Для любого человека, который хочет/планирует/занимается/заказывает покрытие, вопрос цены возникает сразу же, как только становится известно, что предполагаемый результат достижим.

Как мы с вами знаем, цена не берется с потолка, а устанавливается по паритету спроса и предложения. Не рассчитывается, исходя из себестоимости, а получается из рыночных условий. Рынок, между тем, вещь довольно непредсказуемая и меняется очень сильно. Социальные сети американских президентов не дадут соврать. Поэтому считать я буду именно себестоимость, а не фактическую цену, за которую та или иная компания будет готова выполнить работу. Более того, цены эти часто являются коммерческими тайнами, которые мы раскрывать не будем.

Краткое содержание статьи:

1. Объект покрытия.

2. Оборудование.

3. Расходные материалы и работа по нанесению покрытия.

4. Формирование окончательной себестоимости.

Все расчеты проведены в рублях. Доллар на момент написания статьи 83,36 рубля, золото – 4565,39 долларов на бирже. При изменении экономических условий (а они точно изменятся) можно пропорционально пересчитать данные ниже цены.

Чтобы никого не задерживать, скажу сразу:

• цена нужного оборудования примерно 8 280 000 рублей;

• себестоимость покрытия детали площадью 1 м² – 10 136,36 рубля.

На этом можно закрыть статью. Кому интересно ознакомиться с методикой расчета прошу прочитать текст ниже.

Часть 1. Объект покрытия

Для того, чтобы рассчитать покрытие, нужно определиться с деталью. Нельзя ведь наносить покрытие просто на воздух. Для удобства расчета возьмем цилиндрическую деталь диаметром 320 мм и длиной 1000 мм. В этом случае площадь боковой поверхности у нас получится 1,01 м², которую вполне можно округлить до 1,0 м². Вот на боковую поверхность и будем класть хром. Толщину хрома будем наносить в 48 мкм.

Вешать деталь в ванну будем с помощью оснастки вертикально. Так проще будет обеспечить ровное расстояние до каждого анода.

В дальнейшем для расчета нам понадобятся технологические параметры. Плотность тока, как мы говорили в прошлой статье, 40-50 А/дм², сейчас примем 45 А/дм². 1 м² – это 100 дм², значит на деталь мы должны подать 4500 А. Выпрямитель не выбирают точно в нужное значение, а берут с запасом. Ну возьмем для наших целей выпрямитель на 5000 А, хотя это, конечно, достаточно малый запас.

Часть 2. Оборудование

Теперь перейдем к основной статье затрат, а именно к оборудованию. Ранее мы уже обсуждали, что нужно для покрытия. Сейчас постараемся немного углубиться. Начнем с ванн.

Ванны у нас должны быть титановые, и рубашка у них должна быть титановая, если планируется съем тепла через рубашку. Почему титан? Потому что только он способен выдержать такой едкий состав как электролит хромирования, при температурах выше комнатной. Сталь, в том числе нержавеющая, растворится, пластики деформируются.

Возникает вопрос, а как же фторопласт? Я согласен, фторопласт способен выдержать и температуру, и состав, а ещё он белый. Однако он имеет достаточно низкую твердость и механические свойства. Плюс его сварка – задача непростая (хотя и титан варить тоже непросто). В любом случае ванн из фторопласта в больших объемах я не встречал.

Был у нас на заводе один случай. В цех по изготовлению оснастки купили экструдер для варки полипропиленовых конструкций. Мастер по подготовке производства узнал про это и тут же заказал ванны-вкладыши из полипропилена для ванн хромирования. Радости его не было предела. Сделали быстро, в ванну установили, и ванна, которая раньше требовала сварку по титану, теперь не требует и не течет. Однако, через два месяца этот вкладыш благополучно развалился. Полипропилен, способный держать соляную, серную, азотные кислоты в высоких концентрациях, от электролита хромирования деформировался и дал течь.

Высота ванны. Учитывая, что деталь у нас 1 м длиной и висит вертикально, то высоту ванны можно прикинуть так:

• От дна ванны отступаем 200 мм, потому что там постоянно будет лежать грязь.

• От борта ванны до зеркала электролита отступаем ещё 100 мм, потому что нельзя наливать под горло, иначе по закону Архимеда лишнее выльется на пол.

• Ну и наконец от зеркала электролита ещё вниз надо отступить 100 - 150 мм. Возьмем с запасом - 150 мм.

