O ciclo de substituição trimestral
Uma instalação de cromagem dura substitui bobinas de imersão de titânio a cada 3-4 meses. O eletrólito de ácido crômico a 55 graus, combinado com a contaminação por flúor da etapa de ataque químico, degrada o filme passivo de titânio. O pite inicia nas zonas de solda. Dentro de 90 dias, aparecem vazamentos pinhole. A produção para. A banheira está esgotada. A bobina é substituída. O ciclo se repete quatro vezes por ano, todos os anos.
Cada substituição custa US$ 4.500 para a bobina de titânio de reposição, US$ 1.800 para mão de obra de manutenção e 6 horas de inatividade de produção. O custo do tempo de inatividade, de US$ 800 por hora de receita perdida de galvanização, acrescenta US$ 4.800. Total por evento: $ 11.100. Custo anual para quatro eventos: US$ 44.400.
Um trocador de calor de PTFE para o mesmo tanque custa US$ 9.500 instalado e tem uma vida útil esperada superior a 8 anos nesta aplicação. O cálculo do ROI quantifica a rapidez com que os custos de substituição trimestrais evitados recuperam o investimento em PTFE.
O método de cálculo do ROI
O ROI é calculado como: (Economia anual - Custo anualizado de PTFE) / Investimento inicial em PTFE × 100%.
As economias anuais incluem: evitar compras de bobinas de titânio, evitar mão de obra de substituição, evitar paradas de produção e reduzir a manutenção do banho devido à eliminação da contaminação por ferro causada pela corrosão do titânio. A corrosão do titânio libera íons de titânio no banho de cromo. Esses íons não afetam a cromagem tão severamente quanto o ferro faria no níquel, mas contribuem para a formação de lamas que exigem filtração de banho mais frequente.
O custo anualizado de PTFE é o investimento inicial em PTFE dividido pela vida útil esperada em anos. Para uma vida de 8 anos, o custo anualizado é de US$ 9.500 / 8=US$ 1.187,50. Este é o custo anual de propriedade do trocador de PTFE, comparado ao custo anual de US$ 44.400 do ciclo de substituição de titânio.
Tabela 1: Cálculo do ROI para substituição de PTFE de bobinas de titânio-com falha trimestralmente
| Elemento de custo/economia | Substituição Trimestral de Titânio | PTFE único (vida útil de 8 anos) |
|---|---|---|
| Custos Anuais | ||
| Compras de bobinas de reposição | $18,000 (4 × $4,500) | $0 |
| Mão de obra de substituição | $7,200 (4 × $1,800) | $0 |
| Parada de produção | $19,200 (4 × $4,800) | $0 |
| Gerenciamento de lodo de banho (incremental) | $2,500 | $0 |
| Custo de capital anualizado de PTFE | $0 | $1,188 |
| Custo anual total | $46,900 | $1,188 |
| Economia anual com a conversão de PTFE | – | $45,712 |
| Investimento inicial em PTFE | – | $9,500 |
| Período de retorno simples | – | 2,5 meses |
| ROI de 5 anos | – | 2,306% |
| Economia líquida de 10 anos | – | $457,120 |
O valor da melhoria da qualidade do banho
O cálculo do ROI acima captura apenas os custos diretos de substituição e tempo de inatividade. Um benefício adicional do PTFE é a eliminação de íons de titânio do banho de cromo. Embora seja mais difícil de quantificar, isto proporciona um valor económico real através da redução da formação de lamas.
Os banhos de ácido crômico acumulam lama de metais dissolvidos e poeira transportada pelo ar. Os íons de titânio provenientes da corrosão da bobina contribuem para esse lodo. Mais lodo significa filtração de banho mais frequente, limpeza de tanque mais frequente e mais descarte de lodo. O custo incremental de gerenciamento de lodo é estimado em US$ 2.500 por ano para um tanque com substituição trimestral da bobina de titânio.
Com o PTFE, nenhum titânio entra no banho. A taxa de acumulação de lama diminui. A economia anual de US$ 2.500 é conservadora para uma linha de cromo duro de-alta produção.
Sensibilidade ao custo do tempo de inatividade
O ROI é mais sensível ao valor atribuído ao tempo de inatividade da produção. No exemplo acima, o tempo de inatividade é avaliado em US$ 800 por hora. Para uma linha de galvanização cativa que atende uma fábrica de montagem, o custo real do tempo de inatividade pode ser muito maior-a linha de montagem para quando as peças não são galvanizadas. A US$ 2.000 por hora, a economia anual de tempo de inatividade aumenta para US$ 48.000 e o período de retorno simples diminui para menos de um mês.
Mesmo sem qualquer valor de tempo de inatividade,-se a linha tiver excesso de capacidade e as substituições forem realizadas durante os períodos de inatividade,-a economia anual apenas com compras evitadas de bobinas e mão de obra é de US$ 25.200. O retorno do PTFE é inferior a 5 meses apenas com economia de material e mão de obra.
Resumo
A substituição trimestral-de bobinas de titânio com falha por um único trocador de calor de PTFE proporciona um período de retorno simples de 2,5 meses e um ROI de 5 anos superior a 2.300% em condições típicas de cromagem dura. O investimento em PTFE é recuperado através de compras de reposição evitadas, mão de obra, tempo de inatividade e redução do gerenciamento de lodo do banho.
O ROI é robusto a variações no custo do tempo de inatividade e no volume de produção. Mesmo sob hipóteses conservadoras, excluindo o tempo de inatividade, o retorno é inferior a 5 meses. A vida útil de 8+ anos do PTFE nesta aplicação gera mais de US$ 450.000 em economia líquida ao longo de uma década.
A análise de ROI de engenharia para cenários específicos de substituição de titânio-por{1}}PTFE está disponível mediante envio da frequência atual de substituição de bobinas, custos de substituição, duração e valor do tempo de inatividade e dados de manutenção do banho.
