Обеспечение безопасности цепочки поставок: решающая роль оборудования для тестирования на соответствие требованиям RoHS.

Резюме
В условиях непрерывного расширения сферы контроля в рамках директивы ЕС RoHS 2.0, экспортно-ориентированные предприятия электротехнической и электронной промышленности сталкиваются с более строгими требованиями к контролю за опасными веществами. Проверка материалов в цепочке поставок на наличие опасных веществ стала ключевым звеном в обеспечении соответствия продукции требованиям директивы. Оборудование для тестирования на соответствие RoHS позволяет обнаруживать различные вещества, подпадающие под действие директивы, помогая предприятиям выявлять токсичные и опасные вещества, содержащиеся в сырье, компонентах и ​​готовой продукции, и избегать торговых рисков, таких как уведомления об экспорте и отзыв продукции. В данной статье рассматривается... LISUN EDX‑4 Оборудование для испытаний на соответствие требованиям RoHS 2.0 В качестве объекта исследования выбран данный документ. В сочетании с нормативной базой пересмотренной директивы ЕС RoHS 2.0 (ЕС) 2015/863, в нем показана ценность применения оборудования для тестирования на соответствие требованиям RoHS в контроле качества электротехнических и электронных цепочек поставок, а также представлена ​​техническая схема оборудования, состав системы, аналитические показатели и практические сценарии применения в промышленности, что позволит отечественным производителям электротехнической и электронной продукции внедрить систему управления соответствием требованиям RoHS.

Введение

4 июня 2015 года в Официальном журнале Европейского союза (ОЖ) была официально опубликована пересмотренная директива RoHS 2.0 (ЕС) 2015/863. ​​На основе первоначального списка из шести веществ, подпадающих под ограничения RoHS, включая свинец, кадмий, ртуть, шестивалентный хром, полибромированные бифенилы и полибромированные дифениловые эфиры, в список веществ, подпадающих под ограничения RoHS 2.0, были добавлены четыре фталата, обязательное применение которых началось с 22 июля 2019 года. Среди них традиционные шесть тяжелых металлов и бромированных антипиренов могут быть быстро проверены с помощью LISUN Тестер EDX-2A RoHS. Однако четыре недавно добавленных фталата — DEHP, BBP, DBP и DIBP — являются органическими пластификаторами, широко используемыми в ПВХ-кабелях, пластиковых корпусах, резине, клеях, печатных красках и других материалах для электротехнических и электронных компонентов. Традиционные рентгенофлуоресцентные приборы не могут эффективно обнаруживать органические фталатные вещества. Предприятиям необходимо использовать специальное оборудование для проверки соответствия требованиям RoHS, чтобы обеспечить полное обнаружение всех десяти веществ, подпадающих под действие RoHS 2.0.

Четыре фталата обладают эндокринно-разрушающим и репродуктивно-токсичным действием. Согласно регламенту ЕС, предельное значение для каждого фталата в однородных материалах составляет 0.1 %. Фталатсодержащие пластификаторы могут вводиться в пластиковые и резиновые компоненты многочисленных электротехнических изделий в процессе модификации сырья. Недостаточный контроль поступающих материалов на начальном этапе цепочки поставок может привести к превышению содержания фталатов в готовой продукции, даже если соответствующие вещества не добавляются на этапе сборки. Традиционные методы химического экстракционного анализа требуют сложной предварительной обработки образцов, потребляют большие объемы химических реагентов и образуют отходы в виде жидкостей и газов, что предъявляет высокие требования к лабораторным условиям и квалификации операторов и с трудом удовлетворяет требованиям к быстрой высокообъемной проверке поступающих материалов на заводах. Решение для быстрой проверки, предлагаемое оборудованием для тестирования на соответствие требованиям RoHS, компенсирует недостатки традиционных методов химического анализа и играет важную роль в контроле поступающих материалов и испытаниях готовой продукции на заводе.

