Roostevaba terase ja süsinikterase olelusringi hinnang: 50 aasta kogukulude võrdlus

Roostevaba terasmaksab peaaegu alati rohkem kui süsinikteras ostuhetkel - sageli kaks kuni neli korda rohkem kilogrammi kohta. Ainult selle arvu järgi hinnates tundub süsinikteras ökonoomne valik. Ostuhind ei ole aga olelusringi kulu ja 50-aastase kasutusperioodi jooksul võivad katted, ülevaatused, seisakud ja keskmise eluea asendused, mida süsinikteras tavaliselt nõuavad, tühimiku täielikult kaotada või selle ümber pöörata. See juhend tutvustab roostevaba terase ja süsinikterase struktureeritud elutsükli kulude võrdlust, näidates, kus iga materjal võidab, kui palju ja millistel tingimustel ristmik tegelikult toimub.

Mis on olelusringi kulude analüüs ja miks on see materjali valikul oluline?

Olelustsükli kulude analüüs (LCCA) võtab kokku kõik materjali kogu kasutusea jooksul - esialgne ost, paigaldus, hooldus, ülevaatus, seisakud ja võimalik asendus- või päästeväärtus - seotud kulud, mitte ainult esialgse ostuhinna, ja see on oluline, kuna ainult esmase maksumuse põhjal tehtud materiaalsed otsused alahindavad tavaliselt odavama variandi tegelikku 50-aastast maksumust.

Ostutellimus jäädvustab täpselt ühe hetke struktuuri või süsteemi elus: päeva, mil see ostetakse. Kõik, mis juhtub pärast - korrodeeruva käsipuu uuesti katmist, korrodeerunud torupooli asendamiseks tootmisliini sulgemist, paagi sektsioonikao kontrollimist -, on tõeline kulu, mille esmasel-kulude võrdlusel lihtsalt eiratakse. Olelusringi kulude analüüs korrigeerib seda, liites kõik kindlaksmääratud analüüsiperioodi kulud, mis tavaliselt diskonteeritakse nüüdisväärtuseni, nii et paljude aastate pärast tekkinud kulusid kaalutakse asjakohaselt täna kantud kuludega.

Materjalivalikute puhul, mille kasutusiga on mõõdetud aastakümnetes - konstruktsiooniteras, protsessitorustik, hoiupaagid, hoone välisosad -, on 50-aastane horisont standardne kaitsev analüüsiperiood, kuna see hõlmab mitut hooldustsüklit ja vähemalt ühte usutavat keske{4}}ealise asendusstsenaariumi väiksema vastupidavuse puhul.

Mis vahe on roostevaba terase ja süsinikterase esialgsete kulude vahel?

Roostevaba teras maksab esialgsel ostmisel tavaliselt ligikaudu kaks kuni neli korda rohkem kui süsinikterasest kilogrammi kohta, kusjuures täpne korrutis sõltub klassist, turusulami lisatasudest ja toote vormist. See vahe on kõigis võrdlustes suurim ja kõige nähtavam arv -, mistõttu see domineerib ostuotsuste tegemisel, mis peatuvad esmahinnaga.

Hinnalisa tuleneb peamiselt legeersisaldusest: kroomi, nikli ja molübdeeni kaevandamine, rafineerimine ja töötlemine on kulukamad kui raud ja süsinik, mis moodustavad tavalise süsinikterase, ning nende turuhinnad võivad olla ka kõikuvamad, lisades lisatasu komponendi, mis kõigub vastavalt ülemaailmsetele kaubaturgudele. Standardsed austeniitklassid (304/304L, 316/316L) on tavaliselt mõõdukama hinnatasemega kui dupleks- või kõrge nikliklassid, seega on kvaliteedi valik iseenesest oluline hoob esialgsete kulude haldamiseks roostevaba terase spetsifikatsiooni raames. See lisatasu on tõeline ja seda ei tohiks kunagi kõrvale heita - olelustsükli analüüsi vastused ei seisne selles, kas lisatasu on olemas, vaid kas selle kompenseerivad täielikult või osaliselt madalamad kulud igas kategoorias alates paigaldamisest kuni kõrvaldamiseni.

