Tiekimo grandinės saugumo užtikrinimas: esminis RoHS atitikties bandymų įrangos vaidmuo

Abstraktus
Nuolat plečiantis kontrolės apimčiai pagal ES RoHS 2.0 direktyvą, eksportuojančios elektros ir elektronikos įmonės susiduria su griežtesniais pavojingų medžiagų kontrolės reikalavimais. Pavojingų medžiagų patikra tiekimo grandinės medžiagoms tapo pagrindine produktų atitikties grandimi. RoHS atitikties bandymų įranga gali aptikti įvairias ribojamas medžiagas, kurias reglamentuoja RoHS direktyva, padėdama įmonėms nustatyti toksiškas ir pavojingas medžiagas, esančias žaliavose, komponentuose ir gatavuose produktuose, ir išvengti prekybos rizikos, tokios kaip eksporto pranešimai ir produktų atšaukimai. Šiame dokumente nagrinėjama... LISUN EDX‑4 RoHS 2.0 bandymo įranga kaip tyrimo objektas. Kartu su ES RoHS 2.0 peržiūrėtos direktyvos (ES) 2015/863 reguliavimo kontekstu, jame iliustruojama RoHS atitikties bandymų įrangos taikymo vertė elektros ir elektronikos tiekimo grandinių kokybės kontrolėje ir pristatoma įrangos techninė schema, sistemos sudėtis, analitiniai našumo rodikliai ir praktiniai taikymo pramonėje scenarijai, siekiant pateikti nuorodą vidaus elektros ir elektronikos gamintojams, kaip įdiegti RoHS atitikties valdymą.

Įvadas

2015 m. birželio 4 d. Europos Sąjungos oficialiajame leidinyje (OL) oficialiai paskelbta peržiūrėta RoHS 2.0 direktyva (ES) 2015/863. ​​Remiantis šešiomis pradinėmis RoHS ribojamomis medžiagomis, įskaitant šviną, kadmį, gyvsidabrį, šešiavalentį chromą, polibromintus bifenilus ir polibromintus difenilo eterius, į RoHS 2.0 ribojamų medžiagų sąrašą buvo įtraukti keturi ftalatai, o privalomas jų taikymas įsigalios nuo 2019 m. liepos 22 d. Iš jų tradicines šešias sunkiųjų metalų ir bromintas antipirenines medžiagas galima greitai patikrinti naudojant... LISUN EDX‑2A RoHS testeris. Tačiau keturi naujai pridėti ftalatai DEHP, BBP, DBP ir DIBP yra organiniai plastifikatoriai, plačiai naudojami PVC kabeliuose, plastikiniuose korpusuose, gumoje, klijuose, spausdinimo dažuose ir kitose elektros ir elektronikos komponentų medžiagose. Įprasti rentgeno fluorescencijos prietaisai negali efektyviai aptikti organinių ftalatų. Įmonės privalo diegti specialią RoHS atitikties bandymų įrangą ftalatų patikrai, kad būtų galima visapusiškai aptikti visas dešimt RoHS 2.0 medžiagų.

Keturi ftalatai yra endokrininę sistemą ardantys ir reprodukcinį toksiškumą sukeliantys. Pagal ES reglamentus, kiekvieno ftalato ribinė vertė homogeninėse medžiagose yra 0.1 %. Ftalatų plastifikatoriai gali būti įdedami į daugelio elektros ir elektronikos gaminių plastikinius ir guminius komponentus modifikuojant žaliavas. Nepakankama atgabenamų medžiagų kontrolė tiekimo grandinėje gali lemti ftalatų kiekio viršijimą galutiniuose gaminiuose, net jei surinkimo etape nėra dedamos jokios atitinkamos medžiagos. Įprastiniams cheminio ekstrahavimo bandymams reikalingas sudėtingas mėginių išankstinis apdorojimas, sunaudojami dideli cheminių reagentų kiekiai ir susidaro skysčių bei dujų atliekos, o tai kelia aukštus reikalavimus laboratorinei aplinkai ir operatorių patirčiai, ir vargu ar atitinka didelių kiekių greito atgabenamų medžiagų patikrinimo gamyklose poreikius. RoHS atitikties bandymų įrangos siūlomas greito patikrinimo sprendimas kompensuoja tradicinių cheminių medžiagų aptikimo metodų trūkumus ir atlieka svarbų vaidmenį tikrinant atgabenamas medžiagas ir atliekant gatavų gaminių bandymus iš gamyklos.

