Будем честны, на многих предприятиях, по разным причинам, нет дымоуловителей и не организованна достаточно хорошо вытяжка. В рамках данной статьи попробуем разобраться, что такое дымоуловители, действительно ли они нужны и почему.
Многие думают, что вредные вещества выделяются только при пайке, в момент оплавления припоя. Но в процессе производства электроники применяются не только пайка. Прежде чем приступить к пайке, изготавливаются платы, наносится флюс и паяльная паста. После пайки также проводятся дополнительные операции, такие как мойка, покрытие лаком и заливка компаундом. Каждая из этих операций приводит к выбросу в воздух определенных вредных веществ. Мы не сможем рассмотреть более подробно все эти ситуации и, в основном, остановимся именно на процессе пайки, так как при этом процессе происходит выброс в воздух наиболее опасных веществ.
Для пайки компонентов обычно используют оловянно-свинцовые припои. При этом пары свинца проникают в воздушную среду помещения. В соответствии с требованиями санитарии в воздухе рабочей зоны производственных помещений устанавливается ПДК (предельно-допустимая концентрация) вредных веществ (мг/м3).
Свинец является чрезвычайно опасным веществом (класс 1), в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88, ПДК в воздухе рабочей зоны может составлять не более 0,01 мг/м3. При систематическом воздействии на человека может вызывать соматическое расстройство нервной системы, а также проблемы сердечно-сосудистой системы.
Олово является веществом умеренно опасным (класс 3). ПДК в воздухе рабочей зоны олова – 10 мг/м3. При систематическом воздействии олово может приводить к затруднению дыхания и поражению бронхов; в особо тяжелых случаях происходит отечная реакция легких.
Канифоль сосновая является малоопасным веществом (класс 4). ПДК в воздухе рабочей зоны – 80-1000 мг/м3. Оказывает раздражающее и наркотическое действие, при длительном действии вызывает дерматит.
Спирт этиловый является малоопасным веществом (класс 4). Его ПДК в воздухе рабочей зоны может достигать 400 мг/м3. Вызывает изменения печени, сердечно-сосудистой и нервной системы. Для промывания плат используют смесь спирта и ацетона.
Бензин является малоопасным веществом (класс 4). Его ПДК в воздухе рабочей зоны может достигать 400 мг/м3. Имеет наркотическое действие.
Следует учесть также, что, химическая очистка плат производится растворами фосфатов, натриевой соды, натриевой щёлочи и др. При постоянной работе с растворами часты различные хронические поражения кожи. Весьма опасно попадание даже самых малых количеств щелочи в глаза.
Как определить, когда нужен дымоуловитель, а когда можно обойтись без него?
Мы выяснили, что в процессе производства электроники в воздух выделяются вредные вещества. Согласно нормам СанПин (Санитарно-эпидемиологические требования к организациям, при организации рабочего места монтажника, в воздухе рабочей зоны производственных помещений устанавливается ПДК (предельно-допустимая концентрация) вредных веществ (мг/м3).
Для примера определим концентрацию аэрозоля свинца:
Предположим, для сборки разрабатываемого устройства используется ручная пайка, которая выполняется электрическим паяльником непрерывного действия мощностью 20...40 Вт. Удельное содержание образующего аэрозоля свинца при этом составляет 0,02...0,04 мг/100 паек.
Для расчета концентрации используем формулу:
где:
A - удельное образование аэрозоля свинца;
B - количество долей в минуту;
N - количество рабочих мест;
t - длительность сборки изделия, час;
V - объем помещения, м3;
Зададимся следующими значениями параметров:
A = 0,04мг / 100 долей; B = 5; N = 4; t = 5 часов; V = 200 м3.
Тогда:
Следовательно, при данных условиях технологического процесса концентрация аэрозоля свинца в воздухе рабочей зоны не будет превышать предельно допустимую концентрацию 0,01мг/м3. Так, как пары свинца не превышают ПДК, то нет необходимости в принудительной вентиляции данного помещения, достаточно естественной вентиляции.
Если мы решили, что дымоуловитель нужен…
Если вы пришли к выводу, что пары вредных веществ в процессе работы будут превышать ПДК, то вам однозначно надо принудительно очищать воздух в рабочей зоне. Рассмотрим несколько видов дымоулавливающих приборов.
1. Отвод вредных дымов и газов с частичной очисткой
В данном варианте предлагается конструкция дымоприемника, которая состоит из сетчатой пластины с вентилятором и фильтром, устанавливаемой на рабочем столе либо крепится к рабочему столу струбциной. Этот дымоприемник предназначен для отвода летучих фракций, образующихся в процессе пайки, в сторону от монтажника.
Отсос паяльного дыма обычно состоит из высокопроизводительного осевого вентилятора, который засасывает летучие продукты, образующиеся в процессе пайки, и протягивает их через установленный перед вентилятором фильтр. Такие фильтры, как правило, представляют собой легко заменяемые поглотительные фильтры на основе активированного угля.
