基于RoHS指令的有害物质控制技术

[来源:来自网络] [作者:不详] [日期:2008-06-05] [热度:]

基于RoHS指令的有害物质控制技术  

  随着人们对环境保护和绿色制造的呼声越来越高,欧盟RoHS指令和我国39号令的相继实施,促使钎料生产行业提高钎料中有害物质的控制技术。本文概述了RoHS指令产生和颁布的背景,简介了RoHS指令的核心内容,指出了钎料中有害物质的来源和产生途径,提出了控制铅、镉等有害物质的技术措施。研究结果表明:选用纯净的原材料是控制铅镉超标的基本要求,冶炼和铸锭是控制铅镉超标的关键环节,监控生产全过程是控制铅镉超标的重要保证,建立健全RoHS保证体系是达到RoHS指令要求的必由之路。实践经验证明:有害物质的控制是一项集成了物流、现场管理、质量管理、金属加工工艺的综合技术。

关键词RoHS指令有害物质铅镉含量过程控制体系保障

中图分类号TG7  TG425  X5
0           前言

 

自从20世纪60年代以来,人类生存环境的不断恶化,引起了各方面的关注,在全世界范围内举行了日益高涨的保护环境运动。

197265日联合国在斯德哥尔摩召开了第一次环境大会,通过了《人类环境宣言》和《人类环境行动计划》,成立了联合国环境规划署(UNEP),并把每年的65日定为世界环境日。这次会议不仅标志着全世界对环境问题的认识达成共识,而且意味着实际行动的开始。

1987年该委员会在东京召开第8次会议时,通过了《我们共同的未来》的报告。该报告呼吁人类珍惜尚存的、为时不多的改变未来的机会,不要把生态问题留给下一代,主张在不危及后代人满足其环境资源要求的前提下,寻找满足我们当代人需要的、确保人类社会平等持续发展的途径。这就是布伦特兰夫人关于可持续发展的观点。

199263日到14日联合国环境与发展大会在巴西里约热内卢召开时,共有183个国家代表团和联合国及其各层机构等70个国际组织的代表出席了会议,并有102位国家元首或政府首脑亲自与会。这次大会上,通过了《关于环境与发展宣言》(即约热内卢环境与发展宣言)、《21世纪议程》、《联合国气候变化框架公约》、《生物多样性公约》、《森林声明》等5个重要文件。在《21世纪议程》这个纲领性文件中,正式确定了可持续发展这个人类发展的总目标,以及实现这一目标所应采取的一系列行动计划。

里约热内卢会议以后,中国政府第一个发表了可持续发展的政府宣言——21世纪议程》。宣言承诺中国人民将在经济增长和环境保护之间建立和谐、平衡的社会发展模式,即要保障中国人民现阶段的生活需求,又决不影响我们子孙后代和世界人民的生活质量。2002826日在南非约翰内斯堡举行的各国首脑会议的主题也被确定为经济、社会、环境。

欧盟议会和欧盟理事会于20031月通过了RoHS指令,全称是The Restriction of the use of certain Hazardous substances in Electnical and Electronic Equipment,即在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令,也称2002/95/EC指令,2005年欧盟又以2005/618/EC决议的形式对2002/95/EC进行了补充,明确规定了六种有害物质的最大限量值。

1           RoHS指令的出台背景及主要内容

欧盟RoHS指令的发布实施的背景,一是设立技术壁垒,提高产品准入门槛,二是加强环境保护,确保可持续发展。

欧盟RoHS指令的实质是制定自己的相关法律法规使之成为国际贸易中不同国家之间重要的相互制衡手段,其内容针锋相对地限制发展中国家输出廉价的产品和劳动,其背景可以追溯到三十年前。

世界各国尤其是发达国家,对RoHS指令的出台反响强烈,高度关注,有的称其为绿色环保指令,有的称其为技术壁垒指令,还有的称其为牵动全球制造业神经的指令。其间,美国、日本、韩国、泰国等也相继出台了类似指令。中国是全球制造业大国,也是产品出口大国,出口总量的70%以上涉及到RoHS指令,因此中国政府亦十分重视相关问题,并于2004年出台了《电子信息产品污染防治管理办法》,内容类似RoHS指令,并准备与其同步实施;2005228和中国七部位联合发布了《电子信息产品污染控制管理办法》(信息产业部第39号令),该法规于200731日起施行。

RoHS指令涉及的产品范围相当广泛,几乎涵盖了所有电子、电器、医疗、通信、玩具、安防信息等产品,它不仅包括整机产品,而且包括生产整机所使用的零部件、原材料及包装件,关系到整个生产链。

RoHS指令要求,对整机产品进行科学合理的拆分归类,并要求每一零部件都要符合指令要求,通常主要分为金属材质、塑料材质和其它材质,金属材质只需要做重金属检测(铅、汞、镉、六价铬),塑料材质需要做规定的六项(铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚),其它材质只需做重金属测试。需要注意的是同一零件不是均质组成时要分别检测。

指令中限制的六种有害物质的最大允许极限值分别是铅(Pb1000ppm、汞(Hg1000ppm、六价铬(Cr6+1000ppm、多溴联苯(PBB1000ppm、多溴二苯醚(PBDE1000ppm、镉(Cd100ppm,上述技术参数是判定产品是否符合RoHS指令的法定依据。

2           RoHS保证体系

有害物质的控制技术是一个典型的系统工程,与之相关的影响因素深入到产品生命周期的全过程,比较遗憾的是国内外只有检测标准、检测评价体系和检测评价机构,而没有全面的系统保证体系。

