Poraussulkuventtiilien mallinnus ja lujuustarkastelu : Paineistettujen linjojen haaroitusventtiilit

Abstract

Tämä työ on osa Tonisco System Oy:n projektia, jossa yritys pyrkii standardisoimaan valmistamiaan tuotteita kansanvälisille markkinoille. Yrityksellä on vankka kokemus ja osaaminen viennistä, mutta sen alati laajeneva kansainvälinen toiminta edellyttää yrityksen tuotteilta yhä tarkempaa tuotedokumentaatiota ja asiaankuuluvaa sertifiointia. Haasteita syntyy muun muassa yrityksen toimiessa Venäjän viranomaisten kanssa, sillä Venäjällä laadun ja sertifioinnin määrittelyt ja vaatimukset poikkeavat jonkin verran eurooppalaisista.

Työ koskee yrityksen valmistamia poraussulkuventtiilejä, joiden rakenteen ansiosta on mahdollista haaroittaa vesi-, lämpö- ja kaasuputkistoja niiden ollessa paineen alla. Työn tavoitteena oli osoittaa, että venttiilit valmistetaan ja kootaan painelaitedirektiivin ja voimassa olevien standardien mukaisesti ja että painealadirektiiviä ja esitettyjä standardeja voidaan soveltaa kyseisiin sulkuventtiileihin.

Tavoite edellytti kahta vaihetta: ensiksi työssä mallinnettiin uudet päivitetyt sulkuventtiilien osa- ja kokoonpanopiirustukset, jonka jälkeen tehtiin lujuustarkastelu FEM-ohjelmalla 25 baarin paineella. Työkaluna piirustusten tekemiseen käytettiin Vertex G4 v17 -ohjelman mekaanisen suunnittelun moduulia. FEM-analyysit tehtiin Catia Dassault Systemes -mallinnusohjelmaan integroidulla FEM-ratkaisijalla ja ANSYS-ohjelmalla. Työn toteuttaminen perustui konesuunnittelualan kirjallisuuteen, asiatuntijoiden haastatteluihin ja voimassaoleviin standardeihin.

Työn tuloksena suurempien venttiilien rakenteesta löydettiin kriittiset kohdat, joille ehdotettiin muutoksia. Tulosten perusteella todettiin, että venttiilit kestävät 25 baarin suurinta käyttöpainetta.

Tämä on työn julkinen versio eikä sisällä luottamuksellisia liitteitä.

This work is part of the Tonisco System Oy’s project in which the company aims to standardize its products for international markets. The company has solid experience and expertise in exports, but its ever-expanding international operations require more and more detailed product documentation and relevant certification. Challenges arise in dealing with the Russian authorities whose requirements for a certification of quality are different from European standards.

This survey was performed on valves that were manufactured by Tonisco System Oy. The valve’s structure makes it possible to branch pressured heating and gas piping systems.

The aim of this survey is to prove that the valves are manufactured and assembled in accordance with The Pressure Equipment Directive 97/23/EC norms which were updated in 2005. The survey also aims to prove that the directive and suggested standards can be applied to the valves manufactured by Tonisco System Oy.

In the project, Vertex G4 V17 3D-modeling program was used to make drawings. FEM analyses were performed by Finite Ending Method solver, which was integrated in 3D-modeling program Dassault Systemes Catia. Another used FEM analysing program was ANSYS Workbench.

In the analysis, valves were tested with a pressure of 25 bars of fluid which is the highest working pressure declared by the manufacturer.

Knowledge and data were obtained from machine design literature, expert interviews and current standards. During analysis in valves was observed critical points for that had been proposed changes in the structure. Based on the results it was found that the valves DN125 – DN600 are resistant to maximum operating pressure of 25 bar.

This is a public version of the thesis and does not include any confidential attachments.