印刷線路板行業(yè)安全管理規(guī)劃設(shè)計(jì)

王 博

(定穎電子(黃石)有限公司，湖北 黃石 435000)

印刷線路板(Printed Circuit Board,PCB)行業(yè)雖然屬于電子行業(yè)，但由于線路板生產(chǎn)過程中使用了大量的化學(xué)品(包括甲類、乙類危險(xiǎn)化學(xué)品)，包含有電鍍銅、電鍍金、化學(xué)沉銅、化學(xué)鍍金、化學(xué)鍍鎳、化學(xué)鍍錫、化學(xué)鍍銀等復(fù)雜的化學(xué)工藝，烤箱、壓合等高溫工藝，沖壓、鉆孔、成型等機(jī)械加工工藝，使用了導(dǎo)熱油爐、蒸汽鍋爐、電梯、叉車等特種設(shè)備，故印刷線路板行業(yè)存在化學(xué)品泄漏、火災(zāi)、機(jī)械設(shè)備傷害、特種設(shè)備傷害等風(fēng)險(xiǎn)[1-3]?，F(xiàn)已有一些類似的安全事故報(bào)道。2017年1月22日上午9時(shí)左右，深圳西鄉(xiāng)銀田工業(yè)區(qū)一電子廠鹽酸儲(chǔ)存罐發(fā)生爆炸，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣泄漏，導(dǎo)致該電子廠40多名員工中毒。2019年12月26日上午11∶50，廣東惠州某線路板廠發(fā)生屋頂設(shè)施火警事故，火勢(shì)于12∶25完全撲滅。2018年7月湖北黃石某線路板廠發(fā)生壓合設(shè)備傷人事故。2018年9月湖北黃石某線路板廠發(fā)生起重特種設(shè)備特種作業(yè)傷人事故。從上述事故的發(fā)生原因來看，如果項(xiàng)目建設(shè)初期安全規(guī)劃合理，基本上是可以避免發(fā)生安全事故的。故在印刷線路板行業(yè)建立一整套完整的安全設(shè)計(jì)體系尤為重要。

本文基于線路板行業(yè)安全管理規(guī)劃的經(jīng)驗(yàn)，從化學(xué)品危害預(yù)防設(shè)計(jì)、火災(zāi)危害預(yù)防設(shè)計(jì)、機(jī)械危害預(yù)防設(shè)計(jì)、特種設(shè)備危害預(yù)防設(shè)計(jì)、設(shè)備及高程空間布置危害預(yù)防設(shè)計(jì)等方面分析如何在建廠階段進(jìn)行安全生產(chǎn)設(shè)計(jì)規(guī)劃，以達(dá)到“防風(fēng)險(xiǎn)、除隱患、遏事故”的目的。

1 化學(xué)品危害預(yù)防設(shè)計(jì)

1.1 化學(xué)品管路安全設(shè)計(jì)

所有液體管路及中央供藥管路配管施工時(shí)，應(yīng)盡量避免把閥門安裝在設(shè)備或電盤及無(wú)塵室上方，以降低閥件漏液傷及設(shè)備或人員的風(fēng)險(xiǎn)[4]。中央供藥管路材質(zhì)應(yīng)選用厚管壁PVC材質(zhì)，雙氧水管路亦可選用316L不銹鋼無(wú)縫鋼管。供藥管路配管至設(shè)備端時(shí)，除設(shè)計(jì)有電磁閥開關(guān)外，應(yīng)規(guī)劃有旁路管路與閥門，電磁閥前后應(yīng)規(guī)劃有手動(dòng)球閥。管路配置的流量計(jì)、電磁閥皆須耐酸堿材質(zhì)。所有液體管路(PVC)配管須于接頭處進(jìn)行補(bǔ)焊，避免接頭處漏液或接頭脫開。所有液體管路須考慮背壓與水錘現(xiàn)象，所有管路須以U形固定架固定。背壓較大處彎頭或管路可考慮加裝水錘吸收器或使用軟管等予以卸除振動(dòng)。平時(shí)溢流或當(dāng)槽排廢的管路應(yīng)與洗槽排廢的管路分開，避免酸堿中和結(jié)成硬塊堵塞管路，或酸堿反應(yīng)放熱使管路變形。

