Prefabricirani koluti cijevi naspram proizvodnje na terenu: usporedba cijene, kvalitete i rasporeda

Svaki posao cjevovoda svodi se na jednu ranu odluku: izradite cijev u trgovini i otpremite je u komadima (kalemovima) ili je izrežite, postavite i zavarite na mjestu. Izbor oblikuje proračun, raspored, kvalitetu zavara, pa čak i koliko je sigurno mjesto.

Ovaj vodič uspoređuje dva pristupa troškovima, kvaliteti i rasporedu korištenjem objavljenih istraživanja industrije, objašnjava gdje svaki od njih pobjeđuje i daje praktičan način odlučivanja. Posebnu pozornost posvećujecijevi od nehrđajućeg čelika i legure nikla, još je važnije gdje kako i gdje je napravljen zavar.

Za većinu industrijskih cjevovoda, montažni kalemi skraćuju raspored na licu mjesta i daju dosljedniju kvalitetu zavara, a često smanjuju ukupne troškove instaliranja, ali ne automatski. Uštede ovise o stopama rada, produktivnosti i troškovima podrške, a zahtijevaju rano zamrzavanje dizajna i dobru logistiku. Izrada na terenu i dalje pobjeđuje za serije malih promjera, spojeve, kasne izmjene i mjesta koja ne mogu primiti velike kaleme. Najuspješniji projekti koriste hibrid: maksimalni razumni opseg u radionici, zatvaranje i zavarivanje na terenu.

Koja je razlika između montažne cijevi i proizvodnje na terenu?

Kalem za cijevi dio je cjevovoda (cijev, spojni dijelovi i prirubnice) izrezan, montiran, zavaren i pregledan u radionici prema izometrijskim crtežima, a zatim otpremljen na mjesto spreman za ugradnju. Izrada na terenu gradi isti cjevovod na mjestu, spoj po spoj, na gradilištu.

Kalem je dimenzioniran da izdrži transport i dizanje. Na licu mjesta, posade spajaju kaleme međusobno i s opremom, tako da njihovo vrijeme odlazi na montažu i učvršćivanje zavara umjesto proizvodnog zavarivanja. U proizvodnji na terenu, svako rezanje, dotjerivanje i varenje odvija se na mjestu rada, često na visini, u tijesnim prostorima i bez obzira na vremenske uvjete na gradilištu. U praksi gotovo niti jedan projekt nije samo jedno ili drugo. Stižu namotaji s nekoliko terenskih varova preostalih za zatvaranje sustava, a dio cijevi se uvijek izvodi na terenu.

Je li prefabrikacija jeftinija od proizvodnje na terenu?

Često, ali ne uvijek. Construction Industry Institute (CII) otkriva da uštede od prefabrikacije dolaze uglavnom iz tri izvora: razlike u stopama rada u trgovini i na terenu, razlike u produktivnosti i niži troškovi podrške gradilištu. Gdje su te tri razlike male, tu je i ušteda.

Dokazi su ohrabrujući, ali ih treba pažljivo pročitati. Izvješće McGraw-Hill Construction SmartMarket iz 2011., izrađeno s NIST-om kao partnerom i temeljeno na istraživanju 809 izvođača, arhitekata i inženjera, otkrilo je da je 65% korisnika montažnih objekata prijavilo niži proračun projekta, a oko 41% prijavilo je uštede od 6% ili više.

Također je utvrđeno da je 47% primijetilo niže kombinirane troškove kupnje i ugradnje za montažne komponente, 35% nije primijetilo promjenu, a 18% je vidjelo veće troškove. Sami proizvođači manje su izvješćivali o smanjenju troškova (37%) od drugih vrsta izvođača (45–53%). McKinseyeva analiza modularne konstrukcije opisuje mogućnost uštede do oko 20% troškova, ali i rizik od prekoračenja troškova do 10% ako pristup nije dobro izveden.

Tablica 1. Glavni pokretači troškova u prefabrikaciji kalema u odnosu na proizvodnju na terenu. Pokretači troškova slijede CII-jevu analizu prefabrikacije, predmontaže, modularizacije i proizvodnje izvan lokacije (PPMOF). Statistika istraživanja potječe iz izvješća McGraw-Hill SmartMarket iz 2011. i pokriva široko građenje zgrada, ne samo cjevovode.

Vrijedno je ponoviti jedno upozorenje praktičara: ne postoji univerzalni omjer rada u trgovini i rada na terenu koji je ispravan za svaki posao, i sa svima koji ga citiraju treba postupati s oprezom. Prava podjela ovisi o projektu.

Koliko je prefabrikacija brža od proizvodnje na terenu?

Prefabrikacija obično skraćuje raspored na gradilištu jer rad u radionici teče paralelno s pripremom gradilišta, građevinskim radovima i strukturnom instalacijom. U istraživanju SmartMarket, 66% korisnika prijavilo je kraći raspored projekta, a 35% prijavilo je uštedu od četiri tjedna ili više.

