一, الآليات الأربع الرئيسية ومخاطر التآكل الكيميائي
عادةً ما يتسبب التآكل الكيميائي في تلف الموصلات من خلال أربعة مسارات:
التآكل الكهروكيميائي: في البيئات الرطبة، تشكل نقاط الاتصال المعدنية المختلفة الخلايا الأولية، مما يؤدي إلى تسريع تفاعلات الأكسدة. على سبيل المثال، يمكن أن تشكل نقاط الاتصال النحاسية والأغلفة المصنوعة من الألومنيوم بطاريات صغيرة في بيئات رش الملح، مما يؤدي إلى حفر حفر التآكل على سطح التلامس، وقد تزيد مقاومة التلامس بنسبة 50% خلال 3 أشهر.
التآكل الكيميائي المتوسط: تعمل الأحماض القوية أو القواعد القوية أو المذيبات العضوية على إذابة الأصداف المعدنية أو البلاستيكية مباشرة. أظهرت دراسة حالة لإحدى شركات البتروكيماويات أن موصل M12 غير المحمي يتعرض للتشقق في غلافه عند تعرضه لغاز كبريتيد الهيدروجين، بمعدل فشل يصل إلى 30% خلال 6 أشهر.
التآكل والتآكل الميكانيكي: يمكن أن يؤدي التآكل الناتج عن الحركة الدقيقة في بيئة اهتزازية إلى إتلاف طبقات السطح وتسريع عملية الأكسدة. يوضح القياس الفعلي لخط تجميع لحام السيارات أن محول M12 بدون وصلات مطلية بالذهب-يحتوي على معدل تذبذب لمقاومة التلامس يزيد من 5% إلى 25% خلال 200 ساعة في ظل ظروف تردد اهتزاز يبلغ 50 هرتز وسعة 2 مم.
التآكل الحيوي: تشكل الكائنات الحية الدقيقة أغشية حيوية على سطح الموصلات، وتنتج مستقلبات حمضية. أظهرت دراسة حالة لمصنع لتجهيز الأغذية أن موصلات M12 دون معالجة مضادة للبكتيريا طورت بقعًا بكتيرية سوداء على سطحها خلال 3 أشهر، وانخفضت مقاومة العزل من 100M Ω إلى 1M Ω.
2، نظام تكنولوجيا الحماية من التآكل الكيميائي لمحول M12
1. الابتكار في المواد: من المعادن الأساسية إلى السبائك الخاصة
مادة الغلاف: تستخدم المنتجات الرئيسية الفولاذ المقاوم للصدأ 316L أو النحاس المطلي بالنيكل. يحتوي الأول على ما يعادل مقاومة التآكل (PRE) لأكثر من 35 في بيئات الكلوريد، بينما يمتد الأخير وقت مقاومته لرذاذ الملح إلى 1000 ساعة من خلال طبقة طلاء بالنيكل. يستخدم أحد مشاريع العاكسات الكهروضوئية محولات M12 مع أغلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L، والتي تعمل بشكل مستمر لمدة 5 سنوات في بيئة رش الملح الساحلية دون تآكل.
مادة التلامس: ركيزة من سبائك النحاس مع عملية طلاء الذهب أو الفضة، يؤثر سمك الطلاء بشكل مباشر على مقاومة التآكل. عندما يكون سمك طبقة طلاء الذهب أكبر من أو يساوي 2 ميكرومتر، فإنه يمكن أن يقاوم التآكل من محلول حمض الكبريتيك 10٪؛ عندما يكون سمك طبقة طلاء الفضة أكبر من أو يساوي 3 ميكرومتر، فإنه لا يزال بإمكانها الحفاظ على مقاومة اتصال مستقرة في البيئات التي تحتوي على كبريتيد الهيدروجين. تستخدم سلسلة Lingke LM12 جهات اتصال مطلية بالذهب-، مع قابس -عمر افتراضي يصل إلى 2000 مرة ومعدل تذبذب لمقاومة الاتصال أقل من 3%.
مادة الختم: حلقة مانعة للتسرب من السيليكون مدمجة مع حلقة دائرية من مطاط الفلور-، مما يشكل حماية مزدوجة. يحافظ السيليكون على المرونة في حدود -60 درجة إلى 200 درجة، في حين أن المطاط الفلوري يمكنه مقاومة تآكل المذيبات العضوية مثل الوقود والزيت الهيدروليكي. يستخدم أحد مشاريع آلات البناء محولات M12 مختومة بمطاط الفلور. في اختبار غمر الزيت الهيدروليكي، يكون معدل تمدد الحجم أقل من 5% بعد 168 ساعة.
2. التحسين الهيكلي: تقليل الاتصال مع الوسائط المسببة للتآكل
عملية القولبة المتكاملة: باستخدام تقنية القولبة بالحقن لتجميع نقاط الاتصال والقشرة في قطعة واحدة، يتم التخلص من خطر تآكل الشقوق. يستخدم مشروع معين لإلكترونيات السيارات محول M12 متكامل. في اختبار طاولة الاهتزاز، يكون معدل تقلب مقاومة التلامس بعد 1000 ساعة أقل من 1%، بينما يصل معدل التذبذب للمنتجات المجمعة التقليدية إلى 15%.
