CC BY
18
УДК 656.072
М.И. Филатов, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технической эксплуатации и ремонта автомобилей, ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет» e-mail: Filatovogu@gmail.com
С.В. Булатов, аспирант кафедры технической эксплуатации и ремонта автомобилей, ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет» e-mail: bul.sergey2015@yandex.ru
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ В ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ НА ПАССАЖИРСКОМ
АВТОТРАНСПОРТНОМ ПРЕДПРИЯТИИ
Предмет: затраты на приобретение лакокрасочных материалов (ЛКМ) на пассажирских автотранспортных предприятиях можно отнести к числу основных, поэтому необходимо уделить особое внимание на расход этих материалов.
Цели: определение потребности в лакокрасочных материалах с учетом влияния множества факторов, таких как возрастная структура парка, дорожно-транспортные происшествия, а также условия эксплуатации, особенно в зимний период, и условия хранения подвижного состава.
Методология: применяется метод прогнозирования для расчета практического расхода лакокрасочных материалов с учетом теоретического расхода материалов, с учетом каждого значимого фактора (причины) безвозвратных потерь материалов, а также количества слоев, наносимых на ту или иную деталь.
Результаты: фактические затраты на лакокрасочные материалы (ЛКМ) на пассажирском автотранспортном предприятии с подвижным составом более 200 единиц, значительная часть которых (83 %) - это автобусы марки ПАЗ - составляет 63,4 тыс. руб. в год на весь парк автобусов (усредненные значения расхода ЛКМ при окрашивании одного автобуса ПАЗ (-8^10 кг). Лак расходуется в тех же объемах, что и краска.
Выводы: правильно определенная потребность в лакокрасочных материалах (прогнозируемый практический расход) позволяет заранее планировать затраты на их приобретение. Также использование правильно подобранного краскопульта снижает расход наносимой краски.
Ключевые слова: лакокрасочные материалы, расход, подвижной состав, потребность, фактор, затраты.
На пассажирских автотранспортных предприятиях (ПАТП) затраты на приобретение лакокрасочных материалов (грунтовка, краски, лаки и так далее) можно отнести к числу основных. На их расход влияют такие факторы, как возрастная структура парка (появление коррозионных участков на кузовных деталях автобусов), дорожно-транспортные происшествия (ремонт поврежденных, деформированных деталей кузовов), а также условия эксплуатации, особенно в зимний период (химические реагенты, соль с песком), и условия хранения подвижного состава (температура, влажность и так далее).
По состоянию на 1 июля 2016 года в России насчитывается 390,8 тыс. автобусов. Средний возраст парка остается близким к критическому и составляет 15,2 лет, причем возраст 44 % от всех автобусов в стране старше 15 лет.
В Приволжском Федеральном округе ситуация не лучше, где зарегистрирован примерно каждый пятый автобус в РФ (74,5 тыс. шт.), из которых 51 % старше 15 лет.
Учитывая «возраст» эксплуатации автобусов, можно предположить, что детали кузова требуют ремонта. Ремонт кузова автобуса, как правило, сопряжен с проведением окрасочных работ [1,5,6,9].
Расходы на лакокрасочные материалы (ЛКМ) остаются значительными, поскольку подвижной состав, эксплуатирующийся свыше нормативного срока, требует большего, а самое главное частого, внимания к кузовным деталям из-за появления коррозионных участков; возраст, превышающий нормативный, способствует частому попаданию в дорожно-транспортные происшествия, что также требует восстановления деталей кузова с последующим расходом ЛКМ, к тому же и внешний вид автобусов также учитывается.
Коррозия кузова - одно из самых опасных явлений. Этот элемент конструкции автобуса трудно заменить, он является самым дорогостоящим и более уязвим к разрушению, чем закрепленные на нем агрегаты, узлы и детали. При благоприятных для процесса обстоятельствах ржавчина может разъесть металл в считанные месяцы и даже недели.
Причинами коррозии чаще всего становятся такие факторы, как:
- неблагоприятная экологическая обстановка региона (выхлопы автомобилей, отходы предприятий и так далее);
- качество покрытия дорог;
- неоднородность всех без исключения металлических поверхностей;
- отсутствие вентиляции в гаражах;
- условия эксплуатации подвижного состава;
- географическая область постоянного использования, климатическая зона.
Лакокрасочные материалы используют для приготовления составов, образующих на поверхности деталей кузова лакокрасочное (малярное) покрытие, которое защищает кузов от вредного воздействия окружающей среды и, следовательно, способствует повышению их долговечности, придает эстетичный вид и так далее [10, 12].
