電子廠房藥液供應系統概述

摘要：針對光電行業藥液供應系統的特定需求，結合相關項目監造經驗，分析了電子廠房藥液供應系統的需求特點，總結了系統設備廠驗、組裝調試等方面的經驗。

關鍵詞：藥液供應系統;設備廠驗;聯機調試

0 引言

隨著5G時代的到來，人們對光電及手機觸屏行業提出了新一輪的技術需求。藥液供應系統作為生產手機觸控屏中的一個重要組成部分，此類成套機電設備需專門定制設計，精確控制，才能滿足生產工藝的特殊要求。本文根據筆者參與的某手機觸控項目藥液供應系統的監造工作，分享生產手機觸控屏某工序中藥液輸送管路的特點、設備廠驗、系統調試等方面的經驗。

1 藥液供應系統簡介

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套藥液供應及配套機電設備，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管路供應給車間的末端設備生產使用。

該藥液供應系統主要涉及顯影、蝕刻、剝膜3種工藝需求，分成10套獨立的藥液供應系統。本藥液供應系統包括稀釋調和設備、藥液輸送設備、配套SCADA監控系統及配套供應管路。項目建設包括設備的設計、制造、組裝、測試、控制聯機等環節。每套獨立系統含原液暫存桶、稀釋調和單元、供應單元、分閥箱（VMB）及相關附屬組件。工藝流程：準備好調配合格的藥液，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混合均勻，檢驗合格后再通過磁力泵將產品輸送到暫存罐。系統需在保證供應藥液品質要求的情況下每天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。一般要求藥液供應商提供化學品安全技術說明書，即MSDS（Material Safety Data Sheet），其是闡明化學品的理化特性（如pH值、閃點、易燃度、反應活性等）以及對使用者的健康（如致癌、致畸等）可能產生的危害的相關文件。

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置，將酸性藥液供應設備設置于酸房，將堿性藥液供應設備設置于堿房。其中1套藥液供應設備控制精度達±0.02%，其他9套藥液供應設備控制精度達±1%。濃度監測分別采用專用型濃度計和導電度計。

1.2? ? 收集本地有關政策和相關規范標準

本項目建設過程中參照了中國國家標準及行業相關標準，部分摘錄如下：

（1）《工業金屬管道工程施工及驗收規范》（GB 50235—2010）;

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

（3）《危險廢物貯存污染控制標準》（GB 18597—2001）;

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

1.3? ? 設計方案綜合審查

本項目經過與使用單位、廠商探討及溝通，形成了初步方案書，并邀請相關設計院對方案進行審查，經過多次討論及修正，形成了審查意見：設計方案及圖紙在系統流程明確性、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需求。

2 機電設備控制與安全

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

當稀釋暫存槽液位低于設定液位時，會自動啟動信號并同時自動補充藥液于調和槽進行稀釋調和，調和好的藥液會輸送到稀釋暫存桶補充藥液至設定液位高度，以保持供應系統穩定。

當藥液信號停止時，藥液供應系統相應的泵閥等自動停止。混合及稀釋設備為單獨PLC控制。

所有系統供應主管道需設置電磁式流量計，以監控各化學品使用量，并能提供不同的聯鎖保護

等級組合。電源、網絡及PLC本身發生故障時，SCADA監控系統能及時監視及報警。

2.1? ? 設備控制要點

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

（2）電控區設置N2、CDA正壓功能，避免化學酸堿氣體滲入，造成電控組件產生氧化或其他腐蝕反應。

（3）為防止工程人員補酸或換酸錯誤造成生產損失，需利用條形碼掃描系統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。

（4）所有的藥液供應設備內部設有獨立的控制盤面，以顯示及操作藥液供應單元，設備前后兩側均需配置EMO緊急停止按鈕。

2.2? ? 配套公用設施需求

為藥液供應系統提供必需的公用設施，如電、氮氣、壓縮空氣、純水、廢氣廢水管路、接地線。廢棄藥液需經過廠房內的廢液收集輸送系統，經廢液泵輸送至廢水預留管道。供酸房內的空調系統對溫濕度的調節精度無嚴格要求，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

分別在稀釋液供應單元（CDS）、稀釋暫存桶、分閥箱（VMB）等最低點處設置漏液偵測器。當藥液供應發生泄漏時，將按照實際要求停止系統相關動作。所有供應設備、桶槽、閥箱、三通箱均需獨立配置泄漏偵測器，并能自動監測泄漏狀況，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備，起到重要的穩定輸送作用。泵選用進口品牌，各個閥門內選用三元乙丙橡膠（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的泵，防止腐蝕;藥液稀釋和供應單元采用磁力泵，磁力泵流量較小，運行較平穩，沒有脈沖，可以達到穩定輸送、精確控制的要求。磁力泵需采用變頻器控制，出口端需設置PT并采用PID流程控制壓力和流量，防止供應時流量大小變化不穩定，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斷供導致磁力泵損壞;磁力泵供應桶槽需設計防止虹吸及導流泵旋渦的裝置。

3 機電設備廠驗監造及調試

3.1? ? 設備廠驗監造

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

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

3.2? ? 測試與驗收

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

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

藥液供應系統調試完成后，廠商需負責培訓業主方的工程師及操作員，提出培訓課程和科目。培訓內容包括藥液供應系統各設備的原理、操作方法、緊急事件處理。經過多次理論學習與現場實際操作，相關人員應能獨立操作運行整套機電設備。

4 結語

隨著光電技術產業的不斷發展，國家給予了更多政策扶持，進一步推動了該行業的發展。對于光電行業成套機電設備的安裝、運行與維護，相關人員在設計、施工、設備制造和運行管理等方面應協作配合，才能保證整套系統的良好運行。與此同時，工程技術人員應更新觀念，綜合機電、自控等多學科知識，不斷提高生產運行管理水平。

[參考文獻]

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

[2] 秦學禮.空氣調節設計手冊[M].3版.北京：中國建筑工業出版社，2017.

[3] 電子工廠化學品系統工程技術規范：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包及監造工作。