Forsmíðaðar pípuspólur vs vettvangssmíði: kostnaður, gæði og áætlunarsamanburður

Sérhvert lagnaverk kemur niður á einni snemma ákvörðun: smíðaðu pípuna í búð og sendu hana í sundur (kefli), eða klipptu, passaðu og soðu hana á sinn stað á staðnum. Valið mótar fjárhagsáætlunina, áætlunina, suðugæðin og jafnvel hversu öruggur vefurinn er.

Þessi handbók ber saman þessar tvær aðferðir varðandi kostnað, gæði og tímaáætlun með því að nota birtar rannsóknir í iðnaði, útskýrir hvar hver og einn vinnur og gefur hagnýta leið til að ákveða. Það gefur sérstaka athyglirör úr ryðfríu stáli og nikkelblendi, hvar hvernig og hvar suðu er gerð skiptir enn meira máli.

Fyrir flestar iðnaðarpípur stytta forsmíðaðar spólur áætlunina á staðnum og gefa stöðugri suðugæði og lækka þær oft heildaruppsetningarkostnað, en ekki sjálfkrafa. Sparnaður er háður vinnuafli, framleiðni og stuðningskostnaði og hann krefst snemma frystingar á hönnun og góðrar flutninga. Sviðssmíði vinnur enn fyrir hlaup með litlum holum, tengingar, seint breytingar og síður sem geta ekki tekið stórar spólur. Farsælustu verkefnin nota blending: hámarks skynsamlegt svigrúm í búðinni, lokun og samsuðu á sviði.

Hver er munurinn á forsmíðaðri pípuspólu og sviði framleiðslu?

Pípusnúningur er hluti af leiðslum (pípur, festingar og flansar) skorinn, settur, soðinn og skoðaður í verslun út frá myndrænum teikningum, síðan fluttur á staðinn tilbúinn til uppsetningar. Framleiðsla á vettvangi byggir sömu leiðslur á sínum stað, lið fyrir lið, á byggingarsvæðinu.

Spóla er stærð til að lifa af vöruflutningum og lyftingum. Á staðnum tengja áhafnir spólur hver við aðra og við búnað, svo tími þeirra fer í að passa upp og binda saman suðu í stað framleiðslusuðu. Við framleiðslu á vettvangi fer sérhver skurður, uppsetning og suðu á vinnustaðnum, oft á hæð, í þröngum rýmum og í hvaða veðri sem er á staðnum. Í reynd er nánast ekkert verkefni eingöngu eitt eða annað. Spólur berast með nokkrar suðusuður eftir til að loka kerfinu og alltaf er einhver rör keyrð á vettvangi.

Er forsmíði ódýrari en vettvangssmíði?

Oft, en ekki alltaf. Byggingariðnaðarstofnunin (CII) kemst að því að sparnaður vegna forsmíði kemur aðallega frá þremur aðilum: mismun á vinnuafli í verslun og á vettvangi, munur á framleiðni og lægri stuðningskostnað á staðnum. Þar sem þessir þrír munur er lítill, er sparnaðurinn líka.

Sönnunargögnin eru uppörvandi en ætti að lesa vandlega. Í 2011 McGraw-Hill Construction SmartMarket skýrsla, unnin með NIST sem samstarfsaðila og byggð á könnun meðal 809 verktaka, arkitekta og verkfræðinga, kom í ljós að 65% forsmíðanotenda sögðu frá lægri verkefnisáætlun og um 41% sögðu að sparnaður væri 6% eða meira.

Það kom einnig í ljós að 47% sáu lægri samanlagðan kaup- og uppsetningarkostnað fyrir forsmíðaða íhluti, 35% sáu enga breytingu og 18% sáu hærri kostnað. Framleiðendur sjálfir voru ólíklegri til að tilkynna um kostnaðarlækkun (37%) en aðrar verktakategundir (45–53%). McKinsey greining á einingabyggingu lýsir tækifæri upp á allt að um 20% kostnaðarsparnað en einnig hættu á kostnaðarframúrkeyrslu upp á allt að 10% ef aðferðin er ekki vel útfærð.