Ušteda vremena proizlazi iz paralelnog rada, manje postavljanja na licu mjesta kao što su skele i neovisnosti o vremenskim prilikama. McKinseyjevo istraživanje modularne konstrukcije izvješćuje o kompresiji rasporeda od 20–50% za modularne pristupe, a sažetak anketa izvođača radova Ministarstva energetike SAD-a navodi da je 88% generalnih izvođača radova i menadžera izgradnje vidjelo kompresiju rasporeda. Ove brojke općenito opisuju montažnu i modularnu konstrukciju, pa ih treba tretirati kao gornji raspon za kaleme cijevi, a ne kao zajamčeni rezultat.

Pogodnost rasporeda je također krhka. Istraživanje o planiranju izrade kalema, pozivajući se na ranije studije, otkrilo je da je oko 20% kalema u tvornicama iskusilo nedostatak materijala i da bi loše upravljanje materijalom moglo uzrokovati 50-130% odstupanja u rasporedu u pregledanim studijama slučaja. Drugim riječima, trgovina kalemova koja čeka na cijevi ili priključke daje vremensku prednost. Rana nabava materijala i zamrznuti dizajn važni su jednako kao i brzina zavarivanja.

Tablica 2. Usporedba rasporeda. Kvalitativni sažetak izvučen iz istraživanja CII, McGraw-Hill SmartMarket i McKinsey.

Je li cijev proizvedena u radnji kvalitetnija od cijevi zavarene na terenu?

Radna izrada općenito je više kontrolirana i ponovljiva jer se zavari izrađuju na boljim pozicijama, u stabilnom okruženju, uz postupnu inspekciju. Nije automatski bez nedostataka: CII studija je izvijestila da je 13,3% proizvedenih industrijskih kalema cijevi zahtijevalo preradu.

Brojka od 13,3% korisna je provjera stvarnosti. To pokazuje da prefabrikacija pomiče kontrolu kvalitete ranije; ne uklanja potrebu za njim. Prednost je u tome što je kvar pronađen u radionici jeftin za popravljanje, dok isti kvar koji se nađe nakon instalacije može dovesti do izrezivanja, ponovnog zavarivanja i kašnjenja. Okruženje trgovine olakšava namotavanje spoja u udoban položaj, provjeru prilagodbe, evidentiranje sljedivosti zavarivača i materijala te pregled prije nego što kalem napusti zgradu.

Tablica 3. Usporedba kvalitete i sigurnosti. U anketi SmartMarket, 34% korisnika prijavilo je poboljšanu sigurnost gradilišta, 56% bez promjena, a 10% smanjenu sigurnost, često zato što veliki montažni komadi zahtijevaju pažljive planove podizanja.

Zašto cijevni sustavi od nehrđajućeg čelika i legura nikla imaju najviše koristi od prefabrikacije?

Budući da njihova otpornost na koroziju ovisi o čistim površinama i kontroliranom zavarivanju, a radionica može upravljati kontaminacijom, unosom topline i čišćenjem nakon zavarivanja pouzdanije nego otvoreno gradilište.

Zavarivanje zagrijava metal i spaljuje tanki površinski film bogat kromom koji nehrđajući čelik čini otpornim na koroziju. Također može ostaviti toplinsku nijansu i, ako se koriste alati od ugljičnog čelika ili brusne ploče, ugrađene čestice željeza koje kasnije hrđaju i započinju koroziju. Standardna praksa je obnoviti površinu čišćenjem, luženjem i pasiviranjem, slijedeći ASTM A380 za čišćenje i uklanjanje kamenca i ASTM A967 za verifikaciju pasivizacije. Radionica može koristiti namjenske alate od nehrđajućeg čelika, odvojiti radove od ugljičnog čelika, kontrolirati plin za pročišćavanje na unutarnjoj strani zavara i obraditi cijele kolute u operaciji dekapiranje i pasivizacije. Na terenu su isti koraci mogući, ali ih je teže kontrolirati, a pasta za kiseljenje obično se koristi za lokalne popravke.

Legure nikla kao što su legura 625, legura 825 i monel zahtijevaju istu disciplinu, a često i strožu kontrolu unosa topline i izbora punila. Za te su materijale pozitivna identifikacija materijala, certificirana izvješća o ispitivanju materijala i sljedivi zapisi o zavarivanju posebno vrijedni, a lakše ih je čuvati u radnji.

Kada izrada na terenu još ima smisla?

Izrada na terenu je bolji izbor za cjevovode malog promjera, spojeve i zavare za zatvaranje, rad koji se mora prilagoditi zatečenim uvjetima, kasne izmjene dizajna, vrlo male poslove i mjesta gdje se veliki koluti ne mogu transportirati ili podići.

