تحدث ESD، أو التفريغ الكهروستاتيكي، عندما ينتقل التيار الكهربائي فجأة بين جسمين مشحونين. في أغلب الأحيان، يحدث هذا نتيجة أفعال يومية مثل فرك مواد معًا، لمس أسطح، أو فصلها عن بعضها - وهي أفعال تحدث باستمرار في مصانع الإنتاج. عندما يجد الشحن الكهربائي غير المتوازن فرصة للهروب، فإنه قد يتسبب في أضرار جسيمة للإلكترونيات الحساسة التي يتم تجميعها في مرافق الإنتاج والغرف النظيفة على حد سواء. وبحسب أبحاث من مصادر مختلفة، فإن حوالي 25% من المكونات المعطوبة أثناء التصنيع تواجه مشاكل بسبب ESD. هذه الأرقام توضح سبب ضرورة قيام الشركات المصنعة بتحديد المناطق التي تتجمع فيها الشحنات الساكنة، واتخاذ خطوات للتحكم فيها قبل أن تؤدي إلى توقف مكلف أو خسائر في المنتجات.
يمكن أن تسبب التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) فوضى حقيقية في الإلكترونيات، مما يؤدي إلى مشاكل تستمر لأسابيع أو حتى سنوات بعد حدوثها. عندما تسوء الأمور على الفور، نلاحظ عادة توقف الأجهزة عن العمل تمامًا أو فشل المنتجات أثناء مراحل التصنيع والاختبار. هذا النوع من المشاكل يتسبب في صداع كبير للمصانع عندما تتوقف خطوط الإنتاج ويتم إهدار المال في إصلاح أو التخلص من البضائع التالفة. الأسوأ هو ما يحدث لاحقًا. في بعض الأحيان لا تظهر أضرار التفريغ الكهروستاتيكي على الفور، بل تخلق عيوبًا خفية تؤدي إلى تدهور أداء المنتجات بشكل أسرع من المتوقع. تشير الإحصائيات الصناعية إلى أن حوالي ثلث حالات فشل المكونات على المدى الطويل تنتج فعليًا عن مشاكل تتعلق بالكهرباء الساكنة. ولذلك، تحتاج الشركات إلى استراتيجيات حماية فعالة منذ اليوم الأول للإنتاج وحتى مرحلة استخدام العملاء النهائيين للمنتج. تحقيق هذا الأمر بشكل صحيح يعني تحكمًا أفضل في الجودة وحدوث صداع أقل على طول الطريق لكل المعنيين.
تمثل العيوب المخفية في المكونات الإلكترونية مشكلة كبيرة لأنها عادةً ما تظل غير مكتشفة حتى بعد بدء تشغيل الجهاز، لكن هذه المشكلات تؤدي في كثير من الأحيان إلى فشل النظام لاحقاً. وعادةً ما تنشأ معظم هذه المشكلات من تفريغ الكهرباء الساكنة (ESD) أثناء التصنيع أو التعامل مع المكونات، مما يؤدي إلى تلف الأجزاء الحساسة مثل المعالجات الدقيقة والشرائح الخاصة بالذاكرة. ما يجعل هذه المشكلة محبطة إلى هذا الحد هو الطابع العشوائي الذي تظهر به هذه الأعطال. أما بالنسبة للشركات، فإن التعامل مع مطالبات الضمان والاستدعاءات يكلف أموالاً طائلة، بينما يواجه العملاء أعطالاً غير متوقعة في أوقات لا يتوقعونها. تشير بعض الدراسات إلى أن الخسائر العالمية تصل إلى نحو 4 مليار دولار سنوياً فقط من جراء هذه المشكلات المتعلقة بتفريغ الكهرباء الساكنة، مما يبرز بأهمية كبيرة اتخاذ تدابير وقائية مناسبة. توفر المعايير مثل ANSI/ESD S20.20 خطوات عملية لإدارة مخاطر الكهرباء الساكنة في مرافق الإنتاج. ويساعد الالتزام بهذه البروتوكولات المصانع على تجنب هذه المفاجآت المكلفة ويضمن استمرار تشغيل منتجاتها بشكل صحيح لفترات أطول.
