Nerūsējošā tērauda un oglekļa tērauda aprites cikla novērtējums: 50 gadu kopējo izmaksu salīdzinājums

Nerūsējošais tēraudsgandrīz vienmēr maksā vairāk nekā oglekļa tērauds iegādes brīdī - bieži vien divas līdz četras reizes dārgāk par kilogramu. Spriežot tikai pēc šī skaitļa, oglekļa tērauds izskatās kā ekonomiska izvēle. Taču pirkuma cena nav dzīves cikla izmaksas, un 50 {4}}gadu darbības periodā pārklājumi, pārbaudes, dīkstāves un vidēja mūža nomaiņas, kas parasti ir nepieciešamas oglekļa tēraudam, var pilnībā novērst šo atšķirību vai mainīt to. Šajā rokasgrāmatā ir aprakstīts strukturēta nerūsējošā tērauda un oglekļa tērauda dzīves cikla izmaksu salīdzinājums, parādot, kur katrs materiāls uzvar, cik daudz un kādos apstākļos krosovers faktiski notiek.

Kas ir dzīves cikla izmaksu analīze un kāpēc tā ir svarīga materiālu izvēlei?

Dzīves cikla izmaksu analīze (LCCA) apkopo visas izmaksas, kas materiālam rodas visā tā ekspluatācijas laikā - sākotnējā iegāde, uzstādīšana, apkope, pārbaude, dīkstāve un iespējamā nomaiņas vai glābšanas vērtība -, nevis tikai sākotnējā pirkuma cena, un tai ir nozīme, jo materiālie lēmumi, kas pieņemti tikai par pirmo cenu, parasti par zemu novērtē lētākā risinājuma patiesās izmaksas 50 gadu laikā.

Pirkšanas pasūtījums atspoguļo tieši vienu brīdi struktūras vai sistēmas dzīvē: dienu, kad tā tiek nopirkta. Viss, kas notiek pēc tam, - korodējošu margu pārklāšana, procesa līnijas izslēgšana, lai nomainītu koroziju izraisošu caurules spoli, tvertnes pārbaude, lai konstatētu sekcijas zudumu -, ir reālas izmaksas, kuras, veicot pirmo-izmaksu salīdzinājumu, vienkārši izlaiž. Dzīves cikla izmaksu analīze to koriģē, summējot visas noteiktā analīzes perioda izmaksas, kuras parasti diskontētas līdz pašreizējai vērtībai, lai izmaksas, kas radušās daudzus gadus nākotnē, tiktu atbilstoši svērtas pret šodien radušajām izmaksām.

Materiālu izvēlei ar kalpošanas laiku, ko mēra desmitgadēs - konstrukciju tērauds, procesa cauruļvadi, uzglabāšanas tvertnes, ēkas ārējās sastāvdaļas -, 50-gadu periods ir standarta, uzticams analīzes periods, jo tas aptver vairākus apkopes ciklus un vismaz vienu ticamu vidēja- mūža nomaiņas scenāriju zemākas izturības variantam.

Kāda ir sākotnējā izmaksu atšķirība starp nerūsējošo tēraudu un oglekļa tēraudu?

Sākotnējā pirkuma brīdī nerūsējošais tērauds parasti maksā apmēram divas līdz četras reizes vairāk nekā oglekļa tērauds par kilogramu, un precīzs to reizinājums ir atkarīgs no markas, tirgus sakausējuma piemaksām un produkta veida, un šī sākotnējā atšķirība ir vienīgais lielākais un redzamākais skaitlis jebkurā salīdzinājumā -, tieši tāpēc tas dominē, pieņemot lēmumus par pirkumiem, kas apstājas par pirmo cenu.

Cenu piemaksa galvenokārt izriet no sakausējuma satura: hroma, niķeļa un molibdēna ieguve, attīrīšana un apstrāde ir dārgāki nekā dzelzs un ogleklis, kas veido vienkāršu oglekļa tēraudu, un to tirgus cenas var būt arī svārstīgākas, pievienojot piemaksas komponentu, kas svārstās atkarībā no pasaules preču tirgiem. Standarta austenīta markām (304/304L, 316/316L) parasti ir mērenāka cena nekā dupleksajām vai augstas{5}}niķeļa kategorijām, tāpēc jau pati šķiras izvēle ir nozīmīgs līdzeklis, lai pārvaldītu sākotnējās izmaksas saskaņā ar nerūsējošā tērauda specifikācijām. Šī prēmija ir reāla, un to nekad nevajadzētu noraidīt - dzīves cikla analīzes atbilde ir nevis par to, vai piemaksa pastāv, bet gan par to, vai to pilnībā vai daļēji kompensē zemākas izmaksas katrā kategorijā, sākot no uzstādīšanas līdz iznīcināšanai.