1.2 化學(xué)品儲(chǔ)存安全設(shè)計(jì)

中央供藥桶應(yīng)選取較為耐用的FRP材質(zhì)。如選用PU或PP桶槽，則應(yīng)選用較厚桶壁，桶槽外部應(yīng)以金屬材質(zhì)予以圈固，以防止桶槽因存液液壓過大而爆破[5]。線路板行業(yè)一般針對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品設(shè)計(jì)甲類、乙類倉(cāng)庫(kù)?；瘜W(xué)品倉(cāng)庫(kù)分為易燃、氧化性、酸性、堿性、中性、危險(xiǎn)品儲(chǔ)罐區(qū)(如液氨)等儲(chǔ)存區(qū)。針對(duì)甲類易燃易爆化學(xué)品，需要設(shè)溫度管控(不超過29 ℃)，內(nèi)部電器需采用防爆電器或氣動(dòng)設(shè)備。依照儲(chǔ)存化學(xué)品的特性，安放適當(dāng)?shù)目諝鉂舛缺O(jiān)測(cè)儀器，于異常時(shí)可發(fā)出警報(bào)。任何需要電氣隔離的金屬管線或設(shè)備，應(yīng)妥善固定及接地，設(shè)置靜電去除設(shè)備，避免產(chǎn)生靜電聚集。甲類倉(cāng)庫(kù)外安全區(qū)域需設(shè)置手機(jī)等電子設(shè)備存放區(qū)。車間的甲類易燃危險(xiǎn)化學(xué)品防爆柜要設(shè)置接地裝置。需要注意的是，含同一種金屬的廢液，如果性質(zhì)不同，也要規(guī)劃單獨(dú)收集存放(如化錫廢液與剝錫廢液)。涉及嚴(yán)格控制藥水濃度的廢液，應(yīng)該有濃度監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)反應(yīng)槽中藥水濃度超過安全極限時(shí)，應(yīng)有連鎖裝置制止藥水再動(dòng)作，并發(fā)出警報(bào)聲。涉及手動(dòng)添加槽及中央供藥添加槽，要設(shè)置2個(gè)有效高液位。

1.3 化學(xué)品使用安全設(shè)計(jì)

線路板廠使用的化學(xué)品種類繁多，主要有硝酸、蝕刻液(主要是鹽酸和氯酸鈉)、硫酸、氫氧化鈉、碳酸鈉等。濕制程設(shè)備應(yīng)避免布置在伸縮縫上方，以防止漏液由伸縮縫往下滴漏傷及下方設(shè)備及人員，伸縮縫下方應(yīng)規(guī)劃承水盤防止漏液。濕制程設(shè)備全部抬高30～50 cm，方便維修及發(fā)現(xiàn)設(shè)備漏液等異常。濕制程設(shè)備下方除鋪設(shè)環(huán)氧地坪外，建議設(shè)置一層PVC底板，防止酸、堿性藥水對(duì)環(huán)氧地坪或水泥基礎(chǔ)攻擊，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。嚴(yán)格控制硝酸的使用濃度在40%及以下，蝕刻液使用車間的排氣系統(tǒng)(包括消防排煙系統(tǒng))需定期維護(hù)保養(yǎng)，消防排煙系統(tǒng)建議采用不銹鋼或FRP玻璃鋼材質(zhì)。大宗藥水(例如硫酸、液堿、雙氧水、安定劑等)應(yīng)由20～25 L小桶包裝改由中央供藥系統(tǒng)，使用車間帶有刻度的小型容器分裝，用定量泵抽取到藥水槽內(nèi)，既減少人力搬運(yùn)，也降低人員添加風(fēng)險(xiǎn)。

2 火災(zāi)危害預(yù)防設(shè)計(jì)

2.1 加熱系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)

