Κοραή 31, Μοσχάτο
info@inquality.gr
Υπηρεσίες & Εξοπλισμός Ποιοτικού Ελέγχου

ΦασματογράφοιΕυρωπαϊκή Οδηγία RoHS – Έλεγχος με Φασματογράφους XRF Sciaps

21 Ιανουαρίου, 2022
Τι περιγράφει η Ευρωπαϊκή Οδηγία RoHS

Η Ευρωπαϊκή Οδηγία RoHS, προέρχεται από τις λέξεις “Restriction of Certain Hazardous Substances”  και στα ελληνικά θα μεταφραζόταν ως “Περιορισμός συγκεκριμένων επικίνδυνων ουσιών”.

Ποιοι είναι όμως οι λόγοι που οδήγησαν το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο στην έκδοση της οδηγίας RoHS ?

Ο ηλεκτρικός και ηλεκτρονικός εξοπλισμός (ΗΗΕ) περιέχει αυτά τα είδη των επικίνδυνων ουσιών. Η άνοδος της παραγωγής και χρήσης ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών προϊόντων, όπως κινητά τηλέφωνα, υπολογιστές, συσκευές κουζίνας κ.ά, έχει ως αποτέλεσμα την ταχεία αύξηση της ποσότητας των αποβλήτων ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού εξοπλισμού (ΑΗΗΕ) που παράγονται κάθε χρόνο στην ΕΕ.

Κατά τη χρήση, τη συλλογή, την επεξεργασία και την απόρριψη τέτοιων αποβλήτων, τα προϊόντα ενδέχεται να απελευθερώσουν επιβλαβείς ουσίες όπως μόλυβδο, υδράργυρο, κάδμιο,   εξασθενές χρώμιο που μπορούν να προκαλέσουν μεγάλα προβλήματα τόσο στο περιβάλλον όσο και στην ανθρώπινη υγεία.

Για την αντιμετώπιση αυτής της τεράστιας οικολογικής πρόκλησης και στοχεύοντας στην προστασία της ανθρώπινης υγείας, η νομοθεσία της ΕΕ προσπαθεί από το 2003 να περιορίσει τη χρήση ορισμένων επικίνδυνων ουσιών στον ηλεκτρικό και ηλεκτρονικό εξοπλισμό μέσω της Οδηγίας RoHS Directive 2011/65/EΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου. Η πλέον επικαιροποιημένη οδηγία RoHS στην ΕΕ είναι η 2015/863 της 31.03.2015, (η οποία και αποτελεί τροποποίηση της 2011/65) και η οποία ορίζει τους κανόνες
για τον περιορισμό της χρήσης επικίνδυνων ουσιών στον ηλεκτρικό και ηλεκτρονικό εξοπλισμό (ΗΗΕ).

Ποιες κατηγορίες ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού εξοπλισμού αφορά;

Οι κατηγορίες ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού εξοπλισμού (ΗΗΕ) που καλύπτει η οδηγία RoHS 2015/863 του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου είναι:

  1. Μεγάλες οικιακές συσκευές
  2. Μικρές οικιακές συσκευές
  3. Εξοπλισμός τεχνολογίας πληροφοριών και τηλεπικοινωνιών
  4. Καταναλωτικά είδη
  5. Είδη φωτισμού
  6. Ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά εργαλεία
  7. Παιχνίδια και εξοπλισμός αναψυχής και αθλητισμού
  8. Ιατροτεχνολογικά προϊόντα
  9. Όργανα παρακολούθησης και ελέγχου, συμπεριλαμβανομένων των βιομηχανικών
  10. Αυτόματοι διανομείς
  11. Άλλα είδη ΗΗΕ που δεν καλύπτονται από καμία από τις ανωτέρω κατηγορίες
Ποιες είναι οι “απαγορευμένες” ουσίες;

Σύμφωνα με την οδηγία RoHS 2015/863, θα πρέπει να ελέγχεται η συγκέντρωση των  ακόλουθων δέκα (10) ουσιών, έτσι ώστε να διαπιστωθεί η συμμόρφωση ή όχι  ενός προϊόντος ως προς την οδηγία RoHS.