Kā apkopes un pārklājuma izmaksas tiek salīdzinātas 50 gadu kalpošanas laikā?

Oglekļa tēraudam lielākajā daļā āra vai korozīvu vidi nepieciešama atkārtota virsmas aizsardzība - krāsošana, cinkošana- vai pārklājuma atjaunošana - parasti ik pēc 8 līdz 15 gadiem, savukārt pareizi norādītam nerūsējošajam tēraudam parasti nav nepieciešama korozijas-vadītas virsmas apkope, tāpēc uzturēšanas izmaksas ir vienas no lielākajām starp diviem kumulatīviem{6} periodiem.

Oglekļa tērauda pārklājuma sistēma neizdodas uzreiz; tas pakāpeniski noārdās ultravioletā starojuma iedarbības, nobrāzuma un ķīmiskas iedarbības rezultātā, tāpēc ir nepieciešama pārbaude, vietas remonts un, iespējams, pilnīga pārklāšana, lai aizsargātu pamata tēraudu. 50 -gadu periodā tas parasti nozīmē trīs līdz piecus pilnus vai daļējus pārklāšanas ciklus, katrs no tiem ietver virsmas sagatavošanu (bieži vien lielākais izmaksu veicinātājs, jo īpaši svina-krāsu samazināšanai vai apgrūtinātai piekļuvei), materiāliem un darbaspēkam — izmaksas, kas atkārtojas neatkarīgi no tā, cik labi tika uzklāts oriģinālais pārklājums.

Nerūsējošā tērauda izturību pret koroziju nodrošina pašsadziedinošs-pasīvā oksīda slānis, nevis uzklāts pārklājums, tāpēc lielākajā daļā pakalpojumu vides tam vispār neattiecas šī periodisko izmaksu kategorija; tā apkopes vajadzības tā vietā pāriet uz mehānisko un metināšanas-integritātes pārbaudi, kas parasti ir lētāka un retāk nekā pilna pārklājuma atjaunošanas programma.

Kā ietekmē korozijas{0}}dīkstāves un nomaiņas izmaksas?

Dīkstāves laiks un vidēja {0}mūža nomaiņa bieži vien ir lielākās, vismazāk paredzamās izmaksu kategorijas salīdzinājumā, jo neplānots pārtraukums, ko izraisa korozijas kļūme, var izmaksāt daudz vairāk ražošanas vai pakalpojuma pārtraukuma gadījumā nekā pats materiāls -, un šis risks ir asimetrisks, jo agresīvā vidē tas nesamērīgi attiecas uz oglekļa tēraudu.

Korodēta oglekļa tērauda sastāvdaļa parasti iepriekš nepaziņo par savu atteici; sekcijas zudumi uzkrājas, līdz noplūde, konstrukcijas trūkums vai pārbaudes konstatējums liek neplānoti remontēt vai nomainīt. Pārstrādes nozarēs izmaksas par paša pārtraukumu - zaudēta ražošana, ārkārtas darbaspēka tarifi, paātrināta materiālu iegūšana - bieži vien ievērojami pārsniedz labojuma tiešās materiālu un uzstādīšanas izmaksas.

Šī ir kategorija, kurā dzīves cikla salīdzinājums visstraujāk atšķiras no vienkārša materiālu cenu salīdzinājuma: nerūsējošā tērauda augstākā iepirkuma cena faktiski samazina šī dārgā, traucējošā notikuma iespējamību, un lietojumos, kur neplānota dīkstāve ir ārkārtīgi dārga - nepārtrauktas apstrādes iekārtas, kritiskā infrastruktūra -, ka riska samazināšana vien var attaisnot nerūsējošā tērauda prēmiju pat pirms citām izmaksu kategorijām.

Kādas ir kopējās īpašumtiesību izmaksas: nerūsējošais tērauds pret oglekļa tēraudu vairāk nekā 50 gadu laikā?

Ja katras izmaksu kategorijas - sākotnējās izmaksas, pārklājums, pārbaude, varbūtības-svērtā aizstāšana un --lietotāja beigu vērtība - tiek summētas 50-gadu periodā, nerūsējošais tērauds bieži sasniedz zemākas vai salīdzināmas kopējās īpašumtiesību izmaksas salīdzinājumā ar mērenu sākotnējo oglekļa tēraudu, kaut arī pārklāts ar koroziju. izmaksas joprojām ir ievērojami augstākas.

Tālāk esošajā tabulā katra izmaksu kategorija ir sadalīta blakus.

