Höyrylaivan kattilan korjaushitsauksen suunnittelu

Abstract

Tämän diplomityön tavoitteena oli laatia korjaussuunnitelma vanhan höyrylaivan kattilalle, sekä laatia ja hyväksyttää korjaustyössä tarvittava hitsausohje. Vanhoissa höyrykattiloissa käytettyjä materiaaleja ei ole valittu hitsattavuutta silmällä pitäen, mikä voi asettaa haasteita hitsaamalla suoritettaville korjaustöille. Tässä työssä esiteltiin korjaushitsauksen suunnitteluprosessia, ja otettiin huomioon vanhojen höyrykattiloiden korjaushitsaukselle tyypillisiä erityispiirteitä.

Työn kirjallisuuskatsauksessa tutkittiin korjaushitsauksen työvaiheita, sekä hitsausohjeen hyväksyttämistä menetelmäkokeella. Lisäksi tutkittiin vanhan materiaalin kemiallisen koostumuksen vaikutusta hitsattavuuteen, sekä hitsauksen vaikutuksia ympäröivään rakenteeseen. Työssä esitettiin joitain huomioita jäännösjännitysten ja muodonmuutosten hallintaan ja perehdyttiin painelaitteiden valmistukseen ja korjaamiseen liittyviin turvallisuusvaatimuksiin. Työn kokeellisessa osiossa laadittiin kirjallisuuden perusteella alustava hitsausohje, mitä noudattaen valmistettiin koekappaleet, joille suoritettiin yliopiston laboratoriossa menetelmäkokeen mukaiset testit. Testien tuloksia tarkasteltiin, ja havaittujen vikojen ja virheiden syitä arvioitiin. Myöhemmin valmistettiin toinen sarja koekappaleita, joilla hitsausohje virallisesti hyväksytettiin.

The aim of this master’s thesis was to create a repair plan for an old steam ship’s boiler as well as to create and qualify the necessary welding procedure specification for the repair. The materials used in the boilers of old steam ships have usually not been selected with weldability in mind, which may pose some restrictions for their repairs. This thesis presents the planning process of repair welding and highlights typical issues for repair welding of old boilers.

The literature review of this thesis focuses on repair welding procedure and qualification of welding procedure specification using welding procedure test. The effect of base material’s chemical composition on weldability and the effects of welding on the surrounding structure were investigated. Some notes on controlling and reducing welding induced residual stresses and deformations were discussed. Regulations regarding the fabrication and repair of pressure vessels and their conformity assessment were discussed. In the experimental part of the thesis a welding procedure specification was created based on literature, test pieces were fabricated according to it, and they were examined and tested in the university laboratory following the welding procedure test. The results were analyzed and reasons for defects and imperfections were considered. Later a second batch of test pieces was fabricated and used to officially qualify the welding procedure specification.