Selvsmurte foringer i vannturbiner - teknikk og erfaringer PTK mars, 2011 Sebastian Videhult

Transkript

1 Selvsmurte foringer i vannturbiner - teknikk og erfaringer PTK mars, 2011 Sebastian Videhult

2 Bakgrunn og historikk Tekniske krav Viktige hensyn å ta ved konstruksjon og installasjon Test av selvsmurte foringer Konklusjon PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 2

3 Bakgrunn og historikk Historikk I bruk siden 1960-talet Vev, lenker og reguleringsring Ledskovlmekanisme Hvorfor? Opprinnelig for å redusere vedlikeholdstid og kostnad I dag er miljøaspekten en like viktig parameter Ledskovltappar Vev og lenker Løpehjulsmekanisme (oljefritt nav) Krav ved rehabiliteringer i dag nye selvsmurte foringer PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 3

4 Bakgrunn og historikk Tekniske krav Viktige hensyn å ta ved konstruksjon og installasjon Test av selvsmurte foringer Konklusjon PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 4

5 Tekniske krav Eksempel ledskovltapp PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 5

6 Tekniske krav Tetning Foring Rustfritt stål Eksempel ledskovltapp Konstruksjonsparametere Friksjonskoeffisient eksisterende for rehabilitering (reguleringskrefter) Defleksjon av foring Absorpsjon av vann i foring Lagerflate - Rustfritt stål lenger levetid for foring - Hardhet ~ 200 HB - Ruhet Ra ~ 0.8 Materialegenskaper viktige i foring og på lagerflate PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 6

7 Bakgrunn og historikk Tekniske krav Viktige hensyn å ta ved konstruksjon og installasjon Test av selvsmurte foringer Konklusjon PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 7

8 Viktige hensyn å ta ved konstruksjon og installasjon Eksempel 1. Forurensing av foring - ledskovltapp i nedre lokk PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 8

9 Viktige hensyn å ta ved konstruksjon og installasjon Problem Forurenset vann (rust) fra drenasjesystem til ledskovlforing i nedre lokk slitasje av foring Hull for drenasje PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 9

10 Viktige hensyn å ta ved konstruksjon og installasjon Problem Forurenset vann (rust) fra drenasjesystem til ledskovlforing i nedre lokk slitasje av foring Rotårsak Overtrykk i drenasjevannsystem Løsning Installasjon av tetning på undersiden av foring Forurensing degraderer foringens ytelse PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 10

11 Viktige hensyn å ta ved konstruksjon og installasjon Eksempel 2. Riving - ledskovltapp i nedre lokk PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 11

12 Viktige hensyn å ta ved konstruksjon og installasjon Problem Riving mellom ledskovltapp og lagerhus i nedre lokk Ledskovl Flens tappledskovl Ledskovltapp PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 12

13 Viktige hensyn å ta ved konstruksjon og installasjon Problem Riving mellom ledskovltapp og lagerhus i nedre lokk Rotårsak For mye defleksjon av smørefri foring Løsninger - Bruk tynnere foringer - Bruk foring med metallbacking - Øke klaringer Deformasjon av foring viktig konstruksjonsparameter PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 13

14 Viktige hensyn å ta ved konstruksjon og installasjon Eksempel 3. Blokkert løpehjulsskovl Problem Løpehjulsskovl blokkert regulering ikke mulig PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 14

15 Viktige hensyn å ta ved konstruksjon og installasjon Problem Løpehjulsskovl blokkert regulering ikke mulig Rotårsak For mye defleksjon av foring låsing av skovl mot nav Løsninger - Bruk tynnere foringer - Bruk foringer med mindre defleksjon - Øke klaringer Deformasjon av foring viktig konstruksjonsparameter PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 15

16 Bakgrunn og historikk Tekniske krav Viktige hensyn å ta ved konstruksjon og installasjon Test av selvsmurte foringer Konklusjon PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 16

17 Test av selvsmurte foringer Antall og type foringer i markedet har økt Resultater fra mange forskjellige type tester av foringer er publisert Tester sjelden gjennomført med de forutsetningene som gjelder i en vannturbin Vi trenger testresultater som: Er representative for driftstilstanden vedrørende krefter, hastighet, amplitude etc Er gjennomført under forutsetninger som gjelder i en turbin Også inkluderer den verste driftstilstanden for å kunne konstruere en sikker løsning av systemet Egne tester er nødvendige PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 17

18 Test av selvsmurte foringer Test av foringer med hensyn til: - Levetid - Friksjonskoeffisient Alle tester er utført i et laboratorium som er spesialisert innen tribologi Testprogram som er representativt for applikasjonen: for eksempel - Ledskovlmekanisme - Løpehjulsmekanisme (Kaplan) - Hovedventil PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 18

19 Friksjonskoeffisient Friction coefficient Friksjonskoeffisient Friction coefficient Betydning av testprogram Testprogram ledeskovlmekanisme 0,2 0,1 0, Antall Cycle sykler number Sammenligning mellom testprogram - Betydelig forskjell i ytelse - Rangordningen mellom foringene har endrets 0,2 Testprogram hovedventil A B C Viser at type av testprogram har stor påvirkning 0, Antall sykler Cycle number PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 19

20 Testresultater Hovedventil Valve Distributor Ledskovlmek 2 0 Testede foringer bushes Foringer Validated som bushes klaret testen Friction Foringer coeff. med friksjonskoeffisient < 0,12 < 0.12 Flere foringer har friksjonskoeffisient < 0.12 PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 20

21 Bakgrunn og historikk Tekniske krav Viktige hensyn å ta ved konstruksjon og installasjon Test av selvsmurte foringer Konklusjon PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 21

22 Konklusjon Selvsmurte foringer kan brukes for de fleste applikasjoner i vannturbiner Det er viktig å ta hensyn til ulike faktorer i forbindelse med konstruksjon og installasjon, spesielt for rehabiliteringsprosjekter Erfaring og kunnskap må deles Fortsatt arbeid trengs for å forbedre driftssikkerhet PTK 2011 Selvsmurte foringer i vannturbiner - Teknikk og erfaringer 22

23 Takk!