Всем известно, что паяльные работы связаны с выделением вредных для здоровья веществ, но не все знают, каких именно и как с ними бороться. В статье мы рассмотрим современные технологии нейтрализации паяльного дыма, а также вытяжное оборудование для работ с клеями и растворителями.
Есть мнение, что наиболее вредным компонентом паяльного дыма является свинец. Но это не совсем так. В Европе и США уже давно перешли на бессвинцовую технологию, однако пайка при этом не стала менее вредной. Согласно европейским директивам по охране труда, а также российским санитарным нормам (СанПиН) рабочие места радиомонтажников и паяльное оборудование должны быть оснащены специальными вытяжными устройствами — дымоуловителями. И вот почему: наиболее опасным компонентом паяльного дыма являются микрочастицы флюса — именно они и образуют видимый дым во время пайки. Как правило, в состав этих частиц входит абиетиновая кислота (канифоль) — сильнейший аллерген, способный вызвать астму. Кроме того, сами частицы могут быть загрязнены свинцом или другими металлами, содержащимися в припое. Второе, но не менее опасное содержимое дыма,— канцерогенные газы, выделяемые флюсом во время пайки. В первую очередь к ним относится формальдегид. Все это должно быть удалено из рабочей зоны и отфильтровано раньше, чем попадет в организм человека. Именно такую задачу и выполняет современный дымоуловитель. В отличие от традиционной вытяжки, которая выбрасывает кубометры воздуха на улицу, нарушая тем самым микроклимат в помещении и вызывая вопросы у проверяющих инстанций, дымоуловитель оставляет чистый воздух в помещении и не загрязняет окружающую среду.
Дымоуловитель для работы с паяльником
Модельный ряд дымоуловителей включает системы, обслуживающие от одного до сорока рабочих мест. Рассмотрим их действие на примере самой простой, но очень популярной модели на одно рабочее место — BOFA V200 (рис. 1). Комплект состоит из фильтрующего блока и гибкого антистатического дымоприемника, закрепленного на столе монтажника. В блоке дымоуловителя установлены фильтры, выполняющие трехступенчатую очистку (рис. 2), после которой воздух выходит идеально чистым.
Рис. 1. Дымоуловитель BOFA V200 на одно рабочее место
Рис. 2. Схема трехступенчатой фильтрации воздуха
Фильтры являются собственной запатентованной разработкой компании BOFA. Так называемый префильтр задерживает крупные частицы и тем самым защищает основной фильтр от преждевременного загрязнения. ХЭПА-фильтр (от англ. НЕРА, High Efficiency Particulate Absorbing — «высокоэффективная задержка частиц») выполняет тонкую механическую очистку воздуха, задерживая частицы размером от 0,3 мкм с эффективностью 99,997%, что обеспечивает полное удаление микрочастиц, образующих паяльный дым. И завершает очистку газ-фильтр, задерживающий все запахи и газообразные загрязнители. Газ-фильтр представляет собой емкость, в которую особым образом уложен активированный уголь. Виброукладка калиброванных гранул угля позволяет максимально заполнить объем, не оставляя сквозных каналов для воздуха. Таким образом, каждая молекула вредных газов гарантированно контактирует с активированным углем и полностью им поглощается.
Работа даже самого эффективного фильтра может быть сведена на нет, если дымоуловитель не полностью захватывает загрязненный воздух. Поэтому огромную роль для эффективного удаления дыма играет дымоприемник — труба специальной формы, непосредственно всасывающая дым (рис. 3). Основная задача дымоприемника — забирать дым в точке его возникновения и делать это раньше, чем его вдохнет монтажник. Вот почему необходимо максимально приблизить дымоприемник к точке пайки. Полугибкая конструкция современных дымопремников позволяет удобно расположить их раструб в любом месте рабочей зоны. Наиболее продвинутые дымоприемники имеют регулируемые шарниры с изменяемой жесткостью. В каждом шарнире есть специальная пружина, поддерживающая дымоприемник на весу, и установлена воздушная заслонка, регулирующая воздушный поток.
Рис. 3. Эргономичные 50-мм дымоприемники: а) гибкий; б) гибкий с шарниром; в) шарнирный
Оптимальный диаметр дымоприемника для рабочего места радиомонтажника — 50 мм. Неоправданное увеличение диаметра не только ухудшает эргономику дымоприемника, но и приводит к уменьшению скорости воздушного потока при той же производительности системы. А скорость потока в точке пайки — это основной параметр, который регламентирован СанПиН и должен быть не менее 0,6 м/с. Чтобы обеспечить такую скорость потока в зоне 10 см от раструба с помощью дымоприемника диаметром 50 мм, достаточно иметь вытяжную систему производительностью 80 м3/ч на одно рабочее место. А вот для создания аналогичного потока с помощью дымоприемника диаметром 75 мм уже потребуется система с производительностью не менее 160 м3/ч на каждое рабочее место.
Большое значение имеет и форма раструба, установленного на конце дымоприемника. При работе с паяльником самый удобный вариант — трубка с косым срезом. Ее можно максимально приблизить к точке пайки, причем с любой стороны, и дымоприемник не будет загораживать или затенять рабочую зону. До недавнего времени чаще всего использовались раструбы в форме воронки, однако опыт показал, что раструб-воронка эффективен, только если расположен над источником дыма, но тогда воронка затеняет рабочую зону и мешает монтажнику. Кроме того, форма раструба в значительной степени влияет на воздушный поток, и чем шире воронка, тем он слабее. Например, если для трубки с косым срезом рабочая зона с гарантированной скоростью потока 0,6 м/с составляет 10 см, то для воронки — лишь 1-2 см, вот почему воронку располагают сверху, чтобы дым сам шел навстречу дымоприемнику.