濕制程中需要加熱的槽體，如果控制溫度在80 ℃以內(nèi)，可采用蒸汽加熱，降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)?？照{(diào)加濕器若有蒸汽可使用，應(yīng)考慮使用蒸汽加濕方式降低安全風(fēng)險(xiǎn)。涉及發(fā)熱的裝置，必須要有溫度控制、超溫保護(hù)、漏電裝置。加熱液體的裝置，必須要有液位控制?？鞠湓O(shè)備的加熱器電源應(yīng)有斷開保護(hù)措施，以避免異常超溫時(shí)無(wú)法停止加熱。加熱設(shè)備的每個(gè)加熱回路至少有2組獨(dú)立超溫保護(hù)裝置，且至少有1組在加熱箱內(nèi)，以確保單一超溫保護(hù)器故障時(shí)，還有1組可停止加熱，其保護(hù)機(jī)制應(yīng)為失效安全模式設(shè)計(jì)，降低發(fā)生火災(zāi)意外的可能性。加熱器電源應(yīng)由人員手動(dòng)復(fù)歸，才可繼續(xù)加熱。加熱含有機(jī)溶劑的烤箱，作業(yè)區(qū)及排風(fēng)管應(yīng)加裝傳感器偵測(cè)濃度(濃度警報(bào)值設(shè)定于25%爆炸下限值)。同時(shí)，烤箱風(fēng)管設(shè)置溫度監(jiān)控報(bào)警，風(fēng)管內(nèi)溫度超過80 ℃需立即停機(jī)盤查原因。為避免溫度過高引發(fā)火災(zāi)，電氣控制箱建議加裝冷卻空調(diào)，電控箱內(nèi)保持正壓，也可緩解環(huán)境中酸氣對(duì)電器元件的腐蝕。

2.2 用電安全設(shè)計(jì)

各電力纜線橋架上布電力電纜時(shí)，盡量不超過2層纜線布纜，以利于電纜散熱。動(dòng)力線路兩端皆須使用端子，方可固鎖于開關(guān)或接點(diǎn)上。端子須加上護(hù)套，避免相近短路。動(dòng)力線路需從頭到尾整線，不可從中銜接[6]。動(dòng)力盤進(jìn)線口的邊緣使用遮護(hù)條，避免刮傷動(dòng)力線路造成接地短路。上進(jìn)式進(jìn)線口進(jìn)線后，須用防火泥封閉剩余空間，避免進(jìn)水，可考慮采用側(cè)進(jìn)線式。橋架上布動(dòng)力線時(shí)，應(yīng)盡量避免交錯(cuò)布線，防止渦流產(chǎn)生。動(dòng)力線路線徑規(guī)格大小應(yīng)依據(jù)實(shí)際最大負(fù)載電流選用，并留有安全容量。最大負(fù)載電流應(yīng)依設(shè)備全冷開機(jī)時(shí)所需最大功率計(jì)算。

2.3 廢氣系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)

廢氣設(shè)施在24 h有人值守的值班室內(nèi)設(shè)置急停按鍵，發(fā)生異?；鹎闀r(shí)需緊急停機(jī)，避免火勢(shì)蔓延。同時(shí)，廢氣風(fēng)管采用PPR助燃管，風(fēng)管應(yīng)以最短的路線到洗滌塔，不要大面積穿越車間。風(fēng)管立管部分用10 mm厚的巖棉庫(kù)板隔離，內(nèi)設(shè)多層消防自動(dòng)噴淋系統(tǒng)的噴淋頭。

2.4 高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域設(shè)備安全設(shè)計(jì)

有機(jī)溶劑等易燃液體、氣體使用的單位，如存放洗網(wǎng)水或PMA等的甲類倉(cāng)庫(kù)、底片室的底片清潔機(jī)臺(tái)等，必須在工作場(chǎng)所設(shè)置可燃濃度監(jiān)控及濃度報(bào)警裝置，同時(shí)要設(shè)置靜電釋放裝置。噴錫設(shè)備的操作溫度在200 ℃以上，極易產(chǎn)生火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，故規(guī)劃抽風(fēng)管為不銹鋼材質(zhì)，風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速一般保證在8 m/s以上。

3 機(jī)械危害預(yù)防設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)備隔離裝置安全設(shè)計(jì)

