Montažne cevi za cevi v primerjavi z izdelavo na terenu: primerjava stroškov, kakovosti in urnika

Vsako cevovodno delo se zmanjša na eno zgodnjo odločitev: zgradite cev v trgovini in jo odpošljite v kosih (tuljah) ali jo razrežite, namestite in zvarite na mestu. Izbira oblikuje proračun, urnik, kakovost zvara in celo to, kako varno je mesto.

Ta vodnik primerja oba pristopa glede stroškov, kakovosti in časovnega razporeda z uporabo objavljenih industrijskih raziskav, pojasnjuje, kje je vsak od njih boljši, in daje praktičen način odločitve. Posebno pozornost namenjacevi iz nerjavečega jekla in nikljeve zlitine, še bolj pa je pomembno, kje kako in kje je zvar narejen.

Za večino industrijskih cevovodov montažni koluti skrajšajo urnik na kraju samem in zagotavljajo doslednejšo kakovost zvarov ter pogosto znižajo skupne stroške vgradnje, vendar ne samodejno. Prihranki so odvisni od stopnje dela, produktivnosti in podpornih stroškov ter zahtevajo zgodnjo zamrznitev načrtovanja in dobro logistiko. Izdelava na terenu še vedno zmaguje pri izvedbah z majhnimi izvrtinami, vezavah, poznih spremembah in mestih, ki ne morejo prenesti velikih kolutov. Večina uspešnih projektov uporablja hibrid: največji smiselni obseg v delavnici, zapiranje in vezni zvari na terenu.

Kakšna je razlika med montažnim kolutom za cevi in ​​izdelavo na terenu?

Navoj za cev je del cevi (cevi, fitingov in prirobnic), ki je v delavnici razrezan, nameščen, zvarjen in pregledan na podlagi izometričnih risb, nato pa odpremljen na mesto, pripravljen za namestitev. Izdelava na terenu zgradi iste cevi na mestu, spoj za spojem, na gradbišču.

Tuljava je takšna, da preživi prevoz s tovornjakom in dviganje. Na mestu posadke povezujejo tuljave med seboj in z opremo, tako da njihov čas namesto proizvodnega varjenja porabijo za montažo in pripenjanje zvarov. Pri izdelavi na terenu se vsako rezanje, prilagajanje in varjenje zgodi na delovnem mestu, pogosto na višini, v ozkih prostorih in v kakršnem koli vremenu na delovišču. V praksi skoraj noben projekt ni zgolj eno ali drugo. Koluti prispejo z nekaj zvarjenimi zvari, ki ostanejo na terenu, da zaprejo sistem, nekaj cevi pa je vedno napeljanih na terenu.

Je montažna izdelava cenejša od izdelave na terenu?

Pogosto, vendar ne vedno. Inštitut za gradbeno industrijo (CII) ugotavlja, da prihranki zaradi montaže prihajajo predvsem iz treh virov: razlike v stopnjah dela v trgovini in na terenu, razlike v produktivnosti in nižji stroški vzdrževanja gradbišča. Kjer so te tri razlike majhne, ​​je tudi prihranek.

Dokazi so spodbudni, vendar jih je treba pozorno prebrati. Poročilo McGraw-Hill Construction SmartMarket iz leta 2011, ki ga je izdelal NIST kot partner in temelji na raziskavi 809 izvajalcev, arhitektov in inženirjev, je ugotovilo, da je 65 % uporabnikov montažnih konstrukcij poročalo o nižjem proračunu projekta, približno 41 % pa jih je poročalo o prihrankih 6 % ali več.

Ugotovljeno je bilo tudi, da je 47 % opazilo nižje skupne stroške nakupa in namestitve za montažne komponente, 35 % ni opazilo sprememb, 18 % pa višje stroške. Proizvajalci sami so manj verjetno poročali o znižanju stroškov (37 %) kot drugi tipi izvajalcev (45–53 %). McKinseyjeva analiza modularne konstrukcije opisuje možnost do približno 20-odstotnega prihranka stroškov, a tudi tveganje prekoračitve stroškov do 10 %, če pristop ni dobro izveden.

Tabela 1. Glavni dejavniki stroškov pri predizdelavi kolutov v primerjavi z izdelavo na terenu. Nosilci stroškov sledijo CII-jevi analizi montaže, predmontaže, modularizacije in izdelave zunaj kraja (PPMOF). Statistični podatki raziskave so iz poročila McGraw-Hill SmartMarket iz leta 2011 in zajemajo gradnjo stavb na splošno, ne le cevovodov.

Eno opozorilo praktikov je vredno ponoviti: univerzalnega razmerja med delom v trgovini in delom na terenu, ki bi bilo primerno za vsako delo, ni, in kogar koli navaja, ga je treba obravnavati previdno. Pravilna razdelitev je odvisna od projekta.

Koliko hitrejša je montažna proizvodnja kot izdelava na terenu?

Montažna izdelava običajno skrajša urnik na gradbišču, ker dela v trgovini potekajo vzporedno s pripravo gradbišča, gradbenimi deli in konstrukcijsko montažo. V raziskavi SmartMarket je 66 % uporabnikov poročalo o krajšem urniku projekta, 35 % pa o prihrankih štirih tednov ali več.

