El cicle de substitució trimestral
Una instal·lació de cromat dur substitueix les bobines d'immersió de titani cada 3-4 mesos. L'electròlit d'àcid cròmic a 55 graus, combinat amb la contaminació per fluor de l'etapa de gravat, degrada la pel·lícula passiva de titani. S'inicia la perforació a les zones de soldadura. Al cap de 90 dies, apareixen fuites de forat. La producció s'atura. El bany està escorregut. Es substitueix la bobina. El cicle es repeteix quatre vegades a l'any, cada any.
Cada reemplaçament costa 4.500 dòlars per a la bobina de titani de reemplaçament, 1.800 dòlars per a mà d'obra de manteniment i 6 hores d'inactivitat de producció. El cost del temps d'inactivitat, de 800 dòlars per hora d'ingressos perduts, afegeix 4.800 dòlars. Total per esdeveniment: 11.100 $. Cost anual de quatre esdeveniments: 44.400 $.
Un intercanviador de calor de PTFE per al mateix dipòsit costa 9.500 dòlars instal·lats i té una vida útil esperada que supera els 8 anys en aquesta aplicació. El càlcul del ROI quantifica la rapidesa amb què els costos de substitució trimestrals evitats recuperen la inversió en PTFE.
El mètode de càlcul del ROI
El ROI es calcula com: (Estalvi anual - Cost anualitzat de PTFE) / Inversió inicial de PTFE × 100%.
Els estalvis anuals inclouen: evitar les compres de bobines de titani, evitar la mà d'obra de reemplaçament, evitar el temps d'inactivitat de la producció i reducció del manteniment del bany per l'eliminació de la contaminació per ferro de la corrosió del titani. La corrosió del titani allibera ions de titani al bany de crom. Aquests ions no afecten el cromat tan greument com ho faria el ferro en níquel, però contribueixen a la formació de fangs que requereixen una filtració de bany més freqüent.
El cost anualitzat de PTFE és la inversió inicial de PTFE dividida per la vida útil esperada en anys. Per a una vida útil de 8 anys, el cost anualitzat és de 9.500 $ / 8=1.187,50 $. Aquest és el cost anual de posseir l'intercanviador de PTFE, en comparació amb el cost anual de 44.400 dòlars del cicle de substitució del titani.
Taula 1: Càlcul del ROI per a la substitució de PTFE de bobines de titani-trimestrals fallides
| Element de cost/estalvi | Substitució trimestral de titani | PTFE únic (8 anys de vida) |
|---|---|---|
| Costos anuals | ||
| Compres de bobina de recanvi | $18,000 (4 × $4,500) | $0 |
| Mà d'obra de substitució | $7,200 (4 × $1,800) | $0 |
| Temps d'inactivitat de producció | $19,200 (4 × $4,800) | $0 |
| Gestió de fangs de bany (incremental) | $2,500 | $0 |
| Cost de capital anualitzat de PTFE | $0 | $1,188 |
| Cost total anual | $46,900 | $1,188 |
| Estalvi anual de la conversió de PTFE | – | $45,712 |
| Inversió inicial de PTFE | – | $9,500 |
| Període de recuperació simple | – | 2,5 mesos |
| ROI de 5 anys | – | 2,306% |
| Estalvi net de 10 anys | – | $457,120 |
El valor de millora de la qualitat del bany
El càlcul del ROI anterior només recull els costos directes de substitució i temps d'inactivitat. Un avantatge addicional del PTFE és l'eliminació dels ions de titani del bany de crom. Tot i que és més difícil de quantificar, això proporciona un valor econòmic real gràcies a la reducció de la formació de fangs.
Els banys d'àcid cròmic acumulen fangs de metalls dissolts i pols en l'aire. Els ions de titani de la corrosió de la bobina contribueixen a aquest fang. Més fangs significa una filtració del bany més freqüent, una neteja més freqüent del dipòsit i més eliminació de fangs. El cost incremental de gestió de fangs s'estima en 2.500 dòlars anuals per a un dipòsit amb substitució trimestral de la bobina de titani.
Amb PTFE, no entra titani al bany. La taxa d'acumulació de fangs disminueix. L'estalvi anual de 2.500 $ és conservador per a una línia de crom dur d'alta-producció.
Sensibilitat al cost del temps d'inactivitat
El ROI és més sensible al valor assignat al temps d'inactivitat de producció. A l'exemple anterior, el temps d'inactivitat es valora en 800 dòlars per hora. Per a una línia de muntatge captiva al servei d'una planta de muntatge, el cost real del temps d'inactivitat pot ser molt més gran-la línia de muntatge s'atura quan les peces no estan cobertes. Amb 2.000 dòlars per hora, l'estalvi anual de temps d'inactivitat augmenta a 48.000 dòlars i el període de recuperació simple s'escurça a menys d'un mes.
Fins i tot sense cap valor de temps d'inactivitat-si la línia té un excés de capacitat i les substitucions es realitzen durant els períodes d'inactivitat-l'estalvi anual de les compres de bobines evitades i només la mà d'obra són de 25.200 $. La devolució de PTFE és inferior a 5 mesos només en estalvi de material i mà d'obra.
Resum
La substitució de les bobines de titani fallides trimestrals-per un sol intercanviador de calor de PTFE ofereix un període d'amortització senzill de 2,5 mesos i un ROI de 5 anys que supera el 2.300 % en condicions típiques de cromat dur. La inversió en PTFE es recupera mitjançant compres de substitució evitades, mà d'obra, temps d'inactivitat i gestió reduïda de fangs de bany.
El ROI és robust a les variacions del cost del temps d'inactivitat i del volum de producció. Fins i tot sota hipòtesis conservadores, excloent el temps d'inactivitat, la recuperació és inferior a 5 mesos. La vida útil de 8+ anys del PTFE en aquesta aplicació genera un estalvi net de més de 450.000 dòlars durant una dècada.
L'anàlisi del ROI d'enginyeria per a escenaris específics de substitució de titani-a-PTFE està disponible quan s'envien la freqüència actual de substitució de la bobina, els costos de substitució, la durada i el valor del temps d'inactivitat i les dades de manteniment del bany.
