POWER SERVICE

Dr. D. Tscharntke30/04/2008

Automatic Phased Array Rotor InspectionAPARI

Alstom Power Service Berlin:Dr. V. Munikoti, A. Roesch, Dr. D. Tscharntke Alstom Power Service Nürnberg:A. Nowi, P. SchottAlstom Inspection Robotics Zürich:W. ZeschAlstom Schweiz Baden:R. Moser

St. Gallen Dachtagung 2008 - 30/04/2008 - P 2ALSTOM © 2007. We reserve all rights in this document and in the information contained therein. Reproduction, use or disclosure to third parties without express authority is strictly forbidden.

Konventionelle Prüfung von ex- MAN Turbinenläufern

• Alstom Prüfanweisung basierend auf VGB- Richtlinie VGB-R 504M (Prüfung von großen Schmiede- und Gussstücken für Dampf- und Gasturbosätze)

VGB Empfehlung:

• In Umfangsrichtung: Longitudinalwelle: 0°, 7°, 14°, 21°, 28°Transversalwelle: 35°, 45°, 60°, 70°mindestens eine Einschallrichtung

• In axialer Richtung: Transversalwelle: 45°zwei Einschallrichtungen

DACH-Jahrestagung 2008 in St.Gallen - Mi.1.B.2

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Konventionelle Prüfung von ex- MAN Turbinenläufern

• manuelle Ultraschallprüfung

• konventionelle PrüfköpfeLW: Typ B2S mit Vorsatzkeil für 0°, 7°, 14°, 21° und 28°TW: Typ WB2-35°/45°/60°/70°

• Bewertung AVG-Methode, Registrierschwelle: 2 mm KSR

• Anpassung des Prüfkopfkeils an Läuferkrümmung von Hand

• Anpassung an Kammnutenkontur in Dichtbereichen von Hand

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Kammnutenkontur in Dichtbereichen vonHD- und MD- Läufern

Kammnutenkontur

Vorsatzkeilangepasster Vorsatzkeil

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Phased- Array- Prüfkonzept für ex- MAN Turbinenläufer

• mechanisierte Ultraschallprüfung

• Phased- Array- Prüfkopfmit zwei verschiedenen Vorsatzkeilen für LW und TW

• Realisierung der Einschallwinkel durch zwei SektorscansLW: 0° - 28°TW: 35° - 70°

• Empfindlichkeitseinstellung und Bewertung über Vergleichskörper und -reflektoren

• Verringerung der Prüfzeit um Faktor 2 - 3

• Verbesserung der Dokumentation durch Datenspeicherung

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Anfertigung von angepassten Prüfkopfsohlenmit mobiler 3D- CNC- Fräse

• Proxxon MF70 Fräse

• 3D- CNC- Controller-Karte

• 3 Motore für x-/y-/z- Achse

• Anpassung des Krümmungsradius

• Anpassung an Dichtkammprofil

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CIVA Modellrechungen zur Bestimmung der Prüfkopfparameter

• Optimierung der Keilwinkel

• Überprüfung der erfassten Volumenbereiche

LW TW

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Prüfbereiche - Beispiel ND- Läufer

~7800 mmWellendurchmesser~400-1500 mm

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Konstruktionsentwurf kleiner Rotorscanner

Alstom Inspection Robotics AG (AIR)Zürich

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Konstruktionsentwurf großer Rotorscanner

Alstom Inspection Robotics AG (AIR)Zürich

Scanachseca. 500 mm

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Komponenten des Prüfsystems

LaptopPA Gerät Motor-

Controller

großer RotorscannerVariante 1

AlstomPrüfbuggy

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Prüfung freier Wellenbereiche mit großem Rotorscanner

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Großer Rotorscanner - Variante 2

• verkürzte Scanachse (300 mm)

• stabilere Konstruktion

• Gelenkarm für Prüfkopfhalterung

Scanachseca. 300 mm

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Modellrechnungen an 2 mm Flachbodenbohrungenzur Simulation der Echohöhenverhältnisse

• Bohrungsorientierungen: 0°, 7°, 14°, 21°, 28°

0°7°

14°21°

28°

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Validierung an Flachbodenbohrungen (FBB)

8 mm FBB320 mm Schallweg

8 mm FBB320 mm Schallweg

RW

Um

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htun

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Validierung an Flachbodenbohrungen (FBB)

B- Bild:

ø 4 mmø 6 mmø 8 mm

ø 10 mm

RW

Testkörper mit4, 6, 8 und 10 mm FBBund Rückwandecho

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Konzept zur Empfindlichkeitseinstellung

• Bestimmung des einschallwinkel-abhängigen Verstärkungsausgleichs

• Halbzylinder mit 2 mm FBB in betrachteten Winkeln

• verschiedene Halbzylinderdurchmesser

• Tiefenabhängiger Verstärkungszuschlag

• Bestimmung der Grundverstärkung an Rückwand des zu prüfenden Läufers

0°14°28°

45°

70°2 mmFBB

�

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• manuelle Läuferprüfung dauert ca. 50 Stunden(5 Tage à 10 Stunden)

• diverse Prüfkopfkeile benötigt, häufiger Vorlaufkeilwechsel

• häufiger Wechsel beinhaltet Zeitverlust und birgt Gefahr von Justierfehlern

• Läufer muss während der Prüfung gedreht werden können

• dauerhafte Bildschirmbeobachtung führt zur Ermüdung des Prüfers

Zusammenfassung - manuelle Prüfung

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St. Gallen Dachtagung 2008 - 30/04/2008 - P 19ALSTOM © 2007. We reserve all rights in this document and in the information contained therein. Reproduction, use or disclosure to third parties without express authority is strictly forbidden.

Zusammenfassung - mechanisierte Prüfung

• erwartete Zeitersparnis um ca. Faktor 2 - 3

• verbesserte Dokumentation durch Datenspeicherung und bildhafte Auswertung

• bessere Möglichkeiten zur Beobachtung von Befunden über die Zeit

• weniger Vorlaufkeilwechsel, geringere Fehlergefahr

• Verringerung des menschlichen Einflussfaktors

• Läufer muss nicht drehbar sein

• Datenauswertung kann off-line erfolgen

www.alstom.com

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !

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