Службе материально-технического обеспечения (МТО) предприятия необходимо заранее планировать затраты на ЛКМ, поэтому определение по-
требности в этих материалах, а также контроль их расхода является одной из задач, то есть нужно заказать такое количество ЛКМ, чтобы не оставалось (или оставалось в малом количестве) излишков материалов.
Определение потребности в лакокрасочном материале сводится к расчету необходимого количества материала, достаточного для полного и качественного выполнения работ над подвижным составом и его составными частями [11].
Очевидно, что количество лакокрасочного материала, заказываемое у фирмы-производителя или магазина, не должно быть меньше количества, прогнозируемого для окраски (рисунок 1).
кол-во ЛКМ при заказе
>
Прогнозируемое кол-во ЛКМ, необходимое для окрашивания данного изделия (прогнозируемый практический расход)
Рисунок 1. Условие заказа ЛКМ на ПАТП
В основном это условие соответствует действительности, так как производители ЛКМ в большинстве случаев отгружают материал целыми упаковками. Также избыточное количество ЛКМ может образоваться при внеплановом заказе материала, когда производитель просто физически не может изготовить материал необходимого качества при загрузке сырья в технологическое оборудование меньше допустимых пределов.
Избыток ЛКМ при заказе выполняет у производителя окрасочных работ роль «страхового запаса» на случай непредвиденных обстоятельств (проливы ЛКМ при окраске, порча при хранении и другое) Естественно, что величина «страхового запаса» ЛКМ должна быть разумна, так как предприятие ожидают затраты на хранение. Оценить его количество, можно только достоверно рассчитав прогнозируемый практический расход ЛКМ применительно к окрашиванию заданного объекта (составные части или автобус в целом).
Практический расход (Р„р) лакокрасочных материалов - это количество материала, необходимое
(или фактически затраченное) для получения на окрашиваемом изделии покрытия с заданной толщиной. В этом количестве не учитываются потери, связанные с браком, наладкой и ремонтом оборудования, с отступлением от утвержденного технологического процесса окрашивания.
Если расход определить по количеству материала фактически израсходованного при окрасочных работах, получим величину фактического расхода ЛКМ; если необходимо определить потребность в ЛКМ при планировании окрасочных работ - результатом расчета будет являться величина прогнозируемого расхода.
Структурно-практический расход представляет собой сумму количества материала, расходуемого исключительно на формирование покрытия требуемой толщины (теоретический расход ЛКМ) и его дополнительного количества, компенсирующего безвозвратные потери материала при нанесении на изделие (рисунок 2). Очевидно, что увеличение безвозвратных потерь ЛКМ при нанесении приводит и к увеличению практического расхода.
прогнозируемый практический расход ЛКМ для окрашивания изделия (кг)
кол-во ЛКМ1 расходуемое на
формирование покрытия с заданной ТСП на единицу площади (теоретический расход)
(кг/м2)
площадь окраш иваемого изделия (м2)
Рисунок 2. Прогнозируемый практический расход ЛКМ
кол-во ЛКМ, компенсирующее безвозвратные потери ЛКМ при его нанесении на изделие (потери при нанесении) (кг)
При последовательном нанесении нескольких слоев, даже одного и того же материала, прогнозируемый практический расход для каждого ЛКМ всегда должен определяться отдельно для каждого окрасочного слоя (Рпр Д а суммарный прогнозируемый расход ЛКМ (Рпр) рассчитываться как сумма расходов, затрачиваемых для получения каждого отдельного слоя.
где Р„р ЛКМ, (кг);
-ЦР,
прЬ
^теорЬ ^ ^
1000
(1),
(2),
суммарный практический расход
Рпр ь - практический расход ЛКМ на нанесение одного слоя номинальной толщины, (кг);
N - количество слоев ЛКМ в схеме окраски;
РтеоР ь - теоретический расход ЛКМ на один слой номинальной толщины, (г/м2);
AQL - потери ЛКМ при нанесении одного слоя номинальной толщины, (кг);
- площадь окрашиваемой поверхности (м2).
Теоретический расход (Ртеор) лакокрасочных материалов - это количество материала, расходуемое исключительно на формирование покрытия с задан-
ной толщиной на идеально гладкой поверхности, то есть без учета потерь материала при его нанесении, потерь на заполнение неровностей окрашиваемой поверхности (так называемого «мертвого объема») и его впитывания в окрашиваемую поверхность.
