Stan płaszcza pieca, czy też stan powłoki walczaka o zbliżonej do niego konstrukcji,
oceniany jest rutynowo przy zastosowaniu tak zwanych pomiarów geometrii. Pomiary
te polegają na ocenie bicia powłoki, realizowanej w poszczególnych przekrojach obiektu,
odpowiednio gęsto rozlokowanych na jego długości. Dzięki nim uzyskać można mapy
rozkładu wektora mimośrodowości i deformacji lokalnych, stanowiące podstawę do podejmowania
czynności zaradczych
/1/.
Pomiary te obarczone są jednakże bardzo istotnym błędem. Dokonując wizualnej oceny
uzyskanych map, widać wyraźnie, że w miejscach podparć - w miejscach osadzeń pierścieni
- wartości wektora mimośrodowości są bliskie zeru, a deformacje lokalne istotnie
obniżone.
Nasuwa się więc pytanie: czy wygięcia osi geometrycznej powłoki mają swoje źródła
jedynie między podporami? Odpowiedź jest oczywista: z pewnością nie.
Okazuje się, że przy stosunkowo elastycznej powłoce, masa pierścienia biegowego
jest na tyle istotna, a sztywność rolek nośnych na tyle znaczna, że płaszcz nie
jest w stanie uwolnić się z nałożonych na niego w ten sposób więzów. Jedynie w ekstremalnych
przypadkach wygięcie powłoki doprowadza do "podrywania" pierścienia, co objawia
się utratą jego kontaktu z rolkami nośnymi
/2/.
Zjawisko "podrywania" pierścienia występuje jednak niezwykle rzadko. Warunkiem jego
pojawienia się, a więc i warunkiem możliwości detekcji mimośrodowości w sekcji podpierścieniowej,
na drodze pomiarów bicia powłoki, jest istnienie wektora ekscentryczności większego
od statycznego ugięcia powłoki w miejscu podparcia - dla przypadku usunięcia tego
podparcia
/3/.
Statyczne ugięcie często osiąga wartość kilkudziesięciu, a nawet kilkuset milimetrów
(zależnie od elastyczności walczaka), stąd "podrywanie" pierścienia jest zjawiskiem
okazjonalnym.
Nie oznacza to jednak, że wraz z brakiem bicia powłoki w sekcji podpierścieniowej
nie należy problemu podejmować.
Wygięcie powłoki powoduje cyklicznie zmienne obciążenia rolek nośnych, a więc i
cykliczne zmienne ugięcia ich wałów. Ugięcia te w odróżnieniu od ugięć statycznych,
wynikających z masy rolki i nominalnego rozkładu masy pieca ją obciążających, nazywamy
ugięciami dynamicznymi.
Ugięcia te są podstawową przyczyną zmęczeniowego pękania wałów rolek, które to uszkodzenie
jest jedną z najmniej pożądanych awarii walczaka
/4/.
Ponadto, niewidoczna w ujęciu pomiarów geometrii, tak zwana mimośrodowość ukryta
powoduje:
- zwiększone naprężenia i odkształcenia płaszcza (owalizacja), co niekorzystnie wpływa
na jego stan wytrzymałościowy i zmęczeniowy (możliwość pękania powłoki) oraz radykalnie
obniża trwałość wymurówki;
- zwiększone naciski pomiędzy bieżniami rolek i pierścieni biegowych, doprowadzające
do ich przyspieszonego zużycia;
- zwiększone obciążenia węzłów łożyskowych rolek, mogące być przyczyną podwyższonych
temperatur pracy oraz ich zatarcia;
- wychylenia fundamentów podpór, doprowadzające do zarysowań, pęknięć na wskroś i
uszkodzeń ławy fundamentowej;
- inne nieprzewidziane w skutkach awarie, wynikające z nagłego zatrzymania obiektu
na skutek pęknięcia wału rolki (dalsze wygięcie pieca, zniszczenie elementów sekcji
napędowej, zniszczenie elementów uszczelnień itd.).
Urządzenie DynShaft
Mając na względzie powyższe, firma ZMP skonstruowała i wykonała urządzenie o katalogowej
nazwie DynShaft, służące do pomiaru dynamicznych ugięć wałów rolek nośnych w trakcie
ruchu eksploatacyjnego walczaka obrotowego
/5/.
Pomiary realizowane, dzięki zastosowaniu przyrządu stanowią obecnie nierozłączną
całość w procesie oceny stanu płaszcza, dając możliwość jego rzetelnej inspekcji,
bez obawy pominięcia czynników, trudnych do wychwycenia na drodze pomiarów jedynie
geometrii.
Tak zaprezentowane kompleksowe podejście do analizy stanu powłoki pieca, czy też
powłoki obiektu o podobnej konstrukcji minimalizuje ryzyko podjęcia błędnej decyzji
w zakresie ewentualnego prostowania wygiętej osi płaszcza.
Urządzenie DynShaft LT
Kompleksowe pomiary stanu geometrii powłoki walczaka obrotowego należą do czynności
pracochłonnych i nie zawsze ekonomicznie uzasadnionych przy każdym podejrzeniu o
skrzywienie osi pieca.
Z tego względu, jak również mając na uwadze wymogi prewencyjne nakładane na użytkowników
obiektów, firma ZMP opracowała również wersję uproszczoną przyrządu, dającą możliwość
okresowej, samodzielnej kontroli wygięć wałów rolek przez właściciela obiektu
/6/.
Urządzenie w wersji LT daje możliwość oceny maksymalnego ugięcia dynamicznego wału
rolki oraz informuje o lokalizacji obwodowej pieca, dla której to wygięcie osiąga
swoje ekstremum.
Wersja LT posiada również możliwość archiwizacji i odtworzenia pozyskanych wcześniej
danych, wyposażone jest ponadto w opcję alertu o przekroczeniu wartości dopuszczalnej,
jak również moduł kontroli poprawności realizowanego pomiaru.
Na specjalne zamówienie możliwe jest również opracowanie interfejsu do transmisji,
archiwizacji i analizy danych pod system operacyjny Windows (dla komputera klasy
PC).
Możliwe jest również włączenie pomiarów dynamicznych ugięć wałów do oferowanego
przez firmę ZMP internetowego systemu diagnostycznego
Twój Audyt OnLine.