5 Экономическая оценка сравниваемых способов сварки

Рациональность создания и внедрения новых способов и средств реализации технологического процесса должна устанавливаться на основе комплексного анализа путем сравнения вариантов, с принятым в качестве базового. Такой комплексный анализ позволяет выбрать наиболее рациональные способы и средства внедрения новой техники. В частных случаях технические показатели позволяют непосредственно судить о сравнительной эффективности сравниваемых вариантов сварки, но сами по себе технические показатели не дают однозначного ответа на вопросы о сравнительной экономической эффективности. Сравнительный экономический анализ способов сварки сводиться к определению экономического эффекта, получаемого в результате внедрения нового метода.

В настоящее время значительное место занимают дуговая сварка в среде защитных газах и под слоем флюса. Благодаря своим технологическим и экономическим преимуществам объем их применения возрастает все больше.

Технологическими преимуществами являются относительная простота процессов сварки, возможность полуавтоматической и автоматической сварки швов, находящихся в различных пространственных положениях. Дуговая сварка в среде защитного газа проволокой сплошного сечения является эффективным средством повышения производительности труда и качества сварных работ. Коэффициент использования сварочного поста при сварке электродами составляет – 0.5, а при механизированной сварке – 0.6.

При замене дуговой сварки покрытыми электродами дуговой сваркой в среде защитных газов достигается значительное повышение производительности труда за счет увеличения производительности наплавки сварочного материала, увеличение времени использования оборудования и снижения затрат на последующую зачистку швов. Также одним из преимуществ сварки в среде углекислого газа и под слоем флюса является улучшения внешнего вида швов и качества металлоконструкции.

В данном разделе будем сравнивать по экономическим показателям два вида сварки: ручную дуговую сварку покрытыми электродами корневого слоя шва, заполняющего и облицовочного, и комбинированную сварку полуавтоматическая в среде углекислого газа корневого слоя шва, автоматическая под слоем флюса облицовочного и заполняющего слоев.

5.1 Техническое нормирование сварочных работ

Нормирование – это определение времени на выполнение какого-либо процесса.

Техническое нормирование является основой правильной организации труда и заработной платы. Цель технического нормирования – установление для конкретных организационно-технических условий затрат времени, необходимого для выполнения заданной работы, технических норм времени или норм выработки, при этом предусматривается наиболее рациональное использование производственных возможностей и передового опыта.

Обязательное условие для установления обоснованных технических норм времени или выработки – это расчленения технологического процесса на его составляющие части: операции, переходы, комплексы приёмов, анализ продолжительности этих частей процесса в зависимости от влияющих на него факторов и проектирование наиболее экономического состава и последовательности элементов процесса с учётом передового опыта. Поэтому технические нормы стимулируют внедрение передовой технологии, повышающие производительность труда с меньшими затратами на дорогостоящие сварочные материалы.

Продолжительность времени подготовки деталей под сварку зависит от характера и конструктивной сложности детали, её веса и размеров, а также инструмента и приспособлений.

Состав и методика определения отдельных элементов нормы времени зависит от вида операции, методов сварки, типа производства и других факторов.

Для дуговой сварки в условиях серийного производства норма времени рассчитывается по формуле:

,мин/изделие, (5)

где - норма штучно-калькуляционного времени, мин/изделие;

- основное время на сварку одного погонного метра шва, мин/м;

- вспомогательное время, зависящее от длины шва, в расчете на погонный метр, мин/м;

- протяженность сварочного шва данного типоразмера, м;

- вспомогательное время, зависящее от свариваемого изделия и типа сварочного оборудования, мин/изделие;

- коэффициент, учитывающий время обслуживания рабочего места и время на отдых и личные надобности (на автоматическую сварку – 1,15; на полуавтоматическую – 1,12, на ручную – 1,10);

- подготовительно-заключительное время, мин/партия;

- размер партии свариваемых изделий.

5.1.1 Нормирование ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Основное время -это время чистого горения дуги

Основное время для ручной дуговой сварки в расчете на один погонный метр шва рассчитывается по формуле

to = , (6)

to = = 3,53 мин/м.

