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Fabbrica di semiconduttori riduce la manutenzione non pianificata di oltre il 95% e risparmia 85.700 dollari ogni anno con il programma di trattamento del vuoto di processo (PVAC)
Background
Una fabbrica di semiconduttori con sede negli Stati Uniti ha dovuto affrontare sfide a lungo termine nel funzionamento e nella manutenzione del proprio sistema di vuoto di processo ad anello liquido (PVAC), principalmente sotto forma di fouling microbico. Nello specifico, il biofilm della fabbrica conteneva alti livelli di ferro, un sottoprodotto della corrosione.
Questo fouling influiva sull'efficienza del trasferimento di calore e sulle performance del sistema, e richiedeva una manutenzione frequente e non pianificata degli scambiatori di calore per la pulizia. La frequenza della manutenzione variava da semestrale a trimestrale o, in alcuni casi, mensile. Il cliente ha portato il problema all'attenzione del team di Nalco Water.
Analisi delle cause di fondo
Lavorando sul posto con il cliente, il team di Nalco Water ha riscontrato livelli significativi di batteri responsabili della formazione di depositi viscosi negli scambiatori di calore, causati dall'olio minerale all'interno delle unità, che veniva aggiunto nel punto di produzione per la protezione dalla corrosione durante il trasporto.
A causa delle esigenze di produzione dello stabilimento, le nuove unità PVAC sono state avviate rapidamente, senza tempo per rimuovere l'olio o pulire le superfici interne. Una volta messa in funzione un'unità contaminata dall'olio, la fase di compressione di ciascuno stadio operativo spostava l'olio in tutta l'unità. Ciò ha incorporato l'olio nelle superfici dell'alloggiamento in ghisa. L'olio si depositava in tutta l'unità e causava la proliferazione dei batteri, poiché un'interfaccia acqua/olio è un eccellente punto di partenza per la crescita batterica.
Un altro fattore determinante è stata la mancanza di rotazione tra le unità PVAC. Le strutture spesso hanno più di un'unità PVAC e potrebbero richiedere il funzionamento di una sola unità alla volta. Questo periodo di inattività può accelerare l'accumulo di batteri nello scambiatore a causa dell'assenza di flusso; la crescita microbica favorisce ambienti con ristagni idrici.
Infine, il team ha confermato una conoscenza approfondita della metallurgia dei sistemi. Sebbene il biofilm contenesse elevate quantità di ferro, qualsiasi programma di protezione dalla corrosione chimica deve garantire che tutti i metalli bagnati siano protetti. I livelli di ferro nel sistema a volte raggiungevano i 30 ppm, con il risultato che l'acqua nel sistema diventava periodicamente rossa.
Soluzione
Nalco Water utilizza spesso un approccio meccanico/operativo/chimico integrato nel suo processo di sviluppo della soluzione. Ecco i passaggi specifici implementati per risolvere questi problemi e prevenire evenienze future.
Meccanico / operativo
- Pulizia delle nuove unità PVAC prima della messa in linea, per rimuovere ogni traccia di olio minerale
- Il personale del cliente ha ricevuto un training di quattro ore sulla corretta manutenzione delle unità PVAC
- Il tempo di funzionamento massimo dell'unità PVAC è stato impostato su una settimana, per supportare la corretta rotazione delle apparecchiature
- Le performance operative di tutte le unità PVAC sono state monitorate tramite Service Intelligence, con il supporto di ECOLAB3D™. I dati di sistema hanno aiutato il personale della fabbrica a identificare quando le unità funzionavano al di fuori delle specifiche, richiedendo ulteriori azioni correttive.
Chimico: controllo microbico
Risolvere il problema del fouling microbico era la prima priorità del team. Il test Selecticide™ di Nalco Water ha consentito al team di scegliere un biocida con la massima efficacia potenziale e un rischio operativo minimo. Il test confronta le performance di vari biocidi su campioni di acqua del sistema in una particolare applicazione e valuta la riduzione del numero di microrganismi in ciascun campione. Di conseguenza, il test aiuta a eliminare le congetture indicando il biocida appropriato e l'intervallo di dosaggio ottimale per un particolare sistema.
Chimico: controllo della corrosione
Al programma è stata aggiunta una sostanza chimica per il controllo della corrosione allo scopo di ridurre al minimo la corrosione del ferro.
Risultati
Gli scambiatori sono stati esaminati dopo ogni modifica al programma. Nel corso di un periodo di due anni, gli scambiatori di calore sono stati estratti otto volte, mostrando ogni volta progressivamente meno biofilm.
Prima della soluzione Nalco Water, la frequenza della pulizia variava da mensile a trimestrale o semestrale. Oggi, la fabbrica ha raggiunto il record di 21 anni senza interruzioni impreviste per pulire gli scambiatori di calore. Questa riduzione della frequenza della pulizia ha fruttato 42.850 dollari in risparmi annuali sulla manodopera, più ulteriori 42.850 dollari di risparmi annuali sulla pulizia chimica.
Inoltre, i livelli di ferro nell'acqua del sistema sono stati ridotti del 97%, dal massimo precedente di ben 30 ppm (che indica corrosione attiva) a 0,02-0,8 ppm. Una migliore protezione dalla corrosione supporta la capacità del cliente di massimizzare i tempi di attività e soddisfare la vita utile prevista dal produttore per ciascuna unità PVAC.
Sebbene questa storia descriva in dettaglio i risparmi sui costi annuali, è importante notare il maggiore valore ottenuto mantenendo questi vantaggi: grazie al supporto continuo e all'assenza di pulizie non pianificate in 21 anni, i risparmi sui costi del cliente sono stati combinati fino a raggiungere un totale di 1.8 milioni di dollari.
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Risparmi annuali
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Redditività
$42.850 all'anno*Riduzione della manodopera per la pulizia
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Costi
$42.850 all'anno*Riduzione dei costi per la pulizia chimica
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Impianto
97%*Riduzione dei livelli di ferro nell'acqua dell'impianto
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Valore totale offerto:
USD $85.700 ogni anno
*Dati forniti dal cliente