оказывает заземление?

30. Что представляет собой система схемных заземлений?

31. Какие косвенные способы защиты ЭС от электромагнитных ВВФ наиболее рас­пространены?

32. Как осуществляют реализацию электромагнитных экранов?

33. Какое влияние оказывают плесневые грибы на конструктивные элементы ЭС?

34. В чем заключается опасность биологического воздействия на ЭС беспозвоночных животных?

35. Какие повреждения ЭС могут нанести позвоночные животные?

36. Какие методы борьбы используют для защиты ЭС от биологических воздей­ствий?

37. Как в соответствии с РМГ-78-2005 осуществляют классификацию ИИ?

38. Какие виды ИИ наиболее опасны для ЭС?

39. Как проявляется воздействие ИИ на материалы конструкции ЭС?

40. Какое действие оказывает ИИ на активные и пассивные ЭРИ?

41. Какими принципами необходимо руководствоваться при разработке радиационно-стойких ЭС?

42. Как осуществляют защиту ЭС от воздействия ИИ?

43. В каких целях проводят герметизацию блоков ЭС?

44. В чем состоят различия между частичной и полной герметизацией?

45. Какими основными способами выполняют герметизацию корпусов блоков ЭС?

46. Как определяют степень герметичности корпуса?

47. В чем заключаются достоинства и недостатки герметизации сваркой и с помо­щью паяного соединения?

48. Какие материалы рекомендуется использовать для составных частей корпусов герметичных блоков?

49. Как выполняют герметизацию блоков с помощью уплотнительных прокладок?

50. Как осуществляют осушку внутренней полости ЭС в период эксплуатации?

51. Как осуществляется межблочная электрическая коммутация в герметичных блоках?

52. Как выполняют герметизацию стандартных электрических соединителей?

53. Каким требованиям должны удовлетворять выводы ЭРИ и электрических соеди­нителей в металлостеклянных соединениях?

54. В чем особенности согласованных и несогласованных спаев?

55. Как осуществить правильный выбор материалов для металлостеклянных соеди­нений?