FRP vs acciaio: perché il costo totale di proprietà conta più del prezzo di acquisto

Quando si selezionano i materiali per progetti industriali e infrastrutturali, i team di procurement spesso si concentrano su un dato chiave: il prezzo di acquisto iniziale.

I team di ingegneria e di progetto, tuttavia, in genere guardano a una questione più ampia:quanto costerà il materiale per tutta la sua vita utile?

Questa differenza è particolarmente importante quando si confrontaFRPprofili compositi con acciaio convenzionalein ambienti esposti a umidità, sostanze chimiche, sale e altri fattori corrosivi.

Sebbene i prodotti FRP possano avere un prezzo di acquisto iniziale più elevato rispetto all’acciaio strutturale standard, la loro resistenza alla corrosione, i bassi requisiti di manutenzione e il design leggero possono ridurre significativamente i costi del ciclo di vita. 

Il prezzo di acquisto iniziale: anno 0

Nella fase di approvvigionamento, l’acciaio spesso sembra essere l’opzione più economica.

L'acciaio strutturale standard è ampiamente disponibile e ha un prezzo di acquisto iniziale relativamente basso. I profili FRP, d’altro canto, possono richiedere un investimento iniziale più elevato a causa del costo dei materiali compositi e della produzione specializzata.

Tuttavia il prezzo di acquisto rappresenta solo l'inizio del ciclo di vita economico del materiale.

Per i progetti a lungo termine, la domanda più rilevante è:

Quale sarà il costo totale dopo 5, 10 o 20 anni di attività?

Anni 1–5: inizia la manutenzione

In ambienti corrosivi o umidi, le strutture in acciaio richiedono in genere ispezioni regolari e misure protettive.

A seconda delle condizioni operative, ciò può includere:

● Ispezioni anticorrosione

● Rivestimenti per ritocchi e trattamenti protettivi

● Preparazione e riverniciatura della superficie

● Monitoraggio della corrosione precoce

● Manutenzione aggiuntiva in ambienti marini e chimici

I compositi FRP si comportano diversamente.

Poiché il FRP non arrugginisce e offre un'elevata resistenza all'umidità e a molti ambienti corrosivi, la manutenzione ordinaria correlata alla corrosione può essere significativamente ridotta rispetto all'acciaio convenzionale.

Ciò può anche ridurre la necessità di accessi legati alla manutenzione, manodopera e interruzioni operative.

Anni 5–10: il divario dei costi del ciclo di vita cresce

Poiché le strutture in acciaio rimangono esposte ad ambienti aggressivi, i requisiti di manutenzione possono diventare più significativi.

A seconda del progetto e delle condizioni ambientali, l’acciaio può richiedere:

●  Importanti cicli di riverniciatura

●  Ispezioni strutturali dettagliate

●  Riparazioni locali o sostituzione di componenti

●  Protezione aggiuntiva dalla corrosione

●  Manodopera e attrezzature per le operazioni di manutenzione

●  Possibili tempi di inattività durante la manutenzione

Il FRP, al contrario, è progettato per fornire prestazioni a lungo termine con una manutenzione ordinaria minima.

L’assenza di requisiti di riverniciatura e riparazione legati alla corrosione può diventare un vantaggio economico significativo nel corso di cicli di vita dei progetti più lunghi.

Anni 10–20: guardare oltre il prezzo di acquisto

Per le infrastrutture destinate a funzionare per decenni, il costo cumulativo della manutenzione diventa sempre più importante.

Cicli ripetuti di rivestimento, ispezione, riparazione e sostituzione possono aumentare sostanzialmente il costo totale di una struttura in acciaio.

In alcuni ambienti aggressivi, le spese di manutenzione accumulate possono avvicinarsi o superare il costo di acquisto originale del materiale.

Il FRP può aiutare a evitare molte di queste spese ricorrenti legate alla corrosione.

La sua resistenza alla corrosione e i bassi requisiti di manutenzione fanno sì che, se adeguatamente progettati e specificati per l'applicazione, i costi operativi aggiuntivi possano rimanere relativamente bassi per tutta la vita utile.

L'altro vantaggio economico: peso inferiore

L’economia del ciclo di vita non si limita alla manutenzione.

I profili in FRP sono significativamente più leggeri dell'acciaio. A seconda del profilo e della struttura specifici, il FRP può pesare fino a circa75% in meno rispetto all'acciaio.

Ciò può creare ulteriori risparmi durante:

● Trasporti

●  Gestione

●  Installazione

● Progettazione del supporto strutturale

●  Assemblaggio in loco

Un materiale più leggero può anche semplificare l'installazione in luoghi in cui l'accesso per attrezzature di sollevamento pesanti è difficile.

Per i grandi progetti infrastrutturali, questi risparmi indiretti possono avere un impatto significativo sul costo complessivo del progetto.

