ITS Schunk

Kontrola a diagnostika turbín pomocí metod nedestruktivního zkoušení

Turbíny jsou nedílně spojeny s technickým rozvojem lidstva a od průmyslové revoluce patří k hlavním strojním zařízením, která se používají k výrobě elektrické energie, k pohonu lodí, letadel, vozidel a k mnoha dalším aplikacím. Jde o zařízení rozměrově od miniaturních až po skutečně přímo obrovská. Vzhledem k tomu, že jde o rotační zařízení, je důležitou podmínkou zajistit její bezporuchový provoz. Porucha může dokonce znamenat i ztrátu mnoha lidských životů.

 

Turbíny slouží k přeměně jednoho druhu energie na druhý. V případě elektráren je turbína roztáčena většinou párou a sama pohání generátor elektrické energie. Energetické turbíny jsou ve většině případů složeny z několika za sebou uložených spojených částí. Běžně se jedná o vysokotlaký, středotlaký a nízkotlaký díl. Základ každé turbíny tvoří rotor a stator. Rotorovou část představuje hřídel osazený několika řadami lopatek, jejichž velikost se mění s expanzí objemu páry. Páru směřují rozváděcí lopatky (které nerotují) uložené v tělese turbíny vždy mezi koly lopatek rotoru. Všechny tyto části se nedestruktivně kontrolují a s nimi i další části turbíny, jako jsou ložiska, svorníky, samotná tělesa, ventily a další části.
Na lopatky zavěšené v otáčejícím se rotoru působí enormní odstředivé síly. Čím větší je lopatka, tzn. jak delší tak těžší, tím větší síly působí na její uložení v rotoru. V případě, že lopatky budou obsahovat vady, hrozí porušení lopatky a její roztržení, případně ulomení ze závěsu. Ulomené části dále poškodí další lopatky kola. V každém případě jakákoliv porucha vede minimálně ke značným finančním ztrátám.

Metoda Phased Array
Při kontrolách se používají téměř všechny metody nedestruktivního zkoušení. Převahu dosud mají kontrola vizuální a kontrola magnetická prášková (případně kontrola barevná kapilární). V omezeném rozsahu se provádí ostatní nedestruktivní kontroly.
Vzhledem k tomu, že lopatky rotorů patří k těm nejvíce namáhaným dílům a ve světě se vyskytly velmi závažné poruchy provozovaných lopatek, byly vyvinuty nové aplikace nedestruktivního zkoušení vycházející z metod ultrazvukového zkoušení a metod elektromagnetických. Elektromagnetické metody, konkrétně metoda zkoušení tzv. vířivými proudy se používá především ke kontrole náběhových a odtokových hran lopatek na přítomnost trhlin. Metoda je to velmi citlivá, reaguje však pouze na vady povrchové, tedy přesněji řečeno komunikující s povrchem.
Ultrazvuk se nepoužívá ve svojí původní standardní podobě, ale díky digitalizaci a nástupu zcela nových technologických možností a tedy i nové vypovídací schopnosti umocněné počítačovým zpracováním dat pomocí výkonného softwaru, v podobě nové. Nový způsob zkoušení se nazývá Phased Array. Metoda Phased Array používaná v technickém zkoušení má jednu zcela zásadní výhodu a tou je oproti klasickému ultrazvuku proměnlivý úhel, pod kterým se ultrazvukový paprsek vysílá materiálem. Dosud používané „jednoduché“ sondy umožňovaly vysílání paprsku vždy jen pod jedním konkrétním úhlem - např. 00, 450, 600 nebo 700.
Sondy Phased Array však neobsahují pouze jeden konkrétní měnič jako sondy „jednoduché“, ale obsahují celé pole malých měničů, jejichž postupným spínáním se dosahuje příslušného úhlu ultrazvukového paprsku. Takto lze v jednom cyklu vyslat postupně paprsek v širokém rozmezí úhlů a zároveň výkonným softwarem zpracovat výsledky. Dosáhne se tím prozkoumání celého průřezu materiálu a je-li zároveň zajištěn pohyb sondy např. pomocí manipulátoru, lze získat i prostorové zobrazení vad v materiálu.
V případě kontrol částí turbín nelze vůbec uvažovat o kontrole prováděné klasickým způsobem a to ze zcela prostého důvodu – prostě a jednoduše to není technicky možné.

Použití techniky
Společnost TEDIKO, s.r.o., používá pro kontroly ultrazvukem metodou Phased Array a kontroly elektromagnetickými metodami zařízení, sondy a SW renomovaných výrobců. Aplikační způsoby jsou vyvíjeny přímo ve společnosti samé. Samozřejmě, kontroly turbín jsou komplexní, tzn. kontrolují se i další části a komponenty turbín a používají se i další metody.
Pracovníci společnosti ročně provedou kontroly až dvou desítek rotorů a mají za sebou kontrolu cca 20 000 závěsů lopatek metou Phased Array.
Výhodou je, že naše společnost používá pro měření manipulační prostředky vyvinuté na míru přímo ve společnosti. Tyto prostředky umožňují urychlení, zpřesnění a také zlevnění kontroly.
Kromě výše popsaných kontrol se zabýváme i ostatními nedestruktivními a destruktivními zkouškami materiálů, diagnostikou stavu a sledováním životnosti výrobních zařízení v energetice, teplárenství, chemickém průmyslu včetně rafinérií a dalších průmyslových oborech, zajišťováním revizí a zkoušek tlakových a plynových zařízení, termovizních a geodetických měření, přejímkami investičních celků ve výrobních závodech a během stavebně montážních prací, poradenskou,  konzultační  a školicí činnost.
Zavádění nových metod, jako je například Phased Array, patří mezi základní principy společnosti v závazku poskytovat svým zákazníkům služby vynikající kvality, které budou plně uspokojovat jejich požadavky a očekávání nejen současná, ale i budoucí.
 

 
Publikováno: 23. 10. 2014 | Počet zobrazení: 1450 článek mě zaujal 274
Zaujal Vás tento článek?
Ano