قرقره های لوله پیش ساخته در مقابل ساخت میدانی: مقایسه هزینه، کیفیت و زمانبندی

هر کار لوله کشی به یک تصمیم اولیه منتهی می شود: لوله را در یک مغازه بسازید و آن را به صورت قطعات (قرقره) ارسال کنید، یا آن را برش دهید، جا بزنید و در محل آن را جوش دهید. این انتخاب بودجه، برنامه زمانبندی، کیفیت جوش و حتی میزان ایمن بودن سایت را شکل می دهد.

این راهنما دو رویکرد هزینه، کیفیت و زمان‌بندی را با استفاده از تحقیقات صنعت منتشر شده مقایسه می‌کند، توضیح می‌دهد که هر کدام کجا برنده می‌شوند، و روشی عملی برای تصمیم‌گیری ارائه می‌دهد. توجه ویژه ای داردلوله های فولادی ضد زنگ و آلیاژ نیکل، محل و نحوه ساخت جوش اهمیت بیشتری دارد.

Prefabricated Pipe Spools vs Field Fabrication

برای اکثر لوله‌های صنعتی، قرقره‌های پیش‌ساخته برنامه زمان‌بندی در محل را کوتاه می‌کنند و کیفیت جوش ثابت‌تری را ارائه می‌کنند و اغلب هزینه کل نصب را کاهش می‌دهند، اما نه به‌طور خودکار. پس انداز به نرخ نیروی کار، بهره وری و هزینه های پشتیبانی بستگی دارد و نیاز به توقف اولیه طراحی و تدارکات خوب دارد. ساخت فیلد همچنان برای اجراهای با سوراخ کوچک، اتصالات، تغییرات دیرهنگام، و سایت‌هایی که نمی‌توانند قرقره‌های بزرگ بگیرند، برنده است. اکثر پروژه‌های موفق از ترکیبی استفاده می‌کنند: حداکثر محدوده معقول در کارگاه، بسته شدن و اتصالات جوش در میدان.

قرقره لوله قسمتی از لوله ها (لوله، اتصالات و فلنج ها) برش خورده، نصب شده، جوش داده شده و در یک مغازه از نقشه های ایزومتریک بازرسی می شود، سپس برای نصب به محل ارسال می شود. ساخت میدانی همان لوله‌کشی را در محل، مفصل به مفصل، در محل ساخت و ساز می‌سازد.

یک قرقره برای زنده ماندن در حمل و نقل و بلند کردن اندازه است. در محل، خدمه قرقره ها را به یکدیگر و به تجهیزات متصل می کنند، بنابراین زمان آنها به جای جوشکاری تولیدی، به جوشکاری اتصال و اتصال می رسد. در ساخت مزرعه، هر برش، تناسب و جوش در محل کار، اغلب در ارتفاع، در فضاهای تنگ، و در هر آب و هوایی که سایت دارد، اتفاق می‌افتد. در عمل، تقریباً هیچ پروژه ای صرفاً یکی یا دیگری نیست. قرقره ها با چند جوش میدانی باقی مانده برای بستن سیستم وارد می شوند و همیشه مقداری لوله در مزرعه اجرا می شود.

اغلب، اما نه همیشه. مؤسسه صنعت ساخت و ساز (CII) دریافته است که صرفه‌جویی در پیش‌ساخته‌ها عمدتاً از سه منبع حاصل می‌شود: تفاوت در نرخ نیروی کار در مغازه و مزرعه، تفاوت در بهره‌وری و هزینه‌های پشتیبانی پایین‌تر سایت. در جایی که این سه تفاوت کوچک هستند، پس انداز نیز کم است.

شواهد دلگرم کننده است اما باید با دقت خوانده شود. گزارش 2011 McGraw-Hill Construction SmartMarket، که با NIST به عنوان یک شریک و بر اساس نظرسنجی از 809 پیمانکار، معمار و مهندس تهیه شد، نشان داد که 65٪ از کاربران پیش ساخته بودجه پروژه کمتری را گزارش کرده اند و حدود 41٪ صرفه جویی 6٪ یا بیشتر را گزارش کرده اند.

