Spektroskopia impedancji – metoda oceny stopnia wyeksploatowania kołpaków wirników generatorów

• Autorzy: Baron D. , Żurek Z. H.

Identyfikatory

DOI

10.12915/pe.2014.03.59

Warianty tytułu

EN

Impedance spectroscopy – method of fatigue wear evaluation of generator rotor retaining rings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono metodykę badawczą umożliwiającą ocenę stopnia wyeksploatowania paramagnetycznej stali kołpaków wirników generatorów w cyklach przeglądów eksploatacyjnych. Parametry elektryczne i magnetyczne stali, zarówno ferro jak i paramagnetycznych, podlegają zmianom wynikającym z charakteru obciążeń, zarówno mechanicznych jak i termicznych. Parametry te można wyodrębnić metodą spektroskopii impedancji sondy pomiarowej. Badanie zmienności parametrów, powodowanej eksploatacyjnymi procesami zmęczeniowymi, umożliwia dokonywanie oceny stopnia degradacji zmęczeniowej i prognozowania dalszej eksploatacji materiału. Podstawy prezentowanej metodologii były opracowane dla pojazdów szynowych – w zakresie diagnostyki zestawów kołowych. Wyniki badań materiału fabrycznie nowego oraz wyeksploatowanego potwierdzają możliwość wykrywania procesów degradacyjnych na poziomie struktury materiału, często na długo przed powstaniem nieciągłości geometrycznych (pęknięć). Zaprezentowana metoda może być alternatywą lub cennym uzupełnieniem powszechnie stosowanych metod diagnostycznych. W artykule oprócz wyników przeprowadzonych badań materiału wyeksploatowanego i próbek poddanych cyklom obciążeń zmęczeniowych, przedstawiono rolę kołpaków wirników w pracy generatorów, podkreślono znaczenie okresowych kontroli stanu technicznego kołpaków metodami nieniszczącymi oraz wskazano zagrożenia wynikające z niewłaściwie prowadzonej eksploatacji.

EN

The paper presents a testing method which enables evaluation of fatigue wear of paramagnetic steel of generator rotor retaining rings in the cycles of operating inspections. Electric and magnetic parameters of both ferromagnetic and paramagnetic steels are subject to changes resulting from the loads, both mechanical and thermal ones . These parameters can be extracted using a method of measuring probe impedance spectroscopy. Investigation of parameters variability, caused by the operational fatigue processes, enables to assess the degree of fatigue degradation and forecast further use of the material. Basics of the presented methodology were developed for rail vehicles - in the area of wheel sets diagnostics. Results for brand new and worn-out materials confirm the possibility of degradation process detection at the level of material structure, often long before appearance of geometrical discontinuities (cracks). The presented method can be an alternative or a valuable complement to the commonly used diagnostic methods. This article, in addition to the results of the research on the worn-out material and the samples subjected to fatigue load cycles, presents also the role of rotor retaining rings in the operation of generators, emphasizes the importance of periodic technical inspections of retaining rings using non-destructive methods and identifies risks of improperly conducted operation.

Słowa kluczowe

PL

spektroskopia impedancji; eksploatacyjna zmiana parametrów fizycznych materiału; badania nieniszczące; proces zmęczeniowy; przenikalność magnetyczna efektywna; przenikalność magnetyczna skuteczna; zmiana przenikalności magnetycznej; zmiana przewodności elektrycznej

EN

impedance spectroscopy; operational change of material physical parameters; non-destructive tests; fatigue process; effective; magnetic permeability; change of magnetic permeability; change of electric conductivity

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 90, nr 3
• Strony: 255--259
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il., schem., tab., wykr.

Twórcy

autor

Baron D.

• TurboCare Poland S.A.

autor

Żurek Z. H.

• Politechnika Śląska, Wydział Transportu

Bibliografia

• [1]. ŻUREK Z. H.: NN5102383 38, pt. Metoda diagnostyki stanu stalowych (paramagnetycznych i ferromagnetycznych) elementów maszyn elektrycznych na przykładzie bandaży i kap wirników generatorów
• [2]. ŻUREK Z. H., BARON D.: P.402532 z dn. 24.01.2013, Sposób wykrywania degradacji zmęczeniowych w wysokostabilnych stalach paramagnetycznych chromowo manganowych metodą indukcyjną
• [3]. ŻUREK Z. H.: P.402531 z dn. 24.01.2013, Sposób i układ wzorcowania przetworników indukcyjnych do wykrywania degradacji zmęczeniowych stali ferro i paramagnetycznych
• [4]. ŻUREK Z. H., BARON D.: Spektroskopia impedancji – metoda oceny stanu technicznego kołpaków wirników generatorów, XVIII Konferencja Energetyki – Gniew 2013
• [5]. ŻUREK Z. H., BARON D.: Niestabilność eksploatacyjna parametrów magnetycznych i elektrycznych blach rdzenia stojana generatora TWW-200-2A, Przegląd Elektrotechniczny (wysłany do druku)
• [6]. ŻUREK Z. H., BARON D.: Badanie stabilności eksploatacyjnej parametrów magnetycznych i elektrycznych blach rdzenia stojana generatora typu TWW-200-2A, XVIII Konferencja Energetyki – Gniew 2013
• [7]. ŻUREK Z. H., BARON D.: Spektroskopia impedancji – uniwersalny parametr diagnostyki elementów maszyn i urządzeń, XLIX Sympozjum SME - Gdynia/Gdańsk 2013
• [8]. ŻUREK Z. H., BARON D.: Pomiar zmian wartości przenikalności magnetycznej i przewodności elektrycznej właściwej kołpaków generatorów, XLVIII Sympozjum SME - Książ 2012
• [9]. ŻUREK Z. H., KUKLA D., BARON D.: Materiałowe warunki brzegowe blach elektrotechnicznych krzemowych, XLVIII Sympozjum SME - Książ 2012
• [10]. ŻUREK Z. H., BARON D.: Pomiar zmian wartości przenikalności magnetycznej i przewodności elektrycznej właściwej kołpaków generatorów”, XXI Seminarium Naukowo-Techniczne KOMEL PEMINE - Rytro 2012
• [11]. ŻUREK Z. H., KURZYDŁOWSKI K. J., KUKLA D., BARON D.: Material Edge Conditions of Electromagnetic Silicon Steel Sheets, Przegląd Elektrotechniczny nr 2b/2013, str.112-115
• [12]. HEPTNER H., STROPPE H.: Magnetyczne i indukcyjne badania metali (w oryginale: Magnetische und magnetinduktive Werkstoffprüfung), Wydawnictwo „Śląsk” 1972