Получается, чтобы покрыть деталь длиной 1000 мм (1 м), нам нужно:

Округлим до 1500 мм. То есть борта ванны должны быть высотой 1,5 м.

 Ширина ванны. Деталь у нас 320 мм. От детали надо отступить примерно 200 мм до анодов и от анодов, до борта ванны тоже надо отступить около 100 мм. Итого:

Округляем до 1000 мм.  

 Всё, мы примерно определили габариты ванны: 1000х1000х1500 мм. Полученный объем электролита 1,5 м³. Так как мы льем не под горлышко, то полезный объем составит где-то 1,2 м³.

Материал ванны. Слишком тонкий брать не будем. Возьмем толщину 2 мм. На некоторых маркетплейсах на момент написания статьи лист титана ВТ1-0 размерами 1000х500х2 мм стоит 20 000 рублей.

Нам надо таких листов… По 3 листа на сторону. У нас 4 стороны, значит 12 листов. Не надо забывать про дно. Туда ещё два листа. Итого надо 14 листов, плюс 2 листа заложим на технологические потери. Итого:

Эта сумма только на материал ванны. Стоимость работы по сварке, механической обработке считать не буду, не специалист и даже примерно не представляю, сколько это, но уверен, что дорого.

Для иллюстрации, что не всё так дорого в гальванике, рассчитаем стоимость такой же ванны из полипропилена. Лист с размерами 1000х500х2 мм из полипропилена стоит 806 рублей. Считаем:

Может быть, всё же можно сделать из полипропилена? Ну и что, что поживет всего 2 месяца и протечет на пол. Вспомним наших друзей из Росприроднадзора, которые за утечку электролита подарят нам штраф, который будет слегка больше цены титановой ванны. Раз в 10. 

Рубашка ванны. Рубашка должна быть примерно на 50 - 100 мм больше основной ванны. Не будем заморачиваться и для примерного расчета просто посчитаем, что по материалам она будет на 20% дороже. Итого 384 000 рублей.

Токоведущие части. Здесь надо учесть не только длину ванны, но и допустимую токовую нагрузку. Так, в соответствии с ПЭУ таблица 1.3.31 для шины с сечением 120х10 мм допускается ток 2900 А, у нас 5000 А. Значит надо как минимум две полосы взять на одну штангу. Следовательно, будет 5 штанг – 4 анодные по кругу ванны и одна катодная по центру.

Цена одной полосы оценивается примерно в 50000 рублей. Итого:

Вот во столько обойдется примерное создание токоведущего контура, без цены за работу, монтаж, мех. обработку.

 Аноды. Аноды надо свинцово-сурьмянистые, к примеру, ССу10. Цену на просторах интернета я нашел в 278 руб/кг. Для ванны нужно равномерно распределить токовую нагрузку, разместив по 2 анода на каждую сторону (минимум).

Длину анода примем в 1,5 м, чтобы перекрыть зону покрытия. Диаметр установим в 50 мм. На самом деле, её тоже надо считать по токовой нагрузке и соотношению площадей анода к катоду, но мы же считаем приблизительно.

Для такого анода объем цилиндра составит 0,003 м³. Плотность сплава ССу10 для нашей задачи примем как 11350 кг/м³. Следовательно:

Надо 8 таких пруточков, посчитаем:

И умножим на цену за килограмм:

Округлим до 76 000 рублей. 

Кстати, аноды можно отливать самим, но для этого требуется литейный участок. Был у нас один специалист по литью. Мы заметили, что при оловянировании качество покрытия резко ухудшилось. Пошли разбираться почему. Оказалось, в анодах из чистого олова присутствует до 10% свинца. Стали разбираться, откуда там свинец. Оказалось, что литейщик отливал аноды из свинца и из олова в одном тигле. На вопрос «Зачем он так сделал», он ответил: «А что не так? Я перед литьем тигель помыл».

Электролит. Нам нужно посчитать, сколько будет стоить электролит в ванну. Туда же не вода заливается. Хотя вода тоже стоит денег, но мы её учитывать не будем.

Состав возьмем классический:

• Хромовый ангидрид 250 г/л.

• Серная кислота 2,5 г/л.

Хромовый ангидрид на одном известном маркетплейсе 356 руб/кг.

Серная кислота 174 руб/л. Учтем, что 1 кг кислоты не равен 1 л. 1 л весит 1,84 кг, значит 174 рубля стоит 1,84 кг.

