Kokkupandavad torupoolid vs välitootmine: kulude, kvaliteedi ja ajakavade võrdlus

Iga torustiku töö taandub ühele varajasele otsusele: ehitage toru poes ja saatke see tükkidena (poolidena) või lõigake, paigaldage ja keevitage see kohapeal. Valik määrab eelarve, ajakava, keevisõmbluse kvaliteedi ja isegi selle, kui turvaline on koht.

Selles juhendis võrreldakse kahte lähenemisviisi kulude, kvaliteedi ja ajakava kohta, kasutades avaldatud tööstusuuringuid, selgitatakse, kus kumbki neist võidab, ja annab praktilise viisi otsustamiseks. See pöörab erilist tähelepanuroostevabast terasest ja niklisulamist torustik, kus kuidas ja kus keevisõmblus tehakse, on veelgi olulisem.

Enamiku tööstuslike torustike puhul lühendavad kokkupandavad poolid kohapealset ajakava ja tagavad ühtlasema keevisõmbluse kvaliteedi ning need vähendavad sageli paigaldatud kogumaksumust, kuid mitte automaatselt. Kokkuhoid sõltub tööjõu määrast, tootlikkusest ja tugikuludest ning eeldab varajast disaini külmutamist ja head logistikat. Väikese avaga jooksude, sidumiste, hiliste muudatuste ja saitide puhul, mis ei suuda vastu võtta suuri pooli, võidavad siiski välitootmine. Enamikul edukatel projektidel kasutatakse hübriid: maksimaalne mõistlik ulatus poes, sulgemine ja sidumine keevisõmblused põllul.

Mis vahe on kokkupandava torupooli ja välitootmise vahel?

Torupool on torustiku osa (toru, liitmikud ja äärikud), mis lõigatakse, paigaldatakse, keevitatakse ja kontrollitakse poes isomeetriliste jooniste alusel ning saadetakse seejärel paigaldusvalmis kohale. Välitootmise käigus ehitatakse ehitusplatsil sama torustik ühenduskoha haaval paika.

Pool on mõeldud veo- ja tõstmise ajaks. Kohapeal ühendavad meeskonnad poolid üksteise ja seadmetega, nii et nende aeg kulub tootmiskeevitamise asemel keevisõmbluste paigaldamisele ja sidumisele. Põllutöödel tehakse iga lõige, sobitamine ja keevisõmblus töökohas, sageli kõrgusel, kitsastes kohtades ja mis tahes ilmastikuga. Praktikas ei ole peaaegu ükski projekt puhtalt üks või teine. Poolid saabuvad nii, et süsteemi sulgemiseks on jäänud mõned välikeevisõmblused ja mõni toru jookseb alati põllul.

Kas kokkupandav valmistamine on odavam kui välitootmine?

Sageli, kuid mitte alati. Ehitustööstuse Instituut (CII) leiab, et kokkuhoid tuleneb monteeritavast peamiselt kolmest allikast: kaupluste ja põllutööjõu määrade erinevus, tootlikkuse erinevused ja ehitusobjekti tugikulud. Kui need kolm erinevust on väikesed, on ka kokkuhoid.

Tõendid on julgustavad, kuid neid tuleks hoolikalt lugeda. 2011. aasta McGraw-Hill Construction SmartMarketi aruanne, mis koostati NIST-i partnerina ja põhines 809 töövõtja, arhitekti ja inseneri küsitlusel, näitas, et 65% kokkupandavate toodete kasutajatest teatas väiksemast projektieelarvest ja umbes 41% teatas, et säästsid 6% või rohkem.

Samuti leiti, et 47% nägi kokkupandavate komponentide ostu- ja paigalduskulusid madalamaid, 35% ei näinud muutusi ja 18% nägi kõrgemaid kulusid. Tootjad ise teatasid väiksema tõenäosusega kulude vähenemisest (37%) kui muud tüüpi töövõtjad (45–53%). Modulaarse ehituse McKinsey analüüs kirjeldab võimalust kuni umbes 20% kulude kokkuhoiuks, aga ka kuni 10% kulude ületamise ohtu, kui lähenemist ei rakendata hästi.

