Meyer Turku Oy:n kattokannakointien asennus- ja laatuongelmat – onko kaaritappihitsaus ratkaisu?
Meyer Turku Oy on yksi maailman suurimmista ja edistyksellisimmistä autolauttojen ja risteilyalusten valmistajista. Yrityksen juuret ulottuvat vuoteen 1737 saakka. Meyer Turku on valmistanut maailman suurimman Icon of the Seas –risteilyaluksen. Yrityksen tavoitteena on jatkuvasti kehittää laivanrakennusta erilaisin menetelmin vastatakseen asiakkaidensa vaatimuksiin. Tämä artikkeli perustuu opinnäytetyöhön, jossa tutkitaan Turun telakan kattokannakointien asennukseen liittyviä ongelmia sekä niiden kehittämismahdollisuuksia.
Opinnäytetyön lähtökohtana on Meyer Turun telakan tarve kehittää kattokannakointien asennusprosessia. Kattokannakoinnin tehtävänä on kannatella laivan katossa kulkevia kaapeliratoja, ilmastointikanavia ja muita putkistoja. Yritys käyttää tällä hetkellä kannakointiin kulmarautaa, joka hitsataan pulppiin eli laivan kannen jäykistävään palkkiin kiinni puikkohitsaamalla.
Tuotannossa on havaittu ongelmia kannakointien asennuksessa, jotka ilmenevät laadullisina puutteina ja suurina asennuskustannuksina. Ongelman syyksi on todettu puikkohitsauksen aiheuttamat haasteet kannakointien asennuksessa ja hitsauksessa.
Kaaritappihitsauksen uskotaan korjaavan puikkohitsauksesta johtuvat ongelmat, mutta tämä oletus on kuitenkin ensin tutkittava vertailemalla kaaritappihitsausta käytössä olevaan puikkohitsaukseen. Opinnäytetyön tavoitteena on selvittää, voiko kaaritappihitsausprosessi korvata nykyisin käytössä olevan puikkohitsausprosessin kattokannakointien asennuksessa.
Puikkohitsauksen ongelmakohdat
Laivaan hitsataan kymmeniä tuhansia kannakkeita, minkä vuoksi niiden asennukseen osallistuu myös henkilöitä, joilla ei ole laajaa hitsauskokemusta. Kannakkeet asennetaan vasta lohkovaiheessa ja sen jälkeen. Lohkovaiheella tarkoitetaan rakennusvaihetta, jossa laivan kanteen on hitsattu pulpit eli jäykistävät palkit ja seinät. Tämän jälkeen kannet käännetään ympäri ja pinotaan päällekkäin muodostaen laivan lohkon.
Lohkovaiheessa kannakointien asennusta vaikeuttaa se, että ne joudutaan hitsaamaan laki- ja pystyasennossa, jotka ovat erityisen haastavia kokemattomalle hitsaajalle. Lisäksi puikkohitsaus aiheuttaa omia haasteitaan, joita ovat:
- Suoritustekniikan hallinnan vaikeus: Puikkohitsauksessa hitsaajan on hallittava hitsisulaa tasaisella liikkeellä samalla, kun hänen on säädeltävä kaaren pituutta puikon palaessa lyhyemmäksi. Tämä vaatii hitsaajalta paljon kokemusta puikkohitsauksen suoritustekniikasta. Erityisesti ylä- ja lakiasennot tekevät hitsaamisesta huomattavasti haastavampaa kokemattomalle hitsaajalle, sillä suoritustekniikan hallinta korostuu näissä asennoissa entisestään.
- Parametrien säätämisen monimutkaisuus: Hitsausvirta säädetään puikon paksuuden mukaan ja ohjearvot saadaan yleisesti puikon valmistajalta. Haasteeksi muodostuu kuitenkin oikean arvon tarkka määrittely, sillä valmistajien antamat arvot ovat vain suuntaa-antavia ja lopullinen säätö riippuu aina hitsaustilanteesta. Lisäksi kaaren pituutta täytyy säätää jatkuvasti hitsauksen aikana halutun tunkeuman saavuttamiseksi. Tämä edellyttää hitsaajalta tilanteenmukaista säätötaitoa ja kaaren hallintaa, mikä voi olla kokemattomalle hitsaajalle vaikeaa.
- Heikko tuottavuus: Puikkohitsauksen tuottavuutta heikentävät suhteellisen matala hitsausvirta käytettävään puikonpaksuuteen nähden, sekä itse hitsausprosessin toimintaperiaate. Koska puikkohitsauksessa kannake täytyy hitsata kiinni kahdelta puolelta kestävyyden varmistamiseksi, lisää se merkittävästi työn määrää. Tämä näkyy suurina asennuskustannuksina kannakointien asennuksessa.
Mitä kaaritappihitsaaminen on?
Kaaritappihitsaaminen on Edward ”Ted” Nelsonin vuonna 1939 kehittämä hitsausprosessi, jonka tavoitteena on tehdä kiinnityspisteiden hitsaamisesta helppoa ja nopeaa. Hitsausprosessin toimintaperiaate on erittäin yksinkertainen ja se koostuu neljästä työvaiheesta, jotka ovat:
- Tapin asennus: Hitsaustappi asennetaan porakonetta muistuttavaan hitsauspistooliin, jonka jälkeen sen päähän kiinnitetään keraaminen holkki.
- Paikoitus ja nosto: Tappi kohdistetaan työkappaleen pintaa vasten, minkä jälkeen mekanismi nostaa tapin irti kappaleesta.