Kuidas on hooldus- ja katmiskulud võrreldavad 50-aastase kasutusea jooksul?

Süsinikteras vajab enamikus välistingimustes või söövitavates keskkondades korduvat pinnakaitset - värvimist, tsinkimist-või katte uuendamist - tavaliselt iga 8–15 aasta järel, samas kui õigesti määratud roostevaba teras ei vaja üldiselt korrosiooniga-põhjustatud pinnahooldust, mistõttu hoolduskulud on kahe kumulatiivse perioodi jooksul üks suurimaid.

Süsinikterasest kattesüsteem ei ebaõnnestu korraga; see laguneb UV-kiirguse, hõõrdumise ja keemilise rünnaku mõjul järk-järgult, nõudes kontrollimist, kohapealset parandamist ja lõpuks täielikku uuesti katmist, et hoida allolevat terast kaitstuna. 50-aastase perioodi jooksul tähendab see tavaliselt kolme kuni viit täielikku või osalist ülekatmistsüklit, millest igaüks hõlmab pinna ettevalmistamist (sageli suurim kulutegur, eriti plii-värvi eemaldamise või raskesti ligipääsetava puhul), materjale ja tööjõudu – kulusid, mis korduvad olenemata sellest, kui hästi algne kate kanti.

Roostevaba terase korrosioonikindlus tuleneb pigem iseparanevast-passiivsest oksiidikihist kui pealekantud kattekihist, nii et enamikus teeninduskeskkondades ei ole sellel seda korduvat kulukategooriat. selle hooldusvajadused nihkuvad selle asemel mehaanilise ja keevisõmbluse-terviklikkuse kontrollimisele, mis on tavaliselt odavam ja harvem kui katte täieliku uuendamise programm.

Kuidas korrosiooniga{0}}seotud seisaku- ja asenduskulud mõjutavad?

Seisakud ja keskmise -eluea asendamine on võrdluses sageli suurimad ja kõige vähem prognoositavad kulukategooriad, sest korrosioonitõrgetest põhjustatud planeerimata katkestus võib tootmise või teenuse katkemise korral maksta palju rohkem kui materjal ise - ja see risk on asümmeetriline, langedes agressiivses keskkonnas ebaproportsionaalselt palju süsinikterasele.

Korrodeerunud süsinikterasest komponent ei teata tavaliselt oma rikkest ette; sektsiooni kadu koguneb seni, kuni leke, konstruktsioonipuudus või ülevaatuse leid sunnib planeerimata remonti või asendamist. Töötlemistööstuses ületab katkestuse kulud - tootmiskaotus, hädaabitööjõu määrad, materjalide kiirendatud hankimine - sageli paranduse otsesed materjali- ja paigalduskulud.

See on kategooria, kus olelusringi võrdlus erineb kõige järsemalt lihtsast materjali hinnavõrdlusest: roostevaba terase kõrgem ostuhind vähendab selle kalli ja häiriva sündmuse tõenäosust ning rakendustes, kus planeerimata seisakud on äärmiselt kulukad - pideva töötlemise tehased, kriitiline infrastruktuur - võib ainuüksi riskide vähendamine õigustada roostevaba terase lisatasu isegi enne teisi kulukategooriaid.

Kui suur on omamise kogumaksumus: roostevaba teras vs süsinikteras üle 50 aasta?

Kui iga kulukategooria - esialgne maksumus, katmine, ülevaatus, tõenäosus-kaalutud asendamine ja --elu lõppväärtus - liidetakse 50-aastase perioodi jooksul, saavutab roostevaba teras sageli madalama või võrreldava omamise kogukulu võrreldes isegi kaetud korrosiooniga terase esialgsete kuludega võrreldes isegi{{7}. maksumus on kogu aeg oluliselt kõrgem.

Allolevas tabelis on iga kulukategooria kõrvuti jaotatud.

Tabel 1. Olelusringi kulukategooriate võrdlus, roostevaba teras vs. kaetud süsinikteras, 50-aastase analüüsiperioodi jooksul.