همچنین مشخص شد که 47 درصد هزینه ترکیبی خرید و نصب قطعات پیش ساخته کمتر، 35 درصد بدون تغییر و 18 درصد هزینه بالاتری را مشاهده کردند. خود سازندگان کمتر از سایر انواع پیمانکاران (45 تا 53 درصد) کاهش هزینه را گزارش کردند (37%). تجزیه و تحلیل McKinsey از ساخت و ساز مدولار، فرصتی تا حدود 20٪ صرفه جویی در هزینه را توصیف می کند، اما همچنین خطر افزایش هزینه تا 10٪ اگر رویکرد به خوبی اجرا نشود.

راننده هزینه	چرا پیش ساخته می تواند آن را کاهش دهد؟	چه چیزی می تواند پس انداز را پاک کند
نرخ نیروی کار	نیروی کار در مغازه اغلب ارزان‌تر و برای کارکنان آسان‌تر از جوشکارهای ماهر کمیاب در محل است	فاصله کمی بین نرخ مغازه و مزرعه
بهره وری	جوش ها در موقعیت های کنترل شده و قابل تکرار با تجهیزات مناسب ساخته می شوند	قرقره های کم تکرار و یکبار مصرف؛ بارگیری ضعیف مغازه
پشتیبانی سایت	داربست کمتر، امکانات موقت کمتر، اوج نیروی کار کمتر	هزینه های سنگین حمل قرقره یا جرثقیل
دوباره کاری کنید	بررسی ابعاد و جوش قبل از حمل و نقل	قرقره های خارج از تحمل که در زمینه مناسب نیستند
حمل و نقل و تدارکات	توالی تحویل برنامه ریزی شده از نصب به موقع پشتیبانی می کند	قرقره های بزرگ، مسافت طولانی حمل و نقل، آسیب در حمل و نقل
تغییر سفارشات	یک محدوده ثابت و تعریف شده اطمینان هزینه را می دهد	تغییرات طراحی دیرهنگام پس از انتشار قرقره ها

جدول 1. محرک های اصلی هزینه در پیش ساخته قرقره در مقابل ساخت مزرعه. محرک های هزینه از تجزیه و تحلیل CII از پیش ساخته، پیش مونتاژ، مدولارسازی و ساخت خارج از سایت (PPMOF) پیروی می کنند. آمار نظرسنجی از گزارش 2011 McGraw-Hill SmartMarket است و ساخت و ساز ساختمان را به طور گسترده پوشش می دهد، نه تنها لوله کشی.

یک هشدار پزشک ارزش تکرار دارد: هیچ نسبت جهانی کار در مغازه به کار میدانی که برای هر شغلی مناسب باشد وجود ندارد و هرکسی که از آن نقل قول می کند باید با احتیاط رفتار کرد. تقسیم مناسب به پروژه بستگی دارد.

پیش ساخته معمولاً برنامه در محل را کوتاه می کند زیرا کار مغازه به موازات آماده سازی محل، کارهای عمرانی و نصب سازه انجام می شود. در نظرسنجی SmartMarket، 66٪ از کاربران برنامه پروژه کوتاه تری را گزارش کردند و 35٪ پس انداز چهار هفته یا بیشتر را گزارش کردند.

How Much Faster Is Prefabrication Than Field Fabrication

صرفه جویی در زمان ناشی از کار موازی، صحنه سازی کمتر در محل مانند داربست و استقلال از آب و هوا است. گزارش های تحقیقاتی ساخت و ساز مدولار مک کینزی، فشرده سازی 20 تا 50 درصد را برای رویکردهای مدولار برنامه ریزی می کند، و خلاصه ای از نظرسنجی های پیمانکاران وزارت انرژی ایالات متحده اشاره می کند که 88 درصد از پیمانکاران عمومی و مدیران ساخت و ساز فشرده سازی برنامه را مشاهده کردند. این شکل‌ها پیش‌ساخت و ساخت مدولار را به طور گسترده توصیف می‌کنند، بنابراین باید به‌عنوان محدوده بالایی برای قرقره‌های لوله در نظر گرفته شوند تا یک نتیجه تضمین‌شده.