Tafla 1. Helstu kostnaðarvaldar í spólaforsmíði á móti vettvangssmíði. Kostnaðarstýringar fylgja greiningu CII á forsmíði, forsamsetningu, mátsamsetningu og utanaðkomandi framleiðslu (PPMOF). Tölfræði könnunarinnar er frá 2011 McGraw-Hill SmartMarket Report og nær yfir byggingarframkvæmdir í stórum dráttum, ekki aðeins lagnir.

Ein viðvörun iðkenda er þess virði að endurtaka: Það er ekkert alhliða hlutfall verslunarstarfs og vettvangsvinnu sem er rétt fyrir hvert starf, og allir sem vitna í einn ættu að koma fram með varúð. Hægri skiptingin fer eftir verkefninu.

Hversu miklu hraðari er forsmíði en sviðsframleiðsla?

Forsmíði styttir venjulega tímaáætlun á staðnum vegna þess að verslunarvinna er samhliða undirbúningi lóðar, mannvirkjagerð og uppsetningu burðarvirkja. Í SmartMarket könnuninni sögðu 66% notenda styttri verkefnaáætlun og 35% sögðu að sparnaður væri í fjórar vikur eða lengur.

Tímasparnaðurinn kemur frá samhliða vinnu, minni uppsetningu á staðnum eins og vinnupöllum og óháð veðri. Rannsóknir á einingarbyggingum McKinsey greinir frá áætlunarþjöppun upp á 20–50% fyrir mátaðferðir og samantekt bandaríska orkumálaráðuneytisins á verktakakönnunum bendir á að 88% almennra verktaka og byggingarstjóra hafi séð áætlunarþjöppun. Þessar tölur lýsa forsmíði og einingabyggingu í stórum dráttum, þannig að það ætti að líta á þær sem efri svið fyrir pípuspólur frekar en tryggða niðurstöðu.

Dagskrárávinningurinn er líka viðkvæmur. Rannsóknir á tímasetningu spólaframleiðslu, með vísan til fyrri rannsókna, komust að því að um 20% spóla í tilbúningsverslunum upplifðu efnisskort og að léleg efnisstjórnun gæti valdið 50–130% áætlunarskriði í tilviksrannsóknunum sem skoðaðar voru. Með öðrum orðum, spólabúð sem bíður eftir pípu eða festingum gefur frá sér tímaforskotið. Snemma efnisöflun og frosin hönnun skipta jafn miklu máli og suðuhraði.

Tafla 2. Samanburður á dagskrá. Eigindleg samantekt dregin úr CII, McGraw-Hill SmartMarket og McKinsey rannsóknum.

Er verslunarframleidd rör af meiri gæðum en sviðisuðu rör?

Verslunarsmíði er almennt stýrðari og endurtekinn, vegna þess að suðu eru gerðar í betri stöðum, í stöðugu umhverfi, með stigaðri skoðun. Það er ekki sjálfkrafa gallalaust: CII rannsókn greindi frá því að 13,3% af tilbúnum iðnaðarpípuspólum þurftu endurvinnslu.

13,3% talan er gagnleg raunveruleikaskoðun. Það sýnir að forsmíði færir gæðaeftirlit fyrr; það fjarlægir ekki þörfina fyrir það. Kosturinn er sá að galli sem finnast í versluninni er ódýrt að laga, en sami galli sem finnst eftir uppsetningu getur þvingað til klippingar, endursuðu og tafir. Verslunarumhverfi auðveldar að rúlla samskeyti í þægilega stöðu, athuga uppsetningu, skrá suðu og rekjanleika efnis og skoða áður en spólan fer úr byggingunni.

Tafla 3. Samanburður á gæðum og öryggi. Í SmartMarket könnuninni sögðu 34% notenda bættu öryggi á staðnum, 56% enga breytingu og 10% skert öryggi, oft vegna þess að stórir forsmíðaðir hlutir krefjast vandlegrar lyftiáætlunar.

