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Schwingungsmessung gebundener Schaufeln durch Aufbringung von Zielmarken

IP.com Disclosure Number: IPCOM000019640D
Published in the IP.com Journal: Volume 3 Issue 10 (2003-10-25)
Included in the Prior Art Database: 2003-Oct-25
Document File: 2 page(s) / 62K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Zur Ueberwachung und Gewaehrleistung eines sicheren Betriebs von Turbinen werden beruehrungslose Schaufelschwingungsmessungen an freistehenden Schaufeln durchgefuehrt. Dabei kommen optische und induktive Sensoren zum Einsatz, die deutliche Signale beim Passieren jeder einzelnen Schaufel liefern. Um Schaufeln mit grossen Durchmessern vor frequenten Biegegelastungen zu schuetzen, werden vermehrt Schaufeln mit integralen Deckplatten eingesetzt. Aufgrund der geschlossenen Deckbandstruktur stehen jedoch keine definierten Zielmarken zur Verfuegung, die eindeutige Signale fuer eine gesicherte Analyse des Schwingungsverhaltens liefern koennen. Das Aufbringen geeigneter Zielmarken, wie z.B. Kerben, Schlitze, Bohrungen oder auch das Einbringen von Magneten oder anderen Materialien, ist aufgrund der damit verbundenen Schwaechung des Deckbandmaterials nicht erwuenscht, dennoch bei Verwendung bisher bekannter Sensoren nicht vermeidbar. Die Idee der hier vorgeschlagenen Methode besteht darin, eine duenne Schicht an definierten Positionen als Zielmarke auf dem Deckband anzubringen, die sich bzgl. der Materialeigenschaften vom Deckband unterscheidet. Das Aufbringen kann durch mehrere bekannte Fuegetechniken erfolgen, wie z.B. durch Sputtern, Galvanisieren, Aufkleben oder Weichloeten. Diese Verfahren bieten zudem den Vorteil, sich nicht auf die Werkstoffeigenschaften der Deckbaender auszuwirken, etwa durch Gefuegeaenderung des Grundwerkstoffs. Andere Verfahren wie Clinchen, Schweissen, Nieten oder Hartloeten sind zwar denkbar, aufgrund ihrer starken Einwirkung auf den Werkstoff der Deckbaender in der jetzigen Ausfuehrung nicht geeignet. Entscheidend fuer die Gewinnung eines auswertbaren Signals ist, dass sich im Falle von magnetischen Sensoren die magnetischen Eigenschaften des Grundmaterials (Deckplatte) und der aufgebrachten Schicht moeglichst deutlich unterscheiden, z. B. in der Magnetisierbarkeit, Remanenz, Koerzitivfeldstaerke etc.. Bei optischen Sensoren muessen sich analog dazu die optischen Eigenschaften voneinander unterscheiden (z.B. bzgl. Absorbtionsgrad, Reflexionsgrad, Emissionsgrad).

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S

© SIEMENS AG 2003 file: 2003J11425.doc page: 1

Schwingungsmessung gebundener Schaufeln durch Aufbringung von Zielmarken

Idea: Reinhold Maurus, DE-Muelheim; Frank Woditschka, DE-Muelheim

Zur Ueberwachung und Gewaehrleistung eines sicheren Betriebs von Turbinen werden beruehrungslose Schaufelschwingungsmessungen an freistehenden Schaufeln durchgefuehrt. Dabei kommen optische und induktive Sensoren zum Einsatz, die deutliche Signale beim Passieren jeder einzelnen Schaufel liefern. Um Schaufeln mit grossen Durchmessern vor frequenten Biegegelastungen zu schuetzen, werden vermehrt Schaufeln mit integralen Deckplatten eingesetzt. Aufgrund der geschlossenen Deckbandstruktur stehen jedoch keine definierten Zielmarken zur Verfuegung, die eindeutige Signale fuer eine gesicherte Analyse des Schwingungsverhaltens liefern koennen. Das Aufbringen geeigneter Zielmarken, wie z.B. Kerben, Schlitze, Bohrungen oder auch das Einbringen von Magneten oder anderen Materialien, ist aufgrund der damit verbundenen Schwaechung des Deckbandmaterials nicht erwuenscht, dennoch bei Verwendung bisher bekannter Sensoren nicht vermeidbar.

Die Idee der hier vorgeschlagenen Methode besteht darin, eine duenne Schicht an definierten Positionen als Zielmarke auf dem Deckband anzubringen, die sich bzgl. der Materialeigenschaften vom Deckband unterscheidet. Das Aufbringen kann durch mehrere bekannte Fuegetechniken erfolgen, wie z.B. durch Sputtern, Galvanisieren, Aufkleben oder Weichloeten. Diese Verfahren bieten zudem den Vorteil, sich nicht auf die Werkstoffeigenschaften der Deckbaender auszuwirken, etwa durch Gefuegeaenderung des...