Химия и химические технологии /1. Пластмассы, полимерные и синтетические материалы, каучуки, резино-технические изделия, шины и их производство

Тихомирова Т.С., Рассоха А.Н.

Национальный Технический Университет «Харьковский Политехнический Институт», Украина

Экономическая эффективность внедрения новых многослойных полимерных защитных покрытий

Внедрение в производство новых защитных покрытий, которые обладают ценным комплексом физико-механических и эксплуатационных свойств, намного превосходящим аналоги, чаще всего затруднено из-за отсутствия экономического обоснования эффективности и экономии денежных средств от их использования. Данная проблема также связана с отсутствием единого стандартного подхода к решению вопроса об ожидаемом экономическом эффекте от использования долговечных и не требующих замены и/или ремонта полимерных покрытий для стальных поверхностей изделий различной конфигурации и назначения.

Объектом исследования данной работы является трехслойная полимерная защитная система (ТПЗС), которая рекомендована для нанесения на внешнюю поверхность линейной части магистральных газопроводов. Диаметр труб, на который может наносится ТПЗС составляет от 1000 до 1440 мм, температура окружающей среды при эксплуатации от – 40 ⁰С до +60 ⁰С.

Исследуемая ТПЗС формируется из [1]:

1) наносимого на стальную поверхность слоя модифицированной эпоксидной композиции (ЭК), которая состоит из эпоксидного олигомера марки NPES-902 или Э-41, отвердителя дициандиамида, модификаторов – продукта термической изомеризации фурфурамида и поливнилибутиральфурфураля, толщина слоя ЭК составляет 200 - 250 мкм;

2) наносимого на поверхность ЭК слоя адгезионной композиции на основе сополимера этилена с винилацетатом (АКС) марки 11205-040, содержащей модификатор сополимер бутилового эфира и метакриловой кислоты, толщина слоя АКС – 400 мкм;

3) наносимого на поверхность АКС слоя из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) марки 10204-003, толщина слоя – 2,5 мм, одна из сторон пленки подвергнута предварительной обработке коронным разрядом.

Основное преимущество разработанной новой ТПЗС заключается в существенном увеличении долговечности данного покрытия по сравнению с одно,- и двухслойными полимерными покрытиями. Срок надежной работоспособности, т.е время, за которое эксплуатационная среда (в данном случае вода) проникает через разработанное ТПЗС и достигает стальной поверхности, тем самым инициируя коррозионные процессы, составляет не менее 60 лет в зависимости от условий эксплуатации, что в 1,5 – 5 раз выше чем у аналогов.

Следует отметить, что экономический эффект от увеличения долговечности покрытия заключается в существенной экономии денежных средств на ремонт покрытия в процессе всего срока его эксплуатации. Для структурного анализа экономической эффективности от внедрения ТПЗС в данной работе предложена методика, позволяющая быстро и точно оценить целесообразность и экономию от перехода на любые покрытия, обладающие большей долговечностью по сравнению с аналогами покрытиями.

Суть методики заключается в следующем:

– на первом этапе рекомендуется оценить конкурентоспособность нового внедряемого покрытия с использованием индекса удовлетворения потребностей потребителя путем расчета обобщенного группового индекса (I_об.гр.) по формуле(1) [2]:

(1)

где: О_б.сп – рейтинговая оценка в баллах продукции собственного производства по десятибалльной системе, где 1 соответствует наихудшему показателю;

О_б.ан – рейтинговая оценка в баллах продукции-аналога (продукции конкурента) по такой же системе;

k_ві – коэффициент весомости і-го показателя, установленного относительно числа 10;

n – количество выделенных и использованных при расчетах единичных показателей.

Чем выше значение I_об.гр. и чем больше значение по сравнению с , тем более высокий уровень конкурентоспособности данной продукции по сравнению с продукцией-аналогом.