RoHS atitikties bandymų įrangos EDX-4 sistemos architektūra ir pagrindiniai našumai

LISUN EDX-4 RoHS 2.0 bandymo įranga taiko pirolizės-desorbcijos techninį būdą kartu su dujų chromatografijos FID aptikimu, specialiai sukurtą greitam keturių naujai pagal RoHS 2.0 įtrauktų ftalatų patikrinimui. Visą sistemą daugiausia sudaro pirolizės-desorbcijos įrenginys, dujų chromatografas, speciali chromatografinė kolonėlė, chromatografijos darbo stotis, elektroninės svarstyklės, ftalatų etaloniniai standartai, įvairios eksperimentinės medžiagos ir pagalbinė dujų generavimo įranga. Įranga palaiko tiesioginį kietojo mėginio įpurškimą be išankstinio apdorojimo etapų, tokių kaip ultragarsinė ekstrakcija ar cheminio reagento mirkymas. Vieno mėginio tyrimas trunka maždaug 20 minučių. Mėginio pritaikymas apima tirpias, mažai tirpias ir netirpstančias polimerines medžiagas. Palyginti su įprastais cheminiais metodais, kurie taikomi tik apie 70 % mėginių, ši įranga pasiekia 100 % mėginių aprėptį. Eksploatacijos metu nesusidaro jokių išmetamųjų dujų ar skysčių, nereikia sudėtingų poveikio aplinkai vertinimo procedūrų. Įrangą galima naudoti įprastoje laboratorijos patalpoje, kurioje yra oro kondicionierius, maitinimo šaltinis ir azoto dujų šaltinis. Žemiau esančioje lentelėje pateikti smailės aukščio ir ploto duomenys, gauti šia įranga atliekant bandymus su penkiais koncentracijos gradiento DIBP standartiniais mėginiais.

Pirolizės-desorberis yra pagrindinis mėginių apdorojimo įrenginys. Jo pirolizės vamzdelio temperatūra svyruoja nuo aplinkos temperatūros iki 450 ℃, o kaitinimo greitis viršija 500 ℃ per minutę. Pirolizės trukmė, prapūtimo laikas ir prapūtimo srautas yra laisvai konfigūruojami, todėl galima atlikti keturių ftalatų, esančių kietuosiuose mėginiuose, terminę desorbciją ir išgarinimą, kad jie būtų tiekiami į dujų chromatografijos sistemą. Dujų chromatografas turi FID vandenilio-liepsnos jonizacijos detektorių, kurio detektoriaus riba Mt ≤ 5×10-12 g/s. Jis turi dujų išjungimo apsaugą, bazinę elektroninę kompensaciją ir gedimų savidiagnostiką, be to, jis bendradarbiauja su importuota specialia chromatografine kolonėle, kad būtų užtikrintas efektyvus keturių ftalatų komponentų atskyrimas. Eksperimentinis patikrinimas rodo, kad ši RoHS atitikties bandymų įranga pasiekia 25 ppm aptikimo ribą, apskaičiuotą trigubu signalo ir triukšmo santykiu, pranokdama įprastą 50 ppm LOD, naudojamą PY-GC-MS. Jo tiesinės koreliacijos koeficientas viršija 0.998, o tikslumo bandymo RSD yra 5.24 %, todėl atitinka vidinio greito medžiagų patikrinimo našumo reikalavimus. Valdymas paprastas: kietus mėginius tereikia supjaustyti ir sudėti į kvarcinius mėgintuvėlius, pritvirtinti kvarco vata ir įkelti į kaitinimo kamerą, kad būtų galima pradėti bandymą. Chromatografijos darbo stotis gali generuoti išsamias bandymų ataskaitas vienu spustelėjimu ir sumažinti operatoriaus darbo krūvį.

RoHS atitikties bandymų įrangos taikymo scenarijai pagal RoHS 2.0 reglamentus

Tiekimo grandinės kokybės kontrolės procesuose RoHS atitikties bandymų įranga gali būti naudojama keliuose svarbiuose kokybės mazguose. Pirma, gaunamų medžiagų patikrai: kai į sandėlius gaunamos žaliavos, tokios kaip plastiko granulės, gumos granulės, kabelių laidai, klijai ir elektros ir elektronikos įmonių pakavimo medžiagos, įranga naudojama greitam ftalatų patikrinimui, siekiant nustatyti neatitinkančias reikalavimus medžiagas jų šaltinyje ir užkirsti kelią netinkamoms žaliavoms patekti į gamybos linijas, siekiant išvengti ekonominių nuostolių, atsirandančių dėl vėlesnio galutinio produkto utilizavimo. Antra, naujų produktų mokslinių tyrimų ir plėtros srityje: tyrėjai vertina pavojingas medžiagas naujose medžiagose ir naujuose komponentuose, atrinka reikalavimus atitinkančias žaliavų parinktis ir optimizuoja medžiagų pasirinkimą, kad jos atitiktų RoHS 2.0 norminius reikalavimus nuo pat projektavimo etapo. Trečia, galutinio produkto patikra iš gamyklos: atliekami galutinių produktų, tokių kaip ausinių korpusai, įkroviklių plastikinės dalys ir mobiliųjų telefonų galinių skydelių polimerinės medžiagos, mėginių bandymai, siekiant patvirtinti, ar galutinių produktų ftalatų kiekis atitinka ES kontrolės ribas. Ketvirta, tiekimo grandinės rizikos vertinimas: keičiant tiekėjus arba koreguojant medžiagų formules, atliekami lyginamieji bandymai su RoHS atitikties bandymų įranga, siekiant nustatyti pavojingų medžiagų viršijimo riziką, kurią sukelia formulių modifikacijos. Be elektros ir elektronikos pramonės, ši įranga taip pat taikoma žaislų, medicinos prietaisų ir pakavimo medžiagų pramonės šakoms, kurioms reikalinga ftalatų kontrolė.