Величину теоретического расхода ЛКМ, необходимого для достижения слоя с заданной номинальной толщиной (Ртеор ь), определяют свойства самого материала (то есть его производственная рецептура) и толщина сухой пленки (ТСП) данного ЛКМ в системе покрытий (ТСПь).
Рисунок 3. График теоретического расхода ЛКМ
Предприятие-изготовитель в листах технической информации на ЛКМ указывает значения его теоретического расхода. Пользуясь приведенными значениями, можно при необходимости легко пересчитать теоретический расход ЛКМ для любой величины ТСП и наоборот.
Также практический расход следует рассчитывать отдельно для каждого элемента автобуса, а общий расход ЛКМ на всю конструкцию целиком определять как сумму расходов ЛКМ, приходящихся на окраску ее отдельных частей (элементов).
Безвозвратные потери ЛКМ при нанесении (AQ) определяются многими причинами: габаритами, конструкционными особенностями (сложностью) окрашиваемого изделия и природой его поверхности, принятым способом нанесения ЛКМ, конструкцией окрасочного оборудования, доступностью места окрашивания, погодными условиями, квалификацией маляра и другими факторами.
На пассажирских автотранспортных предприятиях участки, которые проводят постоянную работу по совершенствованию организации и технологии окрасочных работ, располагающие технически совершенным окрасочным оборудованием и квалифицированными кадрами для его настройки и эксплуатации, способны свести потери ЛКМ при нанесении к минимуму [2, 3, 7, 16].
По данным опытной окраски, когда известен фактический расход материала на слой (Р„р ь факт)
и фактическое значение ТСП, потери ЛКМ при нанесении каждого слоя могут быть определены как в абсолютных величинах (AQL), в единицах массы или объема, так и относительных единицах, то есть как процент потерь от теоретических (без учета потерь) затрат материала
{Ртеор £ *
А б£=Л
пр Ь факт
1000
пр факт
Л„%
Р , х5
теор Ь 1000
^ Ртеор 1000
-х100%
(3),
(4),
где AQL - потери ЛКМ при нанесении одного слоя номинальной толщины, (кг);
Ад1° - процент потерь ЛКМ на один слой номинальной толщины, (%);
Рпр ь факт - фактический практический расход ЛКМ на один слой по результатам опытной окраски, (кг);
Ртеор ь - теоретический расход ЛКМ на один слой номинальной толщины, (г/м2);
5 - площадь окрашиваемой поверхности, (м2).
Действительно, ПАТП, профессионально проводящее окрасочные работы, для определения фактической стоимости работ ведет ежемесячный (ежедневный) учет фактического расхода ЛКМ при окраске.
Полученные значения могут быть использованы в качестве прогнозируемых безвозвратных потерь при расчете прогнозируемого практического расхода ЛКМ применительно к новым, отличным по своим характеристикам, элементам.
При расчете безвозвратные потери могут быть определены и как потери теоретического расхода на величину ЛРтеор в г/м2.
Тогда количество теряемого при окрасочных работах ЛКМ (AQ) будет:
де=
АР хБ
теор 1000
(5),
а формула (2) расчета прогнозируемого практического расхода ЛКМ, приходящегося на один слой (Р„р ь), примет вид:
Рщеор Ь Х ^ ЛРтеор * $
1000
1000
--Р , +АР
теор Ь т
Р =
1 пр Ь
теор (£+Д)
х5
1000
(6),
(7),
(8),
где Ртеор Ь - теоретический расход ЛКМ на один слой номинальной толщины, (г/м2);
Ртеор (Ь+А) - значение теоретического расхода ЛКМ, определенное с учетом потери ТСП, (г/м2).
Очевидно, что для достоверного расчета величины прогнозируемых безвозвратных потерь ЛКМ их следует определять не только отдельно для каждого слоя ЛКМ, но и с учетом каждого значимого фактора (причины) потерь.
Из всего множества возможных факторов потерь ЛКМ при окрасочных работах в большинстве практических случаев к наиболее значимым относят потери, вызванные:
- особенностями конструкции (сложностью) объекта или трудностью доступа к поверхности окрашивания, (КПО);
- применяемой технологией нанесения ЛКМ, (КПТ);
- условиями окружающей среды (погодными условиями) при нанесении ЛКМ, (КПУ);
- подготовкой ЛКМ перед нанесением (КПп);
- шероховатостью окрашиваемой поверхности
(АТСПШ).