مزیت برنامه نیز شکننده است. تحقیقات بر روی زمان‌بندی ساخت قرقره، با استناد به مطالعات قبلی، نشان داد که حدود 20 درصد از قرقره‌ها در کارگاه‌های تولیدی با کمبود مواد مواجه هستند و مدیریت ضعیف مواد می‌تواند باعث 50 تا 130 درصد لغزش برنامه در مطالعات موردی مورد بررسی شود. به عبارت دیگر، مغازه قرقره ای که منتظر لوله یا اتصالات است، مزیت زمانی را از بین می برد. تهیه مواد اولیه و طراحی منجمد به اندازه سرعت جوش اهمیت دارد.

فاکتور زمانبندی	قرقره های پیش ساخته	ساخت میدانی
توالی کار	کار فروشگاه و سایت به صورت موازی انجام می شود	عمدتاً متوالی؛ لوله کشی منتظر دسترسی و پشتیبانی است
قرار گرفتن در معرض آب و هوا	کم (فروشگاه سرپوشیده)	زیاد (تأخیر ناشی از باران، باد، سرما)
داربست و دسترسی	کاهش یافت؛ جوش های ساخته شده روی نیمکت	بالاتر؛ جوش هایی که در محل، اغلب در ارتفاع ساخته می شوند
خاموش شدن و خاموش شدن پنجره ها	بیشتر کارها قبل از باز شدن پنجره انجام می شود	کار بیشتر برای همان پنجره محدود رقابت می کند
حساسیت به تغییرات دیرهنگام	بالا؛ تغییرات پس از انتشار به معنای دوباره کاری است	پایین تر؛ زمینه می تواند سازگار شود

جدول 2. مقایسه زمانبندی. خلاصه کیفی برگرفته از تحقیقات CII، McGraw-Hill SmartMarket و McKinsey.

ساخت مغازه عموماً کنترل‌تر و تکرارپذیرتر است، زیرا جوش‌ها در موقعیت‌های بهتر، در محیطی پایدار و با بازرسی مرحله‌ای ساخته می‌شوند. به طور خودکار بدون نقص نیست: یک مطالعه CII گزارش داد که 13.3٪ از قرقره های لوله های صنعتی ساخته شده نیاز به کار مجدد دارند.

رقم 13.3% یک بررسی واقعیت مفید است. این نشان می دهد که پیش ساخته کنترل کیفیت را زودتر انجام می دهد. نیاز به آن را برطرف نمی کند. مزیت این است که رفع نقصی که در مغازه پیدا می شود ارزان است، در حالی که همان نقصی که پس از نصب پیدا می شود می تواند باعث بریدگی، جوش مجدد و تاخیر شود. محیط های مغازه چرخاندن مفصل را در موقعیتی راحت، بررسی تناسب، ثبت جوشکار و قابلیت ردیابی مواد و بازرسی قبل از خروج قرقره از ساختمان را آسان تر می کند.

فاکتور کیفیت	پیش ساخته مغازه	ساخت میدانی
موقعیت جوش	لوله ها را می توان برای جوش های راحت تر و سازگارتر قرار داد یا چرخاند	خطوط ثابت اغلب به موقعیت های نامناسب یا بالای سر نیاز دارند
محیط زیست	پایدار، محافظت شده از باد و باران	متغیر؛ آب و هوا می تواند بر گاز محافظ و جوش تأثیر بگذارد
بازرسی	مرحله بندی، برنامه ریزی شده، قبل از حمل و نقل تکمیل شده است	اغلب همزمان با معاملات دیگر؛ برنامه ریزی سخت تر
قابلیت ردیابی مواد	نگهداری اعداد حرارتی و سوابق جوش آسان تر است	نگهداری در شرایط مزرعه شلوغ سخت تر است
دقت ابعادی	ساخته شده به ایزومتریک؛ اگر شرایط سایت با نقشه ها متفاوت باشد خطر دارد	مطابق با شرایط واقعی سایت همانطور که ساخته شده است
ایمنی سایت	کار با حرارت کمتر و کار در ارتفاع در محل	کار گرم بیشتر، داربست، و قرار گرفتن در معرض فضای محدود

جدول 3. مقایسه کیفیت و ایمنی. در نظرسنجی SmartMarket، 34٪ از کاربران بهبود ایمنی سایت، 56٪ بدون تغییر، و 10٪ کاهش ایمنی را گزارش کردند، اغلب به این دلیل که قطعات پیش ساخته بزرگ نیاز به برنامه های بلندسازی دقیق دارند.