Tabel 1. Pooli eelvalmistamise ja välivalmistamise peamised kulutegurid. Kulutegurid järgivad CII eeltöötlemise, eelmontaaži, modulariseerimise ja välise valmistamise (PPMOF) analüüsi. Uuringustatistika pärineb 2011. aasta McGraw-Hill SmartMarketi aruandest ja hõlmab hoonete ehitust üldiselt, mitte ainult torustike.

Kordamist väärib üks praktiku hoiatus: pole olemas universaalset poe- ja välitööde suhet, mis sobiks igale töökohale ning igasse, kes seda tsiteerib, tuleks suhtuda ettevaatlikult. Õige jaotus sõltub projektist.

Kui palju kiirem on eeltöötlemine kui välitootmine?

Eelvalmistamine lühendab tavaliselt kohapealset ajakava, sest tsehhitööd käivad paralleelselt platsi ettevalmistamise, tsiviiltööde ja konstruktsioonipaigaldusega. SmartMarketi uuringus teatas 66% kasutajatest lühemast projekti ajakavast ja 35% teatas, et säästsid neli nädalat või kauem.

Aja kokkuhoid tuleneb paralleelsest tööst, väiksemast kohapealsest lavastusest (nt tellingud) ja ilmastikust sõltumatusest. McKinsey moodulehitusuuringute aruannetes on ajakava tihendamine 20–50% modulaarsete lähenemisviiside puhul ning USA energeetikaministeeriumi töövõtjate uuringute kokkuvõte märgib, et 88% peatöövõtjatest ja ehitusjuhtidest nägi ajakava tihendamist. Need arvud kirjeldavad kokkupandavat valmistamist ja moodulehitust laias laastus, seega tuleks neid käsitleda pigem torupoolide ülemise vahemikuna kui garanteeritud tulemusena.

Ka ajakava eelis on habras. Pooli valmistamise ajakava käsitlevad uuringud, viidates varasematele uuringutele, näitasid, et umbes 20% tootmispoodide poolidest koges materjalipuudust ja halb materjalihaldus võib läbivaadatud juhtumiuuringutes põhjustada 50–130% nihke ajakavas. Ehk siis poolipood, mis ootab toru või liitmikke, annab ajaeelise ära. Varajane materjali hankimine ja külmutatud disain on sama olulised kui keevituskiirus.

Tabel 2. Ajakava võrdlus. Kvalitatiivne kokkuvõte, mis on tehtud CII, McGraw-Hill SmartMarketi ja McKinsey uuringutest.

Kas poes valmistatud torud on kvaliteetsemad kui välikeevitatud torud?

Töökoda valmistamine on üldiselt paremini kontrollitud ja korratav, kuna keevisõmblused tehakse paremas asendis, stabiilses keskkonnas, etapiviisilise kontrolliga. See ei ole automaatselt defektideta: CII uuring näitas, et 13,3% tööstuslike torude poolidest vajas ümbertööd.

13,3% näitaja on kasulik tegelikkuse kontroll. See näitab, et eelvalmistamine muudab kvaliteedikontrolli varasemaks; see ei eemalda vajadust selle järele. Eeliseks on see, et poest leitud defekti on odav parandada, samas kui pärast paigaldamist leitud defekt võib põhjustada väljalõikeid, uuesti keevitamist ja viivitusi. Poekeskkond hõlbustab vuugi rullimist mugavasse asendisse, sobivuse kontrollimist, keevitaja ja materjali jälgitavuse registreerimist ning kontrollimist enne pooli hoonest lahkumist.

