Saliekamās cauruļu spoles un lauka izgatavošana: izmaksu, kvalitātes un grafika salīdzinājums

Katrs cauruļvadu darbs ir atkarīgs no viena agrīna lēmuma: izveidojiet cauruli veikalā un nosūtiet to gabalos (spolēs) vai sagrieziet, piestipriniet un metiniet to vietā. Izvēle nosaka budžetu, grafiku, metināšanas kvalitāti un pat to, cik droša ir vieta.

Šajā rokasgrāmatā ir salīdzinātas divas pieejas attiecībā uz izmaksām, kvalitāti un grafiku, izmantojot publicētos nozares pētījumus, izskaidrots, kur katra no tām uzvar, un sniegts praktisks veids, kā pieņemt lēmumu. Tam tiek pievērsta īpaša uzmanībanerūsējošā tērauda un niķeļa sakausējuma cauruļvadi, kur, kā un kur tiek veikta metināšana, ir vēl lielāka nozīme.

Lielākajai daļai rūpniecisko cauruļvadu saliekamās spoles saīsina darba grafiku un nodrošina vienmērīgāku metināšanas kvalitāti, kā arī bieži samazina kopējās uzstādītās izmaksas, bet ne automātiski. Ietaupījumi ir atkarīgi no darbaspēka likmēm, produktivitātes un atbalsta izmaksām, un tiem ir nepieciešama agrīna dizaina iesaldēšana un laba loģistika. Ražošana uz vietas joprojām gūst panākumus mazo urbumu sērijām, piesaistēm, vēlīnām izmaiņām un vietām, kurās nevar uzņemt lielas spoles. Veiksmīgākajos projektos tiek izmantots hibrīds: maksimālais saprātīgais darbības joma veikalā, aizvēršana un sasienamās šuves uz lauka.

Kāda ir atšķirība starp saliekamo cauruļu spoli un lauka izgatavošanu?

Cauruļu spole ir cauruļvadu (cauruļu, veidgabalu un atloku) daļa, kas tiek sagriezta, uzstādīta, sametināta un pārbaudīta veikalā pēc izometriskiem rasējumiem un pēc tam tiek nosūtīta uz vietu, kas ir gatava uzstādīšanai. Ražojot uz lauka, tie paši cauruļvadi būvlaukumā tiek izbūvēti vietā, savienojuma vietā.

Spole ir tāda izmēra, lai izturētu kravas transportēšanu un pacelšanu. Objektā brigādes savieno spoles savā starpā un ar aprīkojumu, tāpēc viņu laiks tiek izmantots metināšanas šuvju montāžai un savienošanai, nevis ražošanas metināšanai. Ražojot uz lauka, katrs griezums, pielāgošana un metināšana notiek darba vietā, bieži vien augstumā, šaurās vietās un jebkuros laikapstākļos. Praksē gandrīz neviens projekts nav tikai viens vai otrs. Spoles tiek piegādātas ar dažām lauka šuvēm, lai aizvērtu sistēmu, un kāda caurule vienmēr tiek palaists laukā.

Vai rūpnieciskā ražošana ir lētāka nekā ražošana uz lauka?

Bieži, bet ne vienmēr. Būvniecības nozares institūts (CII) atklāj, ka ietaupījumi no rūpnieciskās ražošanas rodas galvenokārt no trim avotiem: atšķirības veikala un lauka darbaspēka likmēs, atšķirības produktivitātē un zemākas būvlaukuma atbalsta izmaksas. Ja šīs trīs atšķirības ir mazas, tad arī ietaupījums.

Pierādījumi ir iepriecinoši, taču tie ir rūpīgi jāizlasa. 2011. gada McGraw-Hill Construction SmartMarket pārskatā, kas tika sagatavots kopā ar NIST kā partneri un pamatojoties uz 809 darbuzņēmēju, arhitektu un inženieru aptauju, atklājās, ka 65% saliekamo iekārtu lietotāju ziņoja par mazāku projekta budžetu un aptuveni 41% ziņoja par ietaupījumiem 6% vai vairāk.

Tika arī konstatēts, ka 47% saliekamo komponentu kombinētās iegādes un uzstādīšanas izmaksas saskatīja zemākas, 35% neuzskatīja nekādas izmaiņas un 18% saskatīja augstākas izmaksas. Paši ražotāji mazāk ziņoja par izmaksu samazināšanos (37%) nekā citi darbuzņēmēju veidi (45–53%). McKinsey moduļu konstrukcijas analīze apraksta iespēju ietaupīt līdz aptuveni 20% izmaksu, bet arī risku, ka izmaksas tiks pārsniegtas līdz 10%, ja pieeja netiek pareizi izpildīta.

