Che cosa determina il costo totale di proprietà del tubo della caldaia
I tubi per caldaie sono uno dei componenti con il fatturato più elevato-a pressione in qualsiasi impianto energetico o di processo, pertanto i suoi aspetti economici sono raramente determinati dal prezzo per tonnellata. Il costo totale di proprietà combina il costo iniziale del materiale, fabbricazione e installazione, la durata di servizio effettivamente raggiunta nelle condizioni locali di vapore e gas di scarico-, la spesa per ispezione e manutenzione durante tale durata e il valore di ogni ora in cui l'unità non è disponibile. Un tubo che costa leggermente di più ma sopravvive a due cicli di ispezione aggiuntivi di solito restituisce molto più di quanto costa.
Poiché la parete del tubo viene consumata dall'ossidazione lato fuoco, dalla corrosione ed erosione lato acqua-, la vita utile è regolata dalla qualità del materiale, dallo spessore della parete, dal flusso di calore, dalla chimica del combustibile e dalla qualità del trattamento dell'acqua. Qualsiasi calcolo del ciclo di vita-che ignori anche uno solo di questi fattori ingannerà la decisione sull'approvvigionamento.
In che modo la pendenza e lo spessore delle pareti determinano il-costo del ciclo di vita
Le specifiche standard dei tubi per caldaie senza saldatura sono selezionate in base alla temperatura del metallo prevista durante il servizio piuttosto che in base alla sola pressione nominale del vapore. La tabella seguente mostra il ruolo abituale dei gradi comuni prodotti per i mercati di esportazione.
| Specifica | Tipo di materiale | Ruolo di servizio tipico |
|---|---|---|
| ASTM A192/EN 10216-2 P235GH | Acciaio al carbonio senza saldatura | Tubi per caldaie a temperatura-bassa, economizzatori, linee dell'acqua di alimentazione |
| ASTM A210 Grado A-1 e C | Acciaio al carbonio medio-senza saldatura | Tubi della caldaia e del surriscaldatore-più resistenti |
| ASTM A213 T11/T22 | Acciaio legato ferritico senza saldatura | Tubi del surriscaldatore e del riscaldatore a-temperatura elevata |
| ASTM A213 T91 | Acciaio legato ferritico senza saldatura | Servizio surriscaldatore ad alta-temperatura, alta-pressione |
| ASTM A335 P11/P22/P91 | Tubo in lega ferritica senza saldatura | Collettori e tubazioni del vapore ad alta-temperatura |
| GB 5310 20G/15CrMoG | Gradi per caldaie ad alta-pressione | Caldaia domestica ad alta-pressione e tubi del surriscaldatore |
Lo spessore della parete è l'altra metà dell'equazione. L'utilizzo dello spessore minimo consentito da ASME BPVC Sezione I PG-27 riduce il costo del materiale ma accorcia l'intervallo prima che un tubo scenda al di sotto dello spessore di ritiro; l'aggiunta di un'indennità per la corrosione aumenta il costo iniziale e rinvia la sostituzione. Lo spessore economicamente corretto è quello che riduce al minimo la somma del materiale, dell'installazione e dei costi di interruzione scontati nel periodo operativo previsto.
Riparare o sostituire: lettura dello spessore della parete rimanente
Una volta stabilito l'andamento delle letture dello spessore ad ultrasuoni, la decisione di sostituire singoli tubi, interi circuiti o un'intera batteria dovrebbe seguire una regola definita:
Confrontare la parete minima misurata con lo spessore minimo richiesto calcolato da ASME BPVC Sezione I per la pressione di progetto e la temperatura del metallo.
Valutare il tasso di corrosione corrente rispetto all'intervallo rimanente fino alla successiva interruzione pianificata; i tubi che superano il limite prima dell'interruzione devono essere sostituiti in modo proattivo.
Sostituzione del gruppo in base all'accessibilità e ai costi delle impalcature, poiché la sostituzione di un singolo tubo in una posizione difficile di solito costa molto di più al metro rispetto alla sostituzione simultanea della sponda circostante.
Controlla la saldabilità del materiale invecchiato, poiché l'acciaio al carbonio-di lunga durata e l'acciaio a bassa lega-possono richiedere un trattamento termico post-saldatura ai sensi dell'ASME BPVC Sezione I dopo le saldature di riparazione.
Spesa di ispezione e modellazione dei costi
L'ispezione è una linea di costo, non un risparmio, quindi il piano dovrebbe essere basato sul rischio-. Griglie di spessore denso, indagini periscopiche e misurazioni su scala di ossido-concentrano gli sforzi laddove si sono già verificati guasti o dove il flusso di calore è massimo. Se si analizza l'andamento degli stessi punti di misurazione, ogni interruzione produce una curva del tasso di corrosione-che si converte direttamente in una data di sostituzione e quindi in una cifra di budget difendibile.
Anche il costo del carburante rientra nel modello. Le incrostazioni interne e i depositi lungo il fuoco aumentano-la temperatura di uscita dei gas di combustione e riducono il trasferimento di calore, pertanto un banco tubiero pulito e mantenuto privo di accumuli di ossido-può ridurre in modo misurabile il consumo di carburante nell'arco di un intero anno di funzionamento, compensando parte del costo di sostituzione.
Insidie comuni nel-costo del ciclo di vita
Vengono visualizzati ripetutamente tre errori. Il primo è confrontare i preventivi senza normalizzare le specifiche: un tubo offerto a ASTM A192 non è intercambiabile con uno a ASTM A213 T22 per servizio ad alta-temperatura, qualunque sia la corrispondenza dimensionale. Il secondo presuppone che la velocità di corrosione misurata rimanga costante, quando accelera all'aumentare della perdita della parete e all'aumento del flusso di calore. Il terzo è ignorare il costo delle interruzioni forzate, che in genere domina ogni altro termine nel calcolo.
Domande frequenti
D: Perché il prezzo di acquisto non è una base adeguata per la scelta del tubo della caldaia?
Perché il materiale rappresenta solo una frazione del costo totale. L'ispezione, la manutenzione, l'efficienza del carburante e la perdita di generazione nel corso della vita utile superano di gran lunga la differenza tra un tubo in acciaio al carbonio e uno in lega.
D: Quando è opportuno sostituire un tubo della caldaia anziché ripararlo?
Quando lo spessore della parete misurato si avvicina al minimo richiesto da ASME BPVC Sezione I prima della successiva interruzione pianificata, o quando la velocità di corrosione o scorrimento mostra che il tubo non lo raggiungerà in modo sicuro.
D: Una parete più spessa prolunga sempre la durata del tubo?
Prolunga il tempo necessario per raggiungere lo spessore di pensionamento con lo stesso tasso di corrosione, ma aumenta anche il peso del tubo, il carico di supporto e il gradiente termico. Il beneficio è reale solo laddove lo spreco o l’ossidazione sono il meccanismo di danno che governa.
D: In che modo la chimica dell'acqua influisce sull'economia dei tubi?
Uno scarso controllo dei prodotti chimici provoca incrostazioni,-corrosione da depositi e danni da idrogeno, tutti fattori che riducono la durata e aumentano la frequenza delle ispezioni. Una corretta chimica è normalmente il modo più economico per prolungare la durata delle provette.
D: Quali standard regolano il materiale e l'accettazione dei tubi della caldaia?
ASTM A192, A210 e A213 per il materiale del tubo, ASME BPVC Sezione I per progettazione e fabbricazione, ASME BPVC Sezione II Parte D per le sollecitazioni ammissibili, EN 10216-2 nei progetti europei e GB 5310 nei progetti cinesi.
