La fuite lente qui draine le budget
Un thermoplongeur en titane dans un bain de nickelage brillant développe une fuite en trou d'épingle. La fuite est petite-le condensat de vapeur pénètre dans le bain à raison d'environ 1-2 litres par heure. Le volume du bain est de 8 000 litres. La dilution est progressive, à peine perceptible au jour le jour. Au fil des semaines, le niveau du bain monte légèrement. La concentration en nickel diminue. Le système d’azurant est déséquilibré. Le bain nécessite un ajustement chimique -sulfate de nickel, chlorure de nickel, acide borique et azurants pour restaurer la composition spécifiée.
Le coût des produits chimiques nécessaires pour corriger cette lente dilution est invisible dans les rapports mensuels d'exploitation. Il est absorbé dans les ajouts chimiques de routine, qui varient pour de nombreuses raisons. Le coût cumulé sur les semaines précédant la détection de la fuite et sur les multiples fuites au cours de la durée de vie du chauffe-eau est important.
Un échangeur de chaleur en PTFE ne développe pas de fuites de corrosion par sténopé. Ce mode de défaillance est éliminé. La perte de fluide de procédé due à la dilution des fuites de vapeur est entièrement évitée.
Le calcul du coût de dilution
Une fuite en trou d'épingle introduisant 1,5 L/h de condensat dans un bain de nickel de 8 000-litres fonctionnant 6 000 heures par an dilue le bain de 9 000 litres par an-de plus que le volume total du bain. En pratique, le contrôle du niveau du bain et l'observation de l'opérateur permettront de détecter la dilution avant qu'elle n'atteigne cet extrême. Un scénario typique est une fuite qui persiste pendant 3 semaines (500 heures de fonctionnement) avant d'être détectée, introduisant 750 litres de condensat, soit environ 9 % du volume du bain.
Le coût chimique pour restaurer le bain après détection comprend les sels de nickel et autres composants dilués. Pour un bain de nickel Watts coûtant 4,50 $ le litre en valeur chimique, les 750 litres de dilution représentent 3 375 $ en valeur chimique perdue qui doit être reconstituée. Le coût supplémentaire comprend la main d’œuvre pour l’analyse et l’ajout de produits chimiques, ainsi que toute interruption de production lors de la correction.
| Élément de coût des fuites | Par événement de fuite | Annuel (2 événements) | Total sur 10 ans |
|---|---|---|---|
| Volume du bain dilué (L) | 750 | 1,500 | 15,000 |
| Coût de réapprovisionnement en produits chimiques (4,50 $/L) | $3,375 | $6,750 | $67,500 |
| Analyse en laboratoire | $350 | $700 | $7,000 |
| Main-d'œuvre pour l'ajustement chimique (4 heures × 65 $) | $260 | $520 | $5,200 |
| Interruption de production (2 heures × 500 $) | $1,000 | $2,000 | $20,000 |
| Total par événement de fuite | $4,985 | – | – |
| Coût total cumulé | – | 9 970 $/an | $99,700 |
La pénalité pour fuite non détectée
Certaines fuites sont plus petites-un suintement plutôt qu'un écoulement-et peuvent persister pendant des mois avant d'être détectées. La dilution est si progressive qu'elle est masquée par l'évaporation et l'entraînement normaux du bain. La chimie du bain dérive lentement. La qualité du placage se dégrade progressivement. Les opérateurs compensent par des ajouts accrus d'azurants, qui masquent en partie le problème.
Ces fuites non détectées sont les plus coûteuses car elles persistent le plus longtemps et parce que la dégradation de la qualité qu'elles provoquent peut entraîner le rejet de travaux avant que la cause profonde ne soit identifiée. Une seule fuite non détectée peut coûter entre 8 000 et 15 000 dollars en produits chimiques, en main d'œuvre et en production rejetée.
Le PTFE élimine complètement ce scénario. Le mode de défaillance n'existe pas. La chimie du bain reste stable. Les ajouts de produits chimiques suivent le débit en ampères-heures de manière prévisible, sans la consommation cachée de dilution des fuites.
Le bonus de prolongation de la durée de vie du bain
La dilution du condensat de vapeur réduit la durée de vie du bain. L'afflux continu d'eau, même à faible débit, perturbe l'équilibre délicat d'un bain de placage. Le bain atteint la fin de sa durée de vie plus tôt que s’il était dilué. En éliminant cette source de dilution, le PTFE contribue à l’avantage de prolongation de la durée de vie du bain quantifié dans les analyses précédentes.
Résumé
L'élimination de la dilution des fuites de vapeur grâce à la conversion d'un échangeur de chaleur en PTFE permet d'éviter environ 10 000 $ par an en coûts de réapprovisionnement chimique, d'analyse et de correction pour un seul bain de nickelage-100 000 $ sur une décennie. L’élimination des fuites lentes non détectées, qui sont les plus coûteuses, permet de réaliser des économies supplémentaires. L'avantage est obtenu en éliminant un mode de défaillance -fuite de corrosion par sténopé-qui est inhérent aux éléments chauffants métalliques et absent dans le PTFE.
Une assistance technique pour la quantification des pertes de fluides de procédé est disponible sur présentation de la chimie du bain, du volume, des coûts des produits chimiques, de l'historique actuel des fuites et des méthodes de détection de dilution.
