배경

미국에 기반을 둔 어느 대규모 반도체 제조 공장은 공정 냉각수(PCW) 루프에서 다양한 운영상의 문제를 겪고 있었으며, 이는 여러 방면에서 현장에 부정적인 영향을 미쳤습니다.

이 반도체 공장의 유틸리티 관리자는 이러한 문제 중 몇 가지를 의심했지만 문제의 영향을 진단하고 정량화할 수 있는 강력한 데이터가 부족했습니다. 이로 인해 해당 반도체 공장은 문제 해결과 시정 조치를 우선시하는 데 어려움을 겪었습니다.

솔루션

이 공장에서는 PCW 시스템 관리를 돕기 위해 Nalco Water 처리 프로그램을 구현했습니다. PCW 루프 내 수질을 관리하기 위해 다음과 같은 기능을 갖춘 3D TRASAR™ 프로그램이 도입되었습니다.

• PCW 시스템에서 흔히 발생하는 물 손실을 모니터링하는 비활성 추적제
• 부식 제어 성능을 확인하기 위한 실시간 부식 측정
• 공정 내 누수 감지를 위한 실시간 pH 및 전도도 측정

가동 직후, 3D TRASAR 컨트롤러로부터 얻은 데이터가 처음으로 PCW 루프에서 발생하는 누수를 밝혀냈습니다.

특정 기간 동안 일어나는 비활성 추적제의 붕괴 속도와 루프의 알려진 부피를 기반으로, 물 손실의 정확한 계산이 가능했습니다. 이전에는 루프에 보충수 밸브의 위치만이 물 손실을 나타내는 유일한 지표였습니다.

이후에 반도체 공장의 유틸리티 관리팀과 장비 소유자들은 누수가 발생하는 위치를 식별할 수 있는 자원을 갖추게 되었으므로, 장비 소유자들이 적절한 복구 조치를 취할 수 있게 되었습니다. 다음과 같은 접근 방식이 채택되었습니다.

1. PCW 루프에 추가로 특수 형광 추적제를 넣었으며, 처리 화학 물질과 구분하기 위해 다른 파장에서 추적제를 측정했습니다.
2. 각 바닥 배수구를 점검하기 위한 형광 펜이 장비 소유자들에게 제공되었습니다. 이 테스트는 빠르고 간단하며 신뢰성 있게 설계되었으며, 운영자가 심층적인 지식 없더라도 상황을 신속하게 파악할 수 있습니다.
3. 추적제가 감지될 경우 시설 팀과 장비 소유자에게 알림이 전달되었습니다. 대부분의 경우, 누수는 신속하게 해결되었습니다. 장비 클러스터의 배수구에서 추적제가 감지되었기 때문에 특정 클러스터에 대해 집중적으로 추가 조사 조치를 할 수 있었습니다. 해당 장비 클러스터와 관련된 열교환기는 압력 테스트를 포함한 점검을 거쳤으며, 필요한 경우 교체되었습니다.

이 응용 프로그램에서 비활성 추적제는 여러 가지 특정한 특성을 고려하여 선택되었습니다.

결과

이 작업은 해당 공장에 다음과 같은 여러 중요한 개선 사항을 가져왔습니다.

PCW 루프의 누수를 줄임으로써 연간 약 1090만 갤런의 물을 절약했습니다.

공장 폐수 중 아졸 농도가 64%, 즉 7,260lbs 감소했습니다. 이로써 유입 아졸 농도에 대한 지역 공공하수 처리 시설(POTW)의 우려가 완화되었습니다.

이 프로그램은 해당 공장의 PCW 시스템 내 화학적 안정성을 확보하여 부식 위험을 줄이고, 직접적으로 운영에 주의를 기울어야 할 수요를 줄였습니다. 이로써 직원 및 공급업체의 노동 자원이 더 높은 가치의 업무에 재할당될 수 있었습니다.

화학비용 감소와 UPW 운영 비용 절감의 조합으로 매년 순 절감 비용이 $674,000를 초과했습니다. 공장 팀의 노력을 통해 공장이 앞으로도 이러한 혜택을 유지할 수 있도록 하는 내부적 프레임워크가 제공되었습니다.