Решение о затратах-выгодах-Разработка модели для замены четырех типов противо-коррозионных нагревательных трубок на ферментационных установках

Ферментационные заводы постоянно сталкиваются с проблемами-принятия решений, включая решение о ремонте старых нагревательных трубок или замене их новыми, а также о выборе анти-нагревательных трубок в качестве замены. Экономические потери, в том числе частое вторичное техническое обслуживание, списание партий из-за резких утечек и повышенное потребление энергии, часто являются результатом простого суждения, основанного на внешнем виде оборудования. В этом документе установлены дифференцированные стандарты оценки замены для нагревателей из нержавеющей стали 316L, чистого титана, кварцевого стекла и PFA-покрытия, охватывающие четыре основных модуля затрат: остаточные затраты на техническое обслуживание, потери при отключении, дополнительное потребление энергии и амортизацию оборудования. Кроме того, он строит количественную модель принятия решений о затратах-выгодах.
1. Четыре основных модуля учета затрат модели принятия решений.
Труд, чистящие химикаты, изолирующие принадлежности, автономные испытания и расходы на пассивацию — все это необходимо для восстановления нормальной работы древних нагревательных трубок в течение ожидаемого остаточного срока службы. Это остаточная стоимость обслуживания.
Экономические потери в результате аварийного останова. Эти потери будут значительно усугублены поломкой кварцевых трубок и загрязнением подложки PFA ржавчиной, а также внезапной утечкой трубок, загрязнением среды, остановкой производства и браком партии.
Дополнительные затраты на потребление энергии: дополнительные расходы на электроэнергию, вызванные термическим сопротивлением толстой окалины, барьерного покрытия и пузырьковой воздушной пленки стареющих нагревательных трубок в течение одного года производства.
Амортизация нового оборудования за полный-цикл: годовая амортизированная стоимость приобретения новых нагревательных трубок, которая включает в себя закупочную цену, модификацию трубопровода, монтажные работы и плату за трансформацию вспомогательного вспомогательного оборудования.
Основная формула решения: Замена экономически целесообразна, если ежегодные совокупные затраты на содержание устаревшего оборудования превышают ежегодную стоимость амортизации новых нагревательных трубок.
2. Стандарт для дифференцированной замены каждой нагревательной трубки
2.1 316L нагревательные трубы из нержавеющей стали
Ключевые стоимостные характеристики: Стоимость новых трубок невысокая; однако потери на остаточное обслуживание и остановы быстро возрастают при возникновении питтинговой коррозии.

Исходные условия для замены:

Риск проникающих течей в течение полугода превышает 60 %, а при затухании стенки более 15 % на сварных швах появляется локальная глубокая питтинговая коррозия.
Более 30 % годовой амортизационной стоимости новых труб приходится на затраты на полу-годовое обслуживание пассивации и ежемесячное глубокое удаление окалины.
По сравнению с новым состоянием мощность обогрева увеличивается более чем на 18 %, а техническое обслуживание не может компенсировать долгосрочное-дополнительное потребление электроэнергии.
Непрерывное производство методом высокохлоридной ферментации-более 18 месяцев; стоимость полного-цикла замены трубок на титановые меньше стоимости ремонта нержавеющей стали в течение дополнительных трех лет.

Альтернативные схемы, подходящие для условий работы с умеренной коррозией, включают закупку новой нержавеющей стали 316L и модернизацию линий со средней и высокой -коррозией и длинным-циклом на трубы из чистого титана.

2.2 Нагревательные трубки из чистого титана
Ключевые характеристики затрат включают высокую-амортизацию закупок, чрезвычайно низкие остаточные затраты на техническое обслуживание и нулевые резкие потери от утечек в среде, не содержащей фторид-.

Исходные условия для замены:

Стенка трубки равномерно уменьшается в результате травления фторидом, а среда содержит фторидное сырье круглый год-. Следовательно, автономная пассивация уже не способна восстановить поверхностный потенциал.
Более 20% поверхности пучка труб покрыто сильными царапинами, а затраты на техническое обслуживание ежегодно увеличиваются в результате частой автономной усиленной пассивации.
Первоначальная производственная линия перестраивается на производство смесей, содержащих фторид-, а титановые трубки становятся несовместимыми. PFA или кварцевые трубки заменяются в зависимости от условий чистки щелочью.
Годовой износ новых титановых труб превышает совокупную стоимость капитального ремонта, продлевающего срок службы до 4–5 лет.

Альтернативные стратегии, которые могут оказаться актуальными, включают приобретение новых титановых труб для производства с высокой-коррозией, которые остаются-без фтора, и перевод линий-без фтора с низкой-прерывистой коррозией на нержавеющую сталь 316L, чтобы сократить первоначальные инвестиции.

2.3 Кварцевые антикоррозионные-нагревательные трубки
К значительным затратам относятся: неконтролируемые потери крышки из-за разрыва трубки и загрязнения осколками стекла, умеренная цена новой трубки.

Исходные условия для замены:

Неправильная эксплуатация щелочной CIP приводит к образованию матового надрезанного слоя, покрывающего более 30% поверхности стекла, что приводит к значительному снижению эффективности очистки и увеличению остатков биопленки.
Светопропускание обнаруживает мельчайшие трещины; вероятность внезапного разрыва в течение следующих трех месяцев составляет почти 100%.
Производственная линия либо переводится на непрерывную 24-часовую ферментацию, либо применяются процедуры щелочесодержащей дезинфекции; кварц не может приспособиться к новому процессу.
В течение одного года происходит более двух случаев разрыва трубок, а стоимость закупки трех комплектов новых кварцевых трубок превышает потери лома партии.

Альтернативные схемы, которые применимы, включают сохранение кварца в лабораторных щелочах, -свободных фторидах-, содержащих сильные кислоты, и преобразование промышленной непрерывной ферментации в PFA или титановые трубки.

2.4 Нагреватели с покрытием PFA
Ключевые стоимостные характеристики включают среднюю стоимость амортизации и отсутствие проведения пассивационного обслуживания. Однако повреждение покрытия требует полной замены без ремонтной стоимости.

Исходные условия для замены:

Подложка из углеродистой стали обнажается, когда проникает локальная царапина покрытия или когда площадь вздутий превышает 5% от общей поверхности. Внутренняя ржавчина подложки быстро распространяется.
Когда длительная-рабочая температура превышает 105 градусов, все покрытие становится хрупким и желтым, что приводит к снижению эффективности нагрева более чем на 20 %.
В цехе проводится модернизация стерильных фармацевтических производственных линий GMP; риск выброса пластиковых частиц недостаточен для соблюдения санитарных норм.
Среда содержит значительное количество твердых взвешенных абразивных частиц, а абразивное повреждение покрытия происходит каждые 3–4 месяца, что приводит к высокой частоте замены.

Альтернативные схемы, которые могут быть применимы, включают: Приобретение новых нагревателей PFA для низкотемпературной не-стерильной смешанной ионной среды; перейти на трубки из чистого титана для стерильных или-высокотемпературных условий работы.