Illustreeriv 50-aastane kulude kokkuvõte, mis on indekseeritud algse süsinikterasest materjali maksumusega 100 ühiku baasväärtusena, näitab, kuidas need kategooriad kombineeritakse:

Tabel 2. Illustreeriv 50-aasta indekseeritud kulude võrdlus. Arvud on mõõduka -kuni -tõsise söövitava keskkonna suundade ligikaudsed näitajad, mille eesmärk on illustreerida võrdluse kuju, mitte olla projektispetsiifiline hinnang; tegelikud arvud erinevad oluliselt olenevalt keskkonnast, palgaastme valikust, tööturust ja projekti mastaabist ning need tuleks välja töötada projektipõhise LCCA abil.

Kuidas keskkond ja rakenduse tõsidus muudavad üleminekupunkti?

Roostevaba terase elutsükli kulueelise realiseerumise osas on suurim muutuja keskkond: pehmes, kuivas ja hästi{0}}kontrollitud keskkonnas ei pruugi ristumine toimuda 50 aasta jooksul, samas kui merekeskkonnas, keemilises-protsessis, kõrge-niiskuses või soolases keskkonnas{4}} võib ristumine toimuda 50 aastat varem.

Süsinikterase hooldus- ja asenduskulud tuleneb peaaegu täielikult korrosioonimäärast, mis varieerub tohutult olenevalt keskkonnast - kuiva, kliimaga-kontrollitud sisepinna korrosioonimäär võib olla piisavalt madal, et üks kattesüsteem peab minimaalse puudutusega- vastu aastakümneid, samas kui rannikualade, keemia- või jääsulatus-võib näha mõne aasta jooksul kahjustumist ja soolakaota{4} agressiivne hooldusprogramm.

Seetõttu pole elutsükli kulude võrdlus kunagi universaalne vastus; see on keskkonna--- ja rakendusespetsiifiline{1}}arvutus. Raskuse hindamise praktilised vahemikud hõlmavad atmosfääri kokkupuute kategooriat (maal, linnas, tööstuses, merel), keemilist kokkupuudet (pH, kloriidisisaldus, temperatuur) ja töötsüklit (pidev niisutamine versus vahelduv kokkupuude) -, mis kõik nihutavad nii süsinikterase hoolduse sagedust kui ka tõenäosust, et roostevaba teras on planeerimata asendatud.

Kuidas mõjutab eluea{0}}lõpuväärtus kogukulu?

Roostevaba terase kõrgem vanaraua väärtus eluea lõpus tagab suurema kulukompensatsiooni kui süsinikterase vanametalli väärtus, vähendades tagasihoidlikult elutsükli netokulude lõhet veelgi, sest roostevaba teras säilitab oma kroomi- ja niklisisalduse väärtuse nii, nagu tavaline süsinikterase jäägid seda ei tee.

Mõlemad materjalid on ringlussevõetavad ja mõlemad kannavad positiivset vanametalli väärtust, kuid roostevaba terase vanametalli kilohind on oluliselt kõrgem, kuna ümbersulatajad hindavad taaskasutatavat sulamisisaldust, samas kui süsinikterasest jääkide väärtus peegeldab peamiselt selle rauasisaldust. Üle 50-aastase horisondi moodustab see kasutusea lõppkrediit hoolduse ja seisakutega võrreldes suhteliselt väikese osa kogukuludest, kuid see on tõeline, suunaga järjekindel tegur, mis soosib roostevaba terast ja tuleks kaasata kogu elutsükli kulumudelisse, mitte lihtsuse huvides välja jätta.

Millal jääb süsinikteras ökonoomsemaks valikuks?

Süsinikteras jääb ökonoomsemaks elutsükli valikuks lühikese konstruktsiooniga, leebe või hästi{0}}kontrollitud keskkondade jaoks, rakendustes, kus plaaniline asendamine on juba muudel põhjustel kui korrosioon ette nähtud, ja juhtudel, kus tugev, hästi-hooldatud katmis- või galvaniseerimisprogramm on reaalselt jätkusuutlik kogu kasutusperioodi vältel.