В таблице 12 указаны операции и время при определении вспомогательно времени, связанного со швом t_в.ш .

Таблица 12 - Нормы на операции вспомогательного времени t_в.ш

Наименование	Значение
Очистка шва от шлака, мин/м	0,2
время на зачистку сварочных кромок перед сваркой от налета ржавчины	0,25
Осмотр и промер шва, мин/м	0,2
Зачистка околошовной зоны от брызг.	0,5
Итого	0,9

В таблице 13 указаны нормы на вспомогательное время связанное с изделием и типом оборудования t_в.и.

_{Таблица 13 - Нормы на операции вспомогательного времени tв.и}

Наименование	Значение
Установка, снятие, транспортировка изделия краном, мин	13
Закрепление и открепление, мин	0,5
Установить центратор	0,2
Клеймение шва, мин	0,21
Поворот деталей и изделий	3.4
Итого	17,31

Нормы на подготовительно-заключительное время t_п.з указаны в таблице 14

Таблица 14 - Нормы на подготовительно-заключительное время t_п.з

Наименование	Значение
Получение задания, документации, инструктажа от мастера, получение инструмента и его сдача, мин	5
Ознакомление с работой, мин	6
Установка, настройка и проверка режимов, мин	6
Подготовка рабочего места и приспособлений к работе, мин	5
Сдача работы, мин	3
Итого	25

Штучное время для сварки шва:

t_шт = [(3,53+0,9)1,978+17,31]1,18 = 30,76 мин.

Размер партии равен:

n = ; (7)

n = =15,6

Примем n = 16

Штучно-калькуляционное время для сварки:

t_шт.к = 30,76 +25/16 ≈ 32,32 мин.

5.1.2 Нормирование полуавтоматической сварки процессом STT

Основное время для дуговой сварки в активных газов плавящимся электродом рассчитывается по формуле:

t₀=(F_н·γ·60/I_свα_н)·100, (8)

где F_н - площадь поперечного сечения наплавленного металла;

а_н - коэффициент наплавки;

I_cв - сварочный ток;

γ - плотность наплавленного металла,γ=7,8 г/см³;

t₀=(0,3 7,860/18012,5)100=7,32 мин/пог.м

Необходимые данные для расчета значений времени t_вш. t_в.из,a также коэффициента k_об для дуговой сварки в смеси инертных и активных газов плавящимся электродом получены из [16,с.24]

Таблица 15 - Нормы на операции вспомогательного времени t_в.ш

Элементы работы	Время, мин.
Зачистка перед сваркой, свариваемых кромок от налета ржавчины	0,43
Зачистка около шовной зоны от брызг наплавленного металла	0,34
Осмотр и промер шва	0,2
Откусывание огарков проволоки	0,3
Откусывание и удаление остатков проволоки	0,25
Итого	1.52

_{Таблица 16 - Нормы на операции вспомогательного времени t}в.и

Элементы работы	Время, мин
Установка изделия краном	7
Клеймение шва	0,21
Закрепление и открепление	0.5
Итого	7.71

_{Таблица 17 - Нормы на подготовительно-заключительное время t}п.з

Элементы работы	Время, мин
Получение задания, документации, инструктажа от мастера, получение инструмента и его сдача.	6
Ознакомление с работой	6
Элемент работы	6
Установка оптимального расхода (СО2)	2
Продувка газовых шлангов горелки	0,5
Подготовка рабочего места и приспособлений к работе.	5
Сдача работы	3
Итого	28.5

Коэффициент k_o6 для дуговой сварки в активных газов плавящимся электродом k_o6=1,2. Длина швов на блоке равна 1978 мм.

Размер партии n, изготовляемой с однократными затратами подготовительно-заключительного времени t_пз определим по формуле:

n=T/t_шт, (9)

где: Т -продолжительность одной рабочей смены Т=8ч

Определим штучное время:

t_шт = [(7,32+ 1,52)*1.978+7,71]*1,2=30,23 мин

Расчет партии n

n=8*60/30,23=15,87≈16

Штучно-калькуляционное время:

t_шк=t_шт+t_пз/n, (10)

t_шк=30,23+28.5/16=32 мин

5.1.3 Нормирование автоматической сварки под слоем флюса

Расчет проводим в соответствии с методикой изложенной в [14, c.148].