– на втором этапе рекомендуется произвести расчет себестоимости и отпускной цены нанесения 1 погонного метра (п.м.) покрытия на поверхности изделия, в данном случае трубы определенного диаметра. Если расчет ведется для оценки целесообразности перехода на новый тип покрытия для уже существующих предприятий, когда нет необходимости в строительстве новых зданий и сооружений, то расчет отпускной цены можно проводить по упрощенной схеме, которая будет приведена ниже.

– на третьем этапе рекомендуется произвести сравнение удельных эксплуатационных расходов (Z_уд), которые возникают в течении всего периода эксплуатации нового покрытия и покрытия –аналога. Для этого рекомендуется использовать формулу (2) [3]:

(2)

где Z_уд – удельные эксплуатационные затраты при значении долговечности покрытия t_с;

В_кр – общая стоимость капитального ремонта;

– среднегодовые эксплуатационные затраты;

К_общ – общие капитальные вложения в сферу эксплуатации;

Е_н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

t_с – нормативный срок службы нового ТПЗС, год;

В качестве примера использования предложенной методики и оценки полученных результатов был произведен расчет экономического эффекта от внедрения и дальнейшего использования ТПЗС по сравнению с тремя наиболее распространенными типами защитных антикоррозионных покрытий, предлагаемых и разрешенных к использованию на территории Украины, Белоруссии, Казахстана и Российской Федерации:

1) битумно-мастичными покрытиями (БМП), срок надежной работоспособности которых составляет максимум 10 лет. Широкое использование БМП связано в первую очередь с их дешевизной, доступностью сырья и простотой в нанесении. В Украине такие покрытия в основном использовались до 1995 г.

2) двухслойными покрытиями (ДП) на основе эпоксидного праймера и верхнего слоя из ПЭНП, срок надежной работоспособности которых составляет 25 – 30 лет. Основной недостаток таких покрытий заключается в расслоении между материалами эпоксидного праймера и ПЭНП, что значительно ухудшает защитные и антикоррозионные свойства ДП.

3) трехслойными покрытиями (ТП) на основе эпоксидного праймера (ТП), срок надежной работоспособности которых составляет максимум 40 лет. Широко распространенные на территории указанных стран ТП, как правило, имеют в своем составе ЭК и другие компоненты импортного производства («Dow Chemical», BASF, AkzoNobel Германия, DuPont США), что существенно удорожает их стоимость. При этом такие ТП не всегда обладают хорошей послойной адгезией из-за отсутствия единого критерия, позволяющего подобрать оптимальный состав компонентов ТП, соответственно при их длительной эксплуатации им присуще все проблемы ДП [3].

Следуя предложенной методике, на первом этапе была оценена конкурентоспособность ТПЗС по сравнению с выбранными аналогами (табл. 1). Для оценки конкурентоспособности рекомендуется проводить опрос среди ведущих инженеров профильных предприятий государственного и частного сектора, научно – исследовательских институтов и топ-менеджеров крупных поставщиков химической продукции.

Таблица 1

Маркетинговая оценка потребительских свойств различных типов антикоррозионных покрытий

Наименование показателя	kві	Значение Об для типа покрытия
		БМП	ДП	ТП	ТПЗС
Долговечность	3,5	4	7	8	9
Технологичность	1,5	8	7	7	6
Ремонтопригодность	1,6	6	6	7	7
Отпускная цена	1,4	9	7	7	7
Эксплуатационные свойства	2,0	3	5	7	9
	-	54,2	64,4	73,5	79,5
Iоб.гр		1,46	1,23	1,02	–

Наиболее высокий уровень конкурентоспособности ТПЗС демонстрирует по отношению к битумно-мастичным покрытиям (I_об.гр=1,46, табл. 1). В зависимости от конкретных условий список показателей табл. 1 может быть существенно расширен при условии, что ∑k_ві=10.