Roostevaba terase elutsükkel on kõige tugevam siis, kui korrosioonirisk, seisakukulud või hoolduse raskused on suured - ei ole universaalne soovitus roostevaba terase määramiseks kõikjal. Tõeliselt lühikese elueaga rakendused (ajutised struktuurid, kavandatud tehnoloogiaga seadmed, mis on välja töötatud enne korrosiooni piiramist), healoomulised sise- või kliimakontrollitud keskkonnad ning olukorrad, kus juurdepääs hooldusele ja pinnakatteprogrammi eelarve on kogu kasutusea jooksul usaldusväärselt saadaval, on kõik juhud, kus süsinikterase madalam esimene kogukulu võib vastu pidada ka 5 aasta jooksul. silmaring. Olelusringi raamistiku eesmärk ei ole kuulutada üht materjali üldiselt paremaks, vaid teha võrdlus piisavalt selgesõnaliseks, et otsus põhineks pigem kogukulul ja riskil, mitte ainult ostuhinnal.

Kiired sõelumisküsimused materjali valikuks

• Milline on teeninduskeskkonna reaalne korrosiooni raskusaste ja kui kindel on see klassifikatsioon?
• Kui palju maksab selle rakenduse planeerimata katkestus või rike - ainult otsene remont või ka kaotatud tootmis- ja ohutusrisk?
• Kas on olemas usaldusväärne ja rahastatud plaan kattesüsteemi säilitamiseks kogu analüüsiperioodi jooksul, sealhulgas juurdepääs uuesti katmisele?
• Milline on tegelik nõutav tööiga ja kas see ületab punkti, mil süsinikterasest kate või komponent tõenäoliselt vajaks suuremat sekkumist?

Korduma kippuvad küsimused

Kas roostevaba teras on üle 50 aasta alati odavam kui süsinikteras?

Ei. Olelusringi eelis sõltub suuresti keskkonnast ja rakendusest; pehmetes, hästi{1}}kontrollitud keskkondades koos jätkusuutliku kattehooldusprogrammiga võib süsinikteras jääda madalama kogumaksumusega-võimaluseks isegi 50 aasta jooksul.

Mille poolest erineb elutsükli kulude analüüs lihtsast tasuvusarvutusest?

Tasuvusarvutuses võrreldakse tavaliselt kahte võimalust ja leitakse kumulatiivsete kulude ristumispunkt, samas kui täielik LCCA arvestab ka raha ajaväärtust (diskonteerides tulevased kulud nüüdisväärtusega) ja selliste sündmuste, nagu planeerimata rike, tõenäosuse{0}}kaalutud riski, andes võrdlusele täielikuma ja kaitstavama aluse.

Kas galvaniseerimine vähendab süsinikterase ja roostevaba terase kuluvahet?

Tsingimine pikendab süsinikterase hooldus-vabu intervalli märkimisväärselt võrreldes ainult värviga ja kitsendab vahet paljudes keskkondades, kuid see ei ole samaväärne roostevaba terasega agressiivsetes keemilistes või kõrge kloriidisisaldusega keskkonnas, kus tsinkkate ise kulub suhteliselt kiiresti ära, seega tuleks võrdlust siiski teha konkreetselt-, mitte eeldada.

Millist diskontomäära tuleks kasutada roostevaba ja süsinikterasest LCCA puhul?

Universaalset kujundit pole olemas; diskontomäär peaks kajastama omaniku tegelikku kapitalikulu või asjakohastes riigihanke- või inseneriökonoomika juhistes kindlaksmääratud määra ning lõplikku materjali paremusjärjestust tuleks kontrollida diskontomäärade mõistliku vahemiku tundlikkuse suhtes, mitte tugineda ühele oletatavale väärtusele.

Kas niklisulamite 50-aastane võrdlus muutub võrreldes tavaliste roostevabade klassidega?

Jah, - niklisulamitel on suurem algkulu kui tavalistel austeniitsetel roostevabadel klassidel, nii et nende elutsükli juhtum sõltub veelgi karmimast teeninduskeskkonnast (kõrge-temperatuur, tugevalt söövitavad või kõrge-kloriidisisaldusega tingimused), et õigustada seda lisatasu välditud rikete ja seisakute tõttu.