3.4.1 Пример расчета выбросов
Определить выбросы при мелкосерийном производстве элементов электронного оборудования, разрабатываемого в проекте (печатных плат).
Исходные данные.
Для выполнения расчета необходимо иметь данные о производственной мощности предприятия: количество печатных плат, выпускаемых за 1 час и рабочее время, расходуемое на их выпуск. Кроме того, должны быть известны конструктивные параметры печатных плат.
Предположим, что производственный участок изготавливает 6 печатных плат в час. Предприятие работает в 1 смену. Среднее число рабочих дней в году – 252. Тогда предприятие работает
252∙8 = 2016 ч/год,
и выпускает
2016∙6 = 12096 плат/год.
Платы изготавливают из фольгированного медью стеклопластика СФ-ГН-35–1,5.
Конструктивные данные ПП представлены в табл. 3.1
Таблица 3.1
Параметры
Числовые данные дляПП |
Габариты, мм |
Количест-во фиксирующих отверстий Диаметром 6 мм |
Количество технологи-ческих отверстий диаметром.6 мм |
Количество монтажных отверс-тий диаметром 0,4 мм |
Производительность за смену |
Выпускаемые ПП |
300×340 |
4 |
4 |
450 |
6 |
УПП |
210×210 |
2 |
2 |
100 |
– |
3.4.2 Расчет выбросов при производстве пп
Подготовка ПП.
Коэффициенты пересчета для ПП составляют:
по площади Кs=(300∙340)/(210∙210)=2,31;
по периметру Кр=2(300+340)/(4∙210)=1,52;
по фиксирующим и технологическим отверстиям
К
= (4+4)/(2+2)=2,0;
по монтажным
отверстиям К
=450/100=4,5.
Основной расчетной формулой является
М = m K N ,
которая применяется для всех операций, кроме подготовительных, где масса выбросов пропорциональна не количеству плат, а времени работы оборудования. Численные данные берем из табл. П3.1.
При механической обработке фольгированного стеклотекстолита выбросы состоят из пыли стеклотекстолита и пыли меди. Удельные выбросы на подготовительных операциях составляют:
пыль стеклотекстолита
m
(1)
= 90 г/ч;
пыль меди m
(1)
= 23 г/ч.
В индексах удельных выбросов указываем номер вещества (1 – стеклотекстолит, 2 – медь ), а в скобках номер операции по табл. П3.1.
М
(1)
= 90∙2,31= 207,9 г/ч = 419126,4 г/год;
М (1) = 23∙2,31 = 53,13 г/ч = 107110,1 г/год.
Получение заготовок:
М
(2)
= 0,18∙1,52∙12096 = 3309,5 г/год;
М (2) = 0,30∙1,52∙12096 = 5515,8 г/ год.
Сверление фиксирующих и технологических отверстий:
М (3) =0,3∙2∙12096 = 7257,6 г/год;
М (3) = 0,05∙2∙12096 =1209,6 г/год.
Сверление монтажных отверстий :
М (4) = 0,15∙4,5∙12096 =8164,8 г/год;
М (4) = 0,02∙4,5∙12096 = 1088,6 г/год.
Обработка поверхности на фрезерном станке:
М (5) = 11∙2,31∙12096 = 307359,4 г/год;
М (5) = 1,7∙2,31∙12096 =47501,0 г/год.
Фрезерование печатных плат по контуру:
М (6) = 11∙1,52∙12096 = 202245,1 г/год;
М (6) = 1,8∙1,52∙12096 = 33094,7 г/год.
Для всех подготовительных операций выделения стеклотекстолита и меди составят:
М (под) = 419126,4 + 3309,5 +7257,6 +8164,8 + 307359,4+ 202245,1 = 347462,8 г/год;
М (под) = 107110,1 + 5515,8 + 1209,6 + 1088,6 + 47501,0 + 33094,7 = 195519,8 г/год.
Расчет выбросов при нанесении рисунков схемы (строки 1−4 табл. П3.2) :
Удельные выбросы в г/упп:
− уайт-спирит
m
(1)=
1,71;
− керосин m
(1)=
0,026;
− трихлорэтилен
m
(2)
= 8,8;
− бутилацетат
m
(2)
=1,32;
− спирт этиловый.
m
(2)
= 6,25;
− ацетон m
(3)
= 2,5;
−едкий натр m
(4)
= 0,09.