Все факторы (причины) потерь ЛКМ при нанесении подразделяются на переменные, когда абсолютная величина теряемого ЛКМ оказывается прямо пропорциональной величине ТСП получаемого покрытия, и постоянные, когда величина потерь ЛКМ от ТСП не зависит, а определяется только физической природной причины, вызывающей потери (рисунок 4).
Рисунок 4. График потерь лакокрасочных материалов (Примечание: AQТ - потери, зависящие от технологии нанесения; AQy - потери, зависящие от погодных условий нанесения; AQШ - потери, зависящие от шероховатости поверхности)
К переменным (зависимым от величины ТСП) относится большинство потерь, встречаемых на практике.
Действительно, чем толще покрытие требуется нанести и, следовательно, больше ЛКМ необходимо положить на поверхность изделия, тем выше будут и потери, связанные с его доставкой до поверхности.
Таким образом, для любых значений ТСП, для каждого отдельно взятого переменного фактора (,) потери, выражаемых как в абсолютных величинах
(AQ,■), так и в виде потерь в ТСП (АТСП) или теоретическом расходе ^Ртеор ,), могут быть определены через один и тот же для данного фактора (,) коэффициент пропорциональности или процент потерь от данного фактора (А<7,%).
Тогда, для переменного фактора (,) потери в теоретическом расходе будут:
ДР
100
хР,
теор Ь
(9),
а формула (9) расчета прогнозируемого практи-
ческого расхода на один слой от фактора (i) примет вид: ^
(\ Р г X S 1 fin Х ^meop
P„pL\= Т± + 100 - —- (10),
1000 1000
' 100 (р ) =pwlxsш
\ npLk 1000 ,
(11), (12),
где КП/ - безразмерный коэффициент потерь (увеличения расхода) от переменного фактора потерь (/).
Очевидно, что значения коэффициентов потерь (увеличения расхода) могут быть больше или равными единице. Хотя в ряде случаев пользуются их обратными величинами - коэффициентами использования материала (КИ), величины которых соответственно меньше или равны единице:
КП,=
1
КИ,
(13).
К постоянным (не зависимым от величины ТСП) относятся потери, связанные, как правило, с заполнением так называемых «мертвых объемов».
В большинстве случаев на процесс нанесения оказывают влияние несколько значимых факторов. Любой процесс окраски всегда состоит из цепочки последовательных микроопераций, а результаты (и потери ЛКМ) от каждой микрооперации базируются на результатах предыдущей.
Тогда формула расчета прогнозируемого расхода ЛКМ, приходящегося на один слой (Рпр ь) в случае многофакторных (с учетом как постоянных, так и переменных) потерь, будет:
р г = -П(Ю7,)
npL
1000
(14),
1. Исходной информацией для расчета является проектная документация, план-график проведения окрасочных работ, предоставляемые изготовителем технические характеристики на ЛКМ. В этих документах для данного объекта окрашивания находят сведения об объекте (исходное состояние поверхности, необходимую степень ее подготовки перед окрашиванием), характеристику сложности конструкции, площадь поверхности и ее доступность для окрашивания; сведения о применяемых методах (технологии) окрашивания; сведения об условиях проведения окрасочных работ (окрашивание в заводских или полевых условиях, проведение окрасочных работ в замкнутых помещениях или на открытом воздухе, с уровня земли или на высоте и другое); предписываемые для каждого слоя значения номинальных ТСП; теоретические расходы применяемых ЛКМ.
2. На основании прогнозируемых условий проведения окрасочных работ для каждого слоя окрасочной схемы анализируется значимость всех возможных факторов потерь ЛКМ, определяется значение коэффициентов потерь (КП) или потерь в толщине сухой пленки (АТСП).
3. Для каждого слоя окрасочной схемы прогнозируемый практический расход ЛКМ в кг (Рпр ь) рассчитывают по формулам:
- для грунтовочного слоя схемы:
Рпрь = Рте°р^) *БхКП0 хКПТ хКПу хКПп (15);
1000
- для промежуточных слоев или финишного покрытия схемы:
Рпр l ~ '
xS
1000
-хКП0хКПтхКПухКПП (16),
где Рлыхр - значение теоретического расхода ЛКМ, определенное с учетом суммарной потери ТСП от всех значимых постоянных потерь, (г/м2);
КП I - безразмерный коэффициент потерь (увеличения расхода) от переменного фактора потерь ( );
2 - количество значимых переменных факторов потерь при данном процессе окрашивания;
5 - площадь окрашиваемой поверхности, (м2).
