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Une usine de semi-conducteurs réduit la maintenance non planifiée de plus de 95 % et économise 85 700 $ par an grâce à un programme de traitement pour les systèmes à vide
Mise en contexte
Une usine de semi-conducteurs basée aux États-Unis était confrontée à des défis persistants dans l'exploitation et la maintenance de son système de pompe à vide à anneau liquide (PVAC), notamment un problème d'encrassement microbien. Plus précisément, le biofilm de l'usine contenait des niveaux élevés de fer, un sous-produit de la corrosion.
Cet encrassement avait un impact sur l'efficacité du transfert de chaleur et les performances du système, tout en nécessitant une maintenance fréquente et non planifiée des échangeurs thermiques pour les nettoyer. La fréquence de la maintenance allait de semestrielle à trimestrielle et, dans certains cas, mensuelle. Le client a porté le problème à l'attention de l'équipe de Nalco Water.
Analyse des causes profondes
En travaillant sur place avec le client, l'équipe de Nalco Water a trouvé des niveaux importants de bactéries visqueuses dans les échangeurs thermiques, causés par l'huile minérale contenue dans les unités, ajoutée au moment de la fabrication pour la protection contre la corrosion en cours de transport.
En raison des exigences de production de l'usine, les nouvelles unités PVAC ont été mises en service rapidement, sans avoir le temps d'enlever l'huile ou de nettoyer les surfaces internes. Lorsqu'une unité contaminée par de l'huile était mise en service, le processus de compression de chaque étape de fonctionnement déplaçait l'huile dans l'ensemble de l'unité. L'huile se retrouvait ainsi incrustée dans les surfaces du corps en fonte. L'huile se déposait dans l'ensemble de l'unité et entraînait la prolifération de bactéries, le point de contact entre l'eau et l'huile étant un excellent point de départ pour la prolifération bactérienne.
Un autre facteur contributif était le faible taux de rotation au sein des unités PVAC. Souvent, les installations disposent de plus d'une unité PVAC et peuvent n'en faire fonctionner qu'une seule à la fois. Cette période d'arrêt peut accélérer l'accumulation de bactéries dans l'échangeur en raison de l'absence de flux, la croissance microbienne étant plus fréquente dans les environnements d'eau stagnante.
Enfin, l'équipe s'est penchée sur la question des métaux du système. Bien que le biofilm contienne de grandes quantités de fer, tout programme de protection chimique contre la corrosion doit garantir la protection de tous les métaux mouillés. Les niveaux de fer dans le système atteignaient parfois jusqu'à 30 ppm, l'eau du système devenant alors rouge.
Solution
Nalco Water utilise souvent une approche intégrée mécanique/opérationnelle/chimique dans son processus de développement de solutions. Voici les mesures spécifiques mises en œuvre pour résoudre les problèmes de l'usine et éviter qu'ils ne se reproduisent à l'avenir :
Mesures mécaniques et opérationnelles
- Les nouvelles unités PVAC sont nettoyées avant d'être mises en service, afin d'éliminer toute trace d'huile minérale.
- Les employés du client ont reçu une formation de quatre heures sur le bon entretien des unités PVAC.
- La durée maximale de fonctionnement des unités PVAC a été fixée à une semaine, afin de permettre une bonne rotation des équipements.
- Les performances opérationnelles de toutes les unités PVAC sont surveillées par le Service Intelligence, propulsé par ECOLAB3D™. Les données du système ont permis au personnel d'identifier les unités présentant des performances hors normes, ce qui a nécessité des mesures correctives supplémentaires.
Mesure chimique : contrôle microbien
La résolution de l'encrassement microbien était la priorité de l'équipe. Le test Selecticide™ de Nalco Water a permis à l'équipe de choisir un biocide présentant l'efficacité potentielle la plus élevée et un risque opérationnel minimal. Le test compare les performances de divers biocides sur des échantillons d'eau du système dans une application particulière et évalue la réduction du nombre de microorganismes dans chaque échantillon. Par conséquent, le test aide à éliminer les incertitudes en indiquant le biocide approprié et la plage de dosage optimale pour un système particulier.
Mesure chimique : contrôle de la corrosion
Un produit chimique de contrôle de la corrosion a été ajouté au programme afin de minimiser la corrosion du fer.
Résultats
Les échangeurs ont été examinés après chaque modification apportée au programme. Sur une période de deux ans, les échangeurs thermiques ont été retirés huit fois, présentant chaque fois une diminution progressive du biofilm.
Avant la mise en œuvre de la solution de Nalco Water, la fréquence de nettoyage variait entre mensuelle, trimestrielle et semestrielle. À ce jour, l'usine affiche un record de 21 années sans aucun arrêt imprévu pour nettoyer les échangeurs thermiques. Cette réduction de la fréquence de nettoyage se traduit par des économies annuelles de 42 850 $ en main-d'œuvre et de 42 850 $ supplémentaires en coûts de nettoyage chimique.
En outre, les niveaux de fer dans l'eau du système ont été réduits de 97 %, passant de 30 ppm (indiquant une corrosion active) à 0,02-0,8 ppm. L'amélioration de la protection contre la corrosion permet au client de maximiser le temps de fonctionnement et de respecter la durée de vie prévue par le fabricant pour chaque unité PVAC.
Bien que cette histoire détaille les économies annuelles, il est important de noter la valeur ajoutée obtenue en maintenant ces gains : grâce à un soutien continu et à l'absence de nettoyages non planifiés au cours des 21 dernières années, les économies réalisées par le client se sont multipliées pour atteindre un total de 1,8 million de dollars.
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Économies annuelles
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Rentabilité
42 850 $ par an*d'économies en main-d'œuvre pour le nettoyage
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Coûts
42 850 $ par an*d'économies en coûts de nettoyage chimique
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Actifs
97 %*de réduction des niveaux de fer dans l'eau du système
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Économies totales
85 700 $ US par an
*Données fournies par le client