ASME-standardin mukaisten putkistokomponenttien lujuuslaskentapohjan laatiminen Excel-taulukkolaskentaohjelmalla
Plekh, Irina (2020)
2020
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020060316629
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020060316629
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tavoitteena oli luoda Excel-pohjainen laskentasovellus, jolla olisi mahdollista mitoittaa putkistoa vastaamaan ASME B31.1 Power Piping -standardia. Mitoituksessa putkistokomponenteille määritetään minimi materiaalipaksuus käyttöolosuhteiden mukaan.
Työn toimeksiantajana toimi Oukotek Oy, jonka yksi toimialoista on putkistosuunnittelu. Yrityksessä käytetään laajasti standardia ASME B31.1 Power Piping, ja sen mukaan suunnitellaan esimerkiksi voima- ja soodakattilaputkistot. Standardissa on esitetty lujuuslaskentamenetelmät eri putkikomponenteille ja laitteille. Putkiston turvallinen käyttö edellyttää sen materiaalin kestävyyttä kaikissa mahdollisissa käyttöolosuhteissa. Työssä laaditulla laskurilla voidaan arvioida tietyn komponentin kestävyyttä, jos komponentin koko ja materiaali ovat tiedossa. Tuloksena on standardin mukaan vaadittu minimiseinämäpaksuus eri putkikomponenteille (suora putki, putkitaivutus, haaraliitos) tai minimi putkipäädyn paksuus.
Työn sisältö rajattiin yllä mainittuihin putkistokomponentteihin ja tiettyyn määrään materiaaleja, jotka ovat tärkeitä työn tilaajan kannalta. Valituille materiaaleille laskuriin on koottu lujuusominaisuudet, ja ohjelma hakee tarvittavat arvot automaattisesti syötettyjen lähtöarvojen perusteella. Materiaalitaulukkoa on mahdollista tarvittaessa myös tulevaisuudessa laajentaa. Eri komponenteille laskentataulukot sijoitettiin eri Excel-tiedoston välilehtiin. Käyttäjän on syötettävä alkuarvot, kuten laskentapaine, laskentalämpötila, komponentin materiaali, sekä putkien koot ja ehdotettu seinämäpaksuus. Ohjelma laskee standardin mukaan vaaditun materiaalipaksuuden ja varmistaa ehdotetun paksuuden riittävyyden. Tämän lisäksi arvioidaan haaroitusten liitoskohdan lisävahvistuksen tarvetta ja lasketaan vaadittu hitsaussauman minimipaksuus. Myös putkipäädyille lasketaan sallitun minimipaksuuden arvo.
Työn toimeksiantajana toimi Oukotek Oy, jonka yksi toimialoista on putkistosuunnittelu. Yrityksessä käytetään laajasti standardia ASME B31.1 Power Piping, ja sen mukaan suunnitellaan esimerkiksi voima- ja soodakattilaputkistot. Standardissa on esitetty lujuuslaskentamenetelmät eri putkikomponenteille ja laitteille. Putkiston turvallinen käyttö edellyttää sen materiaalin kestävyyttä kaikissa mahdollisissa käyttöolosuhteissa. Työssä laaditulla laskurilla voidaan arvioida tietyn komponentin kestävyyttä, jos komponentin koko ja materiaali ovat tiedossa. Tuloksena on standardin mukaan vaadittu minimiseinämäpaksuus eri putkikomponenteille (suora putki, putkitaivutus, haaraliitos) tai minimi putkipäädyn paksuus.
Työn sisältö rajattiin yllä mainittuihin putkistokomponentteihin ja tiettyyn määrään materiaaleja, jotka ovat tärkeitä työn tilaajan kannalta. Valituille materiaaleille laskuriin on koottu lujuusominaisuudet, ja ohjelma hakee tarvittavat arvot automaattisesti syötettyjen lähtöarvojen perusteella. Materiaalitaulukkoa on mahdollista tarvittaessa myös tulevaisuudessa laajentaa. Eri komponenteille laskentataulukot sijoitettiin eri Excel-tiedoston välilehtiin. Käyttäjän on syötettävä alkuarvot, kuten laskentapaine, laskentalämpötila, komponentin materiaali, sekä putkien koot ja ehdotettu seinämäpaksuus. Ohjelma laskee standardin mukaan vaaditun materiaalipaksuuden ja varmistaa ehdotetun paksuuden riittävyyden. Tämän lisäksi arvioidaan haaroitusten liitoskohdan lisävahvistuksen tarvetta ja lasketaan vaadittu hitsaussauman minimipaksuus. Myös putkipäädyille lasketaan sallitun minimipaksuuden arvo.