Prihranek časa izhaja iz vzporednega dela, manj uprizoritve na kraju samem, kot je gradbeni oder, in neodvisnosti od vremena. McKinseyjeva raziskava modularne gradnje poroča o kompresiji razporeda za 20–50 % za modularne pristope, Ministrstvo za energijo ZDA pa povzetek anket izvajalcev ugotavlja, da je 88 % generalnih izvajalcev in vodij gradnje opazilo stiskanje razporeda. Te številke na splošno opisujejo montažno in modularno gradnjo, zato jih je treba obravnavati kot zgornji obseg za kolute cevi in ​​ne kot zajamčen rezultat.

Ugodnost urnika je tudi krhka. Raziskave o načrtovanju izdelave tuljav, ki so se sklicevale na prejšnje študije, so pokazale, da je približno 20 % tuljav v delavnicah za izdelavo imelo pomanjkanje materiala in da bi lahko slabo upravljanje materiala povzročilo 50–130 % odstopanje v urniku v pregledanih študijah primerov. Z drugimi besedami, prodajalna navitij, ki čaka na cevi ali priključke, daje časovno prednost. Zgodnja nabava materiala in zamrznjena zasnova sta pomembni enako kot hitrost varjenja.

Tabela 2. Primerjava urnikov. Kvalitativni povzetek iz raziskav CII, McGraw-Hill SmartMarket in McKinsey.

Ali je cev, izdelana v trgovini, kakovostnejša od cevi, varjene na terenu?

Delovna izdelava je na splošno bolj nadzorovana in ponovljiva, saj so zvari narejeni na boljših položajih, v stabilnem okolju, s postopnim nadzorom. Ni samodejno brez napak: študija CII je poročala, da je bilo treba predelati 13,3 % izdelanih industrijskih cevi.

Številka 13,3 % je koristno preverjanje realnosti. Kaže, da montažna proizvodnja premakne nadzor kakovosti prej; ne odpravi potrebe po tem. Prednost je v tem, da je napako, odkrito v delavnici, poceni za odpravo, medtem ko lahko ista napaka, odkrita po namestitvi, povzroči izreze, ponovno varjenje in zamude. Trgovinska okolja olajšajo navijanje spoja v udoben položaj, preverjanje namestitve, beleženje varilcev in sledljivost materiala ter pregled, preden tuljava zapusti zgradbo.

Tabela 3. Primerjava kakovosti in varnosti. V raziskavi SmartMarket je 34 % uporabnikov poročalo o izboljšani varnosti na gradbišču, 56 % brez sprememb in 10 % zmanjšani varnosti, pogosto zato, ker veliki montažni deli zahtevajo skrbne načrte dviganja.

Zakaj imajo cevni sistemi iz nerjavečega jekla in nikljevih zlitin največ koristi od montažne izdelave?

Ker je njihova odpornost proti koroziji odvisna od čistih površin in nadzorovanega varjenja, trgovina pa lahko bolj zanesljivo obvladuje kontaminacijo, vnos toplote in čiščenje po varjenju kot odprto gradbišče.

Varjenje segreje kovino in izžge tanek, s kromom bogat površinski film, zaradi katerega je nerjavno jeklo odporno proti koroziji. Prav tako lahko pusti vročinski odtenek in, če se uporabljajo orodja ali brusilna kolesa iz ogljikovega jekla, vdelane delce železa, ki kasneje rjavijo in sprožijo špranjo korozijo. Standardna praksa je obnovitev površine s čiščenjem, dekapiranjem in pasiviranjem, po ASTM A380 za čiščenje in odstranjevanje vodnega kamna ter ASTM A967 za preverjanje pasivizacije. Delavnica lahko uporablja namenska orodja iz nerjavečega jekla, ločena dela iz ogljikovega jekla, nadzoruje čistilni plin na notranji strani zvara in obdeluje cele tuljave v postopku dekapiranja in pasiviranja. Na terenu so enaki koraki možni, vendar jih je težje nadzorovati, pasta za luženje pa se običajno uporablja za lokalna popravila.

Nikljeve zlitine, kot so Alloy 625, Alloy 825 in Monel, zahtevajo enako disciplino in pogosto strožji nadzor vnosa toplote in izbire polnila. Za te materiale so še posebej dragoceni pozitivna identifikacija materiala, certificirana poročila o preskusih materiala in sledljivi zapisi o zvarih, ki jih je lažje hraniti v trgovini.

Kdaj je izdelava na terenu še smiselna?

Izdelava na terenu je boljša izbira za cevovode z majhnimi izvrtinami, vezne in zapiralne zvare, delo, ki se mora prilagoditi razmeram v izvedbi, pozne spremembe načrta, zelo majhna dela in mesta, kjer velikih kolutov ni mogoče prevažati ali dvigniti.