زیرا مقاومت در برابر خوردگی آنها به سطوح تمیز و جوشکاری کنترل شده بستگی دارد و یک مغازه می تواند آلودگی، حرارت ورودی و تمیز کردن پس از جوش را با اطمینان بیشتری نسبت به یک سایت ساخت و ساز باز مدیریت کند.

جوشکاری فلز را گرم می کند و لایه نازک سطح غنی از کروم را می سوزاند که باعث می شود فولاد ضد زنگ در برابر خوردگی مقاوم باشد. همچنین می تواند رنگ حرارتی به جا بگذارد و در صورت استفاده از ابزارهای فولاد کربنی یا چرخ های سنگ زنی، ذرات آهن را در خود جاسازی کند که بعدا زنگ زده و شروع به خوردگی شکافی می کنند. روش استاندارد این است که سطح را از طریق تمیز کردن، ترشی کردن و غیرفعال کردن، با پیروی از ASTM A380 برای تمیز کردن و رسوب زدایی و ASTM A967 برای تأیید غیرفعال کردن، بازیابی کنید. یک مغازه می‌تواند از ابزارهای ضد زنگ اختصاصی، کار جداسازی فولاد کربنی، کنترل گاز تصفیه در داخل جوش، و پردازش قرقره‌های کامل در عملیات ترشی و غیرفعال کردن استفاده کند. در مزرعه، مراحل مشابه امکان پذیر است، اما کنترل آن سخت تر است، و خمیر ترشی معمولاً برای تعمیرات محلی استفاده می شود.

آلیاژهای نیکل مانند آلیاژ 625، آلیاژ 825 و مونل به همان نظم و انضباط نیاز دارند و اغلب برای کنترل دقیق تر حرارت ورودی و انتخاب پرکننده. برای این مواد، شناسایی مواد مثبت، گزارش‌های آزمایش مواد تایید شده و سوابق جوش قابل ردیابی بسیار ارزشمند هستند و نگهداری آنها در یک محیط کار آسان‌تر است.

ساخت میدانی انتخاب بهتری برای لوله‌کشی‌های کوچک، جوش‌های اتصالی و بسته‌کننده، کارهایی است که باید با شرایط ساخت، تغییرات طراحی دیرهنگام، کارهای بسیار کوچک و مکان‌هایی که قرقره‌های بزرگ قابل حمل یا بلند کردن نیستند، تطبیق داده شود.

ساخت میدانی اغلب رشته سخت‌تر است و تجربه یک پیمانکار نشان می‌دهد. نمونه‌ای از مشخصات ساخت کارخانه یک تقسیم رایج را نشان می‌دهد: لوله‌کشی 2 اینچی و بزرگ‌تر در کارگاه ساخته می‌شود، در حالی که لوله‌های کوچک‌تر معمولاً در مزرعه اجرا می‌شوند و قرقره‌های مغازه شامل پایه‌ها یا اتصالات برای شاخه‌های ساخته شده در مزرعه هستند. قرقره ها همچنین باید شامل طول اضافی یا اتصالات متناسب با زمین باشند تا بتوان ابعاد واقعی را مطابقت داد. مشاهدات پزشک خطر را خلاصه می‌کند: فشار دادن به اندازه معقول به داخل فروشگاه، برنامه را به خوبی حفظ می‌کند، اما زمانی که مجموعه‌ها بدون تحمل میدان کافی وارد می‌شوند، قرقره شدن بیش از حد نتیجه معکوس می‌دهد.

پیش ساخته به طور کلی بر اساس برنامه زمان بندی، قوام جوش، قابلیت ردیابی و ایمنی محل انجام می شود. ساخت میدان منجر به انعطاف پذیری و سازگاری می شود. هزینه بستگی به نرخ نیروی کار، بهره وری و تدارکات دارد.

