電子廠房藥液供應(yīng)系統(tǒng)概述

摘要：針對光電行業(yè)藥液供應(yīng)系統(tǒng)的特定需求，結(jié)合相關(guān)項目監(jiān)造經(jīng)驗，分析了電子廠房藥液供應(yīng)系統(tǒng)的需求特點，總結(jié)了系統(tǒng)設(shè)備廠驗、組裝調(diào)試等方面的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：藥液供應(yīng)系統(tǒng);設(shè)備廠驗;聯(lián)機調(diào)試

0 引言

隨著5G時代的到來，人們對光電及手機觸屏行業(yè)提出了新一輪的技術(shù)需求。藥液供應(yīng)系統(tǒng)作為生產(chǎn)手機觸控屏中的一個重要組成部分，此類成套機電設(shè)備需專門定制設(shè)計，精確控制，才能滿足生產(chǎn)工藝的特殊要求。本文根據(jù)筆者參與的某手機觸控項目藥液供應(yīng)系統(tǒng)的監(jiān)造工作，分享生產(chǎn)手機觸控屏某工序中藥液輸送管路的特點、設(shè)備廠驗、系統(tǒng)調(diào)試等方面的經(jīng)驗。

1 藥液供應(yīng)系統(tǒng)簡介

本項目主體工程屬于2019年省重點項目，項目位于福建廈門，主要包括10套藥液供應(yīng)及配套機電設(shè)備，兩間供酸房計600 m2，滿負荷時每天藥液使用量達20 t，通過PFA管路供應(yīng)給車間的末端設(shè)備生產(chǎn)使用。

該藥液供應(yīng)系統(tǒng)主要涉及顯影、蝕刻、剝膜3種工藝需求，分成10套獨立的藥液供應(yīng)系統(tǒng)。本藥液供應(yīng)系統(tǒng)包括稀釋調(diào)和設(shè)備、藥液輸送設(shè)備、配套SCADA監(jiān)控系統(tǒng)及配套供應(yīng)管路。項目建設(shè)包括設(shè)備的設(shè)計、制造、組裝、測試、控制聯(lián)機等環(huán)節(jié)。每套獨立系統(tǒng)含原液暫存桶、稀釋調(diào)和單元、供應(yīng)單元、分閥箱（VMB）及相關(guān)附屬組件。工藝流程：準備好調(diào)配合格的藥液，利用氣動隔膜泵將原液輸送到混合桶，然后磁力泵將藥液循環(huán)混合均勻，檢驗合格后再通過磁力泵將產(chǎn)品輸送到暫存罐。系統(tǒng)需在保證供應(yīng)藥液品質(zhì)要求的情況下每天24 h全年可靠運行。

1.1? ? 確認本項目需求信息

本項目藥液含有一種或多種混合藥液，有碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鉀、氯化鐵、氯化鈉、硝酸、磷酸、雙氧水、銀銅抗氧化劑、乙醇胺氫氧化四甲基銨等。一般要求藥液供應(yīng)商提供化學(xué)品安全技術(shù)說明書，即MSDS（Material Safety Data Sheet），其是闡明化學(xué)品的理化特性（如pH值、閃點、易燃度、反應(yīng)活性等）以及對使用者的健康（如致癌、致畸等）可能產(chǎn)生的危害的相關(guān)文件。

藥液主要分為酸性和堿性。為避免酸堿廢液混合排出時產(chǎn)生大量的熱量對管路造成損害，需對酸堿房進行分類劃分設(shè)置，將酸性藥液供應(yīng)設(shè)備設(shè)置于酸房，將堿性藥液供應(yīng)設(shè)備設(shè)置于堿房。其中1套藥液供應(yīng)設(shè)備控制精度達±0.02%，其他9套藥液供應(yīng)設(shè)備控制精度達±1%。濃度監(jiān)測分別采用專用型濃度計和導(dǎo)電度計。

1.2? ? 收集本地有關(guān)政策和相關(guān)規(guī)范標準

本項目建設(shè)過程中參照了中國國家標準及行業(yè)相關(guān)標準，部分摘錄如下：

（1）《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》（GB 50235—2010）;

（2）《立式圓筒形鋼制焊接儲罐施工及驗收規(guī)范》（GB 50126—2008）;

（3）《危險廢物貯存污染控制標準》（GB 18597—2001）;