1. tabula. Galvenie izmaksu faktori spoļu rūpnieciskajā ražošanā salīdzinājumā ar ražošanu uz lauka. Izmaksu radītāji seko CII veiktajai rūpnieciskās ražošanas, montāžas, modularizācijas un izbraukuma izgatavošanas (PPMOF) analīzei. Aptaujas statistika ir no 2011. gada McGraw-Hill SmartMarket ziņojuma, un tā aptver ēku celtniecību plaši, ne tikai cauruļvadus.

Ir vērts atkārtot vienu praktizējoša brīdinājumu: nav universālas attiecības starp veikala un lauka darbiem, kas būtu piemērotas katram darbam, un pret visiem, kas to citē, jāizturas piesardzīgi. Pareizais sadalījums ir atkarīgs no projekta.

Cik daudz ātrāka ir rūpnieciskā ražošana nekā ražošana uz lauka?

Saliekamā ražošana parasti saīsina grafiku uz vietas, jo veikala darbi notiek paralēli būvlaukuma sagatavošanai, būvdarbiem un konstrukciju uzstādīšanai. SmartMarket aptaujā 66% lietotāju ziņoja par īsāku projekta grafiku, un 35% ziņoja par četru nedēļu vai vairāk ietaupījumu.

Laika ietaupījums ir saistīts ar paralēlu darbu, mazāku iestudējumu uz vietas, piemēram, sastatnēm, un neatkarību no laikapstākļiem. McKinsey moduļu būvniecības izpētes ziņojumi par grafiku saspiešanu par 20–50% moduļu pieejām, un ASV Enerģētikas departamenta darbuzņēmēju aptauju kopsavilkumā ir norādīts, ka 88% ģenerāluzņēmēju un būvdarbu vadītāju novēroja grafiku saspiešanu. Šie skaitļi plaši raksturo rūpniecisko ražošanu un moduļu konstrukciju, tāpēc tie jāuzskata par cauruļu spoļu augšējo diapazonu, nevis garantētu rezultātu.

Grafika ieguvums ir arī trausls. Pētījumi par spoļu izgatavošanas grafiku, atsaucoties uz iepriekšējiem pētījumiem, atklāja, ka aptuveni 20% spoļu ražošanas veikalos piedzīvoja materiālu deficītu un ka slikta materiālu pārvaldība varētu izraisīt 50–130% grafika novirzes pārskatītajos gadījumu pētījumos. Citiem vārdiem sakot, spoļu veikals, kas gaida caurules vai veidgabalus, atdod laika priekšrocības. Agrīna materiālu iegāde un iesaldēta konstrukcija ir tikpat svarīga kā metināšanas ātrums.

2. tabula. Grafiku salīdzinājums. Kvalitatīvs kopsavilkums, kas iegūts no CII, McGraw-Hill SmartMarket un McKinsey pētījumiem.

Vai veikalā ražotās caurules ir augstākas kvalitātes nekā uz lauka metinātas caurules?

Veikalu izgatavošana parasti ir vairāk kontrolēta un atkārtojama, jo metināšanas šuves tiek izgatavotas labākās pozīcijās, stabilā vidē, ar pakāpenisku pārbaudi. Tas nav automātiski bez defektiem: CII pētījums ziņoja, ka 13,3% izgatavoto rūpniecisko cauruļu spoļu bija jāpārstrādā.

13,3% skaitlis ir noderīgs realitātes pārbaude. Tas parāda, ka rūpnieciskā ražošana kvalitātes kontroli pārceļ agrāk; tas neatceļ vajadzību pēc tā. Priekšrocība ir tāda, ka veikalā atrasts defekts ir lēts labojams, savukārt pēc uzstādīšanas konstatētais defekts var izraisīt izgriezumus, atkārtotas metināšanas un aizkavēšanos. Veikalu vide atvieglo savienojuma saritināšanu ērtā stāvoklī, savienojuma pārbaudi, metinātāja un materiāla izsekojamību un pārbaudi, pirms spole atstāj ēku.