تعمل الأقمشة المضادة للسكون الكهربائي عن طريق إضافة ألياف موصلة للكهرباء إلى تركيبتها، مما يساعد على التخلص من الشحنات الساكنة. تسمح الخيوط الموصلة بتسرب الكهرباء بدلاً من تراكمها، وبالتالي تقل احتمالات حدوث مشاكل مزعجة تتعلق بتفريغ الساكن الكهربائي. بالنسبة للأماكن التي تُصنع فيها الإلكترونيات، فإن استخدام مواد مضادة للسكون الكهربائي ومُعتمدة منطقية لأن تفريغ الساكن الكهربائي يمكن أن يتلف المعدات الحساسة فعليًا ويقلل من جودة المنتجات النهائية. أظهرت الدراسات على مر السنين أن هذه الأقمشة الخاصة تحمي القطع الصغيرة من التلف الناتج عن الكهرباء الساكنة، مما يعني أداءً أفضل وعمرًا أطول للأجهزة الإلكترونية بشكل عام.
تأتي البدلات الخشبية للتحكم في الكهرباء الساكنة بعناصر تصميم خاصة تساعد على التخلص من تراكم الشحنات الكهربائية. من أبرز ما يميزها هو درزات الخياطة القوية إضافيًا والنسيج الذي يسمح بمرور الهواء دون أن يسمح بتجمع الكهرباء الساكنة. يجد العمال أن هذه البدلات مريحة بما يكفي لارتدائها طوال اليوم، حيث يمكنهم الانحناء والتمدد بشكل طبيعي دون الشعور بأي تقييد. من حيث الأداء الفعلي، فإن قدرة هذه البدلات على منع تفريغ الكهرباء الساكنة تعتمد حقًا على تلك التفاصيل التصميمية. الأشخاص الذين يعملون في أماكن يكون فيها حتى الشرر الصغير مهمًا يخبروننا بأن إيجاد التوازن الصحيح بين الحماية من الكهرباء الساكنة وقدرة الأداء المريحة يُحدث فرقًا كبيرًا. هذا هو السبب في أن هذه الملابس المتخصصة أصبحت ضرورية للغاية لأي شخص يعمل بالقرب من معدات إلكترونية حساسة أو مواد قابلة للاشتعال.
تتوفر السترات المضادة للإحاء على نوعين رئيسيين قابلة لإعادة الاستخدام وواحدة تستخدم لمرة واحدة، ولكل منهما ميزات وعيوب تبعًا لاحتياجات العمال. السترات القابلة لإعادة الاستخدام توفر المال على المدى الطويل لأنها تدوم لفترة أطول، حتى لو كانت تكلفتها الأولية أعلى. من ناحية أخرى، تكون السترات ذات الاستخدام الواحد عادةً أكثر سهولة في التعامل، وغالبًا ما تكون أفضل للبيئة بطريقة ما، على الرغم من أن الشركات تنتهي بإنفاق أكثر على المدى الطويل بسبب الحاجة إلى استبدالها باستمرار. تتطلب المهام المختلفة حلولًا مختلفة حقًا. تكون المعدات القابلة لإعادة الاستخدام هي الأفضل في الأماكن التي يرتديها العمال فيها يومًا بعد يوم مثل غرف النظافة أو أماكن التصنيع. أما بالنسبة للمهام المؤقتة أو مواقع العمل العابرة، فإن السترات ذات الاستخدام الواحد تكون منطقية لأنها تلغي متاعب التنظيف. وبحسب خبراء السلامة الذين تم استشارتهم مؤخرًا، لا يوجد خيار متفوق بشكل عام. ما يهم حقًا هو اختيار نوع الحماية المناسب لظروف العمل الفعلية وقيود الميزانية في مختلف المنشآت.
