Paineenalaisen säiliön suunnittelu standardia EN 13445 noudattaen: vertaileva tapaustutkimus
Hartikainen, Jukka (2025)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025051210627
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025051210627
Tiivistelmä
Tämän työn tarkoituksena on esitellä erään paineenalaisen säiliön suunnittelua ja erityisesti sen lujuuslaskentaa. Tarkemman huomion kohteena ja tutkimuskysymyksenä oli, noudattaako esimerkkisäiliön lujuuslaskenta eurooppalaista lämmittämättömiä paineenalaisia säiliöitä koskevaa standardia EN 13445. Tarkasteltavana olevaan aiheeseen kiinteästi liittyy painesäiliöiden valmistusta ja käyttöä ohjaava normisto. Euroopassa asiasta on säädetty Euroopan unionin jäsenmaiden lainsäädäntöä yhdenmukaistava direktiivi 2014/68/EU. Tämän direktiivin kanssa yhdenmukaisesti on laadittu kansallinen Painelaitelaki 1144/2016 ja Valtioneuvoston asetus painelaitteis-ta 1548/2016. Painelaitedirektiiviin sisältyy vaatimuksenmukaisuusolettama, jonka perusteella eurooppalaisen yhdenmukaistetun standardin noudattaminen johtaa siihen, että valmistettu laite katsotaan direktiivin turvallisuusvaatimusten mukaiseksi. Lämmittämättömien painesäiliöiden osalta on kyse direktiivistä EN 13445.
Työssä tutkittiin ensin, millaisia keskeisiä lujuusteknisiä parametrejä säiliön eri rakenneosat sisältävät. Näitä ovat mm. materiaalien suunnittelujännitys, ainevahvuus, lieriöiden halkaisija sekä painetta kantavat ja kuoren aukkoja vahvistavat poikkipinta-alat. Kaikkien laskentakaavojen esittelyssä viitataan suoraan standardiin 13445 täsmällisin kaavamerkinnöin, jotta ne voidaan tarvittaessa helposti todentaa. Työn soveltavassa osiossa tarkasteltiin esimerkkisäiliön lujuuslaskentaa. Myös tässä osiossa viitataan suoraan em. kaavoihin ja standardiin. Lujuuslaskennan lisäksi tehtiin havaintoja rakennesuunnittelusta sekä standardin mukaisesta rikkomattoman aineenkoetuksen tarkastussuunnittelusta.
Työssä havaittiin, että tarkasteltavana olevan säiliön lujuuslaskenta on suoritettu standardin mukaisesti. Koko-naisuudessaan tämä työ luo kuvaa siitä, millaisten normien, lähtötietojen ja lujuusteknisten yksityiskohtien kanssa painelaitteiden suunnittelussa ollaan tekemisissä. Työn perusteella voi tarkkaavainen lukija myös tehdä johtopäätöksiä siitä, millaisia parametrejä muuttamalla säiliöiden lujuutta ja suunnitteluarvoja voidaan tarvittaessa muuttaa.
Työssä tutkittiin ensin, millaisia keskeisiä lujuusteknisiä parametrejä säiliön eri rakenneosat sisältävät. Näitä ovat mm. materiaalien suunnittelujännitys, ainevahvuus, lieriöiden halkaisija sekä painetta kantavat ja kuoren aukkoja vahvistavat poikkipinta-alat. Kaikkien laskentakaavojen esittelyssä viitataan suoraan standardiin 13445 täsmällisin kaavamerkinnöin, jotta ne voidaan tarvittaessa helposti todentaa. Työn soveltavassa osiossa tarkasteltiin esimerkkisäiliön lujuuslaskentaa. Myös tässä osiossa viitataan suoraan em. kaavoihin ja standardiin. Lujuuslaskennan lisäksi tehtiin havaintoja rakennesuunnittelusta sekä standardin mukaisesta rikkomattoman aineenkoetuksen tarkastussuunnittelusta.
Työssä havaittiin, että tarkasteltavana olevan säiliön lujuuslaskenta on suoritettu standardin mukaisesti. Koko-naisuudessaan tämä työ luo kuvaa siitä, millaisten normien, lähtötietojen ja lujuusteknisten yksityiskohtien kanssa painelaitteiden suunnittelussa ollaan tekemisissä. Työn perusteella voi tarkkaavainen lukija myös tehdä johtopäätöksiä siitä, millaisia parametrejä muuttamalla säiliöiden lujuutta ja suunnitteluarvoja voidaan tarvittaessa muuttaa.