Α/Α Ουσίες που υπόκεινται σε περιορισμό Μέγιστη επιτρεπτή συγκέντρωση κατά βάρος ομοιογενούς υλικού
1. Μόλυβδος 0,1 %
2. Υδράργυρος 0,1 %
3. Κάδμιο 0,01 %
4. Εξασθενές χρώμιο 0,1 %
5. Πολυβρωμοδιφαινύλια (PBB) 0,1 %
6. Πολυβρωμοδιφαινυλαιθέρες (PBDE) 0,1 %
7. Φθαλικό δις-(2-αιθυλεξύλιο (DEHP) 0,1 %
8. Φθαλικό βενζύλιο βουτύλιο (BBP) 0,1 %
9. Φθαλικό διβουτύλιο (DBP) 0,1 %
10. Φθαλικό δισοβουτύλιο (DIBP) 0,1 %

Οι περιορισμοί που περιγράφονται στην οδηγία RoHS αφορούν το υλικό του κάθε τμήματος του προϊόντος. Αυτό σημαίνει ότι τα ανωτέρω όρια δεν αναφέρονται στο βάρος του τελικού προϊόντος, ή ακόμη και σε ένα από τα συστατικά του, αλλά σε οποιοδήποτε μεμονωμένο υλικό που θα μπορούσε (θεωρητικά) να διαχωριστεί μηχανικά.

Ας δούμε για παράδειγμα τι ισχύει στην περίπτωση ελέγχου ενός πλαστικού διακόπτη μιας συσκευής που είναι κατασκευασμένος από πλαστικό, το οποίο περιέχει την ουσία ΡΒΒ η οποία λειτουργεί σαν επιβραδυντικό φλόγας. Ας υποθέσουμε  ότι μετά από έλεγχο βρέθηκε ότι η συγκέντρωση της ουσίας PBB είναι 2000 ppm (0,2%), τότε ολόκληρη η συσκευή αδυνατεί να συμμορφωθεί με την οδηγία RoHS. Παράλληλα όμως θα πρέπει να ελεγχθούν, το ελατήριο που υπάρχει εντός του διακόπτη, η επικασσιτέρωση ενός καλωδίου, η πλακέτα του τυπωμένου κυκλώματος (PCB), το υλικό των αντιστάσεων, το υλικό των πυκνωτών και οποιοδήποτε άλλο μεμονωμένο υλικό του τελικού προϊόντος.

Οτιδήποτε μπορεί να αναγνωριστεί ως ομοιογενές υλικό πρέπει να πληροί τα ανωτέρω όρια.

Για να διαθέτει ένα προϊόν την πιστοποίηση CE θα πρέπει μεταξύ άλλων να διαθέτει την πιστοποίηση σύμφωνα με την οδηγία RoHS

Τι σημαίνει συμμόρφωση με την οδηγία RoHS;

Η συμμόρφωση με την RoHS σημαίνει ότι ένα προϊόν έχει ελεγχθεί από μια ανεξάρτητη αρχή, όσον αφορά τις ανωτέρω  απαγορευμένες ουσίες. Φυσικά, οι δοκιμές θα πρέπει να επιβεβαιώσουν ότι τα επίπεδα των ανωτέρω δέκα (10) ουσιών βρίσκονται κάτω από το όριο RoHS. Όλα τα προϊόντα με ηλεκτρικό και ηλεκτρονικό εξάρτημα, εκτός κάποιων εξαιρέσεων, θα  πρέπει να συμμορφώνονται με την οδηγία RoHS.

Εάν ένα προϊόν διαθέτει πιστοποίηση RoHS, αυτό σημαίνει ότι η αναλογία των επικίνδυνων  ουσιών περιορίζεται στο μέγιστο επιτρεπόμενο.

Μέθοδοι Ελέγχου

Η πιο απλή αλλά και κλασσική μέθοδος που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο συμμόρφωσης ενός προϊόντος με την οδηγία RoHS, είναι η φασματοσκοπία φθορισμού ακτίνων Χ (XRF), σύμφωνα με το πρότυπο ASTM F2617 ή  το πρότυπο IEC 62321-3-1.

Οι φασματογράφοι XRF μπορεί να είναι είτε φορητοί είτε επιτραπέζιοι. Φυσικά, λόγω ευκολίας χρήσης,  οι πλέον διαδεδομένοι είναι οι φορητοί φασματογράφων XRF, αφού επιτρέπουν τον επιτόπιο έλεγχο και επιπλέον μπορούν να εστιάσουν στα μέρη του προϊόντος που έχουν τον υψηλότερο κίνδυνο να περιέχουν τις απαγορευμένες ουσίες σε συγκεντρώσεις μεγαλύτερες των επιτρεπόμενών ορίων.

Άλλες εργαστηριακές μέθοδοι ελέγχου RoHS είναι:

  • Υπέρυθρης φασματοσκοπίας μετασχηματισμού Fourier (Fourier Transform Infra-red Spectroscopy (FTIR))
  • Ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης (Scanning Electron Microscope (SEM))

Με την εμφάνιση της οδηγίας 2015/863, για την ανάλυση των τεσσάρων προστιθέμενων φθαλικών ενώσεων, απαιτούνται πρόσθετες δοκιμές για να εξακριβωθούν τα επίπεδα αυτών των ενώσεων, οι οποίες εκχυλίζονται με διαλύτη. Ο διαλύτης εκχύλισης στη συνέχεια αναλύεται για την παρουσία φθαλικών ενώσεων χρησιμοποιώντας αέρια χρωματογραφία συζευγμένη με φασματομετρία μάζας (GC/MS) ή συζευγμένη με ανίχνευση ιονισμού φλόγας (GC/FID).