Hvers vegna hagnast rörakerfi úr ryðfríu stáli og nikkelblendi mest af forsmíði?

Vegna þess að tæringarþol þeirra er háð hreinu yfirborði og stýrðri suðu, og verslun getur stjórnað mengun, hitainnstreymi og hreinsun eftir suðu á áreiðanlegri hátt en opið byggingarsvæði.

Suðu hitar málminn og brennir af þunnu krómríku yfirborðsfilmunni sem gerir ryðfríu stáli tæringarþolið. Það getur einnig skilið eftir sig hitalit og, ef notuð eru verkfæri úr kolefnisstáli eða slípihjól, innfelldar járnagnir sem ryðga seinna og hefja sprungutæringu. Hefðbundin venja er að endurheimta yfirborðið með hreinsun, súrsun og passivering, í samræmi við ASTM A380 fyrir hreinsun og kalkhreinsun og ASTM A967 fyrir passivation sannprófun. Verslun getur notað sérstakt ryðfrítt verkfæri, aðskilið kolefnisstálverk, stjórnað hreinsunargasi innan á suðunni og unnið úr heilum spólum í súrsunar- og óvirkjuaðgerð. Á vettvangi eru sömu skrefin möguleg en erfiðara er að stjórna því og súrsunarmauk er venjulega notað fyrir staðbundnar viðgerðir.

Nikkel málmblöndur eins og Alloy 625, Alloy 825 og Monel kalla á sama aga og oft á strangari stjórn á varmainntaki og vali á fylliefni. Fyrir þessi efni eru jákvæð efnisauðkenning, vottaðar efnisprófunarskýrslur og rekjanlegar suðuskrár sérstaklega mikilvægar og auðveldara að geyma þær í verslunarumhverfi.

Hvenær er sviði tilbúningur enn skynsamlegur?

Framleiðsla á vettvangi er betri kosturinn fyrir pípur með litlum holum, suðu og lokunarsuðu, vinnu sem verður að laga sig að aðstæðum sem eru byggðar, seint breytingar á hönnun, mjög lítil störf og staði þar sem ekki er hægt að flytja eða lyfta stórum spólum.

Vettvangssmíði er oft erfiðari greinin og það er þar sem reynsla verktaka sýnir. Dæmi um verslunarframleiðsluforskrift í iðnaði sýnir algenga skiptingu: pípur 2 tommur og stærri eru smíðaðar í búð, en smærri pípur eru venjulega reknar á vettvangi, og verslunarspólur innihalda stubbar eða festingar fyrir útibú sem eru framleidd á vettvangi. Spólur ættu einnig að innihalda auka lengdar eða svæðispassa samskeyti svo hægt sé að passa við raunverulegar stærðir. Athugun iðkenda dregur saman áhættuna: að ýta eins miklu svigrúmi og skynsamlegt er inn í búðina heldur dagskránni vel, en ofskömmtun kemur aftur í tímann þegar samkomur koma án nægilegs svæðisþols.

Hvernig bera forsmíðaðar spólur og sviðsframleiðsla saman hlið við hlið?

Forsmíði leiðir almennt samkvæmt áætlun, samkvæmni suðu, rekjanleika og öryggi á staðnum; sviði tilbúningur leiðir til sveigjanleika og aðlögunarhæfni. Kostnaður fer eftir vinnuafli, framleiðni og flutningum.

Tafla 4. Samanburður hlið við hlið á tilbúnum pípuspólum og vettvangssmíði.

Hvaða áhættu fylgir forsmíðaðar spólur og hvernig er hægt að stjórna þeim?

Helstu áhætturnar eru víddarskekkjur sem staflast upp, seinkar hönnunarbreytingar, efnisskortur og meðhöndlunarskemmdir. Þeim er stjórnað af snemmbúinn hönnunarfrystingu, hlunnindum fyrir aðlögun á vettvangi, snemma efnisöflun og öflugri verslunarskoðun fyrir útgáfu.