（4）《機械設(shè)備安裝工程施工及驗收通用規(guī)范》（GB 50231—1998）。

1.3? ? 設(shè)計方案綜合審查

本項目經(jīng)過與使用單位、廠商探討及溝通，形成了初步方案書，并邀請相關(guān)設(shè)計院對方案進行審查，經(jīng)過多次討論及修正，形成了審查意見：設(shè)計方案及圖紙在系統(tǒng)流程明確性、獨立性、可靠性和施工可行性方面有明顯提升，基本可以滿足工藝正常生產(chǎn)需求。

2 機電設(shè)備控制與安全

為保證產(chǎn)品順利生產(chǎn)，需確保機電設(shè)備控制安全穩(wěn)定。當控制系統(tǒng)接收到制程設(shè)備端藥液訊號時，稀釋液供應(yīng)單元（CDS）會由稀釋暫存桶輸送稀釋液經(jīng)分閥箱（VMB）到制程設(shè)備端。

當稀釋暫存槽液位低于設(shè)定液位時，會自動啟動信號并同時自動補充藥液于調(diào)和槽進行稀釋調(diào)和，調(diào)和好的藥液會輸送到稀釋暫存桶補充藥液至設(shè)定液位高度，以保持供應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)定。

當藥液信號停止時，藥液供應(yīng)系統(tǒng)相應(yīng)的泵閥等自動停止。混合及稀釋設(shè)備為單獨PLC控制。

所有系統(tǒng)供應(yīng)主管道需設(shè)置電磁式流量計，以監(jiān)控各化學(xué)品使用量，并能提供不同的聯(lián)鎖保護

等級組合。電源、網(wǎng)絡(luò)及PLC本身發(fā)生故障時，SCADA監(jiān)控系統(tǒng)能及時監(jiān)視及報警。

2.1? ? 設(shè)備控制要點

（1）主管路雙套管設(shè)計（內(nèi)管PFA，外管Clear PVC），與藥液接觸的內(nèi)部主管路為一管到底（中間無接點）設(shè)計，并在閥箱最低點設(shè)置漏液檢測裝置。

（2）電控區(qū)設(shè)置N2、CDA正壓功能，避免化學(xué)酸堿氣體滲入，造成電控組件產(chǎn)生氧化或其他腐蝕反應(yīng)。

（3）為防止工程人員補酸或換酸錯誤造成生產(chǎn)損失，需利用條形碼掃描系統(tǒng)Bar-code System，只有掃描條形碼正確的藥液才允許上酸[1]。藥液儲存桶必須放置在專門儲存區(qū)。

（4）所有的藥液供應(yīng)設(shè)備內(nèi)部設(shè)有獨立的控制盤面，以顯示及操作藥液供應(yīng)單元，設(shè)備前后兩側(cè)均需配置EMO緊急停止按鈕。

2.2? ? 配套公用設(shè)施需求

為藥液供應(yīng)系統(tǒng)提供必需的公用設(shè)施，如電、氮氣、壓縮空氣、純水、廢氣廢水管路、接地線。廢棄藥液需經(jīng)過廠房內(nèi)的廢液收集輸送系統(tǒng)，經(jīng)廢液泵輸送至廢水預(yù)留管道。供酸房內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)對溫濕度的調(diào)節(jié)精度無嚴格要求，保證滿足冷負荷要求，采用FCU風機盤管風管送風的形式[2]。

2.3? ? 安全防護措施

2.3.1? ? 液體泄漏偵測器

分別在稀釋液供應(yīng)單元（CDS）、稀釋暫存桶、分閥箱（VMB）等最低點處設(shè)置漏液偵測器。當藥液供應(yīng)發(fā)生泄漏時，將按照實際要求停止系統(tǒng)相關(guān)動作。所有供應(yīng)設(shè)備、桶槽、閥箱、三通箱均需獨立配置泄漏偵測器，并能自動監(jiān)測泄漏狀況，查看實時和歷史記錄。

2.3.2? ? 核心部件泵的選用

泵作為本項目的核心設(shè)備，起到重要的穩(wěn)定輸送作用。泵選用進口品牌，各個閥門內(nèi)選用三元乙丙橡膠（EPDM），其具有極好的硫化特性，可減緩并降低酸堿的腐蝕程度。

