Schlecht gewartete Spannungsmessgeräte verursachen

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Schlecht gewartete Spannungsmessgeräte
verursachen kostspielige Beschädigungen
Verfasst von H. Marcel Lensvelt, Geschäftsführer Feltest Equipment BV - [email protected]
Nahezu jede Papierfabrik die Formiersiebe im Einsatz hat, besitzt ein mechanisches Tensiometer
zur Spannungsmessung. Wenn diese Instrumente nicht in gutem Zustand sind, können durch
falsche Messwerte ernsthafte Beschädigungen an der Bespannung und Papiermaschine verursacht
werden. Typische Beschädigungen durch falsch justierte Tensiometer sind zum Beispiel: gerissene
Siebe, zu schmale oder aber zu lange Siebe sowie Beschädigungen an Lagern und Walzen.
Arbeitsprinzip
Um die Risiken zu verstehen, ist es wichtig zu wissen,
wie ein mechanisches Tensiometer arbeitet.
In Abbildung 1 ist das Arbeitsprinzip dargestellt.
Der Messaufnehmer unten am Gerät, wird durch eine
vordefinierte Federkraft in das Sieb gedrückt. Die durch
den Messaufnehmer zurückgelegte Wegstrecke wird durch
eine Spindel und das Messwerk auf die Anzeige übertragen.
Umso höher die Siebspannung ist, umso stärker wird der
Messaufnehmer in das Gerät zurückgedrückt, was zu
einem höheren Zeigerausschlag an der Messuhr führt.
Abgenutzter Messaufnehmer
Bei den meisten älteren Spannungsmessgeräten ist der
Messaufnehmer um einige Millimeter abgeschliffen, was
an einem deutlich abgeflachten Rundprofil resultiert, wie
in Abbildung 2 deutlich zu sehen ist.
Nun kommen wir auf die Arbeitsweise des Tensiometers
zurück: der zurückgelegte Weg des Messaufnehmers wird
auf die Anzeige übertragen und angezeigt. In Abbildung 3,
wird ein neuer mit einem abgenutzten Messaufnehmer
verglichen. Die von der Feder eingebrachte Kraft ist in
beiden Fällen identisch und auch die Deformation des
Siebes, ist mit einem neuen sowie mit einem abgenutzten
Messaufnehmer nahezu gleich. Aber Bild 3 zeigt deutlich,
dass der abgenutzte Messaufnehmer einen weiteren
Weg zurücklegen muss als sein neues Gegenstück.
Was passiert, wenn das Gerät alter wird?
Nach einer gewissen Zeit im Gebrauch, zeigt das Gerät
Spuren von Abnutzung. Mechanischer Verschleiß am
Messaufnehmer und Risse in der Gehäuseabdichtung
sind die üblichen Probleme bei älteren Tensiometern und
genau diese Phänomene beherbergen die größten Risiken.
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Defekte Gehäuseabdichtung
Die Spannungsmessgeräte werden üblicherweise in einer
sehr feuchten Umgebung eingesetzt und Spritzwasser
ist meistens sehr korrosiv. Alterung der Gummidichtung
und die ständige Bewegung der Messspindel führen zu
einem Verschleiß der Gehäusedichtung, so dass es nicht
mehr Wasserdicht ist. Wenn nun Prozesswasser in das
Gehäuse eindringt, korrodieren nach kurzer Zeit sowohl
Messspindel als auch Lager. Diese Korrosion bewirkt
nun, dass die Spindel zusätzlichen mechanischen
Widerstand gegen den Messaufnehmer während der
Messung aufbaut. Mit anderen Worten: bei einer
bestimmten Siebspannung, wird der Messaufnehmer
nicht mehr in der gewünschten Weise bewegt werden
können, um einen exakten Messwert zu ermitteln.
Schlussfolgerung:
Verschlissene Tensiometer messen zu geringe Werte
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die
zwei am häufigsten auftretenden Verschleißerscheinungen
an einem Spannungsmessgerät (abgenutzter Messaufnehmer und defekte Gehäuseabdichtung) zu falschen
Messwerten führen.
Beide defekte führen zum gleichen Fehler bei der
Messung – zu niedrige Werte.
Abbildung 4 – verschlissenes Messgerät zeigt zu niedrige Werte an
Ein abgenutzter Messaufnehmer führt zu einer weiter ausfahrenden Spindel am Messgerät und die Anzeige bewegt
sich weiter gegen den Uhrzeigersinn als mit einem neuen Messaufnehmer, was zu niedrigeren Messwerten führt. Mehr
Reibung an der Lagerung der Messspindel im Gerät, führt zu einer klemmenden Spindel obwohl diese sich eigentlich in
das Gerät bewegen sollte was wiederum zu niedrigeren Messwerten führt.
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Was passiert nun im täglichen Gebrauch
In vielen Papierfabriken werden die Tensiometer so lange eingesetzt wie sich der Zeiger der Messuhr noch bewegt.
Die Genauigkeit der Anzeige wird nicht in Frage gestellt. Für jede Bespannung kennt der Bediener die erforderliche
Spannung genau – in unserem Beispiel 6 kN/m (siehe Abbildung 5). Wenn die Siebspannung gemessen wird und das
„defekte“ Tensiometer zeigt nur 5 kN/m, wird die Spannung so lange erhöht, bis der erforderliche Wert von 6 kN/m
gemessen wird. Die tatsächliche Siebspannung wird dann aber deutlich über den erforderlichen 6 kN/m liegen.
8
Actual tension: 7 kN/m
7
Desired tension: 6 kN/m
6
True fabric tension
5
4
Error by worn gauge
Measured tension
3
2
1
0
Step 1 - Zuerst wird nur 5 kN/m gemessen
Step 2 - Dann wird überkompensiert um den gewünschten
Wert auf der Anzeige zu erzielen
Abbildung 5 – zu hohe Spannung durch Verschleiß am Messgerät
Auswirkungen wenn Bespannung mit zu hoher Spannung im Einsatz ist
Wenn die Papiermaschinenbespannung mit höherer Spannung gefahren wird als erwartet, können folgende Dinge passieren:
• die Siebe dehnen sich zu stark, so dass unter Umständen nicht mehr nachgespannt werden kann;
• die Siebe werden zu schmal;
• das Entwässerungsverhalten der Bespannung kann sich ändern;
• die Bespannungsnaht kann der erhöhten Spannung nicht standhalten, die Bespannung reißt;
• wenn die Leitwalzen der erhöhten Spannung nicht standhalten können, führt dies zu sich durchbiegenden
Walzen oder Lagerschäden.
Die negativen Einflüsse durch schlecht oder nicht gewartete Spannungsmessgeräte werden oftmals unterschätzt.
Die Schlussfolgerung aus diesem Artikel ist: Regelmäßige Wartung an Messgeräten oder ggf. eine Neuanschaffung
dieser Präzisionsmessinstrumente kann Kosteneinsparung in nicht unbeträchtlicher Höhe bedeuten.
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