- Valokaaren sytytys: Tapin ja työkappaleen väliin kohdistetaan pilottikaari, jonka perään tulee pääkaari. Valokaaren lämpö sulattaa tapin ja kappaleen pinnat, muodostaen hitsisulan.
- Liitos: Tappi painetaan sulaan kappaleeseen kiinni, jolloin muodostuu yhtenäinen ja luja hitsiliitos tapin ja työkappaleen välille.
Kaaritappihitsausprosessin ominaisuudet
- Yksinkertainen suoritustekniikka.
- Yksinkertainen parametrien säätö: Parametrit ovat helposti taulukoitavissa käytettävien hitsaustappien mukaan, mikä helpottaa hitsaajaa oikeiden asetusten valinnassa ja asettamisessa.
- Ei vaadi hitsauskokemusta: Hitsausprosessin yksinkertaisen toimintaperiaatteen ansiosta hitsaajalta ei vaadita laajaa hitsauskokemusta.
- Suuri tuottavuus: Yhden tapin hitsaamiseen kuluu aikaa noin sekunti, mikä mahdollistaa suurien kannakemäärien asennuksen lyhyessä ajassa.
- Hyvä luoksepäästävyys: Mahdollistaa ahtaissakin kohteissa hitsaamisen.
- Mahdollista hitsata kaikissa suoraviivaisissa hitsausasennoissa.
Tutkimustulosten perusteella: Onko kaaritappihitsaus ratkaisu?
Tutkimuksesta saatujen tulosten perusteella kaaritappihitsaaminen on käyttäjäystävällinen hitsausprosessi, joka on huomattavasti yksinkertaisempi ja tehokkaampi verrattuna puikkohitsaukseen. Kaaritappihitsauksen tehokkuus perustuu siihen, että kannakkeen hitsaamiseen kuluu aikaa vain muutamia sekunteja, kun taas puikkohitsauksessa samaan työvaiheeseen menee jopa yli minuutti. Tämä merkittävä ajallinen ero johtuu kaaritappihitsauksen toimintaperiaatteesta, joka on kehitetty erityisesti erilaisten kannakkeiden ja tukipisteiden hitsaamiseen. Näin ollen kaaritappihitsaaminen mahdollistaa suurien kannakemäärien asentamisen lyhyessä ajassa, tehden prosessista kustannustehokkaan.
Kaaritappihitsausprosessin yksinkertainen suoritustekniikka ja parametrien säätäminen mahdollistavat sen, että vähemmän kokeneet hitsaajat voivat helposti ja nopeasti omaksua kaaritappihitsauksen toimintaperiaatteen ja suorittaa laadukkaita hitsauksia hitsausasennosta riippumatta. Hitsausparametrien säätämisen yksinkertaisuus mahdollistaa käytettävien hitsausarvojen taulukoinnin, mikä helpottaa kokematonta hitsaajaa oikeiden arvojen valinnassa ja asettamisessa. Oikeanlaiset hitsausarvot varmistavat laadukkaan hitsaustuloksen.
Tutkimuksen seuraavat askeleet
Tutkimus keskittyi kaaritappihitsauksen ja puikkohitsauksen ominaisuuksien teoreettiseen vertailuun sekä hitsauskokeista saatujen tulosten analysointiin. Tämän vuoksi tutkimuksen ulkopuolelle jäi joitakin oleellisia yksityiskohtia, jotka olisi syytä tutkia ennen hitsausprosessin vaihtamista. Seuraavaksi tulisi tarkastella seuraavia seikkoja:
- Kannakkeen painonsäästö: Kaaritappihitsaus mahdollistaa kulmaraudan käytön jättämisen pois kannakkeena. Tämä vähentää laivan kokonaispainoa, mikä vaikuttaa suoraan laivan operointikustannuksiin ja sitä kautta asiakastyytyväisyyteen. Tämän vuoksi olisi tärkeää laskea uuden kannakkeen tuoma painonsäästö ja sen taloudellinen vaikutus.
- Hitsauskokeen laajentaminen: Hitsauskoe suoritettiin miniatyyrimallilla, joka muistutti pientä osaa laivan kannesta. Seuraavaksi tulisi laajentaa hitsauskoetta kokonaiseen laivan lohkoon, jotta saadaan tarkempaa tietoa kaaritappihitsauksen tehokkuudesta ja mahdollisista haasteista suuremmassa mittakaavassa.
- Viimeistelyvaihe PG05-alueilla: Hitsien viimeistelyssä ei ole otettu huomioon PG05-alueiden hitsien puhtausvaatimuksia, jotka ovat erittäin tarkat. Näillä alueilla lähtökohtaisesti kaikki hitsit tulee hioa jouheviksi, jotta levitetty maalipinta olisi mahdollisimman tasainen korroosion suojaamiseksi. On kuitenkin mahdollista, ettei kaaritappihitsauksesta syntyvää pientä pursetta tarvitse poistaa, mutta tämän varmistaminen vaatii vielä lisää tutkimusta.
Lähteet
Haloila, J. 2025. Kannattavuuslaskelma : kaaritappihitsaamisen vertaaminen puikkohitsaamiseen kannakointien asennuksessa – Theseus. Turun AMK:n opinnäytetyö. Saatavilla Theseuksessa: (LINKKI)
Artikkelikuva: Hadyn Cutler. 2023. A large cruise ship in a body of water – The Icon of the Seas. Saatavilla Unspalshessa: https://unsplash.com/photos/a-large-cruise-ship-in-a-body-of-water-Uskspca7K4Q