How Do Prefabricated Spools and Field Fabrication Compare Side by Side

بعد	قرقره های پیش ساخته	ساخت میدانی
کل هزینه نصب شده	اغلب برای لوله های بزرگ، تکراری یا آلیاژی پایین تر است. تضمین نشده است	می تواند برای محدوده های کوچک، ساده یا بسیار نامشخص کمتر باشد
برنامه ریزی کنید	مدت زمان کوتاهتر در محل از طریق کار موازی	طولانی تر؛ متوالی تر و در معرض آب و هوا
ثبات کیفیت جوش	پتانسیل بالاتر؛ به QA قوی نیاز دارد (13.3٪ دوباره کاری گزارش شده در یک مطالعه CII)	متغیر بیشتر؛ بستگی به موقعیت، آب و هوا و دسترسی جوشکار دارد
قابلیت ردیابی مواد	زنجیره مستندسازی قوی تر	نگهداری در شرایط شلوغ سخت تر است
جابجایی آلیاژهای ضد زنگ و نیکل	کنترل آلودگی آسان تر و تمیز کردن پس از جوش	ممکن است، اما کنترل آن سخت تر است
انعطاف پذیری در برابر تغییرات	پس از آزاد شدن قرقره ها را پایین بیاورید	بالاتر
ایمنی سایت و ازدحام	کار گرم کمتر و کارگران کمتر در محل	کار گرم بیشتر و نیروی کار اوج بالاتر
لجستیک	به حمل و نقل، تقلب و توالی تحویل نیاز دارد	نیاز به مرحله بندی مواد و فضای ساخت سایت دارد
بهترین مناسب برای	لوله های بزرگ، سیستم های پیچیده یا آلیاژی، پنجره های قطعی محکم	سوراخ کوچک، اتصالات، تعمیرات، محدوده نامشخص

جدول 4. مقایسه جانبی قرقره های پیش ساخته لوله و ساخت مزرعه.

خطرات اصلی عبارتند از خطاهای ابعادی که روی هم جمع می شوند، تغییرات طراحی دیرهنگام، کمبود مواد و آسیب های رسیدگی. آنها با یخ زدگی زود هنگام طراحی، کمک هزینه مناسب در زمین، تهیه اولیه مواد و بازرسی قوی فروشگاه قبل از انتشار کنترل می شوند.

یک رهبر ساخت و ساز ناب که در گزارش SmartMarket مصاحبه شده است، اشاره می کند که در کارهای چوبی، همه می توانند چیزها را در زمینه تنظیم کنند، اما با پیش ساخته، قطعاتی که خارج از تحمل هستند می توانند روی هم قرار گیرند و نا مناسبت های بزرگتری ایجاد کنند. او همچنین نسبت به ایجاد موجودی بزرگی از اجزایی که بعداً ناقص هستند، هشدار می‌دهد که ضایعات است.

ریسک	چرا این اتفاق می افتد	کنترل کنید
قرقره های خارج از تحمل	نقشه ها با شرایط واقعی سایت متفاوت است. تحمل ها جمع می شوند	قرقره های مناسب یا بسته، مدل های سه بعدی یا اسکن، بررسی ابعاد قبل از حمل و نقل
تغییرات طراحی دیرهنگام	قرقره ها قبل از پایداری طراحی آزاد می شوند	انجماد طراحی قبل از انتشار؛ ابتدا رهاسازی مرحله‌ای از مناطق پایدار
کمبود مواد	لوله یا اتصالات دیر می رسد و مغازه متوقف می شود	خرید اولیه و ردیابی مواد
آسیب های حمل و نقل	قرقره های بزرگ یا سنگین، حمل خشن	بسته بندی محافظ، درپوش های انتهایی، طرح های بلند کردن
کیفیت فرار می کند	نقص ها از فروشگاه عبور می کنند (13.3٪ دوباره کاری گزارش شده توسط CII)	بازرسی مرحله‌ای، NDE در هر کد پروژه، تست نشت مغازه در جایی که مشخص شده است
آلودگی سطحی (آلیاژهای ضد زنگ و نیکل)	ابزار فولاد کربن، روغن، یا تمیز کردن ضعیف	ابزار اختصاصی، تمیز کردن و غیرفعال سازی بر اساس ASTM A380/A967، بررسی های مستند

جدول 5. خطرات پیش ساخته و کنترل های عملی.

زود تصمیم بگیرید و بر اساس دامنه تصمیم بگیرید. بزرگ‌ترین، تکراری‌ترین، حساس‌ترین و حساس‌ترین لوله‌کشی نسبت به زمان‌بندی را در مغازه قرار دهید. حفره های کوچک، گره خورده و نواحی نامشخص را در مزرعه نگه دارید. CII توصیه می کند که تصمیم را زودتر بگیرید، زیرا مزایای آن به طراحی، تدارکات و تدارکات برنامه ریزی شده در اطراف آن بستگی دارد.