Drum桶槽輸送端采用氣動隔膜泵（一用一備），部分藥液需使用全氟材質(zhì)的泵，防止腐蝕;藥液稀釋和供應(yīng)單元采用磁力泵，磁力泵流量較小，運行較平穩(wěn)，沒有脈沖，可以達到穩(wěn)定輸送、精確控制的要求。磁力泵需采用變頻器控制，出口端需設(shè)置PT并采用PID流程控制壓力和流量，防止供應(yīng)時流量大小變化不穩(wěn)定，不可采用定頻控制;磁力泵需具備自動防水錘功能，不能因為CDA斷供導(dǎo)致磁力泵損壞;磁力泵供應(yīng)桶槽需設(shè)計防止虹吸及導(dǎo)流泵旋渦的裝置。

3 機電設(shè)備廠驗監(jiān)造及調(diào)試

3.1? ? 設(shè)備廠驗監(jiān)造

廠商在成套機電設(shè)備生產(chǎn)時，需保持制造場地潔凈。所有機電設(shè)備在完成內(nèi)部零部件安裝后，設(shè)備及管道需經(jīng)過壓力測試、超純水洗凈、化學(xué)品洗凈等測試程序，并經(jīng)系統(tǒng)檢查后，進行可靠安裝及回路測試，確保設(shè)備達到規(guī)格要求。所有成品設(shè)備在包裝前用超純水擦拭，再用PVC袋進行包裝。

本次藥液供應(yīng)機電設(shè)備的生產(chǎn)是在臺灣，需在設(shè)備出貨前對其進行廠驗。在確保設(shè)備生產(chǎn)進度的同時，必須保證機電設(shè)備品質(zhì)。如設(shè)備內(nèi)部PFA管熔接操作場所干凈、干燥，室內(nèi)有高效過濾器的進風設(shè)施，達到潔凈度1 000級等[3]。廠驗時按發(fā)包要求的品牌及規(guī)格型號，對機電設(shè)備內(nèi)部的零部件一一核對，如磁力泵、隔膜泵、導(dǎo)電度計、PLC及儀控裝置、分閥箱（VMB）等重要零部件。貼上標簽及簽名，等設(shè)備完成后入關(guān)、進場，在施工場地組裝時再次核驗?，F(xiàn)場抽檢1套機電設(shè)備進行測試，基本符合發(fā)包時的參數(shù)要求。所有材料待機電設(shè)備進場時提供相關(guān)成冊資料（合格證、出廠證明、檢測報告等）。

3.2? ? 測試與驗收

管路保壓：測試壓力以設(shè)計壓力1.5倍水壓測試24 h無任何泄漏，或以設(shè)計壓力1.1倍氣體壓力測試2 h以上，壓降小于1%視為合格。

系統(tǒng)功能測試：在系統(tǒng)完成正常功能測試后，將管路內(nèi)的藥液排出管路，確保維修及運行人員的安全。

藥液供應(yīng)系統(tǒng)調(diào)試完成后，廠商需負責培訓(xùn)業(yè)主方的工程師及操作員，提出培訓(xùn)課程和科目。培訓(xùn)內(nèi)容包括藥液供應(yīng)系統(tǒng)各設(shè)備的原理、操作方法、緊急事件處理。經(jīng)過多次理論學(xué)習與現(xiàn)場實際操作，相關(guān)人員應(yīng)能獨立操作運行整套機電設(shè)備。

4 結(jié)語

隨著光電技術(shù)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，國家給予了更多政策扶持，進一步推動了該行業(yè)的發(fā)展。對于光電行業(yè)成套機電設(shè)備的安裝、運行與維護，相關(guān)人員在設(shè)計、施工、設(shè)備制造和運行管理等方面應(yīng)協(xié)作配合，才能保證整套系統(tǒng)的良好運行。與此同時，工程技術(shù)人員應(yīng)更新觀念，綜合機電、自控等多學(xué)科知識，不斷提高生產(chǎn)運行管理水平。

[參考文獻]

[1] 吳秀娟.電子工廠化學(xué)品供應(yīng)與回收系統(tǒng)概述[J].大眾科技，2013（4）：67-70.

[2] 秦學(xué)禮.空氣調(diào)節(jié)設(shè)計手冊[M].3版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2017.

[3] 電子工廠化學(xué)品系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范：GB 50781—2012[S].

收稿日期：2020-06-03

作者簡介：黃建軍（1983—），男，福建廈門人，工程師，一級建造師，從事電子廠房的機電項目發(fā)包及監(jiān)造工作。