Также для расчета прогнозируемого расхода ЛКМ при потерях, вызванных рядом факторов, могут быть применены формулы (7) и (8). При этом приведенное с учетом всех потерь значение теоретического расхода, рассчитываемое для всех значимых переменных факторов как сложный процент (ТРь+А), находят для ТСП, к которым прибавляются потери в ТСП от всех значимых постоянных факторов потерь.
Таким образом, алгоритм расчета прогнозируемого практического расхода сводится к следующему:
где Ртеор (ь+АШ) - значение теоретического расхода ЛКМ, определенное с учетом потери ТСП от шероховатости АТСПш, (г/м2);
Ртеор ь - теоретический расход ЛКМ на один слой номинальной толщины, (г/м2);
КП0,КПТ,КПу,КПп - безразмерные коэффициенты потерь (увеличения расхода) от переменных факторов потерь: сложности объекта, технологии нанесения, условий нанесения и подготовки ЛКМ перед нанесением;
5 - площадь окрашиваемой поверхности окрашиваемого объекта, (м2).
4. В зависимости от схемы окраски суммарный прогнозируемый практический расход по каждому ЛКМ определяют как сумму практических расходов на каждый слой.
На примере одного из пассажирских автотранспортных предприятий города Оренбурга с подвижным составом более 200 единиц, значительную часть которых (83 %) составляют автобусы марки ПАЗ [8], приведем усредненные примерные значе-
ния расхода ЛКМ при окрашивании одного автобу- парк автобусов. Лак расходуется в тех же объемах, са ПАЗ (-8^10 кг). Фактические затраты на ЛКМ на что и краска. Средние данные по элементам пред-предприятии составляют 63,4 тыс. руб. в год на весь ставлены в таблице 1.
Таблица 1.Средние данные расхода эмали или лака на детали автобуса
Деталь автобуса Расход эмали или лака, мл
Кузов 4800-5000
Бампер 550-600
Дверь 750-800
Крыша 1850-2000
Использование правильно подобранного кра- Правильно определенная потребность в ЛКМ скопульта снижает расход наносимой краски, но (прогнозируемый практический расход) позволяет требует затрат на его приобретение [4, 14]. заранее планировать затраты на приобретение ЛКМ.
Литература
1. Гордиенко, В.Н. Ремонт кузовов отечественных автомобилей / В.Н. Гордиенко. - Москва: АТЛАС-ПРЕСС, 2003. - 256 с.
2. Ильин, М.С. Кузовные работы: рихтовка, сварка, покраска, антикоррозийная обработка / М.С. Ильин. -Москва: Изд-во «Книжкин Дом», Изд-во «Эксмо», 2005. - 480 с.
3. Кобус, В. Современные методы ремонта кузовов легковых автомобилей / В. Кобус. - Москва: Транспорт, 1991. - 175 с.
4. Мельников, И.В. Автомобиль: покраска и защита от коррозии / И.В. Мельников. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2007. - 288 с.
5. Наумов, А.В. Ремонт и восстановление кузовов легковых автомобилей / А.В. Наумов, В.В. Вольберг, Е.Ю. Кнауэр. - Москва: Высш. шк., 1996. - 224 с.
6. Портер, Л. Автомобильные кузова: Руководство по ремонту / Л. Портер. - Пер. с англ. Haynes and Co. Ltd., 2003. - 280 c.
7. Ремонт кузовов отечественных легковых автомобилей. - Москва: АТЛАС-ПРЕСС, 2006. - 256 с.
8. Руководство по эксплуатации. Автобусы ПАЗ-32053. Шестое издание. - Павлово: ООО «Павловский автобусный завод», 2007. - 105 с.
9. Синельников, А.Ф. Ремонт аварийных кузовов легковых автомобилей отечественного и иностранного производства / А.Ф. Синельников, С.К. Лосавио, Р.А. Синельников. - Москва: Транспорт, 2001. - 334 с.
10. Филатов, М.И. Определение оптимального размера партии поставки запасных частей на автотранспортное предприятие / М.И. Филатов, С.В. Булатов // Автотранспортное предприятие. - 2016. -№ 1. - С. 46-48.
11. Фокин, В.В. Материаловедение на автомобильном транспорте / В.В. Фокин, С.Б. Марков. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2007. - 288 с.
12. Шкунов, И.В. Кузовной ремонт в гараже. Иллюстрированное практическое пособие / И.В. Шкунов. -Москва: ООО «Мир Автокниг», 2009. - 136 с.
13. Якобс, М. Как покрасить автомобиль: пер. с англ. / М. Якобс, Х. Дэвид. - Москва: ACT: Астрель, 2006. - 159 с.