Leiðtogi sem snýr að smíði, sem rætt var við í skýrslu SmartMarket, bendir á að í stafssmíðaðri vinnu geti allir stillt hlutina á vettvangi, en með forsmíði geta hlutar sem eru utan umburðarlyndis staflað saman og skapað stærri misfellur. Hann varar einnig við því að byggja upp mikið lager af íhlutum sem síðar reynast gallaðir, sem er úrgangur.

Tafla 5. Forsmíðaáhætta og hagnýt eftirlit.

Hvernig ættir þú að ákveða á milli forsmíðaðra spóla og sviðsframleiðslu?

Ákveðið snemma og ákveðið eftir umfangi. Settu stærstu, endurteknustu, gæðaviðkvæmustu og áætlunarmiklu pípuna í búðina; halda litlum borum, tengingum og óvissum svæðum á sviði. CII ráðleggur að taka ákvörðunina snemma, vegna þess að ávinningurinn fer eftir hönnun, innkaupum og skipulagningu í kringum það.

Tafla 6. Leiðbeiningar um skyndiákvarðanir til að velja á milli forsmíðaðra spóla og sviðsframleiðslu.

Þegar þú metur spólabirgi skaltu biðja um suðuaðferð og hæfi suðu samkvæmt ASME kafla IX, skoðunar- og NDE áætlun, efnisvottun og rekjanleika, hreinsunar- og passiveringsaðferðir fyrir ryðfríu og nikkelblendi, víddarskoðunarskýrslur og hvernig birgirinn mun meðhöndla vettvangsheimildir. Fyrir þrýstilögn, mundu að gildandi lagnakóði (oft ASME B31.3 fyrir vinnslurör) setur kröfur um skoðun og lekaprófun, svo staðfestu hvaða prófanir eru gerðar í versluninni og hverjar eru eftir fyrir fullbúið kerfi.

Algengar spurningar

Oft, en ekki alltaf. Sparnaður kemur frá mun á vinnuafli í búð á móti vettvangi, mun á framleiðni og lægri stuðningskostnaði á staðnum. Í iðnaðarkönnun árið 2011 greindu 65% forsmíðanotenda frá lægri verkefnaáætlun, en 8% sögðu frá aukningu.

Hversu mikinn tíma sparar forsmíði pípuspóla?

Venjulega veruleg upphæð á staðnum, vegna þess að verslunarvinna er samhliða undirbúningi lóðarinnar. Í sömu könnun sögðu 66% notenda styttri tímaáætlun og 35% sögðu að sparnaður væri í fjórar vikur eða lengur. Niðurstöður eru mismunandi eftir verkefnum.

Er verslunarsuðu betri gæði en vettvangssuðu?

Það er yfirleitt meira stjórnað og endurtekið, en ekki sjálfkrafa gallalaust. CII greindi frá því að 13,3% af tilbúnum iðnaðarpípuspólum þyrfti að endurvinna, svo stigsskoðun er enn nauðsynleg.

Af hverju er forsmíði góð fyrir ryðfríu stáli og nikkelblendirör?

Verslun getur stjórnað mengun, hitainnstreymi og hreinsun eftir suðu betur en byggingarsvæði. Að fylgja ASTM A380 og A967 fyrir hreinsun og passivering hjálpar til við að endurheimta tæringarþol eftir suðu.

Hvaða píputærðir eru venjulega forsmíðaðar?

Æfing er mismunandi eftir verkefnum, en dæmi um iðnaðarforskrift framleiðir lagnir 2 tommu og stærri og keyrir smærri lagnir á vettvangi.

Hvað er vettvangssuðu?

Suðu skilin eftir af ásettu ráði á völlinn svo hægt sé að stilla spólur að raunverulegum stærðum á staðnum. Það dregur úr hættu á að stífar, forsoðnar samsetningar passi ekki.