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Un fabricant de semi-conducteurs réduit de plus de 95 % les opérations d'entretien non programmées et économise 85 700 USD par an grâce à un programme de traitement du procédé de mise sous vide
Historique
Aux États-Unis, un fabricant de semi-conducteurs était confronté depuis longtemps à des défis en matière d'exploitation et d'entretien de son système de mise sous vide à anneau liquide, principalement en raison de contaminations microbiennes. Le biofilm du fabricant contenait en effet des niveaux élevés de fer, un sous-produit de corrosion.
La contamination avait un impact sur l'efficacité du transfert thermique et sur la performance du système, il était aussi souvent nécessaire d'effectuer des opérations d'entretien non programmées afin de nettoyer les échangeurs thermiques. La fréquence des entretiens pouvait être semestrielle, trimestrielle et dans certains cas, mensuelle. Le client fit alors part de ce problème à l'équipe de Nalco Water.
Analyse des causes fondamentales
En travaillant sur place avec le client, l'équipe de Nalco Water a détecté un niveau considérable de bactéries formant une matière visqueuse dans les échangeurs thermiques. Ces bactéries étaient dues à de l'huile minérale présente à l'intérieur des unités, et qui avait été appliquée au moment de la fabrication en vue de protéger contre la corrosion durant le transport.
En raison des demandes du fabricant en termes de production, les nouvelles unités avaient été mises en service rapidement, sans prendre le temps d'éliminer l'huile ou de nettoyer les surfaces internes. Une fois qu'une unité contaminée avec de l'huile était mise en service, la phase de compression de chaque étape d'exploitation transportait l'huile dans l'ensemble du matériel. L'huile s'est alors incrustée dans les surfaces du corps en fonte. L'interface entre eau et huile étant un excellent point de départ pour le développement bactérien, l'huile logée à l'intérieur de l'unité a entraîné la multiplication des bactéries.
Un autre facteur qui a contribué au problème était le manque de roulement entre les unités de mise sous vide. Bien souvent, les usines disposent de plusieurs unités et ne doivent en utiliser qu'une seule à la fois. Cette période d'arrêt peut accélérer l'accumulation de bactéries dans l'échangeur en raison du manque de circulation ; le développement microbien préfère en effet les environnements stagnants.
Enfin, l'équipe a étudié de manière complète la métallurgie des systèmes. Bien que le biofilm contenait beaucoup de fer, tout programme de protection contre la corrosion doit assurer la protection de tous les métaux en contact avec du liquide. Les niveaux de fer dans le système pouvait parfois atteindre jusqu'à 30 ppm, rendant ainsi périodiquement l'eau du système rouge.
Solution
Nalco Water emploie souvent une approche mécanique/opérationnelle/chimique pour son processus de développement de solution. Voici les étapes qui ont été mises en place pour résoudre ces problèmes et empêcher qu'ils ne se reproduisent à l'avenir.
Mécanique/opérationnel
- Nettoyage des nouvelles unités de mise sous vide avant la mise en service afin d'éliminer toute trace d'huile minérale
- Formation de quatre heures en faveur du personnel du client sur la bonne procédure d'entretien des unités de mise sous vide
- Le temps de fonctionnement maximal d'une unité de mise sous vide a été fixé à une semaine afin de maintenir un roulement adéquat du matériel
- Suivi des performances de toutes les unités de mise sous vide à l'aide de Service Intelligence, powered by ECOLAB3D™. Les données du système ont permis au personnel de l'usine d'identifier les unités au fonctionnement anormal nécessitant des mesures correctives supplémentaires.
Chimique : lutte contre les microbes
La priorité principale de l'équipe était de résoudre la contamination microbienne. Le test Selecticide™ de Nalco Water a permis à l'équipe de sélectionner l'agent biocide présentant la meilleure efficacité potentielle et le moins de risques pour les opérations. Le test compare la performance de divers biocides sur des échantillons d'eau du système dans une application particulière et il mesure la réduction du nombre de micro-organismes dans chaque échantillon. Le test permet ainsi d'éliminer les incertitudes en révélant l'agent biocide adéquat et les dosages optimaux pour un système donné.
Chimique : lutte contre la corrosion
Un élément de lutte chimique contre la corrosion a été ajouté au programme afin de minimiser la corrosion du fer.
Résultats
Les échangeurs ont été examinés après chaque modification du programme. Sur une période de deux ans, les échangeurs thermiques ont été retirés à huit reprises, et ils présentaient de moins en moins de biofilm à chaque examen.
Avant la solution de Nalco Water, le matériel devait être nettoyé de deux à quatre fois par an, voire même chaque mois. Aujourd'hui, le fabricant enregistre sa 21e année consécutive sans arrêt de travail non programmé pour nettoyer les échangeurs thermiques. Cette réduction de la fréquence de nettoyage permet de réaliser 42 850 USD d'économies en main-d'œuvre chaque année et 42 850 USD d'économies par an en produits chimiques de nettoyage.
Par ailleurs, les niveaux de fer dans l'eau du système ont été réduits de 97 %, d'un niveau atteignant 30 ppm (indiquant une corrosion active) à 0,02-0,8 ppm. La protection supérieure contre la corrosion permet au client de maximiser le temps de service et d'atteindre la durée de vie prévue par le fabricant pour chaque unité de mise sous vide.
Ce cas client nous montre les économies annuelles qui ont été réalisées mais il est aussi important de noter la valeur obtenue en maintenant ces gains : grâce à l'assistance continue et en l'absence de nettoyage non programmé pendant 21 ans, les économies réalisées par le client atteignent un total de 1,8 million de dollars.
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Économies annuelles
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Rentabilité
42 850 $ par an*Réduction de la main-d'œuvre de nettoyage
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Coût
42 850 $ par an*Réduction des coûts de produits chimiques de nettoyage
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Actifs
97%*Réduction des niveaux de fer dans l'eau du système
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Valeur totale apportée :
85 700 USD par an
*Données fournies par le client