Нормирование автоматической сварки под слоем флюса в условиях серийного и массового производства для дуговой сварки норма времени рассчитывается по формуле:

t_шк=[(t₀+t_в.ш.)L+t_в.из]k_об + , (11)

Основное время для автоматической сварки под слоем флюса в расчете на один погонный метр шва рассчитывается по формуле

to = , (12)

to = = 1.66 мин/м.

В таблице 18 указаны операции и время при определении вспомогательного времени, связанного со швом t_в.ш .

Таблица 18 - Нормы на операции вспомогательного времени t_в.ш

Наименование	Значение
Сбор флюса и засыпка его в бункер, мин/м	0,3
Проверка правильности установки головки автомата по центру шва с прокатом автомата вхолостую, мин/м	0,2
Очистка шва от шлака, мин/м	0,2
Возврат сварочного трактора в исходное положение, мин/м	0,1
Осмотр и промер шва, мин/м	0,2
Итого	1,0

В таблице 19 указаны нормы на вспомогательное время связанное с изделием и типом оборудования t_в.и.

_{Таблица 19 - Нормы на операции вспомогательного времени tв.и}

Наименование	Значение
Установка, снятие, транспортировка изделия краном, мин	13
Закрепление и открепление, мин	0,5
Установка автомата в начале шва, засыпка флюса в бункер, установка проволоки, прижатие ролика подающего проволоку, нажатие на пуск, мин	3,5
Отключение автомата после сварки, мин	0,5
Клеймение шва, мин	0,21
Поворот деталей и изделий	3.4
Итого	20.61

Нормы на подготовительно-заключительное время t_п.з указаны в таблице 20

Таблица 20 - Нормы на подготовительно-заключительное время t_п.з

Наименование	Значение
Получение задания, документации, инструктажа от мастера, получение инструмента и его сдача, мин	6
Ознакомление с работой, мин	6
Установка, настройка и проверка режимов, мин	6
Подготовка рабочего места и приспособлений к работе, мин	5
Сдача работы, мин	3
Итого	26

Штучное время для сварки шва:

t_шт = [(1.66+1,0)1,978+20.61]1,15 = 30 мин.

Размер партии равен:

n = ; (13)

n = =16

Примем n = 16

Штучно-калькуляционное время для сварки:

t_шт.к = 30 +26/16 ≈ 31,62 мин.

Общее штучно-калькуляционное время для двух швов при сварке корневого слоя шва процессом STT и заполняющего и облицовочного слоев шва под слоем флюса равно:

t_шт.к=31,62+32=63,62 мин.

5.2 Экономическая оценка сравниваемых способов

Первая ситуация

Первая ситуация возникает, когда рассматривается возможность изготовления сварного изделия с использованием альтернативных способов и средств сварки, которыми располагает предприятие и когда необходимо выбрать лучший процесс. В подобной ситуации выбор лучшего решения должен осуществляться на основе текущих затрат.

При их определении во внимание следует принимать лишь релевантные затраты, тот есть такие, которые будут различаться в сравниваемых вариантах и которые могут повлиять на выбор лучшего варианта. Очевидно при сравнении ручной и механизированной сварки нет необходимости учитывать затраты на основной материал, из которого изготавливается сварная конструкция, поскольку анализируемые процессы практически не оказывают заметного влияния на расход основного материала. Поскольку сравнение вариантов следует вести из предложения, что предприятие располагает соответствующими способами и средствами, во внимание не следует принимать затраты на приобретение оборудования и амортизационные отчисления.

Затраты на сварку изделия С (руб./изд.) определяются по формуле:

С = Ссм +Соз +Сдз +Ссц +Сэл +Ср, (14)

где Ссм –на сварочные материалы;

Соз – основная заработная оплата;

Сдз – дополнительная заработная оплата;

Ссц – отчисления на социальные цели;

Сэл – затраты на электроэнергию;

Ср – затраты на ремонт.