Hintergrund

Eine große Halbleiterfabrik in den USA hatte mit einer Reihe von betrieblichen Problemen in ihren Prozesskühlwasserkreisläufen (PCW) zu kämpfen, die sich in mehrfacher Hinsicht negativ auf den Standort auswirkten:

Die Versorgungsmanager der Fabrik vermuteten einige dieser Probleme, aber es fehlten aussagekräftige Daten, um die Auswirkungen der Probleme zu diagnostizieren und zu quantifizieren. Dies erschwerte es der Fabrik, Prioritäten für die Fehlerbehebung und Korrekturmaßnahmen zu setzen.

Lösung

Die Fabrik führte ein Programm von Nalco für die Wasserbehandlung ein, um ihr PCW-System zu verwalten.​​​​​​​ Um die Wasserqualität innerhalb der PCW-Kreisläufe zu verwalten, wurde ein 3D-TRASAR™-Programm  eingeführt, das folgende Möglichkeiten bietet:

• inertes Markierungsmittel zur Überwachung von Wasserverlusten, die in PCW-Systemen üblich sind​​​​​​​
• Korrosionsmessung in Echtzeit zur Bestätigung der Korrosionsschutzleistung​​​​​​​
• pH- und Leitfähigkeitsmessung in Echtzeit zur Erkennung von Prozessleckagen​​​​​​​

Kurz nach der Inbetriebnahme zeigten die Daten des 3D TRASAR Controllers zum ersten Mal Wasserlecks in den PCW-Kreisläufen.

Auf der Grundlage der Zerfallsrate des inerten Markierungsmittels über einen bestimmten Zeitraum und des bekannten Volumens der Kreisläufe war eine genaue Berechnung des Wasserverlustes möglich. Zuvor war die Position des Zusatzwasserventils zu den Kreisläufen der einzige Hinweis auf Wasserverlust.

Als Nächstes wurde es dem Versorgungsmanagementteam der Fabrik und den Anlagenbesitzern ermöglicht, Leckagen zu identifizieren, sodass geeignete Abhilfemaßnahmen ergriffen werden konnten. Dabei wurde folgender Ansatz verfolgt:​​​​​​​

1. Den PCW-Kreisläufen wurde ein spezielles fluoreszierendes Markierungsmittel beigemischt, das zur Unterscheidung von der Behandlungschemie auf einer anderen Wellenlänge gemessen wurde.
2. Die Gerätebesitzer erhielten Fluoreszenzstifte zur Überprüfung jedes Bodenablaufs. Dieser Test wurde entwickelt, um schnell, einfach und zuverlässig zu sein und eine rasche Erkennung zu ermöglichen, ohne dass der Bediener über vertiefte Kenntnisse verfügen muss.
3. Bei Entdeckung eines Markierungsmittels wurden das Installationsteam und die Anlagenbesitzer benachrichtigt. In den meisten Fällen wurden die Lecks kurzfristig behoben. Der Nachweis des Markierungsmittels am Ausfluss einer Ausrüstungsgruppe ermöglichte es, bestimmte Geräte in den Mittelpunkt weiterer Untersuchungen zu stellen. Die Wärmetauscher im Zusammenhang mit dieser Ausrüstungsgruppe wurden überprüft, einschließlich Druckprüfungen und Austausch der Wärmetauscher, falls erforderlich.

Das inerte Markierungsmittel für diese Anwendung wurde aufgrund mehrerer spezifischer Eigenschaften ausgewählt:​​​​​​​

Ergebnisse

Diese Arbeiten führten zu mehreren wichtigen Verbesserungen für die Anlage:​​​​​​​

Durch die Reduzierung von Wasserleckagen in den PCW-Kreisläufen können etwa 10,9 Millionen Gallonen Wasser pro Jahr eingespart werden.

Der Azolgehalt im Abwasser der Fabrik wurde um 64 % gesenkt, was einer Verringerung von 7.260 lbs entspricht. Dadurch konnten die Bedenken der örtlichen Kläranlage (POTW) hinsichtlich der Azolkonzentration im Abwasser ausgeräumt werden.

Das Programm stabilisierte die Chemie im PCW-System der Anlage, wodurch die Korrosionsgefahr und der Bedarf an manuellen Eingriffen in den Betrieb verringert wurden. Infolgedessen konnten die Arbeitsressourcen von Mitarbeitern und Zulieferern für höherwertige Aufgaben umverteilt werden.

Die Kombination aus reduzierten Betriebsausgaben für Chemikalien und Reinstwasser führte zu Nettoeinsparungen von mehr als 674.000 $ pro Jahr. Durch diese Teamarbeit erhielt die Fabrik auch einen internen Rahmen, um die Erfolge auch in Zukunft zu halten.