Архитектура системы и основные характеристики оборудования для тестирования на соответствие требованиям RoHS EDX-4

LISUN Испытательное оборудование EDX-4 RoHS 2.0 использует технологический метод пиролиза-десорбции в сочетании с газовой хроматографией и детектированием FID, специально разработанный для экспресс-скрининга четырех новых фталатов, включенных в директиву RoHS 2.0. Полная система в основном состоит из пиролиза-десорбера, газового хроматографа, специализированной хроматографической колонки, хроматографической рабочей станции, электронных весов, эталонных стандартов фталатов, различных экспериментальных расходных материалов и вспомогательного оборудования для генерации газа. Оборудование поддерживает прямую подачу твердых образцов без предварительной обработки, такой как ультразвуковая экстракция или замачивание в химических реагентах. Тестирование одного образца занимает приблизительно 20 минут. Применимость оборудования охватывает растворимые, малорастворимые и нерастворимые полимерные материалы. По сравнению с традиционными химическими методами, которые применимы только примерно к 70 % образцов, это оборудование обеспечивает 100 % охвата образцов. Во время работы не образуются отходящие газы или отходящие жидкости, и не требуются сложные процедуры ИФА. Оборудование может быть установлено в обычном лабораторном помещении, оборудованном кондиционером, источником питания и источником азота. Данные о высоте и площади пиков, полученные в ходе испытаний пяти стандартных образцов DIBP с градиентом концентрации с помощью данного оборудования, приведены в таблице ниже.

Пиролиз-десорбер служит основным блоком обработки образцов. Температура его пиролизной трубки варьируется от комнатной температуры до 450 ℃ со скоростью нагрева более 500 ℃ в минуту. Продолжительность пиролиза, время продувки и скорость потока продувочного газа свободно настраиваются, что позволяет осуществлять термическую десорбцию и испарение четырех фталатов из твердых образцов для подачи в систему газовой хроматографии. Газовый хроматограф оснащен пламенно-ионизационным детектором с пламенной ионизацией (FID) с пределом обнаружения Mt ≤ 5×10⁻¹² г/с. Он имеет защиту от перегрузки по газу, электронную компенсацию базовой линии и самодиагностику неисправностей, а также работает в паре с импортной специализированной хроматографической колонкой для эффективного разделения четырех фталатсодержащих компонентов. Экспериментальная проверка показывает, что данное оборудование для проверки соответствия требованиям RoHS достигает предела обнаружения 25 ppm, рассчитанного на основе трехкратного отношения сигнал/шум, превосходя традиционный предел обнаружения 50 ppm, определяемый методом PY-GC-MS. Коэффициент линейной корреляции превышает 0.998, а относительное стандартное отклонение точности составляет 5.24 %, что удовлетворяет требованиям к производительности для экспресс-тестирования материалов в лабораторных условиях. Эксплуатация проста: твердые образцы необходимо только разрезать и поместить в кварцевые трубки, закрепить кварцевой ватой и загрузить в нагревательную камеру для начала тестирования. Хроматографическая рабочая станция может генерировать полные отчеты об испытаниях одним нажатием кнопки, снижая нагрузку на оператора.

Сценарии применения оборудования для тестирования на соответствие требованиям RoHS в рамках регламента RoHS 2.0.

В рамках рабочих процессов контроля качества в цепочке поставок оборудование для проверки соответствия требованиям RoHS может применяться на нескольких критически важных этапах обеспечения качества. Во-первых, для входного контроля материалов: когда на склады поступают такие исходные материалы, как пластиковые гранулы, резиновые гранулы, кабельная проводка, клеи и упаковочные материалы электротехнических и электронных предприятий, оборудование используется для быстрого скрининга на фталаты с целью выявления несоответствующих материалов на этапе производства и предотвращения попадания некачественного сырья на производственные линии, чтобы избежать экономических потерь, вызванных последующим браком готовой продукции. Во-вторых, в исследованиях и разработках новых продуктов: исследователи оценивают опасные вещества в новых материалах и компонентах, проверяют соответствующие варианты сырья и оптимизируют выбор материалов для соответствия нормативным требованиям RoHS 2.0, начиная с этапа проектирования. В-третьих, заводская инспекция готовой продукции: проводятся выборочные испытания конечных изделий, таких как корпуса наушников, пластиковые детали зарядных устройств и полимерные материалы задних панелей мобильных телефонов, для подтверждения соответствия содержания фталатов в готовой продукции установленным в ЕС предельным значениям. В-четвертых, оценка рисков в цепочке поставок: при смене поставщиков или корректировке рецептур материалов проводятся сравнительные испытания с использованием оборудования для проверки соответствия требованиям RoHS, чтобы выявить риски превышения допустимых концентраций опасных веществ, вызванные изменением рецептур. Помимо электротехнической и электронной промышленности, это оборудование также применимо в индустрии игрушек, медицинских изделий и упаковочных материалов, где требуется контроль содержания фталатов.

