O que determina o custo de estruturas pesadas e skids

Compradores novos em fabricação pesada costumam começar comparando preços de aço. É a alavanca errada. Em uma base de máquina ou skid de equipamento típico de várias toneladas, o material raramente passa de um terço da fatura, e toda fábrica séria da região compra chapa de um conjunto parecido de usinas. A diferença entre orçamentos vem das horas, não das toneladas.

Eis onde o dinheiro realmente está, mais ou menos em ordem de tamanho, e o que você pode fazer em cada linha.

A composição do custo

Linha	Participação em um trabalho típico	Quanto você controla
Horas de montagem e soldagem	30–45%	Muito, o projeto das juntas decide
Usinagem	15–30%	Muito, número de faces e fixações
Chapa e perfis	20–30%	Muito pouco
Acabamento de superfície	5–15%	Algum, o sistema que você especifica
Alívio de tensões	3–8%	Algum, método e se é terceirizado
Controle de qualidade e documentação	2–6%	Algum, o que você realmente precisa
Embalagem e frete interno	5–12%	Algum, tamanho da peça e Incoterm

Os percentuais mudam com a geometria. Uma estrutura de transportador fina e trabalhosa é quase toda soldagem. Uma placa de base grossa e simples com quatro apoios usinados é quase toda chapa e usinagem.

As horas de soldagem são o evento principal

O metal de solda é caro duas vezes: nos consumíveis e no arame, e de novo no tempo de arco para depositá-lo. Tudo o que reduz o volume depositado reduz o custo aproximadamente na mesma proporção.

Os infratores habituais:

• Soldas de penetração total especificadas em todo lugar. São adequadas onde a junta suporta tração ou fadiga. Em um suporte que posiciona um painel de cobertura, uma solda de filete basta e custa uma fração.
• Filetes superdimensionados. Um filete de 12 mm contém aproximadamente o dobro de metal de um de 8 mm. Se o cálculo diz 8, especifique 8.
• Acesso ruim à junta. Uma solda que o maçarico alcança em um único passe limpo é barata. A mesma solda dentro de uma caixa fechada, alcançada por um furo de mão, pode levar quatro vezes mais tempo e será mais difícil de inspecionar.
• Seções fechadas sem nenhum acesso. Se o interior não pode ser soldado nem inspecionado, a fábrica tem de mudar a sequência de montagem, o que normalmente significa mais dispositivos de fixação.

Em chapa pesada, chanfrar ou chanfrar dos dois lados uma junta economiza uma quantidade substancial de metal de solda em comparação com um chanfro reto, o que também reduz a distorção; veja controle de distorção na soldagem de chapa pesada.

A usinagem é a segunda maior linha, e a mais fácil de especificar demais

O custo de usinagem cresce com o número de fixações, e não com o número de características. Quatro apoios em uma face custam quase o mesmo que um apoio nessa face. Quatro apoios em quatro faces diferentes dão quatro vezes o trabalho, mais o referenciamento entre cada uma.

Duas perguntas que valem ser feitas antes de o desenho ser congelado:

1. Esta face realmente precisa ser usinada, ou precisa estar plana? Uma superfície jateada e retificada é muito mais barata do que uma fresada, e muitas vezes basta para uma montagem não crítica.
2. As características usinadas podem ser levadas para um único plano? Calçar um suporte em 3 mm no projeto é de graça. Usinar uma segunda face não é.

A tolerância segue a mesma lógica. Um valor de planicidade copiado de um desenho mais antigo pode forçar uma passada de acabamento extra inteira. O detalhe está em tolerância de planicidade em conjuntos soldados usinados de grande porte.

Chapa: onde você tem menos margem

O material é uma commodity. O que você pode influenciar é o aproveitamento, a eficiência com que as suas peças saem de uma chapa padrão. Duas coisas ajudam:

• Arredonde as dimensões para o material. Uma peça que precisa de 2,450 mm e é desenhada com 2,520 mm pode obrigar a uma segunda chapa.
• Peça mais de uma. Em quantidades de cinco ou mais, o aproveitamento em todo o lote costuma economizar alguns pontos percentuais de material e bem mais em preparação.

O grau importa menos do que os compradores esperam. Passar de A36 para A572 Grau 50 compra resistência ao escoamento por um sobrepreço modesto, e às vezes se paga ao permitir afinar uma seção. A comparação está em graus de aço para conjuntos soldados pesados.

Acabamento: três sistemas, três faixas de preço

• Jateamento e primer de oficina: o mais barato, adequado para equipamentos internos que receberão tinta de acabamento depois ou nunca.
• Jateamento, primer e acabamento industrial 2K: o padrão para a maior parte dos equipamentos exportados. Durável, e a cor é sua.
• Galvanização por imersão a quente: a mais cara por boa margem, e traz consequências de projeto: furos de ventilação e drenagem, risco de distorção em seções finas e um limite de tamanho imposto pela cuba. Vale a pena ao ar livre ou em ambientes de processo úmidos.

Comparação completa em sistemas de acabamento de superfície para aço estrutural.

Alívio de tensões: linha pequena, grande consequência

O alívio térmico em si não é caro. O que é caro é descobrir que a sua peça é mais longa do que qualquer forno disponível, o que obriga a uma movimentação para terceiros, com custo de transporte próprio, ou a uma mudança para alívio por vibração que a sua especificação pode não permitir.

Pergunte cedo sobre o comprimento do forno. O quadro completo está em alívio de tensões para bases de máquinas soldadas.

Qualidade e documentação: compre o que você realmente vai ler

Um certificado de usina, um mapa de soldas e um FAI dimensional são baratos e você deveria sempre tê-los. END volumétrico em toda solda não é barato nem costuma ser necessário. Especifique o END por junta, e não por uma declaração geral; o raciocínio está em END para conjuntos soldados pesados.

A inspeção por terceiros costuma acrescentar uma taxa fixa por visita. No primeiro pedido com uma fábrica nova, é dinheiro bem gasto. No quarto pedido repetido, nem tanto.

Frete: a linha que pega as pessoas de surpresa

O transporte interno até o porto é proporcional ao quanto a peça é desajeitada, não ao quanto pesa. Uma estrutura que cabe em um flat rack de 40 pés embarca a uma tarifa previsível. Uma estrutura 20 cm mais alta vira carga fora de gabarito e pode custar várias vezes mais.

É por isso que o projeto de estrutura dividida e aparafusada tantas vezes vence no custo posto no destino, mesmo acrescentando usinagem e montagem. O lado do embarque está em embarque de carga fora de gabarito e breakbulk.

Um exemplo trabalhado

Um skid de bomba de 6 toneladas, S355, jateado e pintado 2K, quatro planos de montagem usinados, uma única unidade, FOB Cidade de Ho Chi Minh. Aproximadamente:

• Chapa e perfis: 26%
• Montagem e soldagem: 38%
• Alívio de tensões: 4%
• Usinagem: 17%
• Acabamento: 7%
• Qualidade e documentação: 3%
• Embalagem e frete interno: 5%

Agora mude duas coisas no desenho: leve os quatro planos de montagem para dois e reduza um filete geral de 10 mm para 8 mm onde o cálculo permite. A usinagem cai cerca de um terço da sua linha e a soldagem cerca de um quinto da sua. Isso é perto de um décimo a menos no trabalho inteiro, a partir de duas decisões que não custam nada para tomar no papel.

Esse é o argumento para enviar o desenho antes de ele ser congelado. Envie-nos o que você tem, mesmo incompleto, e diremos quais linhas estão carregando o custo, em até 24 horas úteis.