为有计划的控制相关有害物质的含量,生产满足RoHS指令要求的产品,2005年起,我们依据欧盟的RoHS指令,参照ISO9001:2000质量保证体系思想,在ISO9001ISO14000的基础上建立了RoHS体系,编制了2005年版《RoHS体系运行手册》,并于200571日起正式实施,手册对体系各过程规定了控制要求。运行一年后我们又在2006年进行了完善和改进,200671日起开始运行修订版。

编撰的《RoHS管理手册》阐明郑州机械研究所钎焊材料技术公司的RoHS方针和RoHS目标,全面体现RoHS保证体系管理原则,是钎焊材料技术公司RoHS体系的基本法规,对内是员工的RoHS体系行为规范,对外是提供符合RoHS指令的承诺。把严格监管、持续创新、符合RoHS、提升品质作为郑州机械研究所竭诚奉行的RoHS方针。体系的建立和实施围绕以下五项RoHS目标:落实RoHS各项指标、严格实施监督管理;持续进行科学研究、减免有毒有害物质;RoHS体系涵盖产品,铅含量低于600ppm,镉含量低于65ppm;产品交付合格率达到100%24小时内答复顾客提出的问题,顾客投诉处理及时率达到100%

为保证RoHS体系的有效运行,我们全员参与RoHS体系的实施,为使RoHS手册被全员、全方位、全过程理解执行,有必要将RoHS体系运行手册发放至所内各个职能部门,以便有效地对产品进行管控。其中管理制度和操作规程发放到每一位具体工作人员。

手册建立了自我完善制度,当手册相关内容不能满足客户对RoHS指令要求,或有新法规标准颁布时,对其已不能适应之相关内容进行修订或废止。

完整的RoHS保证体系包含管理手册、程序文件、支持性文件共三大类、一百六十多份,涵盖了管理职责、质量体系、合同评审及承接、产品设计、材料采购及储存、原材料检验、在制品检验、产成品检验及库存品检验、用户带料的控制、产品过程的标识隔离和追溯、检验器具、检验试验及CPI、产品实现过程、不合格品控制、纠正预防措施、物流过程、质量记录、内部审核及改进、教育培训、文件资料管理、技术服务、统计及可靠性、经济性、安全性、环境适应性等等二十八大类一百多个分项。

针对钎焊材料的设计开发和生产服务,有害元素的来源以及控制技术有其特殊性。

3           有害元素的来源

钎焊材料中的有害元素来源于钎料生产的全过程,从材料设计、采购、存储、配料、熔炼、铸锭、挤压、拉拔、轧制、表面处理到包装、运输、使用全过程都会沾染到有害物质,其中冶炼铸锭阶段是重点控制对象,铸锭的检验控制是保证符合RoHS要求的关键环节,其控制指标占到总体指标的80%。通常的有害物质检验控制的原理如图1所示。

从有害物质的来源方面控制是达到RoHS要求的根本途径,在整个钎料实现过程中,冶炼铸锭环节的控制最为重要。钎料中有害元素的来源如图2所示。

从图2可以看出,冶炼铸锭阶段是关键环节。

有害元素指标

配方设计

熔炼

化学分析

修改配方和

有害元素合格

按工艺文件生产 

有害元素超标

形成配方和

熔炼工艺文件

1 钎焊材料的有害元素控制原理图

原材料

回炉料

塑性加工

剂 

 

 

钎焊材料

工具

溶剂

炉气

杂质

炉衬

2   钎焊材料中的有害元素来源

4           有害物质的过程控制

有害物质的控制不单纯是生产过程的事情,是关系到技术开发、生产过程、行政管理、物流贮运等所有企业行为的活动。

在生产过程中,重点控制的是冶炼铸锭和钎料挤压环节,其中,炉料管理、炉衬、浇包、铸模防护、熔炼过程的控制、挤压模具、钎料定置管理、化验检验仪器及方法等几个环节尤为重要。

 

合理选择

精选

预处理

高品质

化学处理

熔炼

 

 

 

 

 

 

塑性加工

润滑剂

精炼

炉衬

炉气

工具

溶剂

3表示控制了有害物质的技术措施

净化

原材料

原材料

从内外因素上讲,钎焊材料中的有害物质来源于两方面:一是金属原材料和回炉料本身,二是生产过程中生产工具附着和周边料混入。

对于炉料本身有害物质的控制,可以采取提高原材料纯度,严格管理回炉料等生产管理制度来实现。

生产过程中杂质的控制一直是金属工作者热衷于研究的课题,从有害物质来源的角度分析,控有害物质的首要环节在于冶炼,其要点在于炉衬材料、炉气氛围、溶剂及炉渣种类和操作工具等。

5           结论

1)有害物质的控制是一项集成了物流、现场管理、质量管理、金属加工工艺的综合技术。

2)选用纯净的原材料是控制铅镉超标的基本要求,回炉料的存放和使用也至关重要。

3)冶炼和铸锭是控制铅镉超标的关键环节,监控生产全过程是控制铅镉超标的重要保证。

4)建立健全RoHS保证体系是达到RoHS指令要求的必由之路。

5)绿色制造是可持续发展的基本要求和形势所需,RoHS保证体系与ISO9000ISO14000一样是钎料生产企业必备的管理体系。

参考文献

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[4]       郑州机械研究所.RoHS管理手册[M].郑州机械研究所管理文件,2005(推进版),2006(修订版)

[5]       马洪等.中国发展研究[M].中国发展出版社. 1998

[6]       龙伟民,于新泉等.基于RoHS指令的绿色钎料[C].中西南十省焊接学术会议论文集.2006

[7]       乔培新,龙伟民等.绿色制造中的无镉钎料[C].第十二届全国钎焊及特种连接技术交流会论文集.200210

[8]       梁战平等.科学·技术·社会[M].科学出版社.1997

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