В практических инженерных задачах оборудование для тестирования EDX-4 RoHS 2.0 позволяет проводить прямое тестирование твердых образцов методом инжекционного анализа, включая проверку сырья ПВХ-пластика для производителей наушников, тестирование порошка ПВХ для экспортируемых в Европу зарядных устройств и тестирование полимерных материалов для задних панелей мобильных телефонов, обеспечивая быстрые результаты проверки без сложной предварительной обработки. Следует отметить, что это оборудование позиционируется как инструмент для экспресс-проверки внутри компании. Если результаты проверки приближаются к предельным значениям, установленным нормативными документами, для дальнейшего подтверждения и обеспечения юридической достоверности экспортных отчетов о продукции следует применять стандартные методы химической экстракции.

EDX-4 Испытательное оборудование ROHS 2.0

Примечания по внедрению требований соответствия RoHS

При внедрении предприятиями внутренних систем управления соответствием требованиям RoHS с использованием оборудования для тестирования на соответствие RoHS одних только приборов недостаточно, и необходимо создать полные рабочие процессы контроля. Во-первых, следует различать различные объекты тестирования: шесть неорганических веществ, подпадающих под действие RoHS, можно исследовать с помощью рентгенофлуоресцентного анализатора EDX-2A, в то время как для четырех органических фталатов требуется оборудование на основе пиролизной газовой хроматографии, такое как EDX-4. Только путем объединения двух наборов приборов можно полностью охватить все десять веществ, подпадающих под действие RoHS 2.0. Во-вторых, подготовка образцов напрямую влияет на результаты тестирования. Отбор твердых образцов должен быть репрезентативным для материалов, и следует избегать отбора только части материала, что искажает результаты тестирования. Кроме того, оборудование должно периодически проверяться и калиброваться с использованием эталонных стандартов для поддержания ключевых показателей эффективности, таких как предел обнаружения, линейность и воспроизводимость, в пределах допустимых диапазонов. Предприятиям следует создать трехуровневый механизм тестирования, охватывающий материалы, компоненты и готовую продукцию, и внедрить контроль в соответствии с требованиями RoHS на всех этапах цепочки поставок, вместо того чтобы полагаться только на тестирование конечной продукции.

Заключение

После введения в действие пересмотренной директивы ЕС (ЕС) 2015/863, перечень веществ, подлежащих ограничению в соответствии с директивой RoHS 2.0, расширился с шести до десяти, и обнаружение органических фталатов стало существенным звеном в обеспечении соответствия экспортным требованиям для электротехнической и электронной продукции. Длительные циклы испытаний в сторонних лабораториях с трудом удовлетворяют потребности заводов в быстрой и масштабной проверке материалов. Оборудование для испытаний на соответствие требованиям RoHS предоставляет производителям средства для быстрой проверки внутри предприятия. LISUN EDX‑4 Оборудование для испытаний на соответствие требованиям RoHS 2.0 Применяет технологию пиролизно-десорбционной газовой хроматографии, не требует сложной химической предварительной обработки, обеспечивает широкий охват образцов, а ее показатели предела обнаружения и воспроизводимости соответствуют требованиям предприятий к скринингу. Это помогает предприятиям заблаговременно выявлять риски превышения содержания фталатов и улучшать системы контроля качества в цепочке поставок. Отечественные производители электротехнической и электронной продукции должны в полной мере осознавать давление, оказываемое обновлениями нормативных требований RoHS 2.0, надлежащим образом внедрять оборудование для тестирования на соответствие RoHS, создавать комплексные системы управления опасными веществами по всей цепочке поставок, охватывающие инспекцию поступающих материалов, НИОКР и проверку готовой продукции, снижать торговые риски, такие как уведомления об экспорте продукции и отзывы, и гарантировать стабильные и безопасные цепочки поставок.