Варианты построения подобного дымоуловителя приведен на рисунке.
Антистатическое исполнение поглотителя паяльного дыма помогает предотвратить накопление статического электричества на поверхности дымоприемника.
Отсосы паяльного дыма не являются полностью завершенными системами отвода вредных летучих фракций, образующихся в процессе пайки. И позволяют отвести дым из области пайки и обеспечить лишь его частичную фильтрацию. К тому же, как правило таких фильтров хватает относительно на не большой срок и их надо часто менять.
2. Локализация, удаление и последующая очистка загрязненного воздуха непосредственно от точки пайки.
Локализация и удаление загрязненного воздуха, образующегося в процессе пайки, может осуществляться непосредственно у самой точки его возникновения - у жала паяльника. Это достигается за счет использования специальных паяльников, имеющих встроенный канал для вытяжки дыма, соединенный с системой дымоудаления и очистки.
Также возможна установка съемных насадок для вытяжки дыма, которые устанавливаются на стандартные паяльники.
Однако данный способ удаления дыма имеет некоторые недостатки. Конструкция паяльника с встроенным каналом для вытяжки дыма может быть громоздкой и затруднять работу монтажника. Кроме того, использование таких паяльников ограничивает доступ к радиоэлементам при монтаже и демонтаже, особенно при внутрекорпусной пайке. Крепление локальной вытяжки на паяльник также может ограничивать обзор монтажника и загораживать контактные площадки и элементы поверхностного монтажа, особенно при работе с системами стереоувеличения. И к тому же, за трубкой нужно тщательнее ухаживать, настроить трубку труднее, чем обычный дымоприемник 50мм в диаметре.
3. Локализация, удаление и последующая очистка загрязненного воздуха из области пайки.
Локализация и удаление загрязненного воздуха от зоны пайки может осуществляться через раструб (раскрыв) дымоприемника, который соединен гибким или жестким воздуховодом с фильтровентиляционным агрегатом. Раструб размещается на рабочем столе или в непосредственной близости от его поверхности. Удаление загрязненного воздуха осуществляется путем его отвода вниз через этот раструб, затем по гибкому дымоприемнику к фильтровентиляционному агрегату.
Форма и размер раструба зависят от требуемого угла сбора загрязненного воздуха и ограничений, связанных с затенением рабочей зоны.
Простой воздуховод с косым срезом размещают вплотную к источнику дыма. Тогда он работает эффективно. Чем ближе установлен дымоприемник, тем больше загрязнений он поймает. Если не хватает одного дымоприемника можно поставить несколько. В нормальных условиях косой срез диаметром 50мм улавливает дым на расстоянии до 10см, если производительность вытяжки 90 м³/час. Если вы увеличите расстояние от среза до источника дыма в 2 раза, то потребуется вчетверо большая производительность вытяжки. Вдвое большая вытяжка понадобится и для большого диаметра 75мм.
Воздуховод с воронкой не подходит для паяльника. Но она дополнит систему в тех местах, где есть вредные испарения. Воздух в воронке движется медленнее, чем в косом срезе.
Вытяжка не поймает грязный воздух в воронку, если в помещении сквозняк. Под воронкой возможна работа с растворителями и химикатами, если движение воздуха в рабочей зоне будет выше 0.6м/с.
В данной статье мы рассмотрели вопрос о необходимости использования дымоуловителей в процессе производства электроники. В процессе производства электроники выделяются вредные вещества, такие как свинец, олово, канифоль сосновая, спирт этиловый и бензин. Каждое из этих веществ имеет свой класс опасности и предельно-допустимую концентрацию в воздухе рабочей зоны.
Для определения необходимости использования дымоуловителей, необходимо произвести расчет концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Для этого используются данные о количестве выделяющихся веществ, количестве рабочих мест, длительности процесса и объеме помещения.
Рассмотрены различные типы дымоуловителей, включая отвод вредных дымов и газов с частичной очисткой, локализацию, удаление и последующую очистку загрязненного воздуха непосредственно от точки пайки, и локализацию, удаление и последующую очистку загрязненного воздуха из области пайки. Каждый из этих типов дымоуловителей имеет свои преимущества и недостатки.
Поставив рядом с рабочим местом дымоуловитель, вы получите следующие преимущества:
- Воздух будет чистым, не будет запахов и пыли.
- Никто не заболеет из-за грязного воздуха на рабочем месте
- Соседи прекратят ругаться, угрожать и жаловаться
- Дымоуловитель можно переставить в другое место. Вытяжку переставить сложно или невозможно.
- Дымоуловитель не сильно шумит
- Дымоуловитель не меняет климат в помещении
- Воздуховод короткий. Его легче почистить, если засорится.
Автор: Михаил Латкин