防護(hù)裝置應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布局合理，不得有銳利的邊緣和突緣，具有足夠的可靠性，且在設(shè)計(jì)要求的壽命期內(nèi)有足夠的強(qiáng)度、鋼度、穩(wěn)定性、耐腐蝕性、抗疲勞性，以保證安全。安全防護(hù)裝置應(yīng)與設(shè)備運(yùn)行連鎖，保證防護(hù)裝置未起作用前，設(shè)備不能運(yùn)轉(zhuǎn)[7-8]。安全防護(hù)罩、屏、欄之間及其至運(yùn)轉(zhuǎn)部件的距離應(yīng)符合安全要求。對(duì)于槽體部分，要有防墜落、誤進(jìn)入的感應(yīng)裝置及急停拉環(huán)。壓合的疊合線，需規(guī)劃隔離圍墻及聯(lián)動(dòng)裝置。人員進(jìn)入該區(qū)域時(shí)，設(shè)備應(yīng)立即停機(jī)。

3.2 設(shè)備感應(yīng)裝置安全設(shè)計(jì)

光電式、感應(yīng)式等安全防護(hù)裝置應(yīng)設(shè)置自身出現(xiàn)故障時(shí)的報(bào)警裝置。文字印刷機(jī)需設(shè)置支撐裝置并與機(jī)臺(tái)聯(lián)動(dòng)，方便維修保養(yǎng)時(shí)豎起支撐桿，此時(shí)設(shè)備無(wú)法啟動(dòng)。電鍍線、銅球清洗線等有水平天車運(yùn)行線路的設(shè)備，必須在設(shè)備外側(cè)的安全距離上設(shè)置條狀光電感應(yīng)裝置，如有觸碰，天車立即停止運(yùn)行。

3.3 設(shè)備操作系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)

設(shè)備機(jī)臺(tái)均要設(shè)置緊急停止開關(guān)，停止開關(guān)應(yīng)保證瞬時(shí)動(dòng)作時(shí)能終止設(shè)備的一切運(yùn)行。對(duì)有慣性運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，緊急停止開關(guān)應(yīng)與制動(dòng)器或聯(lián)合器連鎖，以保證設(shè)備迅速終止運(yùn)行。緊急停止開關(guān)的布置應(yīng)保證操作人員易安全觸及。按下開關(guān)后，原則上必須重新啟動(dòng)，設(shè)備才能運(yùn)行。涉及沖壓作業(yè)的，應(yīng)設(shè)計(jì)為雙手作業(yè)模式。涉及氣壓作業(yè)的，應(yīng)保證在突然停氣時(shí)，設(shè)備不會(huì)下降，或有可靠的承壓裝置。水平方向生產(chǎn)線采用自動(dòng)上下板機(jī)械手臂及一體化臺(tái)車。采用全自動(dòng)銅球清洗機(jī)、全自動(dòng)滾輪清洗機(jī)、全自動(dòng)網(wǎng)版清洗機(jī)等設(shè)備，以減少人員搬運(yùn)傷害。

3.4 設(shè)備薄弱點(diǎn)安全設(shè)計(jì)

顏色信號(hào)必須鮮明，容易辨認(rèn)。音響信號(hào)必須大大高于該生產(chǎn)區(qū)域中的噪聲。重點(diǎn)區(qū)域(如鍋爐房、中央供藥區(qū))除需設(shè)置多級(jí)安全防護(hù)保險(xiǎn)裝置(如保險(xiǎn)絲、安全閥、爆破片)外，還需把監(jiān)控信號(hào)聯(lián)接至24 h有人值守的值班室。

4 特種設(shè)備危害預(yù)防設(shè)計(jì)

4.1 鍋爐安全設(shè)計(jì)

線路板廠常見的有熱水鍋爐、蒸汽鍋爐、導(dǎo)熱油爐。部分鍋爐使用天然氣作為原料，其天然氣管道為壓力管道，需定期校驗(yàn)。導(dǎo)熱油爐的高壓循環(huán)泵溫度超過100 ℃時(shí)，需設(shè)置紅外檢測(cè)報(bào)警裝置。天然氣使用點(diǎn)需設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警裝置，并聯(lián)網(wǎng)到24 h有人值班的警衛(wèi)室。鍋爐使用的水源建議使用純水，并設(shè)置水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀器。