Тогда выбросы будут равны:
− уайт-спирит М = 1,71∙2,31∙12096 = 47780,4 г/год;
− керосин М = 0,026∙2,31∙12096 = 726,5 г/год;
− трихлорэтилен М =8,8∙2,31∙12096 =245887,5 г/год;
− бутилацетат М = 1,32∙2,31∙12096 =36883,1 г/год;
−спирт этиловый М = 6,25∙2,31∙12096 = 174636,0г/год;
−ацетон М = 2,5∙2,31∙12096=69854,4 г/год;
− едкий натр М = 0,09∙2,31∙12096 =2514,8 г/год.
. Расчет выбросов на химико-гальваническом участке (строки 1−12 табл. П3.3). Площадь поверхности ванны S = 1 кв.м, рассчитываем только выбросы величиной более 1 г/ч. Удельные выбросы г/упп составляют:
− спирт этиловый m (х-г) = 6,05;
− едкий натр m (х-г) =1,8+2,5∙10-4+1,8 =3,6;
− абразивная пыль
m
(х-г)
= 34,2+ 25,0 =59,2;
− аммиак m
(х-г)=
6,6 +3,5 = 10,1;
− хлористый водород
m
(х-г)
= 1,08 + 0,2 = 1,28
− фтористый водород
m
(х-г)
= 6+5,7+ 16,2 = 27,9;
− свинец м
(х-г)
= 10,4.
Выбросами сернокислой меди, формальдегида, серной кислоты, хромового ангидрида, триэтаноламина пренебрегаем, поскольку их удельные выбросы значительно меньше 1 г/упп.
Тогда годовые выбросы вышеуказанных веществ составят:
− спирт этиловый
М
(х-г)
= 6,05∙2,31∙12096 =169047,6 г/год:
− едкий натр
М
(х-г)
= 3,6∙2,31∙12096 = 100590,3 г/год;
− абразивная пыль М (х-г) = 59,2∙2,31∙12096 = 1654152,2 г/год;
− аммиак М (х-г) = 10,1∙2,31∙12096 = 282211,8 г/год;
− хлористый водород М (х-г) = 1,28∙2.31∙12096 =35765,5 г/год;
− фтористый водород М (х-г) = 10,4∙2,31∙12096=290594,3 г/год.
− свинец М (х-г)= 10,4∙2,31∙12096 = 290594,3 г/год.
При производстве печатных плат заданной конфигурации и в оговоренном выше количестве выбросы основных 14 загрязняющих веществ приведены в табл. 3.2
Таблица 3.2
Наименование |
Обозначение |
Величина кг/год |
1 Пыль стеклянная 2 Медь (пыль) 3 Уайт-спирит 4 Керосин 5 Трихлорэтилен 6 Бутилацетат 7 Спирт этиловый 8 Ацетон 9 Едкий натр 10 Абразивная пыль 11 Аммиак 12 Хлористый водород 13 Фтористый водород 14 Свинец |
М1 М2 М3 М4 М5 М6 М7 М8 М9 М10 М11 М12
М13
М14 |
947,5 195,5 47,8 0,7 245,9 36,9 343,7 69,0 103,1 1654,2 282,2 35,8
779,6
290,6 |
Общая масса выбросов при производстве печатных плат:
М = М = 5033,4 кг/год.
Для последующих расчетов будет необходимо знать массу выбросов в кг/с, по условиям задачи
М = 5033,4/(8·252∙3600) = 694•10-3 кг/с.
Необходимо отметить, что при сборке печатных плат применяется пайка мягкими припоями,загрязняющая атмосферу аэрозолями свинца и олова.
При сборке производится пайка припоем ПОС-40 на 6 постах при двухсменной работе. Время пайки на 1 посту в смену составляет примерно пять часов.
Выбросы вредных веществ при пайке весьма малы по сравнению с выбросами при производстве печатных плат, поэтому при дальнейших расчетах в данном случае ими можно пренебречь.
Детальный расчет выбросов данного вида приведен ниже.