Prefabricirani kalem za cijevi protiv proizvodnje na terenu: poređenje cijene, kvalitete i rasporeda

Svaki posao cjevovoda svodi se na jednu ranu odluku: izgraditi cijev u radnji i otpremiti je u komadima (kalemove), ili je iseći, montirati i zavariti na mjestu na licu mjesta. Izbor oblikuje budžet, raspored, kvalitet zavarivanja, pa čak i koliko je mjesto sigurno.

Ovaj vodič upoređuje dva pristupa o cijeni, kvaliteti i rasporedu korištenjem objavljenih industrijskih istraživanja, objašnjava gdje svaki od njih pobjeđuje i daje praktičan način odlučivanja. Posebnu pažnju posvećujecijevi od nehrđajućeg čelika i legure nikla, gdje kako i gdje se pravi zavar još je važnije.

Za većinu industrijskih cjevovoda, montažni koluti skraćuju raspored na licu mjesta i daju dosljedniji kvalitet zavarivanja, a često smanjuju ukupne troškove instalacije, ali ne automatski. Uštede zavise od stope rada, produktivnosti i troškova podrške, a zahtijevaju rano zamrzavanje dizajna i dobru logistiku. Izrada na terenu i dalje pobjeđuje za nizove s malim otvorom, uvezivanje, kasne izmjene i lokacije koje ne mogu primiti velike kalemove. Najuspješniji projekti koriste hibrid: maksimalni razuman opseg u radnji, zatvaranje i spajanje varova na terenu.

Koja je razlika između prefabrikovanog kalema cijevi i proizvodnje na terenu?

Kalem za cijevi je dio cijevi (cijevi, fitinzi i prirubnice) izrezan, montiran, zavaren i pregledan u radnji prema izometrijskim crtežima, a zatim se otprema na gradilište spreman za ugradnju. Izrada na terenu gradi isti cevovod na mestu, spoj po spoj, na gradilištu.

Kalem je veličine da preživi transport i dizanje. Na gradilištu, ekipe povezuju kalemove međusobno i sa opremom, tako da njihovo vrijeme odlazi na montažu i spajanje zavara umjesto proizvodnog zavarivanja. U proizvodnji na terenu, svaki rez, postavljanje i zavarivanje se dešavaju na lokaciji rada, često na visini, u skučenim prostorima i bez obzira na vremenske prilike na lokaciji. U praksi, gotovo nijedan projekat nije isključivo jedan ili drugi. Kalumi stižu sa nekoliko zavarenih šavova na terenu da se zatvori sistem, a neka cijev se uvijek izvodi na terenu.

Je li prefabrikacija jeftinija od proizvodnje na terenu?

Često, ali ne uvijek. Institut građevinske industrije (CII) smatra da uštede od prefabrikacije dolaze uglavnom iz tri izvora: razlika u stopama rada u radnji i na terenu, razlika u produktivnosti i nižim troškovima podrške gradilištu. Tamo gdje su te tri razlike male, tu je i ušteda.

Dokazi su ohrabrujući, ali ih treba pažljivo pročitati. McGraw-Hill Construction SmartMarket izvještaj za 2011., izrađen sa NIST-om kao partnerom i na osnovu ankete 809 izvođača, arhitekata i inženjera, otkrio je da je 65% korisnika montažnih objekata prijavilo niži budžet projekta, a oko 41% je prijavilo uštede od 6% ili više.

Takođe je otkriveno da je 47% videlo niže kombinovane troškove kupovine i instalacije za montažne komponente, 35% nije videlo promene, a 18% je videlo veće troškove. Manje je vjerovatno da će sami proizvođači prijaviti smanjenje troškova (37%) nego drugi tipovi 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 prate CII analizu prefabrikacije, prethodnog sastavljanja, modularizacije i proizvodnje van lokacije (PPMOF). Statistički podaci istraživanja su iz McGraw-Hill SmartMarket izvještaja za 2011. i pokrivaju građevinarstvo u širem smislu, a ne samo cijevi.

Vrijedi ponoviti jedno upozorenje praktičara: ne postoji univerzalni omjer rada u radnji i rada na terenu koji bi bio prikladan za svaki posao, i prema svakome ko ga citira treba postupati s oprezom. Prava podjela ovisi o projektu.

Koliko je prefabrikacija brža od proizvodnje na terenu?

Prefabrikacija obično skraćuje raspored na licu mjesta jer rad u radnji teče paralelno sa pripremom gradilišta, građevinskim radovima i montažom konstrukcija. U SmartMarket istraživanju, 66% korisnika je prijavilo kraći raspored projekata, a 35% je prijavilo uštede od četiri sedmice ili više.

