检修时拆开继电器,接点发暗,擦一下能亮,过一阵又暗。换新的能用一段时间,然后再出同样的问题。

遇到这种情况,韩工一般先问一句:这批接点的镀层是什么、厚度多少、有没有底层。

图1 混合气体腐蚀试验箱
打开网易新闻 查看精彩图片
图1 混合气体腐蚀试验箱

要复现这种发暗,得靠混合气体腐蚀试验箱。但要判断它坏在哪一层,先看镀层。

一、接点的防护靠一层很薄的东西

信号设备的接点多为镀层保护:镀金、镀银、镀钯镍,或者银合金。厚度常在微米量级。

这层东西是唯一的屏障。它完整,基体就不参与反应;它不完整,反应就从缺口开始。

镀层不完整有三种来源:电镀留下的孔隙、冲压折弯造成的微裂纹、插拔摩擦造成的磨损。

图2 镀层只有微米厚,缺口有三种(示意图)
打开网易新闻 查看精彩图片
图2 镀层只有微米厚,缺口有三种(示意图)

三种都在微观尺度,肉眼看不见,但足以让气氛进去。

镀层厚度不是越厚越好。太厚会增加内应力,弯折时容易起皮。起皮的地方,比针孔更危险。

镀层太薄时,孔隙更容易贯通,气氛很快就到基体。

二、机房气氛是个容易被低估的变量

信号机房常年恒温,看起来很“干净”。

但设备集中、通风有限,含硫气氛在局部容易累积。橡胶件、线缆护套、周边工业环境,都可能是来源。

含硫气氛对银特别不友好。

银的硫化物颜色深、体积大,会沿着晶界生长,把镀层顶起来。

图3 接点从边缘与孔隙开始发黑,相邻接点还是亮的(概念示意图)
打开网易新闻 查看精彩图片
图3 接点从边缘与孔隙开始发黑,相邻接点还是亮的(概念示意图)

所以“发暗”这个现象,在银接点上几乎是指向性很强的信号。

但指向的是“气氛里有硫”,不是“材料不合格”。

机房的含硫气氛来源不止一处。线缆护套、橡胶密封件、周边工业排放都有可能,单看设备本身往往找不到源头。

三、判断顺序:镀层、电阻、材料

韩工的顺序是这样的。

图4 判断顺序三步(示意图)
打开网易新闻 查看精彩图片
图4 判断顺序三步(示意图)

第一步看镀层。在低倍显微镜下看接点表面有没有孔隙、裂纹、边缘缺镀。有条件的话做一次截面,看镀层厚度与底层是否完整。

第二步测接触电阻。同一批里挑几只,测前后变化。电阻上升而外观尚可,说明腐蚀产物已经进入接触界面。

第三步才怀疑材料。基体材质、热处理、镀层工艺,前两步排除了再谈。

顺序反了,很容易在材料上绕很久,最后发现是一批镀层偏薄。

表一:镀层腐蚀与基体腐蚀的差别

打开网易新闻 查看精彩图片

还有一件事要提醒:接点的失效往往不是均匀发生的。

同一排端子,靠近电源、发热量大的位置,腐蚀会更快。原因不是气氛不均匀,而是温度高会加速反应。

所以看样品时不要只看一只。同一排里挑不同位置的几只对比,比只看最严重的那一只更有信息量。

如果发现腐蚀集中在某一侧,先看哪一侧是不是靠近热源或者气流死角,再看镀层。

顺序反了,容易把位置问题当成材料问题。

四、试验在这个判断里起什么作用

试验不是用来“证明有问题”的,它是用来把现场那条路径复现出来。

图5 试验复现的是路径(示意图)
打开网易新闻 查看精彩图片
图5 试验复现的是路径(示意图)

接点类样品适合用混合气体腐蚀试验。

四路气体里,含硫的那两路对接点最直接;含氯的那一路对点蚀更敏感。具体配比按所执行的方法与项目技术条件,不套用其他行业的参数。

有一点要提醒:试验条件不能比现场更“干净”。

如果现场含硫气氛明显,试验里只通极低浓度,做出来当然是好的,但这个“好”没有意义。

反过来,也不能为了“做出来有问题”而随意加严。条件是模拟,不是惩罚。

试验条件的设置,要跟现场对上。

机房温度常年稳定,湿度不高,含硫气氛是主要变量。如果试验里把湿度设得很高,腐蚀机理就偏向了凝露腐蚀,跟现场不是一回事。

条件不是越严酷越有说服力,越接近现场才有。这一点在写试验方案时值得多花十分钟。

试验之后怎么判,也要提前定。

外观评级回答“腐蚀到什么程度”,接触电阻回答“还能不能可靠导通”。

信号接点的失效阈值很低,电阻稍有上升就可能影响传输。所以后者往往更关键。

最后是记录。试验编号、镀层规格、位置、前后电阻值,四项写在一张表上。日后同类问题再出现,这张表就是最快的比对依据。

试验记录建议留三样:试验前后的接触电阻、外观照片、腐蚀位置示意。三样放在一起,别人接手也能看懂。

如果同一批接点分两组做不同条件,两组要同批取样、同批测试,否则比较没有意义。对照组不是随手抓几只就行。

条件允许时,留一只未试验的同批接点做对照,比看标准照片更直观。

对照样的价值在于同批、同工艺、同存放条件。这样比较才有意义。

记录之外,还要留照片。同一位置、同一倍率、同一光照,前后两张照片比一段文字描述有用得多。

同一批接点不要只做一次试验就下结论。至少两只,一只做试验、一只留样,后面争议时才有依据。

留样要按同样的方式包装存放,否则对照也失去意义。

照片的拍摄条件也要固定。光源、距离、角度一变,颜色就对不上,参照价值就没了。

接点镀层总结:先看那层薄的,再看那层厚的

把上面几段串起来:接点靠微米级镀层防护,孔隙、裂纹、磨损是气氛的入口。机房含硫气氛容易被低估,银对硫尤其敏感。判断顺序是镀层、电阻、材料。试验的作用是复现路径,不是制造结论。

图6 全文判断一览(总结图)
打开网易新闻 查看精彩图片
图6 全文判断一览(总结图)

真正要确认的不是“接点为什么发暗”,而是“气氛从哪个缺口进去的”。

缺口找到了,处置才有落点。找不到,换多少批接点都是同一个结果。

具体试验条件、气体组合与判据,按产品规范、方法原文与项目技术协议确认;涉及运营安全的检修与更换,按设备维护规程执行。