يُعدّ الاتصال الصحيح بالأرضي (Grounding) عاملاً مهمًا جدًا عند منع تفريغ الكهرباء الساكنة (ESD)، والذي يمكن أن يتسبب في أضرار جسيمة على الإلكترونيات الحساسة عبر مختلف الصناعات. عادةً ما تتضمن أنظمة التأريض أشياء مثل أحزمة المعصم، وأحذية خاصة مصممة لمنع تراكم الساكنة، وأنواع معينة من مواد الأرضيات التي تساعد في توجيه الكهرباء الساكنة بعيدًا قبل أن تسبب أي مشاكل. تعمل كل هذه العناصر معًا على إنشاء حماية يراها معظم الشركات ضرورية جدًا ضد مخاطر ESD. خذ على سبيل المثال مصانع الإنتاج، حيث أفادت الشركات التي استثمرت بشكل كبير في ممارسات تأريض جيدة بحدوث مشكلات أقل بكثير تتعلق بتلف المعدات نتيجة الصدمات الساكنة. وبالنظر إلى حماية المعدات باهظة الثمن، فإن تطبيق هذا الإجراء بشكل صحيح يوفّر الوقت والمال أيضًا، إذ يقلّ التوقف غير المخطط له عندما لا تتعرض المعدات لأعطال بسبب تفريغ كهربائي غير متوقع أثناء العمليات العادية.
يُعدّ الحفاظ على الرطوبة عند المستوى المناسب أمرًا بالغ الأهمية عند التعامل مع مشاكل الكهرباء الساكنة. عندما لا تكون الهواء جافًا جدًا أو رطبًا جدًا، تقل فرص تراكم تلك الصدمات الكهربائية المزعجة، مما يجعل التحكم في تفريغ الكهرباء الساكنة (ESD) أكثر سهولة في الإدارة. إن من الطرق الجيدة الأخرى استخدام أساليب التأين التي تقوم بشكل أساسي بإلغاء الشحنات الساكنة أثناء تشكّلها، مما يوفّر حماية مستمرة ضد التفريغات المفاجئة. لقد قام العديد من مصانع الإنتاج بتثبيت هذه الأنظمة المؤينة ولاحظوا تحسنًا ملحوظًا في جهودهم لمكافحة التفريغ الكهروستاتيكي. عادةً ما تحمي الشركات التي تستثمر في معدات تحكم مناسبة في الرطوبة إلى جانب أجهزة المؤين معداتها الإلكترونية باهظة الثمن بشكل أفضل، مما يقلل من الأضرار الناتجة عن الانفجارات غير المتوقعة من الكهرباء الساكنة التي قد تؤدي إلى إتلاف المكونات الحساسة.
إن استخدام معدات ESD المكملة المناسبة يُحدث فرقاً كبيراً في حماية الأجهزة ضد التفريغ الكهروستاتيكي. تلعب عناصر مثل القفازات المضادة للإحصاء، والفرش الموصلة، والتعبئة الخاصة دوراً مهماً بالتعاون مع الزي الموحد في تعزيز الحماية. صُنعت هذه القفازات والفرش خصيصاً لتتمكن من التعامل مع الكهرباء الساكنة، ولذلك يجب أن تكون جزءاً من أي خطة جادة لحماية ESD. وعند نقل القطع الإلكترونية الحساسة، تصبح التعبئة الآمنة من نوع ESD ضرورة مُلحة. المواد المستخدمة في هذه التعبئة تمنع تراكم الشحنات الكهروستاتيكية أثناء الشحن أو المناورة. تتصل جميع هذه العناصر ببعضها البعض كقطع الألغاز لتشكل دفاعاً قوياً ضد أحداث ESD. وفي حال عدم استخدامها، قد تتعرض المعدات باهظة الثمن للتلف، ويتباطأ الإنتاج، مما يؤدي إلى إنفاق الشركات للمال على إصلاح مشاكل كان يمكن تجنبها لو وُجدت وسائل الحماية الملائمة.