Εξοπλισμός ελέγχου RoHS με την χρήση Φορητού Φασματογράφου XRF της SciΑps USA

Όπως είδαμε προηγουμένως οι φορητοί φασματογράφοι XRF είναι μια απόλυτα εγκεκριμένη μέθοδος για τον έλεγχο συμμόρφωσης προϊόντων ως προς την οδηγία RoHS.

Οι φορητοί φασματογράφοι XRF της SCIAPS αποτελούν το ιδανικό εργαλείο για τον Γρήγορο & Εύκολο έλεγχο συμμόρφωσης με την οδηγία RoHS ηλεκτρικών & ηλεκτρονικών συσκευών όπως:

  • Εξωτερικά εξαρτήματα και υλικά όπως περίβλημα, πλαστικά μέρη κ.λπ.
  • Εξαρτήματα υποσυναρμολόγησης όπως PCBA
  • Άλλα εξαρτήματα εσωτερικά του προϊόντος, όπως διακόπτες, σύρματα, βύσματα κ.λπ.
  • Εξαρτήματα όπως σύρμα καλωδίων, προσαρμογείς κ.λπ.

Με μια πολύτιμη δεκαετή εμπειρία σε ελέγχους συμμόρφωσης, η SciAps παράγει φορητούς φασματογράφους XRF με στόχο να είναι όσο πιο γρήγοροι και ακριβείς γίνεται για να καλύψουν τις αυξανόμενες ανάγκες που προκύπτουν από αυτή την οδηγία.

Οι φασματογράφοι XRF της SCIAPS συμμορφώνονται με τα διεθνή πρότυπα IEC 62321-3-1 και ASTM F2617 και προτιμώνται έναντι άλλων τεχνολογιών για πολλούς λόγους, εκ των οποίων οι κυριότεροι είναι:

  • Ταχύτητα και ακρίβεια.
  • Φορητότητα και δυνατότητα ελέγχου ακριβώς στα σημεία υψηλού ενδιαφέροντος
  • Χαμηλό κόστος κτήσης και συντήρησης αλλά και μηδενικό κόστος εγκατάστασης
  • Ευκολία στην χρήση ακόμα και από μη εξειδικευμένους χρήστες
  • Δυνατότητα χρήσης σε άλλες εφαρμογές πέραν της συμμόρφωσης RoHS
  • Δυνατότητα στοιχειακής ανάλυσης αλλά και μέτρησης πάχους επίστρωσης

Προσφέρονται τα ακόλουθα τρία (3) μοντέλα φασματογράφων XRF της SciAps για γρήγορη και ακριβής ανάλυση στα στοιχεία RoHS Pb, Hg, Cd, Br και Cr:

X-550 XRF X-200 XRF X-50 XRF
Το X-550 είναι διαθέσιμο με τις εφαρμογές:

RoHS και Halogen-Free, προσφέροντας γρήγορη & ακριβή ανάλυση των στοιχείων RoHS Pb, Cd, Br, ολικού Cr και Hg, και  Cl για απαιτήσεις “Halogen-Free”.

H υψηλής ισχύος πηγή ΧRAY που διαθέτει το X-550 παρέχει ταχύτατη ανάλυση Cl.
Ζυγίζοντας μόνο 1,2 κιλά είναι ο ελαφρύτερος φασματογράφος που κατασκευάστηκε ποτέ, με γνώμονα πάντα όμως την ανθεκτικότητα, αφού διαθέτει μεταλλικό περίβλημα.

Λειτουργεί με 3 διαφορετικές συνθήκες δέσμης για βελτιστοποιημένα όρια ανίχνευσης σε ολόκληρο τον περιοδικό πίνακα. Αυτοματοποιημένη αναγνώριση τύπου δείγματος (ROHS πολυμερούς και RoHS κράματος). Με κάμερα για φωτογραφική τεκμηρίωση. Ανταγωνιστική τιμή και με επιδόσεις πολύ συμβατές με το X550 και με βάρος μόλις 220 γραμμάρια περισσότερα από το X-550. Η πιο οικονομική αλλά και ολοκληρωμένη πρόταση της SciAps για βασική ανάλυση συμμόρφωσης με την οδηγία RoHS.
Αποτελεί την Value for Money πρόταση της SciAps.Μπορεί εύκολα προσαρμόζοντας τον φασματογράφο σε μια σταθερή βάση να μετατραπεί σε εργαστηριακή συσκευή προσφέροντας πολλές & εύκολες αναλύσεις RoHS

Oι φορητοί φασματογράφοι XRF της SciAps πέραν από την δυνατότητα ανάλυσης του μόλυβδου, καδμίου, χρωμίου, υδραργύρου και ολικού βρωμίου προσφέρουν και πρόσθετες ταξινομήσεις όπως:

  • Πράσινο για RoHS, που σημαίνει συμμόρφωση με το RoHS
  • Έλεγχο παρουσίας βρωμιούχων και χλωριωμένων οργανοφωσφορικών επιβραδυντικών φλόγας (BFRs και Cl-OPFRs) τα οποία περιέχουν κυρίως Cl, Br και Sb . Οι ουσίες αυτές βρίσκονται σε πλαστικά καταναλωτικά είδη.