Ušteda vremena dolazi od paralelnog rada, manje postavljanja na licu mjesta, kao što su skele, i nezavisnosti od vremenskih prilika. McKinsey-jevi izvještaji o modularnoj konstrukciji planiraju kompresiju od 20–50% za modularne pristupe, a sažetak istraživanja o izvođačima radova američkog Ministarstva energetike napominje da je 88% generalnih izvođača radova i menadžera izgradnje vidjelo kompresiju rasporeda. Ove brojke opširno opisuju prefabrikaciju i modularnu konstrukciju, tako da ih treba tretirati kao gornji raspon za kalemove cijevi, a ne kao zajamčeni rezultat.

Prednost rasporeda je također krhka. Istraživanje o rasporedu proizvodnje kalema, citirajući ranije studije, pokazalo je da je oko 20% kalemova u fabričkim radnjama iskusilo nedostatak materijala i da bi loše upravljanje materijalom moglo uzrokovati 50-130% klizanja rasporeda u pregledanim studijama slučaja. Drugim riječima, špolenica koja čeka cijevi ili fitinge daje prednost u vremenu. Rana nabavka materijala i zamrznuti dizajn važni su kao i brzina zavarivanja.

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

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

Proizvodnja u radnji je generalno više kontrolisana i ponovljiva, jer se zavari izrađuju na boljim pozicijama, u stabilnom okruženju, uz postepenu inspekciju. Nije automatski bez kvarova: CII studija je objavila da je 13,3% proizvedenih industrijskih kalema cijevi zahtijevalo preradu.

Broj od 13,3% je korisna provjera stvarnosti. To pokazuje da prefabrikacija pokreće kontrolu kvaliteta ranije; ne otklanja potrebu za tim. Prednost je u tome što je kvar pronađen u radnji jeftin za otklanjanje, dok isti kvar pronađen nakon ugradnje može dovesti do izrezivanja, ponovnog zavarivanja i kašnjenja. Okruženje u radnji olakšava namotavanje spoja u udoban položaj, provjeru uklapanja, snimanje zavarivača i sljedivost materijala i pregled prije nego što kalem napusti zgradu.

Tabela 3. Poređenje kvaliteta i sigurnosti. U istraživanju SmartMarket-a, 34% korisnika je prijavilo poboljšanu sigurnost lokacije, 56% bez promjena i 10% smanjenu sigurnost, često zato što veliki montažni komadi zahtijevaju pažljive planove podizanja.

Zašto sistemi cijevi od nehrđajućeg čelika i legure nikla imaju najviše koristi od prefabrikacije?

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

Zavarivanje zagrijava metal i sagorijeva tanak površinski film bogat hromom koji čini nehrđajući čelik otpornim na koroziju. Također može ostaviti toplinsku nijansu i, ako se koriste alati od ugljičnog čelika ili brusne ploče, ugrađene čestice željeza koje kasnije zarđaju i započinju koroziju u pukotinama. Standardna praksa je obnavljanje površine kroz čišćenje, kiseljenje i pasiviranje, prema ASTM A380 za čišćenje i uklanjanje kamenca i ASTM A967 za verifikaciju pasivizacije. Radnja može koristiti namjenske nehrđajuće alate, odvojene radove od ugljičnog čelika, kontrolirati plin za pročišćavanje na unutarnjoj strani zavara i obraditi cijele kolute u operaciji kiseljenja i pasivizacije. Na terenu su mogući isti koraci, ali ih je teže kontrolisati, a pasta za kiseljenje se obično koristi za lokalne popravke.

Legure nikla kao što su Alloy 625, Alloy 825 i Monel zahtijevaju istu disciplinu, a često i strožu kontrolu unosa topline i odabira punila. Za ove materijale, pozitivna identifikacija materijala, certificirani izvještaji o ispitivanju materijala i sljedivi zapisi o zavarivanju su posebno vrijedni i lakše ih je držati u radnji.

Kada izrada na terenu još uvijek ima smisla?

Izrada na terenu je bolji izbor za cevovode sa malim otvorom, zavarivanje i zatvaranje, radove koji se moraju prilagoditi uslovima ugradnje, kasnim promenama dizajna, veoma malim poslovima i lokacijama na kojima se veliki kalemi ne mogu transportovati ili podizati.

Izrada na terenu je često teža disciplina i to pokazuje iskustvo izvođača. Primjer industrijske specifikacije proizvodnje u radnji ilustruje uobičajenu podjelu: cjevovodi od 2 inča i veći su proizvedeni u radnji, dok se manji cijevi obično izvode na terenu, a kalemovi za radnju uključuju stubove ili fitinge za grane proizvedene na terenu. Kalumi bi također trebali uključivati ​​dodatne dužine ili spojeve koji se uklapaju u teren tako da se mogu uskladiti dimenzije u stvarnom svijetu. Opažanje praktičara sažima rizik: guranje što je moguće više razumnog opsega u radnju dobro drži raspored, ali se prekomjerno namotavanje vraća kada sklopovi stignu bez dovoljno tolerancije na terenu.