Пожалуй, наиболее совершенный вариант для ручной пайки — щелевой раструб (рис. 4). Его размещают на небольшом расстоянии над рабочим столом или на уровне стола рядом с монтируемой печатной платой. Форма раструба в виде узкой горизонтальной щели не замедляет воздушный поток, как воронка, поскольку площадь сечения невелика. К тому же в конструкции раструба предусмотрен внутренний экран, равномерно распределяющий воздушный поток по всей длине щели. В какой бы точке платы ни работал монтажник, он не почувствует запаха флюса, даже низко склонившись над платой, поскольку дым будет уходить в дымоприемник горизонтально.
Рис. 4. Антистатический дымоприемник с щелевым раструбом
Помимо местных дымоуловителей на однодва рабочих места, существуют системы центрального дымоудаления, созданные на базе более мощных машин и способные обслуживать до 40 рабочих мест. Например, дымоуловитель BOFA V1000 рассчитан на работу 10 дымоприемников диаметром 50 мм (рис. 5). Как правило, мощный дымоуловитель устанавливают на некотором удалении от монтажного участка или в смежном помещении. С рабочими местами дымоуловитель соединяется системой антистатических пластиковых воздуховодов (рис. 6), которые собираются как конструктор под любую планировку помещения. Преимущества такой схемы подключения — тишина в рабочей зоне.
Рис. 5. Дымоуловитель BOFA V1000 на 10 рабочих мест
Рис. 6. Фрагмент схемы воздуховодов системы центрального дымоудаления
Дымоуловитель для паяльного оборудования
В отличие от паяльника, который является концентрированным источником дыма, паяльное оборудование, такое как конвекционные системы, тигли, некоторые печи оплавления, выделяет дым в гораздо большем количестве, и часто очень рассредоточен но. Здесь основную роль играет не скорость всасывания, а объем удаляемого воздуха. Поэтому дымоуловители для паяльного оборудования настроены по-другому: как правило, они создают менее глубокий вакуум, но имеют более высокую производительность и большие диаметры дымоприемников. Модельный ряд таких устройств начинается с системы BOFA V300E на 1-2 дымоприемника диаметром 75 мм (рис. 7). Благодаря высокой производительности и широкому дымоприемнику система позволяет эффективно удалять паяльный дым с большой площади. Конечно, V300E может быть использован и для паяльника, но за счет увеличенного диаметра дымоприемника, а для V300E — это только 75 мм, соответственно, скорость воздушного потока в рабочей зоне и эффективность будут ниже, чем у специализированных систем с диаметром дымоприемника 50 мм, например, таких как V200. Высокопроизводительное паяльное оборудование — машины волновой и селективной пайки, конвейерные печи и другие устройства,— как правило, оснащено специальным выходом для подключения вытяжки. Для таких систем используются более мощные дымоуловители, в частности, BOFA ORACLE. Это уже высокотехнологичные устройства, которые снабжены интеллектуальным интерфейсом IQ-Operation System (рис. 8), позволяющим управлять скоростью потока, контролировать состояние каждого фильтра в отдельности, реализовать самодиагностику и выполнять многое другое. Фильтры таких дымоуловителей отличаются большей емкостью и системой самоочистки DEEP-PLEAT.
Рис. 7. Дымоуловитель BOFA V300E для рассредоточенных источников дыма
Рис. 8. Панель управления дымоуловителя BOFA ORACLE IQ
Фильтровентиляционные системы для работы с клеями и растворителями
Область применения дымоуловителей не ограничивается только паяльными работами. Они широко используются везде, где необходимо очистить воздух от вредных примесей и запахов, и это не обязательно должен быть дым. Подобные системы незаменимы для работы с клеями, растворителями и прочей летучей химией. Блоки дымоуловителей в этом случае остаются те же, что и для пайки, но меняются фильтры и оснастка рабочего места. Поскольку химические испарения не содержат твердых частиц, нет необходимости в ХЭПА-фильтре, а вот объем угольного фильтра должен быть увеличен. Системы, оснащенные специальным химическим фильтром, обычно имеют индекс GF (Gas Filter) (рис. 9).
Рис. 9. Комплект для работы с клеями и растворителями BOFA V250-G
Дымоприемники, предназначенные для паяльных работ, не подходят для химии. Пары растворителей распространяются слишком быстро. Чтобы их полностью захватить, нужен полузамкнутый объем. Поэтому вместо дымоприемников используются специальные короба или так называемые вытяжные кабины, которые могут быть внушительных размеров и даже иметь встроенную систему очистки воздуха и подсветку, как, например, FC-1000 (рис. 10).
Рис. 10. Вытяжная кабина BOFA FC-1000 для работы с клеями и растворителями (размер 720 х 1080 x 740 мм)
Дымоуловители BOFA позволяют не только эффективно защитить персонал, но и выполнять все существующие требования по охране труда и окружающей среды, а кроме того, успешно пройти аттестацию рабочих мест. Их соответствие нормам СанПиН подтверждается экспертным заключением Федерального центра гигиены и эпидемиологии.