تصميم هيكل الصرف: يعتمد الغلاف على مزيج من الأخاديد التوجيهية المخروطية وصمامات التنفس لمنع تراكم الرطوبة. يستخدم أحد مشاريع النقل بالسكك الحديدية محول M12 مع صمام تنفس. في اختبار التنظيف بالضغط العالي IP69K-، ظلت الرطوبة الداخلية أقل من 40%، مما أدى إلى تجنب التآكل الكهروكيميائي الناتج عن الماء المتكثف.
إغلاق مستقل متعدد المراكز: بالنسبة للموصلات عالية الكثافة-التي تحتوي على أكثر من 8 مراكز، يتم اعتماد تصميم إغلاق للحجيرة، والذي لا يؤثر على القنوات الأخرى حتى في حالة فشل مانع تسرب مركزي واحد. يستخدم مشروع معين لذراع الروبوت محول M12 ثماني النواة مع إغلاق المقصورة. بعد التشغيل في بيئة زيتية لمدة عامين، واجهت نواة واحدة فقط ضعف الاتصال، مما أدى إلى تقليل معدل الفشل بنسبة 80% مقارنة بالتصميمات التقليدية.
3. المعالجة السطحية: بناء الطلاءات الواقية
عملية الطلاء الكهربائي: يمكن أن يشكل طلاء الذهب والطلاء الفضي والطلاء بالنيكل وغيرها من العمليات طبقة أكسيد كثيفة، مما يمنع تغلغل الوسائط المسببة للتآكل. يستخدم مشروع معين لمعدات أشباه الموصلات محول M12-مطلي بالذهب. بعد التشغيل في بيئة غاز فلوريد الهيدروجين لمدة عام واحد، يظل سطح التلامس محتفظًا ببريق معدني، بينما يُظهر سطح المنتج المطلي بالذهب-طبقة أكسيد سوداء.
Spray coating process: Three proof paint (moisture-proof, anti salt spray, anti mold) can form a protective layer with a thickness of 0.1-0.3mm when sprayed. A certain outdoor lightbox project uses M12 adapters sprayed with three proof paint. In the ultraviolet irradiation test, the coating did not crack after 500 hours, and the insulation resistance remained>100M Ω.
الأنودة: يمكن لقشرة سبائك الألومنيوم أن تشكل طبقة أكسيد بسمك 5-30 ميكرومتر من خلال معالجة الأنودة، ويمكن أن يصل وقت مقاومة رذاذ الملح إلى 500 ساعة. يستخدم مشروع معين لبطارية الطاقة الجديدة محول M12 مع غلاف من سبائك الألومنيوم المؤكسد. في اختبار تسرب المنحل بالكهرباء، لم تظهر القشرة أي علامات للتآكل بعد 72 ساعة.
3، التحقق من السيناريو النموذجي: من المختبر إلى الموقع الصناعي
1. صناعة البتروكيماويات: مقاومة لتآكل كبريتيد الهيدروجين
يتم توصيل وحدة التكسير الحفزي لمصفاة معينة بجهاز إرسال الضغط باستخدام محول M12، مع درجة حرارة محيطة تبلغ 80 درجة وتركيز كبريتيد الهيدروجين 50 جزء في المليون. تتعرض الموصلات التقليدية المصنوعة من الفولاذ الكربوني للتآكل خلال 3 أشهر، في حين أن محولات M12 المزودة بأغلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L وجهات الاتصال المطلية بالذهب - تتمتع بمعدل تقلب في مقاومة التلامس أقل من 5% بعد عامين من التشغيل، مما يلبي متطلبات مستوى سلامة السلامة SIL2.
2. تجهيز الأغذية: عوامل التنظيف المضادة للمواد الكيميائية
A certain dairy production line uses M12 adapters to connect temperature sensors and needs to withstand daily cleaning with 1% sodium hydroxide solution. Traditional plastic connectors crack within one month, while M12 adapters with fluororubber sealing and PTFE coating have a sealing ring elasticity retention rate>90% and insulation resistance>500 م أوم بعد 6 أشهر من التشغيل.
3. الهندسة البحرية: منع التآكل برذاذ الملح
تستخدم بعض منصات طاقة الرياح البحرية محول M12 لتوصيل أجهزة استشعار الاهتزاز، مع تركيز رذاذ ملح بيئي يبلغ 0.5 ملجم/سم ². تظهر الموصلات المجلفنة التقليدية صدأًا أحمر في غضون 6 أشهر، في حين أن محولات M12 ذات الأصداف النحاسية المطلية بالنيكل وأختام السيليكون لا تزال تحافظ على مستوى حماية IP68 بعد 3 سنوات من التشغيل، مع معدل تقلب مقاومة التلامس يبلغ<2%.