Kako se montažni kalemovi i proizvodnja na terenu uspoređuju jedan pored drugog?

Prefabrikacija općenito vodi prema rasporedu, konzistentnosti zavara, sljedivosti i sigurnosti mjesta; proizvodnja na terenu vodi do fleksibilnosti i prilagodljivosti. Troškovi zavise od stope rada, produktivnosti i logistike.

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

Koji rizici nose gotove špule i kako se oni mogu kontrolisati?

Glavni rizici su greške u dimenzijama koje se skupljaju, kasne promjene dizajna, nedostatak materijala i oštećenja pri rukovanju. Kontrolišu se ranim zamrzavanjem dizajna, dodatkom za prilagodbu na terenu, ranom nabavkom materijala i snažnom inspekcijom u radnji prije puštanja u promet.

Lider vitke konstrukcije intervjuisan u SmartMarket izveštaju ističe da u radu sa štapom svako može da prilagodi stvari na terenu, ali sa prefabrikovanjem, delovi koji su van tolerancije mogu da se slažu i stvaraju veće nedostatke. On također upozorava na stvaranje velikog inventara komponenti za koje se kasnije pokaže da imaju manjkavosti, a to je otpad.

Tabela 5. Rizici prefabrikacije i praktične kontrole.

Kako biste se trebali odlučiti između gotovih kalema i proizvodnje na terenu?

Odlučite rano i odlučite po obimu. Stavite najveće, najviše ponavljajuće, najosjetljivije na kvalitet i najkritičnije za raspored cijevi u radnju; zadržati male otvore, spojeve i nesigurne površine na terenu. CII savjetuje da se odluka donese rano, jer koristi zavise od dizajna, nabavke i logistike planirane oko toga.

Tablica 6. Vodič za brzo odlučivanje za odabir između gotovih kalemova i proizvodnje na terenu.

Kada procjenjujete dobavljača kalema, zatražite proceduru zavarivanja i kvalifikacije zavarivača prema ASME Odjeljku IX, plan inspekcije i NDE, certifikaciju materijala i sljedivost, postupke čišćenja i pasivizacije za nehrđajuće i legure nikla, zapise o inspekciji dimenzija i način na koji će dobavljač postupati s dopuštenjima za uklapanje na teren. Za cjevovode pod pritiskom, imajte na umu da mjerodavni kod cjevovoda (često ASME B31.3 za procesne cjevovode) postavlja zahtjeve za ispitivanje i ispitivanje curenja, pa potvrdite koja se ispitivanja rade u radnji, a koja ostaju za završeni sistem.

Često postavljana pitanja

Često, ali ne uvijek. Uštede dolaze od razlika u stopi rada u prodavnici u odnosu na teren, razlika u produktivnosti i nižih troškova podrške na lokaciji. U industrijskom istraživanju iz 2011. godine, 65% korisnika montažnih objekata prijavilo je niži budžet projekta, dok je 8% prijavilo povećanje.

Koliko vremena štedi prefabrikacija kalema cijevi?

Obično značajan iznos na licu mesta, jer rad u radnji teče paralelno sa pripremom lokacije. U istoj anketi, 66% korisnika je prijavilo kraći raspored, a 35% je prijavilo uštedu od četiri sedmice ili više. Rezultati se razlikuju u zavisnosti od projekta.

Da li je zavarivanje u radnji kvalitetnije od zavarivanja na terenu?

Općenito je više kontroliran i ponovljiv, ali nije automatski bez kvarova. CII je izvijestio da je 13,3% proizvedenih industrijskih kalema cijevi zahtijevalo preradu, tako da je postupna inspekcija i dalje neophodna.

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

Radnja može bolje kontrolirati kontaminaciju, unos topline i čišćenje nakon zavarivanja nego gradilište. Praćenje ASTM A380 i A967 za čišćenje i pasivizaciju pomaže povratku otpornosti na koroziju nakon zavarivanja.

Koje su veličine cijevi obično montažne?

Praksa se razlikuje u zavisnosti od projekta, ali primjer industrijske specifikacije u radnji proizvodi cijevi od 2 inča i veće i izvodi manje cijevi na terenu.

Šta je zavarivanje na terenu?

Zavar namjerno ostavljen za polje tako da se kalemovi mogu prilagoditi stvarnim dimenzijama mjesta. Smanjuje rizik da se kruti, prethodno zavareni sklopovi ne uklapaju.