Putkistosuunnittelun ja siihen liittyvän lujuuslaskennan työnkulun tehostaminen

Abstract

Insinöörityön tavoitteena oli selventää ja tehostaa AFRY Finland Oy:n putkistosuunnittelun ja lujuuslaskennan välistä työnkulkua kehittämällä yksinkertainen ohjeistus sekä toimintatapa putkistosuunnitteluosaston käyttöön. Ohjeella haluttiin parantaa kriittisten putkistojen oikea-aikaista suunnittelua sekä selventää putkistoihin liittyvää lujuuslaskentaa putkistosuunnittelijoiden näkökulmasta. Ohje keskittyi erityisesti höyrynjakeluputkistoihin haastavien suunnitteluvaatimusten takia.

Haastaviin putkistokokonaisuuksiin ja niiden suunnitteluun liittyy paljon eri viranomaismääräyksiä ja standardeja, joiden on suunnittelussa täytyttävä. Nämä vaatimukset luovat suunnitteluun ja siihen liittyvään lujuuslaskentaan huomattavasti iteratiivisuutta, joka on huolellisesti aikataulutettava sopivaksi putkistosuunnittelun kokonaisaikatauluun. On erittäin tärkeää tietää oikea-aikaisesti, mitkä putkistot pystytään milloinkin suunnittelemaan ja miten vaativaa lujuuslaskentaa ne tarvitsevat.

Höyrynjakeluputkistojen suunnittelun ja lujuuslaskennan haastavuus liittyy niiden korkeaan paineeseen, lämpötilaan sekä toisinaan putken suureen halkaisijaan. Korkeat paineet vaativat putkistolta paksuja putkiseinämiä, jotka tekevät putkistosta painavamman ja jäykemmän. Korkeat lämpötilat aiheuttavat putkistossa suuria lämpöliikkeitä, jotka tuottavat varsinkin painavassa putkistossa hyvin suuria jännityksiä ja rasituksia. Korkeat lämpötilat laskevat myös putkiston materiaalin jännitysten kestoa, joka tekee putkiston jännitysten analysoimisesta ja suunnittelussa huomioimisesta vielä hankalampaa.

Osana työtä suoritettiin verkkokysely, jolla selvitettiin yrityksen sisäisesti putkistosuunnittelun ja lujuuslaskennan työnkulkuun liittyviä näkemyksiä ja kehitysideoita. Verkkokyselyn kautta saatuja vastauksia ja insinöörityön teoriaosuuden kirjallisuustietoja käytettiin hyväksi uuden työohjeen suunnittelussa.

Insinöörityön lopputuloksena saatiin aikaiseksi työohje, jossa keskityttiin kriittisten putkistojen tunnistamiseen, aikatauluttamiseen ja oikeanlaiseen suunnitteluun. Verkkokyselyä pystytään hyvin käyttämään myös tulevaisuudessa uudestaan työnkulun kartoittamiseen sekä vertaamaan tuloksia edellisiin vastauksiin.