Comment calculer le coût total de possession (CTO) pour des systèmes de tuyauterie en alliage haute performance

Comment calculer le coût total de possession (CTO) pour des systèmes de tuyauterie en alliage haute performance

Choisir les matériaux pour des systèmes de tuyauterie critiques uniquement selon le prix d'achat initial est l'une des erreurs les plus coûteuses qu'un ingénieur ou un chef de projet puisse commettre. Pour les alliages haute performance tels que les aciers inoxydables duplex, les alliages de nickel (par exemple Hastelloy, Inconel) et les superausténitiques, le coût réel se révèle sur l'ensemble du cycle de vie de l'actif.

Le coût total de possession (TCO) fournit un cadre financier global permettant de justifier l'investissement initial plus élevé dans un alliage supérieur, en intégrant les économies significatives liées à l'évitement des temps d'arrêt, de la maintenance et du remplacement prématuré.

Ce guide fournit une méthodologie pratique et étape par étape pour calculer le coût total de possession (TCO), accompagnée d'exemples et d'un cadre décisionnel.

Pourquoi le coût total de possession (TCO) est incontournable pour les alliages haute performance

Un tube en acier au carbone pourrait coûter $X par mètre. Un tube duplex 2205 peut coûter ~3X , et un tube en Hastelloy C-276 peut coûter ~15X . Considérer ces coûts isolément rend le choix évident. Cependant, lorsque le tube en acier au carbone cède après un an et nécessite un arrêt complet du système pour être remplacé, tandis que le tube en Hastelloy dure plus de 20 ans, la situation financière s’inverse complètement.

Le coût total de possession (TCO) change la donne en matière de discussion coût à valeur .

Le cadre de calcul du coût total de possession

Le coût total de possession est la somme de tous les coûts associés au système de tuyauterie sur toute la durée de vie prévue.

CTP = Coûts initiaux + Coûts d'installation + Coûts d'exploitation + Coûts de maintenance + Coûts d'indisponibilité + Coûts de fin de vie

Étape 1 : Quantifier l'investissement initial (CAPEX)

C'est la partie la plus directe et comprend toutes les dépenses en capital initiales.

• A. Coûts des matériaux : Prix d'achat des tuyaux, raccords, brides, vannes et supports.

• B. Fabrication et préparation : Coûts liés à la coupe, au chanfreinage, au cintrage et au nettoyage préalable à la soudure.

• C. Installation et main-d'œuvre :

  • Heures de main-d'œuvre pour le soudage/l'installation (remarque : les alliages plus élevés peuvent nécessiter des soudeurs plus qualifiés et des procédures plus strictes).

  • Consommables (métaux d'apport spécialisés, gaz de protection).

  • Structures de support.

• D. Ingénierie et conception : Considérations particulières de conception liées au matériau.

CAPEX = A + B + C + D

Étape 2 : Estimer les coûts opérationnels et de maintenance sur toute la durée de vie (OPEX)

C'est là que la valeur d'un alliage haute performance devient évidente. L'objectif est de prévoir les coûts sur la durée de vie prévue du système (par exemple, 15, 20, 25 ans).

• E. Maintenance préventive : Inspections régulières, nettoyage et entretiens planifiés.

  • Exemple : Un système en acier au carbone peut nécessiter des tests annuels d'épaisseur par ultrasons pour surveiller les taux de corrosion. Un système en Hastelloy peut ne nécessiter cela que tous les 5 ans.

• F. Maintenance corrective : Réparations non planifiées pour corriger des fuites, des rustines et des remplacements localisés.

  • Exemple : Coût d'un permis de travail à chaud, d'échafaudages et d'une équipe pour remplacer une section de tuyau corrodée.

• G. Consommables et utilities : Inclut l'énergie électrique pour les pompes ; un alliage plus résistant à la corrosion peut permettre des parois plus minces, réduisant le poids et l'énergie de pompage, mais ce facteur est souvent mineur.

OPEX annuel = E + F + G
OPEX sur la durée de vie = (OPEX annuel) × Durée de vie prévue du système (années)

Étape 3 : Calculer le coût des arrêts (le coût caché le plus important)

C'est souvent le facteur le plus significatif et le plus négligé dans les calculs du coût total de possession (TCO). Les arrêts non planifiés interrompent la production.

• H. Coût des temps d'arrêt par heure : Il s'agit d'un chiffre essentiel pour l'entreprise que vous devez obtenir auprès des opérations.

  • FORMULE : (Lost Production Revenue per Hour) + (Cost of Idle Labor per Hour)

  • *Exemple : Une ligne de traitement chimique peut générer un bénéfice brut de 15 000 $ par heure. Un arrêt de 24 heures coûte 360 000 $ rien que en revenus perdus.*

• I. Fréquence des événements de temps d'arrêt : Estimez le nombre d'arrêts non planifiés qu'un matériau moins résistant provoquerait.

  • *Exemple : Un système en acier au carbone dans un environnement chloruré peut nécessiter des arrêts pour réparation tous les 2 ans. Un système duplex peut ne pas nécessiter d'arrêts non planifiés dus à la corrosion.*

• J. Durée de chaque événement de temps d'arrêt : Combien de temps dure chaque réparation ? (par exemple, 24 heures, 72 heures).

Coût total des temps d'arrêt sur la durée de vie = (H) × (I) × (J)

Étape 4 : Prendre en compte la fin de vie et la valeur résiduelle

• K. Coûts d'élimination : Coût de mise hors service, de retrait et d'élimination responsable du système.

• L. Valeur résiduelle : Les alliages haute performance ont une valeur de récupération importante. Les alliages de nickel, en particulier, peuvent représenter un montant substantiel en fin de durée de vie.

  • *Exemple : La valeur de récupération du Hastelloy peut représenter 10 à 20 % de son prix d'achat initial.*

Coût net en fin de vie = K - L

Résumé : La formule du coût total de possession (TCO)

TCO total = (A+B+C+D) + [ (E+F+G) × Durée de vie prévue ] + [ H × I × J ] + (K - L)

Comparaison pratique du TCO : Étude de cas hypothétique

Scénario : Une ligne de processus de 100 mètres traitant un fluide industriel chaud contenant des chlorures.

Comment utiliser le coût total dans votre processus de décision

1. Recueillir des données : Collaborez avec les équipes opérationnelles, de maintenance et financières pour obtenir des chiffres précis sur les coûts d'indisponibilité, l'historique de maintenance et les taux horaires de la main-d'œuvre.

2. Élaborer un modèle simple de feuille de calcul : Créez une calculatrice de coût total selon le cadre décrit ci-dessus. Utilisez des estimations raisonnables lorsque des données exactes ne sont pas disponibles.

3. Exécuter des scénarios : Comparer 2 à 3 options de matériaux pour votre application spécifique.

4. Présenter le dossier commercial : Utilisez le modèle TCO pour justifier auprès de la direction l'investissement initial plus élevé. Présentez-le en termes de réduction des risques (éviter les temps d'arrêt) et d'économies à long terme.

Conclusion : le TCO comme outil stratégique

Le calcul du coût total de possession transforme le processus de sélection des matériaux d'un débat technique en une discussion financière stratégique. Il fournit une justification claire et quantifiable pour investir dans des alliages haute performance en révélant les coûts cachés exorbitants des alternatives « moins chères ».

En évaluant systématiquement tous les coûts sur la durée de vie de l'actif, vous pouvez défendre avec confiance l'option qui offre le risque le plus faible et la valeur la plus élevée — démontrant ainsi qu'avec les matériaux avancés, vous obtenez souvent ce pour quoi vous payez, et parfois, vous obtenez bien plus.