4.2 叉車安全設(shè)計(jì)

叉車需按特種車輛登記管理。廠內(nèi)使用的叉車一般可分為電動(dòng)叉車和柴油叉車。電動(dòng)叉車充電地點(diǎn)需設(shè)置懸掛式自動(dòng)滅火器。柴油叉車需在排氣口設(shè)置阻火器。

4.3 電梯安全設(shè)計(jì)

線路板廠使用的電梯主要包括：貨梯、客貨梯、客梯3種?？赡茌d人的貨梯一定要依客貨梯規(guī)劃。電梯應(yīng)設(shè)置安全監(jiān)控裝置，線路板廠電梯規(guī)劃載重在3 t以上。

5 設(shè)備及高程空間布置危害預(yù)防設(shè)計(jì)

5.1 廢氣管路安全設(shè)計(jì)

排廢氣管路應(yīng)考慮在主管路、主干管路的路徑上間距10～15 m裝設(shè)含U形彎的排水盒，防止風(fēng)管因積水過多而掉落。酸堿廢氣管路與水平濕制程設(shè)備排廢氣管路管口銜接方式不宜采用直接接入方式，應(yīng)采用間距3～5 cm喇叭接口型式，避免因水平槽體密閉導(dǎo)致管路末端無(wú)靜壓抽不到廢氣。廢氣平面主管路、主干管路屬于大管徑管路，其布置高度應(yīng)與空調(diào)風(fēng)管高度一致，并布于消防管路與電纜橋架下方。

5.2 集塵設(shè)備安全設(shè)計(jì)

集塵機(jī)房的設(shè)置地點(diǎn)應(yīng)考慮臨近鉆孔、成型和開料區(qū)域，可減少集塵管路長(zhǎng)度、彎頭數(shù)量，降低集塵管路堵塞的頻率。同時(shí)集塵機(jī)房設(shè)置卸爆口，控制集塵機(jī)房濕度在50%左右。

5.3 制程隔間安全設(shè)計(jì)

各制程區(qū)域隔間臨近于濕制程區(qū)域的庫(kù)板，應(yīng)考慮施做1～2層透明乙烯基或環(huán)氧涂層保護(hù)，并在庫(kù)板隔斷下方施做圍堰以避免漏液時(shí)交叉污染。

5.4 電磁輻射安全設(shè)計(jì)

涉及電磁輻射的設(shè)備，要提供作業(yè)區(qū)周圍測(cè)量的電磁波平均功率密度。涉及電離輻射的，要提供作業(yè)區(qū)周圍測(cè)量的輻射測(cè)量值。電磁輻射需規(guī)劃單獨(dú)隔間。

6 結(jié)束語(yǔ)

印刷線路板行業(yè)存在多種安全風(fēng)險(xiǎn)，通過在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段(包括安全設(shè)計(jì)專篇階段)對(duì)化學(xué)品、火災(zāi)、機(jī)械設(shè)備防護(hù)、特種設(shè)備防護(hù)、人因工程等多方面進(jìn)行規(guī)劃，能大幅減小工廠運(yùn)營(yíng)階段的安全風(fēng)險(xiǎn)。

1)化學(xué)品管理重點(diǎn)是根據(jù)不同化學(xué)品的性質(zhì)及有放量進(jìn)行分類存放管理。設(shè)計(jì)初期應(yīng)考慮各種異常的可能性。

2)火災(zāi)方面重點(diǎn)關(guān)注烤箱、加熱器。盡量采用蒸汽替代電加熱。如不能替代，需設(shè)置多重保護(hù)及預(yù)警裝置，溫度異常立即斷電。

3)機(jī)械設(shè)備防護(hù)重點(diǎn)在壓合疊合線、文字印刷機(jī)、測(cè)試機(jī)等高速運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備。

4)特種設(shè)備管理重點(diǎn)是檢查各項(xiàng)安全設(shè)備是否齊全、儀器儀表是否年度檢驗(yàn)，并要求設(shè)置自動(dòng)報(bào)警設(shè)施。

5)設(shè)備及高程空間布置合理可大幅減少后續(xù)安全風(fēng)險(xiǎn)。