Remiantis praktiniais inžineriniais atvejais, EDX-4 RoHS 2.0 bandymo įranga gali atlikti tiesioginius kietojo mėginio įpurškimo bandymus tokiais atvejais, kaip PVC plastiko žaliavų patikra ausinių gamintojams, PVC miltelių bandymai į Europą eksportuojamiems įkrovikliams ir polimerinių medžiagų bandymai mobiliųjų telefonų galiniams skydeliams, pateikdama greitus patikros rezultatus be sudėtingo išankstinio apdorojimo. Reikėtų pažymėti, kad ši įranga yra skirta greitam vidaus patikros įrankiui. Kai patikros rezultatai artėja prie reglamentuojamų ribinių verčių, siekiant užtikrinti eksportuojamų produktų ataskaitų teisinį pagrįstumą, bus taikomi standartiniai cheminės ekstrakcijos metodai.

EDX-4 ROHS 2.0 bandymo įranga

Pastabos dėl RoHS atitikties įgyvendinimo

Kai įmonės diegia vidines RoHS valdymo sistemas su RoHS atitikties bandymų įranga, vien prietaisų nepakanka ir reikia sukurti visapusiškus kontrolės darbo eigą. Visų pirma, reikėtų atskirti skirtingus bandymų objektus: šešias neorganines RoHS medžiagas galima patikrinti naudojant EDX-2A rentgeno fluorescencijos testerį, o keturiems organiniams ftalatams reikalinga pirolizės dujų chromatografijos įranga, pvz., EDX-4. Tik sujungus abu prietaisų rinkinius, galima visiškai aprėpti visas dešimt RoHS 2.0 ribojamų medžiagų. Antra, mėginių paruošimas tiesiogiai veikia bandymų rezultatus. Kietųjų mėginių ėmimas turi būti reprezentatyvus medžiagoms, ir reikia vengti dalinio medžiagų mėginių ėmimo, kuris iškreipia bandymų rezultatus. Tuo tarpu įranga turi būti periodiškai tikrinama ir kalibruojama pagal etaloninius standartus, siekiant išlaikyti pagrindinius našumo rodiklius, tokius kaip aptikimo riba, tiesiškumas ir pakartojamumas, nustatytuose diapazonuose. Įmonės turėtų sukurti trijų lygių bandymų mechanizmą, apimantį medžiagas, komponentus ir gatavus gaminius, ir įdiegti RoHS kontrolę visame tiekimo grandinės darbo eigoje, o ne vien pasikliauti galutinio produkto bandymais.

Išvada

Įgyvendinus ES peržiūrėtą direktyvą (ES) 2015/863, RoHS 2.0 išplėsta ribojamų medžiagų kategorija nuo šešių iki dešimties, o organinių ftalatų aptikimas tapo nemaža grandimi, užtikrinančia elektros ir elektronikos gaminių atitiktį eksporto reikalavimams. Ilgi trečiųjų šalių laboratorinių bandymų ciklai vargu ar gali patenkinti gamyklų poreikius, susijusius su didelio masto greitu medžiagų patikrinimu. RoHS atitikties bandymų įranga gamintojams teikia vidines greito aptikimo priemones. LISUN EDX‑4 RoHS 2.0 bandymo įranga naudoja pirolizės-desorbcijos dujų chromatografijos technologiją, nereikalauja sudėtingo cheminio išankstinio apdorojimo, pasižymi plačia mėginių aprėptimi, o jos aptikimo ribos ir pakartojamumo rodikliai atitinka įmonių atrankos reikalavimus. Tai padeda įmonėms iš anksto nustatyti ftalatų viršijimo riziką ir patobulinti tiekimo grandinės kokybės kontrolės sistemas. Vietiniai elektros ir elektronikos gamintojai turi visapusiškai pripažinti atitikties spaudimą, kurį kelia RoHS 2.0 reglamentų atnaujinimai, tinkamai diegti RoHS atitikties bandymų įrangą, kurti visos grandinės pavojingų medžiagų valdymo pajėgumus, apimančius gaunamų medžiagų patikrinimą, mokslinius tyrimus ir plėtrą bei gatavų gaminių patikrą, mažinti prekybos riziką, pvz., gaminių eksporto pranešimus ir atšaukimus, ir užtikrinti stabilias bei saugias tiekimo grandines.