Sellutehtaan prosessiturvallisuuskriittisten putkistojen elinkaarisuunnitelman perusteiden luonti vauriomekanismien ja riskipaikkojen tunnistamisen kautta
Romppanen, Tommi (2026)
Aineistoon ei liity tiedostoja.
Diplomityö
Romppanen, Tommi
2026
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Kuvaus
Tämä opinnäytetyö on saatavissa LUT-yliopiston arkistosta. Ota yhteyttä: asiakirjat@lut.fi
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tavoitteena on luoda perusteet prosessiturvallisuuskriittisten putkistojen elinkaarisuunnitelmaa varten tunnistamalla vauriohistoriasta merkittävimmät vauriomekanismit ja riskipaikat. Tukes edellyttää prosessiturvallisuuskriittisille putkistoille elinkaari-, kunnossapito- ja tarkastussuunnitelmia. Työ toteutettiin metsäteollisuudessa toimivan yrityksen toimeksiantona sellutehtaalla, jossa näissä suunnitelmissa on havaittu puutteita. Työn tavoitteena oli tukea kyseisten suunnitelmien laatimista tulevaisuudessa.
Työ aloitettiin kirjallisuuskatsauksella, jossa käsiteltiin Tukesin vaatimukset, tarkasteltavat putkilinjat materiaaleineen sekä putkistojen yleisimmät riskipaikat, vauriomekanismit ja tarkastusmenetelmät. Tämän jälkeen suoritettiin tarkasteltavaksi valitulle austeniittisesta ruostumattomasta teräksestä valmistetulle prosessiturvallisuuskriittiselle putkistolle rakenteellinen elinkaaritarkastelu. Elinkaaritarkastelussa analysoitiin tehtaan kunnossapitojärjestelmän vauriohistoriaa sekä viime vuosien merkittäviä muutostöitä, niiden syitä ja vaikutuksia putkiston elinkaareen.
Työn perusteella putki-istutukset ja niiden hitsausliitokset olivat putkiston merkittävimmät riskipaikat, ja myös muissa hitsausliitoksissa havaittiin prosessiturvallisuutta vaarantavia vaurioita. Vauriomekanismien tunnistamista vaikeutti puutteellinen dokumentaatio, mutta merkittävimmiksi vauriomekanismeiksi tunnistettiin paikallinen korroosio ja väsyminen. Kirjallisuuskatsaus tuki rakenteellisen elinkaaritarkastelun tuloksia. Koska näiden vauriomekanismien ennustaminen on vaikeaa, putkiston elinkaaren hallinnan tulee perustua säännöllisiin tarkastuksiin. Työn tulosten pohjalta kohdeorganisaatiolle laadittiin toimenpide-ehdotuksia prosessiturvallisuuskriittisten putkistojen elinkaaren hallinnan kehittämiseksi. The objective of this thesis is to lay the groundwork for a lifecycle plan for process safety critical pipelines by identifying the most significant failure mechanisms and risk locations based on damage history. Tukes requires lifecycle, maintenance, and inspection plans for process safety critical pipelines. This study was commissioned by a company in the forest industry and conducted at a pulp mill where deficiencies in these plans had been identified. The goal of the study was to support the preparation of such plans in the future.
The thesis was started with a literature review that addressed Tukes’ requirements, examined the pipelines and their materials, and looked at the most common risk locations, failure mechanisms, and inspection methods for pipelines. Following this, a structural lifecycle assessment was conducted on a process safety critical pipeline made of austenitic stainless steel that had been selected for review. The lifecycle assessment analyzed the damage history recorded in the plant’s maintenance system, as well as significant modifications made in recent years, their causes, and their effects on the pipeline’s lifecycle.
Based on the study, pipe fittings and their welded joints were identified as the most significant risk locations in the pipeline, and other welded joints were also found to have damage that compromised process safety. Identifying the failure mechanisms was complicated by incomplete documentation, but local corrosion and fatigue were identified as the most significant failure mechanisms. The literature review supported the results of the structural lifecycle assessment. Since these damage mechanisms are difficult to predict, pipeline lifecycle management must be based on regular inspections. Based on the results of this study, recommendations were developed for the target organization to improve the lifecycle management of pipelines critical to process safety.
Työ aloitettiin kirjallisuuskatsauksella, jossa käsiteltiin Tukesin vaatimukset, tarkasteltavat putkilinjat materiaaleineen sekä putkistojen yleisimmät riskipaikat, vauriomekanismit ja tarkastusmenetelmät. Tämän jälkeen suoritettiin tarkasteltavaksi valitulle austeniittisesta ruostumattomasta teräksestä valmistetulle prosessiturvallisuuskriittiselle putkistolle rakenteellinen elinkaaritarkastelu. Elinkaaritarkastelussa analysoitiin tehtaan kunnossapitojärjestelmän vauriohistoriaa sekä viime vuosien merkittäviä muutostöitä, niiden syitä ja vaikutuksia putkiston elinkaareen.
Työn perusteella putki-istutukset ja niiden hitsausliitokset olivat putkiston merkittävimmät riskipaikat, ja myös muissa hitsausliitoksissa havaittiin prosessiturvallisuutta vaarantavia vaurioita. Vauriomekanismien tunnistamista vaikeutti puutteellinen dokumentaatio, mutta merkittävimmiksi vauriomekanismeiksi tunnistettiin paikallinen korroosio ja väsyminen. Kirjallisuuskatsaus tuki rakenteellisen elinkaaritarkastelun tuloksia. Koska näiden vauriomekanismien ennustaminen on vaikeaa, putkiston elinkaaren hallinnan tulee perustua säännöllisiin tarkastuksiin. Työn tulosten pohjalta kohdeorganisaatiolle laadittiin toimenpide-ehdotuksia prosessiturvallisuuskriittisten putkistojen elinkaaren hallinnan kehittämiseksi.
The thesis was started with a literature review that addressed Tukes’ requirements, examined the pipelines and their materials, and looked at the most common risk locations, failure mechanisms, and inspection methods for pipelines. Following this, a structural lifecycle assessment was conducted on a process safety critical pipeline made of austenitic stainless steel that had been selected for review. The lifecycle assessment analyzed the damage history recorded in the plant’s maintenance system, as well as significant modifications made in recent years, their causes, and their effects on the pipeline’s lifecycle.
Based on the study, pipe fittings and their welded joints were identified as the most significant risk locations in the pipeline, and other welded joints were also found to have damage that compromised process safety. Identifying the failure mechanisms was complicated by incomplete documentation, but local corrosion and fatigue were identified as the most significant failure mechanisms. The literature review supported the results of the structural lifecycle assessment. Since these damage mechanisms are difficult to predict, pipeline lifecycle management must be based on regular inspections. Based on the results of this study, recommendations were developed for the target organization to improve the lifecycle management of pipelines critical to process safety.