Alphachem vous aide à éviter les failles dans les équipements électroniques causés par la corrosivité environnementale

La plupart des usines de papier et de cellulose ainsi que des usines pétrochimiques et des raffineries de pétrole protègent leur équipement électronique des possibles dangers dus à la corrosivité environnementale tout comme elles font face au feu, vibrations, interférences, hausses de tension et évidemment à la température et à l’humidité.

Dans le processus productif sont générés divers gaz acides et/ou corrosifs, tels que l’acide sulfhydrique (H2S), dioxyde de soufre (SO2), ozone (O3), oxydes d’azote (NOx), ammoniaque (NH3) et dérivés, chlore (Cl2) et ses dérivés, acide fluorhydrique (HF) et d’autres qui pénètrent dans les locaux électriques à travers portes, fenêtres, orifices de ventilation, passe-câbles, créant une atmosphère hautement corrosive à l’intérieur qui affecte l’instrumentation installée.

La corrosion attaque terminaux de connexion, connecteurs pin, socles IC et les propres pins des circuits intégrés, ce qui augmente la résistance au passage du courant par ces éléments, fausse les lectures réelles et produit un effet de surchauffe des divers éléments, ce qui aboutit à des avaries. Ces avaries génèrent des coûts considérables en maintenance et des pertes de production encore plus coûteuses.

Plus encore, la corrosion attaque aussi les systèmes d’air conditionné, aussi bien les tubes en cuivre, que les soudures d’argent entre eux, produisant des failles dans le système  d’air conditionné, une cause indirecte d’avaries par corrosion.

La pressurisation des locaux électriques avec de l’air filtré chimiquement s’est avérée être la solution plus efficace pour ces problèmes.

Causes de la corrosion

La corrosion est produite par la réaction chimique de composés gazeux sur quelques métaux, qui provoquent la détérioration du métal lui-même et la perte de ses propriétés physiques initiales. Cette attaque se produit dans une première étape sur la couche extérieure du métal, car l’humidité existante dissout les gaz de l’atmosphère et recouvre le métal. La situation est encore plus nuisible quand le métal recouvert de cette humidité acide est parcouru par un courant électrique. Alors, en plus de la corrosion chimique, s’établit une espèce de cellule électrolytique qui décompose littéralement le métal sous forme de sels conducteurs d’électricité. Ces sels se cristallisent en formant de petits et fragiles fils conducteurs, qui croissent progressivement, sous l’effet de la corrosion, et qui parviennent à provoquer des courts-circuits entre deux pistes, connecteurs ou pins des chips, adjacents, ce qui provoque des failles.

Classification et Monitorage de la corrosion

cuadro-clases-humedad-relativaLa concentration de gaz dans l’atmosphère, est normalement mesurée en ppb (parties par billion américain (partie par milliard), c’est-à-dire 1 ppb = 0.001 ppm). L’effet de la corrosivité environnementale, dépendra des gaz présents et de la concentration de ceux-ci. Le gaz sulfhydrique en est peut-être le plus dangereux, puisque c’est un composé commun dans le domaine du papier et de la cellulose, avec une concentration normale dans l’atmosphère de quelque 100 ppb, tandis que son action nuisible envers l’électronique commence à partir de 3 ppb.

L’Instrument Society of America (ISA) a élaboré en 1985 les Standards qui définissent la corrosivité de l’atmosphère, en fonction des Angstroms de corrosion, qui s’accumulent sur une plaque de cuivre, pendant un délai de 30 jours puis en rapport avec l’effet produit sur l’électronique. De même chaque classe environnementale a été mise en relation, avec la concentration présente de chaque gaz corrosif, parmi les plus communs de l’industrie. Ces standards sont les S71.04-1985 qui sont représentés dans le tableau joint.

Actuellement la réglementation européenne RoHS (Restriction of Hazardous Substances), selon la directive 2002/95/CE, restreint l’utilisation de substances considérées dangereuses comme c’est le cas pour le plomb, ce qui a obligé de nombreux fabricants de composants électroniques à remplacer le plomb par l’argent, beaucoup plus sensible à l’attaque de la corrosion environnementale.

Élimination des gaz corrosifs

La meilleure technologie actuelle pour l’élimination de composés gazeux corrosifs, dans ce rang de concentrations, est la filtration chimique en unités de traitement de l’air (voir image), où le matériel filtrant est sous forme de sphères d’adsorbant avec imprégnation de réactifs chimiques.

Le processus de filtrage est composé de trois phases, qui s’enchaînent de manière presque instantanée dans les pores de l’adsorbant : adsorption des polluants, dissolution de ceux-ci en petites gouttes d’eau et réaction chimique instantanée et irréversible avec l’imprégnant chimique. Cette réaction chimique change la nature du composé corrosif en le transformant en un sel inoffensif qui est retenu dans la structure poreuse de l’adsorbant.

L’adsorbant chimique le plus apprécié dans cette technologie est l’alumine activée imprégnée, soit de manière caustique soit avec du permanganate de potassium (voir image). Selon le mélange total de gaz à éliminer dans chaque cas, il sera nécessaire de placer plusieurs étapes en série, chacune d’entre elles avec un adsorbant chimique, afin d’éliminer sélectivement les différentes espèces de composés corrosifs.

Les équipements utilisés incorporent de même plusieurs étapes de filtration de particules pour assurer que la poudre d’une part n’obture pas les pores de l’adsorbant chimique, et  n’arrive pas non plus à l’intérieur du local électrique qui est protégé.

Dans chaque cas est requise une étude détaillée, pour connaître ou estimer quels gaz et concentrations interviennent et pouvoir ainsi déterminer le débit d’air nécessaire à traiter, choisir le type d’adsorbants de chimiques à installer et le nombre de lits nécessaires, pour obtenir, à la sortie de l’équipement de filtration gazeuse, un air conforme aux spécifications G1 de l’ISA.

Ces spécifications G1, sont déjà reconnues et recommandées par toutes les entreprises de fabrication de Systèmes de Contrôle Distribué.

Le degré de corrosivité environnementale peut facilement être déterminé à l’aide de coupons de corrosion (voir image) qui, dans leur version la plus habituelle incorporent une lame en cuivre et une autre en argent. Ces coupons, après une exposition de 30 jours dans le local électrique sont analysés et l’épaisseur de la couche de corrosion formée sur la lame en cuivre nous permet de classer la corrosion selon la norme mentionnée.

Chez Alphachem, société spécialisée en filtration chimique de gaz et largement implantée dans le secteur, nous vous offrons la solution optimale avec les équipements de filtration de gaz les plus performants selon les caractéristiques des locaux électriques et leur degré de corrosivité environnementale.

Dans la conception de la nouvelle gamme d’équipements de filtration, Alphachem a pris un soin spécial à  éviter le bypass d’air non filtré, afin d’obtenir des rendements de filtration proches à 100% qui garantissent ainsi l’apport d’air totalement exempt de gaz corrosifs. Ceci, uni à un dimensionnement adéquat du propre équipement, contrôle de température et de l’humidité relative, ainsi qu’à une certaine étanchéité du local, nous permettra de parvenir à l’atmosphère de classe G1 dans laquelle la fiabilité des équipements électroniques ne sera pas affectée par la corrosivité environnementale.