На втором этапе был произведен расчет отпускной цены ТПЗС. При расчете использовались данные, предоставленный органами государственной статистики Украины, государственной налоговой администрацией Украины и ведущими поставщиками и производителями полимерной продукции на территории Украины. Расчет себестоимости нанесения разработанного ТПЗС (табл. 2) производился для труб диаметром 1020 мм и годовой программы 200 км/год. Цены указаны на 01.06.2011. Расчет потребности в сырье и материалах производится согласно формулы 3 [2,3] с учетом нормы расхода материалов:

Р_j = H_ji · B_i (3)

где Р_j – затраты j-го сырья на 1 кг (м, км) i-го продукта;

H_ji – известная норма j-го сырья или материала на 1 кг (м, км) i-го продукта;

B_i – производство i-го продукта, кг (м, км)/год.

Далее производим расчет себестоимости продукции используя данные табл. 3 и следующие принятые нормы [2, 3]:

1) Затраты на вспомогательные материалы составляют 5-7% от стоимости сырья и материалов (табл. 3);

Таблица 2

Расчет себестоимости нанесения разработанного ТПЗС в заводских условиях

Статьи затрат	Себестоимость 1 п.м.
	грн	дол. США^*
1. Сырье и материалы	192,55	24,15
2. Вспомогательные материалы	9,63	1,21
3. Энергозатраты	15,40	1,93
4. Заработная плата рабочих	11,55	1,45
5. Начисления на заработную плату	4,39	0,55
6. Общепроизводственные затраты	173,25	21,73
7. Производственная себестоимость	406,77	51,03
8. Административные затраты	92,40	11,59
9. Затраты на сбыт	2,77	0,35
10. Себестоимость	501,94	62,97
11. Цена производства	537,08	67,38
12. Отпускная цена	644,50	80,85

Примечание: *по курсу НБУ на 01.06.2011

2) Энергозатраты составляют 8-10% от стоимости сырья и материалов (табл. 3);

3) Заработная плата основных производственных рабочих составляет
6-8% от стоимости сырья и материалов (табл. 3);

4) Начисления на заработную плату 38,03% от суммы всей заработной платы основных производственных рабочих;

5) Общепроизводственные затраты – 1500% от суммы всей заработной платы основных производственных рабочих;

Таблица 3

Расчет потребности и стоимости материалов разработанного ТПЗС

Компонент ТПЗС	Цена, грн/кг	Толщина слоя, м	Потребность		Стоимость
			на 1 п.м, кг	на годовую программу, т	на 1 п.м,		на годовую программу,
					грн	дол. США	тыс. грн	тыс. дол. США
ЭК	41,00	2·10^-4	0,80	160,00	30,75	3,86	6150,00	771,50
АКС	23,50	4·10^-4	1,30	260,00	30,55	3,83	6110,00	766,48
ПЭНП	12,50	3·10^-2	10,50	2100,00	131,25	16,47	26250,00	3292,98
Итого	–	–	–	–	192,55	24,16	38510,00	4830,96

5) Общепроизводственные затраты – 1500% от суммы всей заработной платы основных производственных рабочих;

6) Производственная себестоимость – сумма п.п.1-6 табл. 2;

7) Административные затраты – 800% от суммы всей заработной платы основных производственных рабочих;

8) Затраты на сбыт – 3-4% от суммы административных затрат;

9) Себестоимость – сумма п.п. 7-9 табл. 2;

10) Расчет цены производства (Ц_пр-ва) выполняем согласно формулы (4)[2, 3]

(4)

где С/С – себестоимость продукции, грн

П_р – прибыль, которую планируется получить от реализации единицы продукции, грн/т (грн/км, грн/п.м);

R – уровень рентабельности, который задается величиной
прибыли, %. Для предприятий, специализирующихся на нанесении защитных покрытий R = 7% [2, 3].

