Aspectele economice ale zincării Termice

1. Consideraţii generale

Oţelul este un aliaj fier cu carbon și cu elemente de aliere (Cr, Ni, Mo, V, W ș.a.). Este unul dintre cele mai folosite materiale, în toate domeniile de acti vitate; omenirea este în mare parte dependent de acesta. Locuinţele noastre, magazinele, fabricile, autoturismele, camioanele, trenurile, ambarcaţiunile, podurile, vapoarele și mașinile conţin toate piese din oţel și fontă. Cu toate aceste multiple avantaje, oţelul este supus coroziunii, dacă este lăsat în: atmosferă, apă sau sol. Cu timpul se va oxida și va tinde să revină la forma iniţială de minereu. În concluzie oţelurile și fontele trebuie obligatoriu supuse unor tehnologii de protecţie anticorozivă.

2. Alegerea procedeului de protecţie

Cele mai utilizate metode de protecţie anticorozivă sunt acoperirile metalice (exemplu zincarea termică) și organice (exemplu vopselele). La zincarea termică stratul format acoperă toate suprafeţele interioare și exterioare. Acest strat rezistă la lovituri, zgârieturi, uzură și la coroziune (40–60 de ani). Moti vul principal pentru care trebuie ales este legat de aspectele economice.

3. Relaţia între grosimea materialului și aria (suprafaţa) de acoperire

Costurile zincării termice sunt evaluate în preţ/tonă iar la vopsire în preţ/suprafaţă. Pentru a stabili relaţia dintre unităţile de suprafaţă și grosimea produselor se poate utiliza figura 1. De exemplu, o structură din oţel cu o grosime de 7 mm are o suprafaţă tratabilă de 37 m2 /t.

Dacă cunoaștem preţul zincării termice (de obicei exprimat în Euro/tonă), un calcul simplu este suficient pentru a compara costurile.

Dacă de exemplu, în cazul unei comenzi mai mari, zincarea unui produs din oţel cu o grosime medie de aproximativ 8 mm costă 550 unităţi de cost/tonă, acest preţ este echivalent cu 17,20 unităţi de cost/m2.

4. Cele două aspecte ale costurilor

Costurile reale pentru protejarea structurilor din oţel împotriva coroziunii iau în considerare două elemente importante:

• Costul iniţial;
• Costurile pe termen lung.

Benefi ciarul este interesat de costul iniţial care poate fi monitorizat și controlat și nu ia în considerare costul pe termen lung care include toate cheltuielile de întreţinere pe durata de viaţă esti mată a piesei în cauză.

5. Costuri pe durata de viaţă a produsului

De cele mai multe ori, protecţia prin zincare termică este considerată ca fiind mai scumpă decât vopsirea. Această apreciere este simplistă și nu corespunde întotdeauna cu realitatea. Zincarea termică în termeni simpli este comparabilă ca preţ cu sistemele de vopsire performante. Zincarea termică este mai costisitoare decât un procedeu foarte simplu de vopsire, dar mai puţin costisitoare decât o curăţire a suprafeţei prin sablare urmată de straturi multiple de grund și vopsele. Această diferenţă de preţ apare deoarece sistemele de vopsire, mai ales în cazul aplicărilor pe șantier, necesită multă manoperă. La zincarea termică costul manoperei reprezintă 30% din totalul costurilor pe când la vopsire aceste costuri ajung la 60% din costurile de protecţie (incluzând și pregătirea suprafeţei). Din figura 3 rezultă faptul că în cazul multor aplicaţii zincarea termică este mai ieftină decât aplicarea altor tehnologii alternative de acoperire.

