Com calcular el cost real d'un intercanviador de calor de PTFE durant tota la seva vida útil

El cost inicial més elevat dels intercanviadors de calor de PTFE en comparació amb els equivalents metàl·lics és sovint citat pels responsables{0}}de decisions financeres com un desavantatge del material. Has de justificar a la direcció mostrant tot el cost durant la vida útil de l'equip, no només el preu de compra. Un estudi de costos del cicle de vida inclou nombrosos criteris importants que il·lustren l'impacte econòmic a llarg termini-de les opcions de materials en serveis corrosius.
Aquest tipus d'avaluació requereix el concepte de cost total de propietat (TCO). L'estadística suma la despesa de capital inicial, els costos d'instal·lació, els costos operatius (principalment energètics), els costos de manteniment, les pèrdues per temps d'inactivitat i els costos finals d'eliminació o substitució. L'ús de TCO canvia l'èmfasi de les primeres comparacions de costos a una visió més àmplia que inclou l'augment de la vida útil dels components de PTFE en un entorn químic dur. Normalment, l'anàlisi es realitza en un horitzó de deu-anys, ja que això és suficient per a molts cicles de substitució dels intercanviadors metàl·lics, mentre que les unitats de PTFE sovint continuen en funcionament sense interrupcions.
Els intercanviadors de calor de PTFE són més cars d'adquirir inicialment que els intercanviadors de calor d'acer inoxidable o titani a causa de l'ús de materials fluoropolímers especialitzats i un procés de fabricació més sofisticat. La prima és per a l'obtenció de material, processos d'encapsulació suaus i proves de qualitat estrictes. Però els dissenys de PTFE solen tenir costos d'instal·lació més barats. La resistència a la corrosió inherent de l'intercanviador permet dissenys de canonades senzills i menys estructures de suport, tot i que s'utilitzen mètodes de manipulació específics per evitar danys a la superfície durant el transport i el desplegament. El diferencial net d'instal·lació sovint compensa part del preu de compra més elevat.

El consum d'energia és una part important dels costos operatius, però equilibrat. El PTFE té una conductivitat tèrmica més feble en comparació amb els metalls, que requereix un augment de la superfície per aconseguir les mateixes taxes de transferència de calor. Els dissenys moderns han optimitzat la geometria del tub i les vies de flux per reduir aquest impacte. L'energia necessària per al bombeig depèn principalment de les característiques de la caiguda de pressió i les caigudes de pressió dels intercanviadors de PTFE de mida adequada són equivalents a les caigudes de pressió dels intercanviadors de metall. Una atenció primerenca adequada a l'estimació del deure tèrmic en l'etapa d'especificació dóna lloc a uns costos energètics globals similars entre les alternatives.
Els costos de manteniment mostren una caiguda considerable dels intercanviadors de PTFE. La resistència a la corrosió evita el deteriorament constant de les superfícies metàl·liques que requereix una inspecció i reparació freqüents. Les qualitats anti-antiadherents del PTFE redueixen l'acumulació d'encrasses-, de manera que els intervals de neteja són més llargs i necessiteu menys productes químics per descalcificar. Les inspeccions rutinàries passen de mesures ultrasòniques invasives de gruix a exàmens visuals de la integritat exterior, reduint significativament les hores de treball i els costos relacionats.
Un dels principals diferenciadors és el cost del temps d'inactivitat. Els intercanviadors de metall en serveis agressius normalment s'han de substituir cada 2-3 anys. Cada cicle comporta interrupcions programades i no previstes. Les pèrdues de producció, la contaminació dels productes per ions lixiviats, les parades relacionades amb la seguretat s'acumulen ràpidament. Els intercanviadors de PTFE sovint han aconseguit una vida útil de més de deu anys sense fallades induïdes per la corrosió. Els estalvis solen ser substancials, normalment eclipsant la diferència de capital original dins del primer cicle de substitució, ja que la disminució del temps d'inactivitat té com a resultat un manteniment de la producció i l'eliminació dels descarts de lots.
La freqüència de substitució arrodoneix la imatge del TCO. Cada 2 anys es substitueix un intercanviador metàl·lic. Així que durant un període de 10 anys teniu 4 cicles complets d'adquisició i instal·lació. Cada cicle repeteix el treball, el temps de la grua, l'aïllament del sistema i les proves que l'acompanyen. D'altra banda, pot ser que calgui substituir un intercanviador de PTFE una vegada al final de la dècada o gens si la vida útil continua més tard. Sigui com sigui, les despeses d'eliminació segueixen sent baixes, però els estalvis sumen quan no continues repetint el cicle".
Per explicar el marc, es presenta un càlcul simplificat. Una aplicació de servei d'àcid corrosiu necessita 50 m2 d'espai de transferència de calor. Un intercanviador de metalls costa inicialment 40.000 dòlars, amb un reemplaçament cada dos anys a 35.000 dòlars cadascun (ajustat per inflació). La instal·lació i l'eliminació costen 12.000 dòlars per cicle. Cada vegada que l'hem de substituir, el temps d'inactivitat no planificat ens costa 8.000 dòlars per hora durant 24 hores. L'elecció del metall s'hauria de substituir cinc vegades durant 10 anys (una substitució inicial i quatre cicles), amb uns costos directes d'uns 285.000 dòlars i pèrdues de temps d'inactivitat de 960.000 dòlars, donant un TCO d'uns 1,3 milions de dòlars. L'intercanviador de PTFE comparable comença a 85.000 dòlars amb un reemplaçament l'any 10 que costarà 75.000 dòlars. El-cost d'instal·lació única és de 18.000 $. Els costos de manteniment tenen una mitjana de 2.000 dòlars anuals i el temps d'inactivitat és mínim. Això redueix el cost total de propietat-deu anys a uns 220.000 dòlars. La unitat de PTFE retorna la seva prima en els tres primers anys evitant la substitució i la continuïtat de la producció.
L'ús pràctic del marc TCO comença a partir de la recollida de dades específiques del lloc sobre la freqüència de substitució actual, registres de manteniment anteriors i incidents d'inactivitat documentats. Els costos d'interrupció no planificada s'estimen com a valor de producció perdut, malbaratament de productes i sancions reguladores. Els models de full de càlcul proporcionen anàlisi de sensibilitat canviant les hipòtesis sobre la vida útil, els preus de l'energia i les tarifes laborals. Fins i tot quan no es quantifica del tot, s'argumenta amb força per la inclusió de beneficis qualitatius com ara l'augment de la puresa del producte, el registre de seguretat i la reducció de l'exposició de l'operador.
La inversió inicial més gran-pot requerir atenció als mecanismes de finançament. Els càlculs de la taxa interna de rendibilitat (IRR) o període de recuperació simple il·lustren com la disminució de les despeses operatives paguen la despesa inicial. Moltes empreses utilitzen un període de recuperació de tres a cinc anys. Per a aplicacions corrosives, els intercanviadors de PTFE gairebé sempre arriben o superen aquest període de recuperació.
L'avaluació del cost total de propietat mostra el benefici econòmic total dels intercanviadors de calor de PTFE en serveis corrosius. Els preus inicials encara són més elevats, però les reduccions verificades de manteniment, temps d'inactivitat i freqüència de substitució fan d'aquestes unitats l'alternativa més econòmica durant tota la vida útil de l'equip. L'anàlisi sistemàtica del TCO proporciona als responsables de la presa de decisions la informació objectiva per justificar la inversió de fiabilitat a llarg termini versus la reducció de preus a curt termini.