电子厂房药液供应系统概述

摘要：针对光电行业药液供应系统的特定需求，结合相关项目监造经验，分析了电子厂房药液供应系统的需求特点，总结了系统设备厂验、组装调试等方面的经验。

关键词：药液供应系统;设备厂验;联机调试

0 引言

随着5G时代的到来，人们对光电及手机触屏行业提出了新一轮的技术需求。药液供应系统作为生产手机触控屏中的一个重要组成部分，此类成套机电设备需专门定制设计，精确控制，才能满足生产工艺的特殊要求。本文根据笔者参与的某手机触控项目药液供应系统的监造工作，分享生产手机触控屏某工序中药液输送管路的特点、设备厂验、系统调试等方面的经验。

1 药液供应系统简介

本项目主体工程属于2019年省重点项目，项目位于福建厦门，主要包括10套药液供应及配套机电设备，两间供酸房计600 m2，满负荷时每天药液使用量达20 t，通过PFA管路供应给车间的末端设备生产使用。

该药液供应系统主要涉及显影、蚀刻、剥膜3种工艺需求，分成10套独立的药液供应系统。本药液供应系统包括稀释调和设备、药液输送设备、配套SCADA监控系统及配套供应管路。项目建设包括设备的设计、制造、组装、测试、控制联机等环节。每套独立系统含原液暂存桶、稀释调和单元、供应单元、分阀箱（VMB）及相关附属组件。工艺流程：准备好调配合格的药液，利用气动隔膜泵将原液输送到混合桶，然后磁力泵将药液循环混合均匀，检验合格后再通过磁力泵将产品输送到暂存罐。系统需在保证供应药液品质要求的情况下每天24 h全年可靠运行。

1.1    确认本项目需求信息

本项目药液含有一种或多種混合药液，有碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钾、氯化铁、氯化钠、硝酸、磷酸、双氧水、银铜抗氧化剂、乙醇胺氢氧化四甲基铵等。一般要求药液供应商提供化学品安全技术说明书，即MSDS（Material Safety Data Sheet），其是阐明化学品的理化特性（如pH值、闪点、易燃度、反应活性等）以及对使用者的健康（如致癌、致畸等）可能产生的危害的相关文件。

药液主要分为酸性和碱性。为避免酸碱废液混合排出时产生大量的热量对管路造成损害，需对酸碱房进行分类划分设置，将酸性药液供应设备设置于酸房，将碱性药液供应设备设置于碱房。其中1套药液供应设备控制精度达±0.02%，其他9套药液供应设备控制精度达±1%。浓度监测分别采用专用型浓度计和导电度计。

1.2    收集本地有关政策和相关规范标准

本项目建设过程中参照了中国国家标准及行业相关标准，部分摘录如下：

（1）《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB 50235—2010）;

（2）《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》（GB 50126—2008）;

（3）《危险废物贮存污染控制标准》（GB 18597—2001）;

（4）《机械设备安装工程施工及验收通用规范》（GB 50231—1998）。

1.3    设计方案综合审查

本项目经过与使用单位、厂商探讨及沟通，形成了初步方案书，并邀请相关设计院对方案进行审查，经过多次讨论及修正，形成了审查意见：设计方案及图纸在系统流程明确性、独立性、可靠性和施工可行性方面有明显提升，基本可以满足工艺正常生产需求。

2 机电设备控制与安全

为保证产品顺利生产，需确保机电设备控制安全稳定。当控制系统接收到制程设备端药液讯号时，稀释液供应单元（CDS）会由稀释暂存桶输送稀释液经分阀箱（VMB）到制程设备端。

当稀释暂存槽液位低于设定液位时，会自动启动信号并同时自动补充药液于调和槽进行稀释调和，调和好的药液会输送到稀释暂存桶补充药液至设定液位高度，以保持供应系统稳定。

当药液信号停止时，药液供应系统相应的泵阀等自动停止。混合及稀释设备为单独PLC控制。

所有系统供应主管道需设置电磁式流量计，以监控各化学品使用量，并能提供不同的联锁保护

等级组合。电源、网络及PLC本身发生故障时，SCADA监控系统能及时监视及报警。

2.1    设备控制要点

（1）主管路双套管设计（内管PFA，外管Clear PVC），与药液接触的内部主管路为一管到底（中间无接点）设计，并在阀箱最低点设置漏液检测装置。

（2）电控区设置N2、CDA正压功能，避免化学酸碱气体渗入，造成电控组件产生氧化或其他腐蚀反应。

（3）为防止工程人员补酸或换酸错误造成生产损失，需利用条形码扫描系统Bar-code System，只有扫描条形码正确的药液才允许上酸[1]。药液储存桶必须放置在专门储存区。