1. tabula. Dzīves cikla izmaksu kategoriju salīdzinājums, nerūsējošais tērauds un pārklāts oglekļa tērauds, 50 gadu analīzes periodā.

Ilustratīvs 50-gadu izmaksu apkopojums, kas indeksēts ar sākotnējām oglekļa tērauda materiāla izmaksām kā bāzes līnija 100 vienībām, parāda, kā šīs kategorijas tiek apvienotas:

2. tabula. Ilustratīvs 50-gadu indeksēto izmaksu salīdzinājums. Skaitļi ir virziena tuvinājumi vidēji-līdz-smagai kodīgai videi, un tie ir paredzēti, lai ilustrētu salīdzinājuma formu, nevis kalpotu kā projekta-specifisks aprēķins. faktiskie skaitļi būtiski atšķiras atkarībā no vides, pakāpes izvēles, darba tirgus un projekta mēroga, un tie ir jāizstrādā ar projektam specifisku LCCA.

Kā vide un lietojuma nopietnība maina krustojuma punktu?

Vide ir vienīgais lielākais mainīgais, kas nosaka, vai nerūsējošā tērauda dzīves cikla izmaksu priekšrocības īstenojas: mērenā, sausā, labi kontrolētā vidē krosovers var nenotikt 50 gadu laikā, savukārt jūras, ķīmiskā-procesa, augsta-mitruma-vidē apledojumu{4}}krosovers var notikt krietni pirms 50 gadiem.

Oglekļa tērauda apkopes un nomaiņas izmaksas gandrīz pilnībā nosaka korozijas ātrums, kas ļoti atšķiras atkarībā no vides - sausa, klimata{1}}kontrolēta iekštelpu korozijas līmenis var būt pietiekami zems, lai viena pārklājuma sistēma kalpotu gadu desmitiem ar minimālu pieskārienu-, savukārt piekrastes, ķīmisko vielu vai ledus atkausēšanas-pārklājuma{3}}pārklājuma{4} sekcijas var novērot dažu gadu laikā bez bojājuma{4} agresīva apkopes programma.

Tāpēc dzīves cikla izmaksu salīdzinājums nekad nav viena universāla atbilde; tas ir videi-specifisks un lietojumprogrammai{1}}specifisks aprēķins. Praktiskās smaguma pakāpes novērtēšanas diapazoni ietver atmosfēras iedarbības kategoriju (lauku, pilsētu, rūpniecisko, jūras), ķīmisko iedarbību (pH, hlorīda saturu, temperatūru) un darba ciklu (nepārtraukta mitrināšana pret periodisku iedarbību) -, kas maina gan oglekļa tērauda apkopes biežumu, gan iespējamību, ka neplānota nerūsējošā tērauda nomaiņa būs neplānota.

Kā dzīves-beigu-vērtība ietekmē kopējās izmaksas?

Augstākā nerūsējošā tērauda lūžņu vērtība dzīves beigās nodrošina lielāku izmaksu kompensāciju nekā oglekļa tērauda lūžņu vērtība, nedaudz samazinot neto aprites cikla izmaksu atšķirību, jo nerūsējošā tērauda lūžņi saglabā vērtību no tā hroma un niķeļa satura tādā veidā, kā to nedara vienkārši oglekļa tērauda lūžņi.

Abi materiāli ir pārstrādājami, un abiem ir pozitīva lūžņu vērtība, taču nerūsējošā tērauda lūžņu cena par kilogramu ir ievērojami augstāka, jo pārkausētāji novērtē reģenerējamo sakausējuma saturu, savukārt oglekļa tērauda lūžņu vērtība galvenokārt atspoguļo to dzelzs saturu. 50 -gadu periodā šis mūža beigu kredīts ir salīdzinoši maza daļa no kopējām izmaksām, salīdzinot ar apkopi un dīkstāvi, taču tas ir reāls, konsekvents faktors, kas dod priekšroku nerūsējošajam tēraudam, un tas ir jāiekļauj visa dzīves cikla izmaksu modelī, nevis vienkāršības labad.

Kad oglekļa tērauds joprojām ir ekonomiskāka izvēle?

Oglekļa tērauds joprojām ir ekonomiskāka dzīves cikla izvēle īsam konstrukcijas kalpošanas laikam, vieglai vai labi{0}}kontrolētai videi, lietojumiem, kur plānotā nomaiņa jau tiek plānota citu iemeslu dēļ, nevis korozijas dēļ, un gadījumos, kad izturīga, labi-apkopta pārklāšanas vai cinkošanas programma ir reāli ilgtspējīga visu servisa periodu.