Zincarea termică se realizează într-o hală de producţie în condiţii atent controlate. Condiţiile climatice precum temperatura, umiditatea și vântul nu au absolut nici un efect asupra procesului de zincare termică iar stratul obţinut se încadrează în standardele impuse. Vopsirea se poate realiza pe șantier sau în hale de producţie. În cazul vopsirii pe șantier, temperatura de exemplu poate afecta ti mpul de întărire , umiditatea și condensul pot afecta aderenţa stratului de vopsea pe piesă. Cel mai mare pericol este reprezentat însă de faptul că, inevitabil, unele zone nu vor fi accesibile pentru a fi vopsite și acele zone vor rămâne neprotejate. Dacă vopsirea este efectuată înafara șantierului, atunci trebuie luate măsuri specifi ce de transport și manipulare, pentru a nu deteriora stratul de vopsea care are proprietăţi mecanice scăzute. De asemenea trebuie luate în considerare, în anumite cazuri și cheltuielile cu montarea și demontarea schelelor metalice. Stratul de zinc este mult mai dur, mai rezistent și mai eficace. Costul total de protecţie a unei structuri de oţel, pe parcursul ciclului de viaţă depinde de costul iniţial de protecţie anticorozivă, durabilitatea acestuia într-un mediu dat precum și de costul și frecvenţa operaţiilor de menţinere, întreţinere și reparaţie, dacă durata de viaţă a structurii depășește durata de viaţă a acoperirii iniţiale. Există mai multe metode de calcul a costurilor pentru diferite tehnologii de protecţie împotriva coroziunii. O modalitate de a compara diferite sisteme de protecţie anticorozivă constă în calcularea tuturor cheltuielilor viitoare ca și când ar trebui plătite acum, dar luând în considerare faptul că banii respectivi ar fi putut fi folosiţi în alte scopuri. Economiștii numesc aceasta Valoare Netă Prezentă (NPV). Metoda ia în considerare costul determinat de împrumuturile bancare (r-rata de actualizare a dobânzii), costul iniţial de protecţie, costurile implicate în menţinerea, întreţinerea și repararea structurii (M) și durata de viaţă a proiectului. Unde: I este costul iniţial al tehnologiei de protecţie; M1 – costul întreţinerii în anul P1; M2 – costul întreţinerii în anul P2; r – rata dobânzii.  Se consideră de exemplu o structură de oţel care are o durată de viaţă esti mată la 25 de ani, pentru care rata dobânzii capitalului este 5%. Sistemul de protecţie 1 Zincarea termică a unui produs cu o grosime de 5 mm, conform standardului necesită un strat minim de 85 μm, care asigură o durată de viaţă de 18-60 de ani în funcţie de corozivitatea mediului. Este deci rezonabil să preconizăm că o durata de viaţă de 25 de ani nu implică nici o operaţie de întreţinere. Se consideră costul zincării termice 100 de unităţi de cost ca cifra la care ne raportăm. Nu există costuri ulterioare de întreţinere. NPV = 100Sistemul de protecţie 2 Acest sistem cuprinde vopsirea, care la început implică o curăţire manuală a piesei urmată de acoperirea cu un strat de grund și două straturi de vopsea alchidică. Acest sistem are o rezistenţă de 8 ani, deci vor fi necesare 3 operaţii de revopsire. Costul iniţial este ușor mai scăzut decât în cazul zincării termice, adică 90 de unităţi. Costul pentru primele două revopsiri este de 45 de unităţi, însă urcă la 90 de unităţi la cea de a treia revopsire când trebuie îndepărtat stratul iniţial de vopsea. NPV = 169 Sistemul de protecţie 3 În acest caz este vorba de un sistem de vopsire mai avansat care cuprinde o curăţire prin sablare urmată de grunduire și trei straturi de vopsea epoxidică și alchidică. Sistemul are o durată de viaţă esti mată la 11 ani și sunt necesare două revopsiri în 25 de ani. Costul iniţial este mai ridicat decât pentru sistemul de vopsire 2 fiind de 135 unităţi. Costul celei de a doua revopsiri este jumătate din această valoare, adică 67,5 unităţi.

6. Concluzii Pentru o structură cu durata de viaţă de peste 25 de ani, costul sistemului de vopsire “mai ieft in” este cu aproape 70% mai scump decât zincarea termică. Costul unui sistem de vopsire “scump” este aproape dublu faţă de zincarea termică. În ce privește costurile iniţiale de bază, zincarea termică este comparabilă cu un sistem de vopsire de bună calitate. Analizând însă costurile pe durata de viaţă, zincarea termică este considerabil mai ieftină decât orice alt sistem. În SUA în anul 1960 se vopseau 20% din poduri, astăzi se vopsesc doar circa 4%.