Izrada na terenu često je teža disciplina, a to pokazuje iskustvo izvođača. Primjer industrijske specifikacije proizvodnje u radnji ilustrira uobičajenu podjelu: cijevi od 2 inča i veće su proizvedene u radionici, dok se manje cijevi obično izvode na terenu, a špule u trgovini uključuju spojnice ili priključke za ogranke proizvedene na terenu. Kalumi bi također trebali uključivati ​​dodatnu duljinu ili spojeve prilagođene terenu kako bi se dimenzije u stvarnom svijetu mogle uskladiti. Opažanje praktičara sažima rizik: guranje što je razumnijeg opsega u radionicu dobro drži raspored, ali pretjerano namotavanje ima negativan učinak kada sklopovi stignu bez dovoljno tolerancije na terenu.

Kako se montažne špule i izrada na terenu uspoređuju jedna uz drugu?

Prefabrikacija općenito vodi prema rasporedu, konzistenciji zavara, sljedivosti i sigurnosti na gradilištu; proizvodnja na terenu vodi do fleksibilnosti i prilagodljivosti. Trošak ovisi o stopama rada, produktivnosti i logistici.

Tablica 4. Usporedna usporedba montažnih kalema cijevi i proizvodnje na terenu.

Koji rizici dolaze s montažnim špulama i kako se mogu kontrolirati?

Glavni rizici su dimenzionalne pogreške koje se gomilaju, zakašnjele promjene dizajna, nedostatak materijala i oštećenja pri rukovanju. Oni su kontrolirani ranim zamrzavanjem dizajna, dopuštenjima za prilagodbu na terenu, ranom nabavom materijala i snažnom inspekcijom u trgovini prije puštanja u promet.

Voditelj lean konstrukcije s kojim je razgovarano u izvješću SmartMarket ističe da u radu na način da svatko može prilagoditi stvari na terenu, ali kod prefabrikacije dijelovi koji su izvan tolerancije mogu se gomilati i stvarati veće neusklađenosti. On također upozorava na stvaranje velikog popisa komponenti za koje se kasnije pokaže da imaju manjkavosti, što je otpad.

Tablica 5. Prefabrikacijski rizici i praktične kontrole.

Kako se odlučiti između montažnih kalema i proizvodnje na terenu?

Odlučite rano i odlučite prema opsegu. Stavite najveće, najrepetitivnije, najosjetljivije na kvalitetu i najkritičnije cjevovode u radnju; zadržite male promjere, spojeve i nesigurna područja na terenu. CII savjetuje da odluku donesete rano, jer koristi ovise o dizajnu, nabavi i logistici planiranoj oko toga.

Tablica 6. Vodič za brzo odlučivanje za odabir između montažnih kalema i proizvodnje na terenu.

Prilikom ocjenjivanja dobavljača kalema, zatražite postupak zavarivanja i kvalifikacije zavarivača prema ASME Odjeljku IX, plan inspekcije i NDE, certifikaciju materijala i sljedivost, postupke čišćenja i pasivizacije za nehrđajuće legure i legure nikla, zapise inspekcije dimenzija i kako će dobavljač rukovati dopuštenjima za prilagodbu na terenu. Za tlačne cjevovode, upamtite da važeći kodovi za cjevovode (često ASME B31.3 za procesne cjevovode) postavljaju zahtjeve za pregledom i ispitivanjem curenja, pa potvrdite koja su ispitivanja obavljena u radionici, a koja ostaju za dovršeni sustav.

Često postavljana pitanja

Često, ali ne uvijek. Uštede proizlaze iz razlika u stopi rada u trgovini u odnosu na teren, razlika u produktivnosti i nižih troškova podrške gradilištu. U anketi iz 2011. u industriji, 65% korisnika montažne opreme prijavilo je niži proračun projekta, dok je 8% prijavilo povećanje.

Koliko vremena štedi montažna izrada kalema cijevi?

Obično značajan iznos na gradilištu, jer rad u trgovini teče paralelno s pripremom gradilišta. U istoj anketi, 66% korisnika prijavilo je kraći raspored, a 35% prijavilo je uštedu od četiri tjedna ili više. Rezultati se razlikuju ovisno o projektu.

Je li zavarivanje u radionici kvalitetnije od zavarivanja na terenu?

Općenito je bolje kontroliran i ponovljiv, ali ne i automatski bez grešaka. CII je izvijestio da je 13,3% proizvedenih industrijskih kalema cijevi zahtijevalo preradu, tako da je postupna inspekcija još uvijek neophodna.

Zašto je dobra montaža za cijevi od nehrđajućeg čelika i legure nikla?

Radionica može kontrolirati kontaminaciju, unos topline i čišćenje nakon zavarivanja bolje od gradilišta. Praćenje standarda ASTM A380 i A967 za čišćenje i pasiviranje pomaže obnoviti otpornost na koroziju nakon zavarivanja.

Koje su veličine cijevi obično montažne?

Praksa se razlikuje ovisno o projektu, ali primjer industrijske specifikacije proizvodi cijevi od 2 inča i veće, a na terenu izvodi manje cijevi.

Što je zavar na terenu?

Var namjerno ostavljen za teren kako bi se špule mogle prilagoditi stvarnim dimenzijama radilišta. Smanjuje rizik da kruti, unaprijed zavareni sklopovi neće odgovarati.