Vergleichs- oder Testmessung
TMK Drehmomentmessung zu einer Druck - Laufzeitmessung
Messverfahren zur Qualitätskontrolle von Armaturen, im Betriebszustand, sind noch nicht sehr verbreitet. Es gibt Ansätze mit Auf-Zu Meldungen oder Wegmessungen in einer Zeiteinheit, die eine Qualitätsüberwachung im Ansatz bedingt ermöglichen. Solche Verfahren sind zurzeit der Stand der Technik.
Jedoch gibt es Störungen oder Fehler die mit solchen Mitteln nicht zu erkennen sind. Zudem fehlen Aufzeichnungen, sodass keine Trends zu erkennen sind. Um den richtigen, vollen qualitativen Zustand von Armaturen während des Betriebs feststellen zu können, müssen bessere Messverfahren zum Einsatz kommen.
Es gibt in dieser Hinsicht unterschiedliche Messverfahren die sich in der Praxis noch nicht voll durchgesetzt haben und doch so wichtig wären. Um in dieser Hinsicht dem Betreiber von Armaturen eine bessere Einschätzung über die Messverfahren zu geben haben wir zwei Messverfahren getestet.
Zu Klärung der Thematik haben wir eine Druck - Laufzeitmessung und eine Drehmomentmessung mit einer TMK (Torsionsmesskupplung) miteinander verglichen.
Bei beiden Messmethoden sollen hier die Unterschiede oder die Vor- und Nachteile in der Armaturendiagnostik verglichen werden. An einer Armatur wurde eine Testmessung vorgenommen, mit einer TMK, also eine Drehmomentmessung und einer Druck-Laufzeitmessung.
Messaufbau:
Mit einer TMK wird die Drehmomentmessung durchgeführt. Die TMK ersetzt die herkömmliche Kupplung, die also jetzt als Messkupplung ausgelegt ist.
Mit einer Druck-Laufzeitmessung wird die Laufzeit in Verbindung mit dem Druckverlauf als Messgröße angewendet.
Der Antrieb wurde über das Messgerät der Druck-Laufzeitmessung mit Luft versorgt.
Gleichzeitig wurde der Luftdruck im Auswertegerät der Druck-Laufzeitmessung gemessen und
aufgezeichnet.
Der Weg 0° bis 90 ° wurde über einen Wegaufnehmer am Antrieb angeschlossen und ging in die Messung
der Druck- Laufzeitmessung ein.
Die Steuerung des Magnetventiles wurde so über den Messkoffer der Druck-Laufzeitmessung gesteuert.
Die Aufzeichnungen bei der Druck-Laufzeitmessung wurden zeitgleich, parallel mit dem Drehmoment der TMK aufgezeichnet. Zwei voneinander unabhängige Aufzeichnungsmethoden kamen so zum Einsatz.
Normale Aufzeichnung:
Die Armatur wurde in ihrem vorhandenen Zustand gefahren. Die Kurven wurden von beiden Systemen aufgezeichnet. Bei der Drucklaufzeitmessung ist hier nur das Zufahren dargestellt. Da keine Störung vorhanden war sind die Kurven so als Normalzustand deklariert worden.
Bild 01
Bild 02
Von beiden Messungen ist nun dieses der normale Verlauf ohne Abweichung oder Störung.
Ein weiterer Vergleich in diesem Zustand ergab, dass eine genaue Bestimmung des Drehmoments, bei jedem Öffnungs- oder Schließwinkel die Druck-Laufzeitmessung so, von ihrem Aufbau her, nicht liefern kann. Bei der TMK Messung ist die Skalierung auf Nm ausgelegt.
Die sogenannte bleibende Verdrehung, in Auf- oder Zu- oder Mittelstellung, wie sie von der TMK gemessen wird, kann die Druck-Laufzeitmessung nicht liefern. Die bleibende Verdrehung ist nicht Laufzeitabhängig sie erhält ihr Messergebnis im Stillstand. (im Beispiel bei ca. 45 Nm) Im Stillstand sind die Reibungskräfte der Armatur genau so wirksam wie im Bewegungszustand. Würden hier keine Reibungskräfte mehr vorhanden sein, so zeigt die bleibende Verdrehung ein geringes oder kein Drehmoment mehr an. Es ist eine der wichtigsten Merkmale um den Qualitätszustand einer Armatur zu beurteilen.
Weiterer Test:
Als besonderer Test wurde nun beim Schließvorgang ein Stück Papier in die Kugel gehalten.
Eine Veränderung der Laufzeit wurde bei beiden Messverfahren nicht registriert. Jedoch in der Endlage gibt es Unterschiede.
Bild 03
Bild 04
Weil die Druck-Laufzeitmessung kein auswertbares Ergebnis bei diesem Versuch geliefert hat, sollte in einem weiteren Versuch ein Ergebnis über den Weg festgestellt werden. Mit einem eingeklemmten Schlauch hat die TMK eine Abweichung von der bleibenden Verdrehung angezeigt. Es wurden noch weitere Versuche gefahren die so gut wie keine auswertbaren Ergebnisse bei der Druck- Laufzeitmessung brachten.
Erst als ein 3 mm Dichtungsstreifen in die offene Kugel gesteckt wurde konnte die Wegmessung, bei der
Druck-Laufzeitmessung, die 0° nicht mehr erreichen.
Hier zeigte die Wegmessung eine Abweichung an, die auch unter Umständen von der -Zu- Meldung erfasst
worden wäre, wenn sie empfindliche genug eingestellt ist.
Alle diese Messversuche wurden von der TMK frühzeitig und so mit erheblichem Drehmoment angezeigt.
Fazit:
Mit der TMK oder Drehmomentmessungen lassen sich erheblich genauere Diagnosen über den Qualitätszustand der Armatur ableiten. Bei jedem Drehwinkel oder in einer Endlage der Armatur sind Veränderungen zuzuordnen und so können Fehler erkannt werden.
Sicher erfüllt die Druck-Laufzeitmessung die Aufgaben die ihr gestellt werden. Sie hat ihren Platz, wenn es um die reine Laufzeitmessung oder grobe Abweichungen gibt, die sich mit der Druck- Laufzeitmethode erfassen lassen.
Die TMK Drehmomentmessung hat eine erhebliche weitere Diagnose Erfassungsmethode. Durch das absolute und direkt gemessene Drehmoment, ist eine präzise Auswertung über den Qualitätszustand der Armatur möglich. Nicht nur in der Laufzeit sondern auch, wie sich die Reibungs- und Dichtungskräfte innerhalb der Armatur im Stillstand verhalten.
Letztendlich wirken sich die Reibungs- und Dichtungskräfte auf die Laufzeit aus. Mit der TMK ist klar zu erkennen an welcher Stelle die Ursachen, für Abweichungen, ihren Lauf nehmen.
Wie aber der Test gezeigt hat, liegen also Abweichungen vor, die keine Laufzeitveränderungen hervorgerufen haben. Mit der TMK wurden Abweichungen erkannt, die nicht Druck-Laufzeitabhängig sind und so auch in der Praxis vorkommen. Die TMK erfasst aber auch die Laufzeitabhängigen Abweichungen. Das enorme Bereichsspektrum der TMK erfasst alle Abweichungen und somit kann eine professionelle Diagnose gestellt werden.
Es ist der ganz große Vorteil der direkten TMK Messung um darzustellen, wie sich die Reibungskräfte verhalten und mit welchem Drehmoment sie überwunden werden können.