Tabel 3. Kvaliteedi ja ohutuse võrdlus. SmartMarketi uuringus teatas 34% kasutajatest, et saidi ohutus on paranenud, 56% muutusteta ja 10% vähenenud ohutus, sageli seetõttu, et suured kokkupandavad osad nõuavad hoolikat tõstmisplaani.

Miks saavad roostevabast terasest ja niklisulamist torusüsteemid kokkupandamisest kõige rohkem kasu?

Kuna nende korrosioonikindlus sõltub puhastest pindadest ja kontrollitud keevitusest ning kauplus saab saastumist, soojussisendit ja keevitusjärgset puhastamist hallata usaldusväärsemalt kui avatud ehitusplatsil.

Keevitamine soojendab metalli ja põletab ära õhukese kroomirikka pinnakihi, mis muudab roostevaba terase korrosioonikindlaks. Samuti võib see jätta kuumatooni ja süsinikterasest tööriistade või lihvketaste kasutamisel sisseehitatud rauaosakesi, mis hiljem roostetavad ja tekitavad pragukorrosiooni. Tavapraktika on pinna taastamine puhastamise, peitsimise ja passiveerimisega, järgides ASTM A380 puhastamise ja katlakivi eemaldamise ning ASTM A967 passiveerimise kontrollimist. Pood saab kasutada spetsiaalseid roostevabast terasest tööriistu, eraldada süsinikterasest tööd, juhtida puhastusgaasi keevisõmbluse siseküljel ning töödelda terveid pooli peitsimise ja passiveerimise käigus. Põllul on samad sammud võimalikud, kuid neid on raskem kontrollida, ja marineerimispastat kasutatakse tavaliselt kohalikuks remondiks.

Niklisulamid nagu sulam 625, sulam 825 ja monel nõuavad sama distsipliini ning sageli ka soojuse sisendi ja täiteainete valiku rangemat kontrolli. Nende materjalide puhul on materjali positiivne identifitseerimine, sertifitseeritud materjali katsearuanded ja jälgitavad keevisõmblusdokumendid eriti väärtuslikud ning neid on lihtsam poes hoida.

Millal on välitootmisel ikkagi mõtet?

Välitootmine on parem valik väikese läbimõõduga torustike, sidumis- ja sulgemisõmbluste jaoks, ehitustingimustega kohanemiseks vajalike tööde jaoks, hilinenud konstruktsioonimuudatuste, väga väikeste tööde jaoks ja kohtades, kus suuri pooli ei saa transportida ega tõsta.

Põldvalmistamine on sageli raskem distsipliin ja seda näitavad töövõtja kogemused. Tööstusliku tsehhi spetsifikatsiooni näide illustreerib tavalist jaotust: 2-tollised ja suuremad torud valmistatakse tsehhis, samas kui väiksemad torud juhitakse tavaliselt välitingimustes ning tsehhi poolid sisaldavad põlluharude torusid või liitmikke. Poolid peaksid sisaldama ka lisapikkusega või väljale sobivaid liitekohti, et saaks sobitada tegelikke mõõtmeid. Praktikumi tähelepanek võtab riski kokku: nii palju kui mõistlik poodi surudes hoiab ajakava hästi kinni, kuid liigne poolitamine annab tagasilöögi, kui koostud saabuvad ilma piisava taluvuseta.

Kuidas võrreldakse kokkupandavaid pooli ja põllul valmistamist kõrvuti?

Eelvalmistamine juhib üldiselt ajakava, keevisõmbluse järjepidevust, jälgitavust ja töökoha ohutust; välitootmine suurendab paindlikkust ja kohanemisvõimet. Kulud sõltuvad tööjõu määrast, tootlikkusest ja logistikast.

Tabel 4. Kokkupandavate torupoolide ja välivalmistamise kõrvuti võrdlus.

Millised riskid kaasnevad kokkupandavate poolidega ja kuidas neid kontrollida?

Peamised riskid on kuhjuvad mõõtmevead, hilinenud disainimuudatused, materjalipuudus ja käsitsemiskahjustused. Neid kontrollib varajane disaini külmutamine, põllule sobivuse saastekvoodid, varane materjali hankimine ja enne vabastamist teostatav tugev kaupluse kontroll.