وضعیت پروژه	پیش ساخته را ترجیح می دهد	فاورس ساخت میدانی
لوله با قطر بزرگ یا دیواره سنگین	بله
لوله های فولادی ضد زنگ یا آلیاژ نیکل	بله
خاموشی شدید یا خاموش شدن پنجره	بله
ایزومتریک های تکراری و کاملاً مشخص	بله
جوشکار ماهر محدود در محل	بله
لوله کشی با سوراخ کوچک		بله
طراحی هنوز در حال تغییر است		بله
دسترسی ضعیف به سایت برای تحویل قرقره یا بلند کردن		بله
کارخانه موجود با شرایط ساخت نامشخص		بله (یا ابتدا اسکن، سپس پیش ساخته)

جدول 6. راهنمای تصمیم گیری سریع برای انتخاب بین قرقره های پیش ساخته و ساخت مزرعه.

هنگام ارزیابی یک تامین کننده قرقره، از روش جوشکاری و صلاحیت های جوشکار تحت ASME بخش IX، طرح بازرسی و NDE، گواهینامه مواد و قابلیت ردیابی، روش های تمیز کردن و غیرفعال سازی آلیاژهای ضد زنگ و نیکل، سوابق بازرسی ابعادی، و نحوه برخورد تامین کننده با مجوزهای مناسب استفاده کنید. برای لوله کشی تحت فشار، به یاد داشته باشید که کد لوله کشی حاکم (اغلب ASME B31.3 برای لوله کشی فرآیند) الزامات بررسی و تست نشت را تعیین می کند، بنابراین تأیید کنید که کدام آزمایش در کارگاه انجام شده است و کدام آزمایش برای سیستم تکمیل شده باقی می ماند.

اغلب، اما نه همیشه. پس انداز ناشی از تفاوت نرخ نیروی کار فروشگاهی در مقابل میدان، تفاوت بهره وری و هزینه های پشتیبانی سایت کمتر است. در یک نظرسنجی صنعتی در سال 2011، 65٪ از کاربران پیش ساخته بودجه پروژه کمتری را گزارش کردند، در حالی که 8٪ افزایش را گزارش کردند.

پیش ساخته قرقره لوله چقدر در زمان صرفه جویی می کند؟

به طور معمول مقدار قابل توجهی در محل است، زیرا کار فروشگاه به موازات آماده سازی سایت انجام می شود. در همین نظرسنجی، 66 درصد از کاربران برنامه کوتاه‌تری را گزارش کردند و 35 درصد پس‌انداز چهار هفته یا بیشتر را گزارش کردند. نتایج بر اساس پروژه متفاوت است.

آیا جوش کارگاهی کیفیت بهتری نسبت به جوش صحرایی دارد؟

به طور کلی بیشتر کنترل شده و قابل تکرار است، اما به طور خودکار بدون نقص نیست. CII گزارش داد که 13.3 درصد از قرقره های لوله های صنعتی ساخته شده نیاز به کار مجدد دارند، بنابراین بازرسی مرحله ای هنوز ضروری است.

چرا پیش ساخته برای لوله های فولادی ضد زنگ و آلیاژ نیکل خوب است؟

یک مغازه می تواند آلودگی، حرارت ورودی و تمیز کردن پس از جوش را بهتر از یک محل ساخت و ساز کنترل کند. پیروی از ASTM A380 و A967 برای تمیز کردن و غیرفعال کردن به بازیابی مقاومت در برابر خوردگی پس از جوشکاری کمک می کند.

چه اندازه لوله هایی معمولاً پیش ساخته هستند؟

تمرین بسته به پروژه متفاوت است، اما یک نمونه مشخصات صنعتی در فروشگاه، لوله‌های 2 اینچی و بزرگ‌تر را می‌سازد و لوله‌های کوچک‌تری را در میدان اجرا می‌کند.

جوش فیلد فیت چیست؟

جوشی که عمداً برای مزرعه رها شده است تا قرقره ها را بتوان با ابعاد واقعی محل تنظیم کرد. این خطر را کاهش می دهد که مجموعه های سفت و سخت و از قبل جوش داده شده قرار نگیرند.