WHITE PAPER MAXIMIZING RUNNABILITY 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. WWW.FELTEST.COM Feltest Equipment BV 2014 ® WHITE PAPER MAXIMIZING RUNNABILITY 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. WWW.FELTEST.COM Feltest Equipment BV 2014 ® WHITE PAPER MAXIMIZING RUNNABILITY 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. Feltest Equipment wird in Deutschland vertreten durch RS Papiertechnik GmbH. WWW.FELTEST.COM Feltest Equipment BV 2014 ® WHITE PAPER MAXIMIZING RUNNABILITY Feltest Originals® AIRSPEED/2 REALVAC CALIPER PROFILER CAPTO REALSPEED TENSIOMASTER TENSIO+ S* IN AL LT E IG FE OR The products of Feltest Equipment BV are designed and constructed to be as safe as possible for their intended use. ST Feltest Originals® Contact Telephone: +31 313 652 215 Email:[email protected] Website:www.feltest.com WWW.FELTEST.COM Feltest Equipment BV 2014 ®