（4）所有的药液供应设备内部设有独立的控制盘面，以显示及操作药液供应单元，设备前后两侧均需配置EMO紧急停止按钮。

2.2    配套公用设施需求

为药液供应系统提供必需的公用设施，如电、氮气、压缩空气、纯水、废气废水管路、接地线。废弃药液需经过厂房内的废液收集输送系统，经废液泵输送至废水预留管道。供酸房内的空调系统对温湿度的调节精度无严格要求，保证满足冷负荷要求，采用FCU风机盘管风管送风的形式[2]。

2.3    安全防护措施

2.3.1    液体泄漏侦测器

分别在稀释液供应单元（CDS）、稀释暂存桶、分阀箱（VMB）等最低点处设置漏液侦测器。当药液供应发生泄漏时，将按照实际要求停止系统相关动作。所有供应设备、桶槽、阀箱、三通箱均需独立配置泄漏侦测器，并能自动监测泄漏状况，查看实时和历史记录。

2.3.2    核心部件泵的选用

泵作为本项目的核心设备，起到重要的稳定输送作用。泵选用进口品牌，各个阀门内选用三元乙丙橡胶（EPDM），其具有极好的硫化特性，可减缓并降低酸碱的腐蚀程度。

Drum桶槽输送端采用气动隔膜泵（一用一备），部分药液需使用全氟材质的泵，防止腐蚀;药液稀释和供应单元采用磁力泵，磁力泵流量较小，运行較平稳，没有脉冲，可以达到稳定输送、精确控制的要求。磁力泵需采用变频器控制，出口端需设置PT并采用PID流程控制压力和流量，防止供应时流量大小变化不稳定，不可采用定频控制;磁力泵需具备自动防水锤功能，不能因为CDA断供导致磁力泵损坏;磁力泵供应桶槽需设计防止虹吸及导流泵旋涡的装置。

3 机电设备厂验监造及调试

3.1    设备厂验监造

厂商在成套机电设备生产时，需保持制造场地洁净。所有机电设备在完成内部零部件安装后，设备及管道需经过压力测试、超纯水洗净、化学品洗净等测试程序，并经系统检查后，进行可靠安装及回路测试，确保设备达到规格要求。所有成品设备在包装前用超纯水擦拭，再用PVC袋进行包装。

本次药液供应机电设备的生产是在台湾，需在设备出货前对其进行厂验。在确保设备生产进度的同时，必须保证机电设备品质。如设备内部PFA管熔接操作场所干净、干燥，室内有高效过滤器的进风设施，达到洁净度1 000级等[3]。厂验时按发包要求的品牌及规格型号，对机电设备内部的零部件一一核对，如磁力泵、隔膜泵、导电度计、PLC及仪控装置、分阀箱（VMB）等重要零部件。贴上标签及签名，等设备完成后入关、进场，在施工场地组装时再次核验。现场抽检1套机电设备进行测试，基本符合发包时的参数要求。所有材料待机电设备进场时提供相关成册资料（合格证、出厂证明、检测报告等）。

3.2    测试与验收

管路保压：测试压力以设计压力1.5倍水压测试24 h无任何泄漏，或以设计压力1.1倍气体压力测试2 h以上，压降小于1%视为合格。

系统功能测试：在系统完成正常功能测试后，将管路内的药液排出管路，确保维修及运行人员的安全。

药液供应系统调试完成后，厂商需负责培训业主方的工程师及操作员，提出培训课程和科目。培训内容包括药液供应系统各设备的原理、操作方法、紧急事件处理。经过多次理论学习与现场实际操作，相关人员应能独立操作运行整套机电设备。

4 结语

随着光电技术产业的不断发展，国家给予了更多政策扶持，进一步推动了该行业的发展。对于光电行业成套机电设备的安装、运行与维护，相关人员在设计、施工、设备制造和运行管理等方面应协作配合，才能保证整套系统的良好运行。与此同时，工程技术人员应更新观念，综合机电、自控等多学科知识，不断提高生产运行管理水平。

[参考文献]

[1] 吴秀娟.电子工厂化学品供应与回收系统概述[J].大众科技，2013（4）：67-70.

[2] 秦学礼.空气调节设计手册[M].3版.北京：中国建筑工业出版社，2017.

[3] 电子工厂化学品系统工程技术规范：GB 50781—2012[S].

收稿日期：2020-06-03

作者简介：黄建军（1983—），男，福建厦门人，工程师，一级建造师，从事电子厂房的机电项目发包及监造工作。