من المهم جدًا معرفة الفرق بين الأقمشة الموصلة والمشتتة عند اختيار ملابس العمل المضادة للسكون الكهربائي في البيئات الصناعية. فالأقمشة الموصلة تسمح بمرور التيار الكهربائي عبر أليافها، مما تخلق مسارات لتفريغ الشحنات الكهروستاتيكية بسرعة. أما الأقمشة المشتتة فتعمل بشكل مختلف، إذ أنها تبطئ من تدفق الكهرباء بدلًا من الإفراج عنها مرة واحدة، مما يساعد على تجنب الصدمات المفاجئة التي يكرهها الجميع. تظهر كلا النوعين في الملابس المضادة للسكون الكهربائي، ولكن ما هو الأكثر فاعلية يعتمد حقًا على نوع البيئة التي يتعامل معها العمال يوميًا. وقد وضعت منظمات المعايير مثل ASTM وIEC قواعد لمدى موصلية المواد المختلفة حسب التطبيقات المختلفة لضمان سلامة الأشخاص من خطر التفريغ الكهروستاتيكي (ESD). وعندما اختبرت المختبرات هذه الأقمشة جنبًا إلى جنب، وجدت أن الخيارات الموصلة تميل إلى التخلص من الكهرباء الساكنة بشكل أسرع، مما يجعلها مفيدة بشكل خاص في الأماكن التي قد تؤدي فيها كميات صغيرة جدًا من التفريغ الكهروستاتيكي إلى إتلاف الإلكترونيات الحساسة أثناء عمليات التصنيع.
يهتم العمال بالراحة بقدر اهتمامهم بالمتانة عندما يتعلق الأمر بتحقيق نتائج جيدة من الموظفين العاملين في ظروف خطرة. عندما يرتدي الموظفون ملابس عمل تناسبهم بشكل صحيح ولا تحبس الحرارة، فإنهم عادةً ما يكونون أكثر رضاً عن وظائفهم ويذكرون ارتداء تلك العناصر الوقائية يومًا بعد يوم. لا أحد يرغب في ارتداء ملابس تسبب الحكة طوال الصباح أثناء التعامل مع مكونات حساسة. بالمناسبة، تصبح المتانة مهمة للغاية في أماكن مثل مصانع الإلكترونيات. تُغسل الزي الرسمي في هذه الأماكن باستمرار وتتعرض للكثير من التآكل أثناء العمليات اليومية، ومع ذلك يجب أن تحافظ على خصائص الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD). ذكر العديد من مديري المصانع تسجيل معدلات أفضل في الحضور وانخفاض معدلات الحوادث بمجرد الانتقال إلى معدات يرغب العمال في ارتدائها بالفعل. في نهاية المطاف، يضمن توفير ملابس واقية تؤدي وظيفتها بشكل جيد من حيث الراحة والاستخدام الطويل تحقيق إنتاج مستمر وسلس دون تعريض الأشخاص للخطر.
لكي تعمل البدلات المضادة للإحاء بشكل فعال، يجب أن تكون جزءًا من خطة أوسع للسلامة من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD). ويجب أن تشمل الخطة التدريب المناسب للموظفين، إلى جانب الفحوصات الدورية للتأكد من التزام الجميع بالقواعد. عادةً ما تُحدث الشركات التي تقوم بذلك بشكل صحيح إرشادات السلامة الخاصة بها بشكل منتظم، لضمان توافق البدلات مع معدات الحماية الأخرى مثل مواد التعبئة المُتوافقة مع معايير ESD والقفازات الموصلة. انظر إلى المصانع حيث يكون الامتثال لمعايير ESD الأكثر فعالية – ما الذي يُحقق نجاحها؟ إنهم يجمعون بين ملابس السلامة عالية الجودة والالتزام الصارم بالإجراءات على نطاق واسع. تُبلغ هذه الشركات عن عدد أقل من الحوادث لأنها تتعامل مع التحكم في الكهرباء الساكنة باعتباره أمرًا مستمرًا وليس مجرد شراء للمعدات مرة واحدة. النقطة الأساسية؟ قم بمراجعة دورية لكيفية تناسب البدلات ضمن العمليات اليومية ولا تنسَ تلك الخطوات البسيطة ولكن الحاسمة بين الفينة والأخرى.