FRPvs Acciaio: una prospettiva del ciclo di vita

Quando si confrontano i materiali, è utile considerare insieme i principali fattori di costo:

L'esatto aspetto economico del ciclo di vita dipenderà sempre dall'applicazione, dalle specifiche dei materiali, dalle condizioni ambientali, dal metodo di installazione e dalla durata di servizio prevista.

Applicazioni del mondo reale

I vantaggi del FRP sono particolarmente rilevanti negli ambienti in cui la corrosione e la manutenzione rappresentano le principali preoccupazioni.

Gli esempi evidenziati da Nanjing Spare includono applicazioni in:

Sistemi di ponti via cavo in Norvegia

Sono stati forniti componenti in FRP per sistemi di ponti di cavi in ​​collaborazione con Oglaend Industries. Secondo le informazioni di progetto, gli impianti hanno funzionato per circa 10 anni senza interventi di manutenzione documentati.

Ponte Rama 8 – Bangkok

Le sezioni dell'impalcato in FRP sono state utilizzate sul ponte Rama 8 a Bangkok dal 2001. L'applicazione dimostra il potenziale dei componenti in FRP per l'uso infrastrutturale a lungo termine senza i tradizionali requisiti di riverniciatura dell'acciaio.

Trattamento delle acque di Shenzhen

In un'applicazione per il trattamento dell'acqua, i componenti metallici dei raschiatori hanno subito guasti dopo diversi anni di funzionamento. Successivamente sono state introdotte sostituzioni in FRP che hanno funzionato con requisiti di manutenzione significativamente ridotti.

Raffinazione ZhenhaiTorri di raffreddamento

I componenti in FRP sono stati introdotti nelle applicazioni delle torri di raffreddamento per sostituire i componenti metallici e ridurre le esigenze di sostituzione ricorrenti.

Questi esempi illustrano perché i materiali compositi sono sempre più presi in considerazione per le infrastrutture esposte ad acqua, umidità, sostanze chimiche e altre condizioni operative aggressive. Oltre la manutenzione: considerazioni sulla sostenibilità Il costo del ciclo di vita non è l'unico fattore che può influenzare la selezione dei materiali.

Il peso ridotto dell'FRP può ridurre i requisiti di trasporto e installazione, mentre la produzione di compositi può avere un'impronta di carbonio inferiore rispetto ad alcuni materiali alternativi.

I dati originali per questa analisi indicano che la produzione di FRP può avere un’impronta di carbonio fino a8 volte inferiore all'alluminio, sebbene l'impatto ambientale effettivo dipenda dai materiali specifici, dal processo di produzione, dal trasporto e dallo scenario di fine vita.

Per i progetti in cui sono importanti sia le prestazioni economiche che quelle ambientali, l’analisi del ciclo di vita può quindi fornire un quadro più completo rispetto al solo prezzo di acquisto.

Cosa dovrebbero considerare i team di procurement?

Un materiale più economico da acquistare non è necessariamente più economico da possedere.

Nel valutare il FRP rispetto all’acciaio, i team di approvvigionamento e di ingegneria dovrebbero considerare:

● Prezzo di acquisto iniziale

● Vita utile prevista

● Esposizione alla corrosione

● Requisiti di ispezione

● Frequenza di riverniciatura

● Manodopera di manutenzione

● Costi di sostituzione

● Installazione e trasporto

● Tempi di inattività durante la manutenzione

● Condizioni ambientali

● Prestazioni strutturali richieste

Per progetti con requisiti di servizio di lunga durata, soprattutto in ambienti marini, delle acque reflue, chimici, petrolchimici e altri ambienti corrosivi, questi fattori possono avere un impatto notevole sull'economia finale.

FRP: valutazione dell'intero ciclo di vita dell'asset

Il FRP non dovrebbe essere semplicemente valutato come un’alternativa più costosa all’acciaio.

Il confronto più utile è il costo totale di proprietà rispetto alla vita utile prevista del bene.

Un investimento iniziale più elevato può essere potenzialmente compensato da una minore manutenzione correlata alla corrosione, da un'installazione più semplice, da minori esigenze di sostituzione e da prestazioni di servizio più lunghe.

Per progetti con requisiti di servizio di 10, 20 o più anni, la valutazione del costo del ciclo di vita completo può fornire una base molto più chiara per la selezione dei materiali rispetto al semplice confronto dei prezzi di acquisto.

Hai bisogno di un confronto dei costi del ciclo di vita?

Ogni progetto è diverso. Le condizioni ambientali, le dimensioni, le quantità, i requisiti di carico e la durata di servizio prevista influenzano tutti l'economia finale.

Nanjing Spare New Materials può valutare le soluzioni FRP in base ai requisiti del vostro progetto e fornire una proposta tecnica e commerciale personalizzata.

Inviaci i tuoi disegni, specifiche e requisiti di progetto e il nostro team potrà aiutarti a confrontare i potenziali vantaggi del ciclo di vita del FRP rispetto ai materiali convenzionali.