Tonisco-poraussulkujen hyväksyttämistarkastelu, mallinnus ja lujuuslaskenta

Abstract

Opinnäytetyön toimeksiantajana oli Tonisco System Oy. Yritys suunnittelee, valmistaa ja myy laitteita putkistojen käytönaikaiseen kunnossapitoon. Työn tavoitteena oli yrityksen poraussulkujen ja palveluiden hyväksyttämistarkastelu eurooppalaisten ja kansainvälisten standardien ja direktiivien vaatimuksia varten. Työssä käsiteltiin painelaitteita koskevia standardeja ja direktiivejä, joita sovellettiin poraussulkuihin.

Työn tavoite rajattiin kahteen vaiheeseen. Ensiksi työssä tuli selvittää, mitä kansainvälisiä määräyksiä poraussulkujen ja niiden valmistuksen tulee täyttää, jotta niille voidaan myöntää asiaankuuluvat käyttöluvat. Toinen osio käsitteli poraussulkujen mallinnusta sekä lujuustarkastelua, jossa tuli osoittaa, että sulut kestävät 25 barin käyttöpaineen standardien mukaisin vaatimuksin.

Työn tuloksena poraussulut luokiteltiin standardin SFS-EN 10025 ja painelaitedirektiivin 97/23/EY alle. Poraussulut mallinnettiin CATIA-ohjelmalla, minkä jälkeen suluille tehtiin käyttöpaineen aiheuttamien rasitusten lujuusopilliset tarkastelut ANSYS-ohjelmalla. ANSYS-ohjelman tulokset analysoitiin ja raportoitiin sulkukohtaisiin lujuusraportteihin, joista tehtiin lisäksi tuotekortit hyväksyttämisprosessia varten.

Lujuuslaskennan tulosten mukaan sulut DN 20 – DN 80 kestävät sekä ympärihitsatun tilanteen että sulkulevy-tilanteen rasitukset korkein varmuusluvuin. Myös sulku DN 100 kestää ympärihitsatun tilanteen hyvin, mutta sulkulevy-tilanteessa varmuusluku on alle yhden. Sulku DN 100 voidaan kuitenkin hyväksyttää lujuusteknisestä näkökulmasta opinnäytetyössä esitettyjen perusteiden pohjalta.

Tämä on opinnäytetyön julkinen versio eikä sisällä luottamuksellisia liitteitä.

The Client of the thesis was Tonisco System Ltd. The company designs, manufactures and delivers equipment to maintenance operations of pipelines. The purpose of the thesis was an approval inspection of the Tonisco drilling valves and services of the company. The idea was to get international approvals for the drilling valves and services.

There were two main objectives in the thesis. The first objective was to find and examine the international regulations the valves have to pass to get the international approvals. The second objective was to model the drilling valves and perform strength calculations. There was a need to prove the valves can handle operating pressure of 25 bars.

The result was that the drilling valves were fitted according to SFS-EN 10025 standard and pressure equipment directive 97/23/EC. The valves were modeled with CATIA-program and strength calculated with ANSYS-program. Strength reports were made according to the calculated data.

According to the strength results, the valves DN 20 – DN 80 can handle operating pressure of 25 bars with high safety factors. Valve DN 100 has, instead, a safety factor under one according to the calculations. However, due to the arguments presented in this thesis this is not an issue and the DN 100 valve can be approved.

This is the public version of the thesis and does not include confidential appendices.