Объем ванны у нас 1,2 м³, а это 1200 л. Значит хромового ангидрида нам надо:

300 000 г это 300 кг. В деньгах это 106800 рублей.

Аналогичным расчетом считаем серную кислоту и получается 522 рубля. Итого на заправку ванны мы потратим 107 322 рубля. Округлим до 110 000 рублей.

 Источник тока, он же выпрямитель. Цену по контракту нам никто не скажет, поэтому возьмем ориентировочно по 1 млн рублей за 1 000 А. Итого 5 000 000 рублей.

 Остальное оборудование. По чиллеру, очистным, вентиляции и остальному даже примерно цены не скажу. Ну пусть будет, что стоки мы отдаем на переработку по хорошей договоренности с заводом, а на чиллер и вентиляцию заложим суммарно 2 000 000 рублей. С запасом. Я надеюсь. 

Итого, на ванну мы потратим без учета электролита:

С учетом электролита 8 390 000 рублей. Солидно, особенно если учесть, что мы покрываем деталь длиной всего в 1 м. 

Часть 3. Расходные материалы и работа по нанесению покрытия

Материалы. Для учета расхода материалов непосредственно на сам процесс хромирования есть методика РД 39-3-31-77. Она выпущена в 1978 году, но не смотрите, что она старая. Странным образом, но с того времени химия процесса изменилась незначительно, особенно если вы используете классический электролит из хромового ангидрида и серной кислоты. Даже у вас какой-нибудь новомодный электролит, к примеру, с добавлением углеродных нанотрубок, то и в этом случае эта методика поможет, так как в начале даны формулы расчета нормы расхода исходя из концентрации.

Касательно нанотрубок. Был случай, когда мы хотели внедрять хромирование с нанотрубками. Провели работы, испытали. Покрытие получается, все работает, но столкнулись с двумя важными аспектами: электролит стал дороже в 2,5 раза и поставщиков нанотрубок именно в суспензии для хромирования было не очень много, из-за чего ванна часто простаивала. Сама технология хорошая, но пока слишком много сопутствующих трудностей.

Приступим непосредственно к расчету. Напоминаю, у нас 1 м² площадь покрытия. Не вдаваясь в подробности, скажу, что затраты составят 0,3 г серной кислоты и почти 1 кг хромового ангидрида (см. таблицы 4 и 6 методики). Ранее цены на материалы мы уже писали, поэтому сразу скажем – цена расходных материалов составит 356 рублей.

Работа. Тут все зависит от степени автоматизации производства, но посчитаем по такой формуле:

Где Т – это время, n – количество деталей в ванне, а 0,17 – дополнительные расходы времени на монтаж детали, протирку и так далее.

Деталь в ванне у нас одна, толщина покрытия 48 мкм, скорость осаждения 25 мкм/ч. Следовательно, понадобится два часа времени. Считаем по формуле и получается 2,34 часа трудоемкость изготовления детали.

Примем, что мы платим своему работнику 1000 рублей в час до вычета налогов. Значит за деталь мы заплатим 2340 рублей. Накинем сюда ещё ФОТ, то есть 30,2 %, и получается, что для нас его работа будет стоить 3046,68 рублей.

 Значит, непосредственно на деталь мы потратим:

Это не считая подготовительных операций, которых великое множество. Округлим до 3500 рублей. 

Часть 4. Формирование окончательной себестоимости

Как известно, для учета себестоимости нам нужно посчитать амортизацию оборудования.

Для этого примем, что у нас продукция будет выпускать в количестве 88 штук в месяц (по 4 штуки в день, 22 рабочих дня). Срок полезного использования 5 лет. Всё-таки химикаты у нас агрессивные. Тогда стоимость амортизации в месяц:

На наше количество продукции (88 штук.) это 1568,18 рублей. Сложим с тем, что посчитали по работе, и получим 5068,18 рублей. Это желательно умножить на 2, так как мы не учли электроэнергию, воду, обслуживания здания и т. д. 2 в данном случае является таким комплексным ориентировочным коэффициентом.

Итоговая себестоимость составит 10 136,36 рублей для простой детали типа цилиндр. Если мы будем считать ещё подготовку под покрытие, обработку после покрытия, цена вырастет ещё, хорошо, если только в два раза.

Спасибо, что дошли до сюда, готов ответить на вопросы в комментариях или личных сообщениях.

 С Уважением, Иван Яковлев, к.х.н.