Nerūsējošā tērauda dzīves cikla nosacījums ir visspēcīgākais, ja korozijas risks, dīkstāves izmaksas vai apkopes piekļuves grūtības ir augstas - tas nav universāls ieteikums visur norādīt nerūsējošo tēraudu. Lietojumprogrammas ar patiesi īsu konstrukcijas kalpošanas laiku (pagaidu konstrukcijas, aprīkojums ar plānotu tehnoloģiju-nomaiņu pirms korozijas ierobežošanas), labdabīga iekštelpu vai klimata kontrolēta vide un situācijas, kad piekļuve apkopei un pārklāšanas programmas budžets ir uzticami pieejami visā kalpošanas laikā, ir visi gadījumi, kad oglekļa tērauda zemākās pirmās izmaksas var izturēt 5 gadu. horizonts. Dzīves cikla sistēmas mērķis nav pasludināt vienu materiālu par vispārēji pārāku, bet gan padarīt salīdzinājumu pietiekami skaidru, lai lēmums būtu balstīts uz kopējām izmaksām un risku, nevis tikai uz pirkuma cenu.

Ātrās pārbaudes jautājumi materiālu atlasei

• Kāda ir reālā pakalpojuma vides korozijas smaguma pakāpe, un cik droša ir šī klasifikācija?
• Cik patiesībā maksā neplānots darbības pārtraukums vai kļūme šajā lietojumprogrammā - tikai tiešais remonts vai arī ražošanas zaudēšanas un drošības risks?
• Vai ir ticams, finansēts plāns, lai uzturētu pārklājuma sistēmu visā analīzes periodā, ieskaitot piekļuvi pārklāšanai?
• Kāds ir faktiskais nepieciešamais projektētais kalpošanas laiks un vai tas pārsniedz punktu, kurā oglekļa tērauda pārklājumam vai komponentam, iespējams, būtu nepieciešama liela iejaukšanās?

Bieži uzdotie jautājumi

Vai nerūsējošais tērauds vienmēr ir lētāks nekā oglekļa tērauds vairāk nekā 50 gadus?

Nē. Dzīves cikla priekšrocības lielā mērā ir atkarīgas no vides un pielietojuma; vieglās, labi kontrolētās vidēs ar ilgtspējīgu pārklājuma uzturēšanas programmu oglekļa tērauds var saglabāt zemāko kopējo-izmaksu iespēju pat 50 gadu periodā.

Kā dzīves cikla izmaksu analīze atšķiras no vienkārša atmaksāšanās aprēķina?

Atmaksāšanās aprēķinos parasti tiek salīdzinātas divas iespējas un tiek atrasts kumulatīvo izmaksu krustošanās punkts, savukārt pilnā LCCA ņem vērā arī naudas laika vērtību (nākotnes izmaksas diskontējot līdz pašreizējai vērtībai) un tādu notikumu iespējamības-svērto risku kā neplānota kļūme, tādējādi nodrošinot pilnīgāku un attaisnojamu salīdzinājuma pamatu.

Vai cinkošana samazina izmaksu atšķirību starp oglekļa tēraudu un nerūsējošo tēraudu?

Cinkošana ievērojami pagarina oglekļa tērauda apkopes -brīvlaiku, salīdzinot ar krāsu vien, un sašaurina atstarpi daudzās vidēs, taču tā nav līdzvērtīga nerūsējošajam tēraudam agresīvās ķīmiskās vai -hlorīda vidēs, kur cinka pārklājums var tikt patērēts salīdzinoši ātri, tāpēc salīdzināšanai tomēr vajadzētu būt -konkrētai videi.

Kāda diskonta likme jāizmanto nerūsējošā tērauda un oglekļa tērauda LCCA?

Nav universālas figūras; diskonta likmei ir jāatspoguļo īpašnieka faktiskās kapitāla izmaksas vai likme, kas norādīta attiecīgā publiskā iepirkuma vai inženierekonomikas vadlīnijās, un galīgā materiāla klasifikācija ir jāpārbauda attiecībā uz jutīgumu pret saprātīgu diskonta likmju diapazonu, nevis jāpaļaujas uz vienu pieņemto vērtību.

Vai 50 gadu salīdzinājums niķeļa sakausējumiem mainās salīdzinājumā ar standarta nerūsējošā tērauda kategorijām?

Jā, - niķeļa sakausējumu sākotnējās izmaksas ir augstākas nekā standarta austenīta nerūsējošā tērauda markām, tāpēc to dzīves cikla gadījums ir atkarīgs no vēl smagākas ekspluatācijas vides (augstas-temperatūras, ļoti korozijas vai augsta-hlorīda satura), lai attaisnotu šo papildu piemaksu, novēršot kļūmes un dīkstāves.