Izdelava na terenu je pogosto težja disciplina in tu se pokažejo izkušnje izvajalca. Primer industrijske specifikacije izdelave v trgovini ponazarja običajno delitev: cevi 2 palca in večje so izdelane v trgovini, medtem ko se manjše cevi običajno izvajajo na terenu, navoji v trgovini pa vključujejo nastavke ali priključke za odcepe, izdelane na terenu. Tuljave morajo vključevati tudi dodatne dolžine ali priključke, ki se prilegajo na terenu, tako da se lahko ujemajo z resničnimi dimenzijami. Opažanje praktika povzema tveganje: potiskanje toliko obsega, kolikor je smiselno v delavnico, dobro drži urnik, vendar se pretirano navijanje izjalovi, ko sklopi prispejo brez dovolj tolerance na terenu.

Kako se med seboj primerjajo montažni koluti in izdelava na terenu?

Montažna izdelava na splošno poteka po urniku, skladnosti zvara, sledljivosti in varnosti na mestu; izdelava na terenu vodi do prožnosti in prilagodljivosti. Stroški so odvisni od stopnje dela, produktivnosti in logistike.

Tabela 4. Vzporedna primerjava montažnih kolutov cevi in ​​izdelave na terenu.

Kakšna tveganja so povezana z montažnimi koluti in kako jih je mogoče nadzorovati?

Glavna tveganja so dimenzijske napake, ki se kopičijo, pozne spremembe načrta, pomanjkanje materiala in poškodbe pri rokovanju. Nadzirajo jih zgodnja zamrznitev zasnove, dodatki za prileganje na terenu, zgodnja nabava materiala in temeljit pregled trgovine pred izdajo.

Vodja vitke gradnje, s katerim smo se pogovarjali v poročilu SmartMarket, poudarja, da lahko pri montažnem delu vsak prilagodi stvari na terenu, toda pri predizdelavi se lahko deli, ki niso tolerirani, kopičijo in povzročijo večje nepravilnosti. Prav tako svari pred ustvarjanjem velike zaloge komponent, za katere se kasneje izkaže, da so pomanjkljive, kar je odpadek.

Tabela 5. Tveganja pri montaži in praktični nadzor.

Kako se odločiti med montažnimi koluti in izdelavo na terenu?

Odločite se zgodaj in se odločite glede na obseg. V trgovino postavite največje, najbolj ponavljajoče se, najbolj občutljive na kakovost in najbolj kritične cevi; obdržite majhne vrtine, naveze in negotova območja na polju. CII svetuje, da se odločitev sprejme zgodaj, saj so koristi odvisne od zasnove, nabave in logistike, načrtovane okoli tega.

Tabela 6. Vodnik za hitro odločanje za izbiro med montažnimi koluti in izdelavo na terenu.

Pri ocenjevanju dobavitelja tuljav zahtevajte varilni postopek in kvalifikacije varilcev v skladu z oddelkom IX ASME, načrt inšpekcije in NDE, certificiranje materiala in sledljivost, postopke čiščenja in pasiviranja za nerjaveče in nikljeve zlitine, zapise o pregledu dimenzij in kako bo dobavitelj obravnaval dodatke za prileganje na terenu. Za tlačne cevi ne pozabite, da veljavna koda cevi (pogosto ASME B31.3 za procesne cevi) določa zahteve glede pregledov in testiranja tesnosti, zato potrdite, kateri testi so opravljeni v delavnici in kateri ostanejo za dokončan sistem.

Pogosto zastavljena vprašanja

Pogosto, vendar ne vedno. Prihranki izhajajo iz razlik v stopnjah dela v trgovini in na terenu, razlik v produktivnosti in nižjih stroškov podpore na mestu. V industrijski raziskavi iz leta 2011 je 65 % uporabnikov montažne opreme poročalo o nižjem proračunu projekta, 8 % pa o povečanju.

Koliko časa prihrani montažna izdelava cevi?

Običajno precejšen znesek na gradbišču, ker dela v trgovini potekajo vzporedno s pripravo gradbišča. V isti raziskavi je 66 % uporabnikov poročalo o krajšem urniku, 35 % pa o prihrankih štirih tednov ali več. Rezultati se razlikujejo glede na projekt.

Ali je varjenje v trgovini kakovostnejše od varjenja na terenu?

Na splošno je bolj nadzorovan in ponovljiv, vendar ne samodejno brez napak. CII je poročal, da je bilo treba predelati 13,3 % izdelanih industrijskih cevi, zato je postopni pregled še vedno bistven.

Zakaj je montažna izdelava dobra za cevi iz nerjavečega jekla in nikljeve zlitine?

Delavnica lahko nadzoruje kontaminacijo, vnos toplote in čiščenje po varjenju bolje kot gradbišče. Upoštevanje ASTM A380 in A967 za čiščenje in pasiviranje pomaga obnoviti odpornost proti koroziji po varjenju.

Katere velikosti cevi so običajno montažne?

Praksa se razlikuje glede na projekt, vendar primer industrijske specifikacije proizvaja cevi 2 palca in večje, na terenu pa izvaja manjše cevi.

Kaj je zvar na terenu?

Zvar namerno opuščen za teren, da se koluti lahko prilagodijo dejanskim dimenzijam mesta. Zmanjšuje tveganje, da togi, predhodno zvarjeni sklopi ne bodo ustrezali.