11) Отпускная цена (Ц_отп) рассчитывается по формуле (5) с учетом величины ставки налога на добавленную стоимость (НДС) [2, 3]

Ц_отп = Ц_пр-ва + НДС = Ц_пр-ва × 1,2 (5)

Отпускная цена 1 п.м. ТПЗС сопоставима, а в некоторых случаях ниже, чем стоимость нанесения 1 п.м. в среднем на Украине и в России для труб большого диаметра (табл. 2). Например, стоимость нанесения ТП на основе жидкого эпоксидного олигомера на НПП Укртрубоизол (г. Днепропетровск) составляет в среднем 81,54 $/п.м., на ОАО «Харцызский трубный завод» (г. Харцызк) – 80,91 $/п.м, ООО Индастл- Центр (г. Уфа, Россия) – 91,57 $ /п.м, ООО СП «Бел-Изолит» (г. Минск, Белоруссия) – 86 $ /п.м., ТОО «Проектный институт «Промстройпроект» ( г.Алматы, Казахстан) – 92 $ /п.м. (цены указаны с НДС).

На третьем этапе было произведено сравнение удельных эксплуатационных расходов для ТПЗС и покрытий аналогов. Данные для расчетов приведены в табл. 4., расчет производился на 1 км.п. труб диаметром 1020 мм.

Таблица 4

Статьи расходов, формирующие удельные эксплуатационные затраты

Тип покрытия	Статьи расходов, формирующие Zуд
	Вкр, грн	, грн	Кобщ	Ен	tс, лет
БМП	5489	5000	1000	0,15*	10
ДП	7458	2800	655		30
ТП	8250	1500	400		40
ТПЗС	8750	800	145		60

Примечание: значение для газовой промышленности [4]

При расчете значения В_кр для газопроводов рекомендуется включать помимо затрат на сырье и материалы и расходов на раскопку трубопроводов, также стоимость работы различного оборудования в полевых (трассовых) условиях, заработную плату занятых рабочих, стоимость недопоставки газа и т.д. [5].

После расчета по формуле (2) (в грн.) получили следующие значения удельных эксплуатационных затрат:

1) ТПЗС по сравнению с БМП

2) ТПЗС по сравнению с ДП

3) ТПЗС по сравнению с ТП

Проведенный по предложенной методике анализ экономической эффективности внедрения ТПЗС позволяет сделать однозначный вывод о целесообразности и экономической обоснованности внедрения нового типа покрытия, поскольку предложенное ТПЗС, во-первых, обладает большей конкурентоспособностью по сравнению с покрытиями – аналогами, во-вторых его отпускная цена находиться на уровне либо ниже, чем у покрытий – аналогов, а в-третьих, внедрение ТПЗС позволяет существенно (в 1,25 – 1,9 раз) снизить значение удельных эксплуатационных расходов.

В заключении следует отметить, что предложенная методика не требует от разработчиков новой продукции использования большого массива данных и сложного математического аппарата для доказательства экономической эффективности от внедрения нового продукта по сравнению с уже существующим, при условии наличия разрботанного продукта свойства (группы свойств) выше, чем у аналогов. Данная методика может использоваться, в том числе, при внедрении новых защитных, декоративных, антикоррозионных лакокрасочных и полимерных покрытий.

Литература

1. Тихомирова Т.С. Оценка работоспособности защитных антикоррозионных полимерных покрытий магистральных газопроводов / Т.С. Тихомирова, А.Н. Рассоха // Научно-технический журнал Вопросы химии и химической технологии. – Днепропетровск: ГВУЗ «Украинский государственный химико-технологический университет» – 2008. – №1. – С.156 – 159.

2. Економіка підприємства. Збірник практичних задачі конкретних ситуацій : Навчальний посібник / за ред. С. Ф. Покропивного. – К.:КНЕУ, 1999. – 293с.

3. Економіка підприємства: підручник / за ред. С.Ф. Покропивного. – К.:КНЕУ, 1999. – 545 с.

4. Андреев Д.М. Эффективное инвестирование – это просто / Д.М. Андреев // Справочник экономиста. – М.: ООО «Профессиональное издательство» - 2007. – №10. – С. 124 – 127.

5. Малков А. Г. Методы ремонта газопроводов с применением труб, бывших в эксплуатации : автореф. дис. к. т. н. / А.Г. Малков.– п. Развилка, Моск.обл.: ООО «Газпром ВНИИГАЗ», 2009. – 22 с.