3. tabula. Kvalitātes un drošības salīdzinājums. SmartMarket aptaujā 34% lietotāju ziņoja par uzlabotu vietnes drošību, 56% - bez izmaiņām un par 10% - samazinātu drošību, bieži vien tāpēc, ka lielām saliekamām daļām ir rūpīgi jāplāno pacelšanas plāni.

Kāpēc nerūsējošā tērauda un niķeļa sakausējuma cauruļu sistēmām ir vislielākais ieguvums no rūpnieciskās ražošanas?

Tā kā to izturība pret koroziju ir atkarīga no tīrām virsmām un kontrolētas metināšanas, un veikals var uzticamāk pārvaldīt piesārņojumu, siltuma ievadi un tīrīšanu pēc metināšanas nekā atklātā būvlaukumā.

Metināšana uzkarsē metālu un sadedzina plānā ar hromu bagāto virsmas plēvi, kas padara nerūsējošo tēraudu izturīgu pret koroziju. Tas var arī atstāt karstuma nokrāsu un, ja tiek izmantoti oglekļa tērauda instrumenti vai slīpripas, iestrādātas dzelzs daļiņas, kas vēlāk rūsē un sāk plaisu koroziju. Standarta prakse ir atjaunot virsmu, veicot tīrīšanu, kodināšanu un pasivāciju, ievērojot ASTM A380 tīrīšanai un atkaļķošanai un ASTM A967 pasivācijas pārbaudei. Veikals var izmantot īpašus nerūsējošā tērauda instrumentus, atsevišķus oglekļa tērauda izstrādājumus, kontrolēt izplūdes gāzi metinājuma iekšpusē un apstrādāt veselas spoles kodināšanas un pasivēšanas operācijās. Laukā ir iespējamas tās pašas darbības, taču tās ir grūtāk kontrolēt, un kodināšanas pastu parasti izmanto vietējam remontam.

Niķeļa sakausējumi, piemēram, Alloy 625, Alloy 825 un Monel, prasa to pašu disciplīnu un bieži vien stingrāku siltuma ievades un pildvielu izvēles kontroli. Šiem materiāliem pozitīva materiāla identifikācija, sertificēti materiālu pārbaudes ziņojumi un izsekojamie metināšanas ieraksti ir īpaši vērtīgi, un tos ir vieglāk uzglabāt veikala vidē.

Kad ražošanai uz lauka joprojām ir jēga?

Ražošana uz vietas ir labāka izvēle mazo urbumu cauruļvadiem, savienošanas un aizvēršanas šuvēm, darbiem, kuriem jāpielāgojas būvēšanas apstākļiem, vēlīnām konstrukcijas izmaiņām, ļoti maziem darbiem un vietām, kur nevar transportēt vai pacelt lielas spoles.

Ražošana uz lauka bieži ir grūtākā disciplīna, un to parāda darbuzņēmēja pieredze. Rūpniecības veikala ražošanas specifikācijas piemērs ilustrē izplatītu sadalījumu: cauruļvadi, kuru garums ir 2 collas un lielāks, ir izgatavots cehā, savukārt mazāki cauruļvadi parasti tiek vadīti uz lauka, un veikalu spolēs ir iekļautas uz lauka izgatavotas zaru daļas vai piederumi. Spolēs jāiekļauj arī papildu garuma vai laukā piemēroti savienojumi, lai varētu saskaņot reālos izmērus. Praktizējošais novērojums apkopo risku: iespiežot veikalā pēc iespējas vairāk vēriena, grafiks tiek labi saglabāts, taču pārmērīga spolēšana atgriežas, kad komplekti ierodas bez pietiekamas lauka pielaides.

Kā saliekamās spoles un lauka izgatavošana tiek salīdzinātas blakus?

Rūpnieciskā ražošana parasti notiek saskaņā ar grafiku, metināšanas konsistenci, izsekojamību un vietas drošību; lauka ražošana nodrošina elastību un pielāgošanās spēju. Izmaksas ir atkarīgas no darbaspēka likmēm, produktivitātes un loģistikas.

4. tabula. Saliekamo cauruļu spoļu un lauka izgatavošanas salīdzinājums.

Kādi riski ir saistīti ar saliekamām spolēm, un kā tos var kontrolēt?

Galvenie riski ir izmēru kļūdas, kas sakrājas, novēlotas konstrukcijas izmaiņas, materiālu trūkums un apstrādes bojājumi. Tos kontrolē agrīna dizaina iesaldēšana, piemērotības piemaksas, agrīna materiālu iegāde un stingra veikala pārbaude pirms izlaišanas.

