Painelaitteiden koeponnistuksissa käytettävät paineet ja apuosat

Abstract

Työn tarkoituksena oli kerätä yhteen Sumitomo SHI FW:n tekemät linjaukset koepaineiden määrittämisestä ja koeponnistuksissa käytettävien apuosien mitoituksessa. Työn tavoite oli käsitellä koepaineiden määrittämistä vesiputkikattiloiden ja yrityksen asennussuunnittelijoiden näkökulmasta. Koepaineiden määritys käsitellään EN- sekä ASME-standardien osalta. Työssä oli myös tavoitteena käsitellä tapaus, jossa sovelletaan samaan aikaan EN- sekä ASME-standardia. Koeponnistuksien apuosilla tarkoitetaan tässä työssä koeponnistuspäätyjä sekä niihin hitsattavia yhteitä. Tavoitteena on käyttää yhtä päätytyyppiä koeponnistuskokonaisuuksissa sekä lopputuotteissa. Työn tavoitteena oli esittää syitä yhden päätytyypin suosimiselle ja kuinka pääty suunnitellaan painekoetta varten.

Työssä käytiin läpi aiheen käsittelyhistoriaa palaverimuistioiden avulla sekä tutustumalla aihetta käsitteleviin standardeihin. Työssä tutkittiin eurooppalaisten standardien SFS-EN 13480-5:2017 ja SFS-EN 12952-3:2012 koepaineiden laskentakaavoissa esiintyviä eroja. ASME-standardit eivät sisältäneet samanlaisia eroavaisuuksia, joten samanlaista standardien vertailua ei ollut tarvetta tehdä. Koeponnistuspäätyjen mitoittamiseen löytyi tieto yrityksen materiaaleista ja standardeista. Yrityksen materiaaleista löytyi myös tietoa, miksi yhtä päätytyyppiä tulisi suosia.

Projektin lopputuloksena saatiin selkeytettyä vesiputkikattiloiden painekokeiden koepaineiden laskentaan sekä niiden valitsemisesta. Standardien koepaineiden laskentakaavoissa havaittujen erojen perusteella tavoite on tulevaisuudessa käyttää CE-merkittävien vesiputkikattiloiden koeponnistuksissa standardin SFS-EN 12952-3:2012 mukaisia koepaineita. Yhdenmukaisella koepaineen laskentatavalla vältytään epämääräisiltä koepaineilta. Puhtaissa ASME-standardin mukaan suunniteltavissa vesiputkikattiloissa käytetään ASME-standardin mukaisia koepaineen arvoja. Työssä saatiin perusteet yhden päätytyypin käyttöön ja kuinka apuosat tulisi suunnitella. Yhden päätytyypin käyttäminen helpottaa suunnittelijan tehtäviä. Työssä käsitelty päätytyyppi on myös lujuusteknillisesti parempi vaihtoehto muihin vaihtoehtoihin verrattuna. Lopputulosten perusteella koepaineiden laskenta sekä valitseminen tulee olemaan tulevaisuuden projekteissa paljon selkeämpää.

The subject of this thesis was to gather Sumitomo SHI FW’s alignments of the pressure vessel’s test pressures and the design rules for the auxiliary parts for pressure tests. The main purpose was to study test pressures in a water tube boiler and also from the company’s construction planning engineer’s perspective. The test pressures were presented by EN and ASME standards. This work focused on to present pure EN and ASME standard cases and an example of the situation where both the EN and ASME standards are applied at the same time. The auxiliary parts in this work include pressure test ends and assemblies welded on nozzles. The company’s target is to use one type of a head in pressure tests and final products. The aim of this work was to find reasons to use that one type of head and how it should be designed for test conditions.

The work started by going through the old memos and standards where the pressure test topics were discussed. The european standards SFS-EN 13480-5:2017 and SFS-EN 12952-3:2012 have different equations for test pressure calculation which were compared together. In the ASME standards test pressure calculation were much simplier and it didn’t need comparison between standards. The design rules for pressure test ends were found from a company’s memos and standards. Reasons to use one type of head were also found from company’s material.

As a result of the project it was clarified how to calculate and define the test pressures for a water tube boiler pressure tests. The comparison between european water tube boiler standard and the metallic industrial piping standard revealed difference in the test pressure equations. From now on, the goal is to use only the standard SFS-EN 12952-3:2012 test pressure equations to avoid unexpected test pressures in CE-markable water tube boilers. In pure ASME standard situation, the test pressure will be calculated by ASME standard. The way to design the pressure test ends and reasons to use one type of a head were found. Using one type of a head in pressure tests and final product makes designing work easier. The type of a head used is also better in strength of material perspective compared to another head options. As a conclusion calculation of the test pressures and the rules for pressure test end design will be clearer in the future.