أماكن العمل التي تسعى إلى التعامل مع مخاطر الإفرازات الكهربائية (ESD) بشكل صحيح تحتاج إلى اتباع معايير ANSI/ESD S20.20. هذه المعايير تعطي تعليمات مفصلة حول وضع برامج فعالة لمكافحة ESD التي تحمي ليس فقط المعدات ولكن أيضاً الموظفين من المخاطر المحتملة. عندما يتعلق الأمر بالحصول على الملابس الآمنة ضد الإس دي إد المعتمدة وفقا لهذه المعايير، هناك القليل من المشاركة. تتضمن العملية اختبارات مختلفة للتحقق من ما إذا كانت الملابس تعمل بالفعل ضد مشاكل الكهرباء الثابتة. عادة ما تنظر الاختبارات إلى مدى مقاومة المواد للكهرباء ومدى سرعة فقدانها لأي شحنة تراكمت. الحصول على هذا التصديق مهم لكل من يشارك حقاً المنتجون يعرفون أن منتجاتهم تلبي قواعد صناعية مهمة، بينما يحصل العملاء على شيء يمكنهم الوثوق به لن يفشل عندما يحتاجون إليه أكثر. خذ الملابس المعتمدة على ESD على سبيل المثال، فهي تساعد على خفض حالات انهيار المعدات مما يوفر المال للشركات العاملة في القطاعات التي تكلف فيها حتى الأخطاء الصغيرة أموالًا كبيرة، فكر في تصنيع الإلكترونيات أو مختبرات الأدوية.
لقد أصبح معيار EN 61340-5-1 ضروريًا لسلامة التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) في العديد من مناطق أوروبا، خاصة في الأماكن التي تحدث فيها تصنيع الإلكترونيات بشكل منتظم. ما يقوم به هذا المعيار بشكل أساسي هو وضع جميع أنواع الإجراءات والممارسات اللازمة لإدارة الكهرباء الساكنة بشكل صحيح. فهو يغطي تقريبًا كل ما يحتاجه الأمر - من كيفية تصميم المباني، إلى الطرق الصحيحة لتوصيل العاملين بالأرض، وحتى التأكد من عدم تراكم شحنات خطرة على الآلات. الشركات التي تلتزم بهذه القواعد عادة ما تطبق أشياء مثل الأرضيات الخاصة التي تصرف الكهرباء بعيدًا، والملابس المصنوعة خصيصًا لمنع تراكم الكهرباء الساكنة. هذه الإجراءات تخلق ما يشبه منطقة عازلة بين العمال والمكونات الإلكترونية الحساسة. عندما تبدأ الشركات باتباع هذه المعايير بجدية، فإن العمليات تسير بشكل أكثر سلاسة ككل. خذ كمثال شركة ألمانية كبرى لتصنيع الإلكترونيات، حيث لاحظت بعد تطبيق متطلبات EN 61340-5-1 أن معداتها أصبحت تدوم لفترة أطول، وأن إنتاجها أصبح أكثر اتساقًا من يوم لآخر.
يلعب الاختبار المنتظم دوراً أساسياً في الحفاظ على الامتثال لمعايير ESD، وذلك لضمان استمرار ملابس مضادة للكهرباء الساكنة في العمل بشكل صحيح مع مرور الوقت. وعادةً ما تشمل الاختبارات عدة جوانب مثل قياس مقاومة السطح، والتحقق من مدى فعالية الملابس في التخلص من الكهرباء الساكنة، ودراسة الظروف البيئية التي تؤثر على مستويات حماية ESD. تحدد معظم المعايير متى يجب إجراء هذه الاختبارات بشكل دوري، وعادة ما يكون ذلك مرة كل شهر إلى مرة كل ثلاثة أشهر، اعتمادًا على نوع الصناعة التي يعمل بها الشخص ومستوى المخاطر المحيطة. يؤكد خبراء المجال على أهمية الفحوصات المستمرة، نظرًا لأن المصانع والمواد المستخدمة فيها تميل إلى التغيّر مع الوقت. فعندما تبدأ الشركات مثلاً باستخدام أقمشة أو معدات جديدة، قد يصبح من الضروري تعديل طرق الاختبار لضمان استمرار كفاءة الوقاية من مشاكل ESD.
EN