SmartMarket ziņojumā intervētais liesās būvniecības vadītājs norāda, ka, strādājot ar nūjām, ikviens var pielāgot lietas uz lauka, taču, veicot iepriekšēju sagatavošanu, detaļas, kas neatbilst pielaidei, var sakraut un radīt lielākas neatbilstības. Viņš arī brīdina neveidot lielu sastāvdaļu sarakstu, kas vēlāk izrādās nepilnīgi, un tas ir atkritumi.

5. tabula. Saliekamās ražošanas riski un praktiskās kontroles.

Kā jums vajadzētu izlemt starp saliekamām spolēm un lauka izgatavošanu?

Izlemiet laikus un izlemiet pēc darbības jomas. Ievietojiet veikalā lielākos, visvairāk atkārtojošos, uz kvalitāti visjutīgākos un grafikam kritiskākos cauruļvadus; turiet laukā mazas urbuma, sasaistes un nenoteiktas vietas. CII iesaka lēmumu pieņemt laicīgi, jo ieguvumi ir atkarīgi no projektēšanas, iepirkuma un ap to plānotās loģistikas.

6. tabula. Ātro lēmumu ceļvedis, izvēloties starp saliekamām spolēm un lauka izgatavošanu.

Novērtējot spoles piegādātāju, pieprasiet informāciju par metināšanas procedūru un metinātāja kvalifikāciju saskaņā ar ASME IX sadaļu, pārbaudi un NDE plānu, materiālu sertifikāciju un izsekojamību, nerūsējošā tērauda un niķeļa sakausējumu tīrīšanas un pasivēšanas procedūrām, izmēru pārbaudes ierakstus un to, kā piegādātājs apstrādās piemaksas. Attiecībā uz spiediena cauruļvadiem atcerieties, ka regulējošais cauruļvadu kods (bieži ASME B31.3 procesa cauruļvadiem) nosaka pārbaudes un noplūdes pārbaudes prasības, tāpēc pārbaudiet, kuri testi tiek veikti veikalā un kuri paliek pabeigtajai sistēmai.

Bieži uzdotie jautājumi

Bieži, bet ne vienmēr. Ietaupījumu nodrošina darbaspēka likmju atšķirības veikala un lauka atšķirības, produktivitātes atšķirības un zemākas vietnes atbalsta izmaksas. 2011. gada nozares aptaujā 65% saliekamo iekārtu lietotāju ziņoja par mazāku projekta budžetu, bet 8% ziņoja par pieaugumu.

Cik daudz laika ietaupa cauruļu spoles sagatavošana?

Parasti jēgpilna summa uz vietas, jo veikala darbi notiek paralēli objekta sagatavošanai. Tajā pašā aptaujā 66% lietotāju ziņoja par īsāku grafiku un 35% ziņoja par ietaupījumiem četras nedēļas vai ilgāk. Rezultāti atšķiras atkarībā no projekta.

Vai veikala metināšana ir kvalitatīvāka nekā lauka metināšana?

Tas parasti ir vairāk kontrolēts un atkārtojams, bet ne automātiski bez defektiem. CII ziņoja, ka 13,3% izgatavoto rūpniecisko cauruļu spoļu bija jāpārstrādā, tāpēc pakāpeniska pārbaude joprojām ir būtiska.

Kāpēc nerūsējošā tērauda un niķeļa sakausējuma cauruļu rūpnieciskā ražošana ir piemērota?

Veikals var kontrolēt piesārņojumu, siltuma ievadi un tīrīšanu pēc metināšanas labāk nekā būvlaukums. ASTM A380 un A967 ievērošana tīrīšanai un pasivēšanai palīdz atjaunot izturību pret koroziju pēc metināšanas.

Kādi cauruļu izmēri parasti ir saliekamās?

Prakse atšķiras atkarībā no projekta, taču, piemēram, nozares specifikācijas veikalā tiek izgatavoti 2 collas un lielāki cauruļvadi, bet uz vietas tiek piegādāti mazāki cauruļvadi.

Kas ir uz lauka piemērotā metināšana?

Metināta šuve apzināti atstāta uz lauka, lai spoles varētu pielāgot faktiskajiem vietas izmēriem. Tas samazina risku, ka stingri, iepriekš sametināti mezgli nederēs.