Καθώς αυξάνονται οι κανονισμοί, η δωρεάν εφαρμογή «RoHS App» της SciAps σας δίνει την δυνατότητα να ρυθμίσετε περαιτέρω τον φασματογράφο σας. Συγκεκριμένα, η εφαρμογή «RoHS App» προσφέρει τις εξής δυνατότητες:

  • Προσθήκη κι άλλων στοιχείων όπως Ni, Sb, Ba κ.ά.
  • Προσαρμογή των επιπέδων επιτυχίας/αποτυχίας στη συμμόρφωση σύμφωνα με αυτά που απαιτούνται ανά πάσα χρονική στιγμή.
  • Η αυτόματη αναγνώριση του υλικού, διασφαλίζει ότι ανεξάρτητα από το πώς θα τοποθετηθεί το δείγμα μπροστά από το παράθυρο/ανιχνευτή του φασματογράφου, τα αποτελέσματα θα είναι σωστά.
  • Η πλατφόρμα το Android OS επιτρέπει σημαντικές δυνατότητες προσαρμογής και διαχείρισης δεδομένων, κάθε φορά που υπάρχουν διαθέσιμες νέες πληροφορίες.

Οι φορητοί φασματογράφοι XRF της SciAps μπορούν να διαμορφωθούν  έτσι ώστε να σας προσφέρουν κάλυψή σε πολλούς κανονισμούς οπότε μπορείτε να αξιοποιήσετε πλήρως τον φασματογράφο σας με μόνο μια εφαρμογή, την «RoHS App».

 

Επικίνδυνη ουσία Οδηγία Συμμόρφωσης
RoHS/WEEE CPSIA Halogen Free/Green
Cd <100 ppm
Cr Cr6+ <1000 ppm
Hg <1000 ppm
Pb <1000 ppm <100 ppm
Br PBB PBDE <1000 ppm <900 ppm
Cl <900 ppm
Br + Cl <1500 ppm
Sb Sb2O3 <900 ppm

Εάν ένα από τα μοντέλα X550, X200 ή X50 των φασματογράφων XRF της SciaAps, τοποθετηθεί στην ειδική βάση (Test Station) τότε μπορεί εύκολα να μετατραπεί σε ένα σταθερό επιτραπέζιο φασματογράφο XRF, επιτρέποντάς σας να εκτελέσετε εκατοντάδες ελέγχους την ημέρα. Αυτό επιτυγχάνεται απλά με την χρήση του λογισμικού SciAps Profile Builder, το οποίο θα πρέπει να εγκατασταθεί σε Η/Υ ή tablet.

Πιο συγκριμένα, το μοντέλο Χ50 της SciaAps θεωρείται η πλέον βέλτιστη λύση σε θέμα value for money. Η τεχνολογία ανιχνευτή  PinN του Χ50 επεξεργάζεται περίπου 10 φορές χαμηλότερους ρυθμούς μέτρησης ακτίνων Χ από την τεχνολογία ενός ανιχνευτή SDD του Χ200, με αποτέλεσμα 3 φορές μείωση της ακρίβειας. Περιλαμβάνει τον ίδιο προηγμένο X-Ray tube (λειτουργεί στα 50 kV μέγ.), ενσωματωμένη κάμερα, βίντεο και πλατφόρμα Android.

Ωστόσο, για πολλές εφαρμογές RoHS/WEEE, η απόδοση του X-50 είναι απόλυτα ικανοποιητική και σε ιδιαίτερα χαμηλότερη τιμή.

Τεχνικά χαρακτηριστικά X 50

Tube Power 5 W
keV 50 keV
Max uA 200 uA
Detector Si Pin
Processing Speed 1.2 GHz CPU,

1 GB RAM

                                              

Τύπος Ελέγχου Χρόνος
Testing Time 60 sec
Typical Alloy Test 60 sec
LOD: Polymer Pb 2 ppm
LOD: Polymer Cd 4 ppm
LOD: Polymer Cr 2 ppm
LOD: Polymer Cl 60 ppm
LOD: Cu Alloy Cd 8 ppm
LOD: Sn Alloy Pb 80 ppm

 

Savvas Dakalis