SmartMarketi aruandes intervjueeritud lean-ehituse juht juhib tähelepanu, et pulgaehituses saab igaüks ise põllul asju reguleerida, kuid eelseadistades võivad taluvusest väljas olevad osad laduda ja tekitada suuremaid sobimatusi. Ta hoiatab ka suure hulga komponentide inventuuri loomise eest, mis hiljem vigaseks osutuvad, mis on raiskamine.

Tabel 5. Valmistamisriskid ja praktilised kontrollid.

Kuidas peaksite otsustama kokkupandavate poolide ja välitootmise vahel?

Otsustage varakult ja tehke otsuse ulatuse järgi. Pange poodi suurim, kõige korduv, kvaliteeditundlikum ja ajakava kriitiliseim torustik; hoidke põllul väikese läbimõõduga, ühenduskohad ja ebakindlad alad. CII soovitab otsuse teha varakult, sest kasu sõltub projekteerimisest, hankest ja selle ümber planeeritud logistikast.

Tabel 6. Kiirotsuste juhend kokkupandavate poolide ja välitootmise vahel valimiseks.

Pooli tarnija hindamisel küsige ASME IX jaotise alusel keevitusprotseduuri ja keevitaja kvalifikatsiooni, kontrolli ja NDE plaani, materjalide sertifitseerimist ja jälgitavust, roostevaba ja niklisulamite puhastus- ja passiveerimisprotseduure, mõõtmete kontrollimise protokolle ja seda, kuidas tarnija põllule sobivuse saastekvoote käsitleb. Survetorustike puhul pidage meeles, et reguleeriv torustiku kood (protsessitorustike puhul sageli ASME B31.3) määrab kontrolli- ja lekketestimise nõuded, seega kontrollige, millised katsed tehakse töökojas ja millised jäävad valmis süsteemi jaoks.

Korduma kippuvad küsimused

Sageli, kuid mitte alati. Kokkuhoid tuleneb kaupluse ja põllu tööjõumäärade erinevustest, tootlikkuse erinevustest ja madalamatest töökoha tugikuludest. 2011. aasta tööstusuuringus teatas 65% kokkupandavate toodete kasutajatest väiksemast projektieelarvest ja 8% suurenemisest.

Kui palju aega säästab torupooli eelvalmistamine?

Tavaliselt kohapeal sisukas summa, sest tsehhitööd käivad paralleelselt platsi ettevalmistamisega. Samas uuringus teatas 66% kasutajatest lühemast ajakavast ja 35% teatas, et säästsid neli nädalat või kauem. Tulemused on projektiti erinevad.

Kas kaupluskeevitus on parem kui välikeevitus?

See on üldiselt paremini kontrollitav ja korratav, kuid mitte automaatselt defektideta. CII teatas, et 13,3% tööstuslike torude poolidest vajas ümbertööd, seega on etapiline kontroll endiselt hädavajalik.

Miks on roostevabast terasest ja niklisulamist torude eelvalmistamine hea?

Töökoda suudab paremini kontrollida saastumist, soojussisendit ja keevitusjärgset puhastamist kui ehitusplatsil. ASTM A380 ja A967 järgimine puhastamisel ja passiveerimisel aitab pärast keevitamist taastada korrosioonikindluse.

Millised torude suurused on tavaliselt kokkupandavad?

Praktika on projektiti erinev, kuid tööstusharu spetsifikatsiooni näidistöökoda valmistab 2 tolli ja suuremaid torusid ning töötab väljal väiksemaid torusid.

Mis on väljale sobiv keevisõmblus?

Tahtlikult põllule jäetud keevisõmblus, et pooli saaks kohandada koha tegelike mõõtmetega. See vähendab ohtu, et jäigad, eelkeevitatud sõlmed ei sobi.