Comprendre le calage des extrémités des pales
Définition : Qu'est-ce que le calage des extrémités des pales ?
Calage de la pointe de la lame (BTT, également appelé système de mesure de contrainte non intrusive ou NSMS) est une technique de mesure avancée pour la surveillance individuelle des turbines, des compresseurs ou des pales de ventilateur. vibration et les contraintes à l'aide de capteurs optiques ou capacitifs fixes qui détectent les temps d'arrivée précis des extrémités des pales à leur emplacement. En comparant les temps d'arrivée réels aux temps attendus (en fonction de la vitesse du rotor), les systèmes BTT calculent la déflexion des pales, la fréquence et l'amplitude des vibrations, et peuvent détecter résonances des lames, des fissures et des vibrations anormales sur des pales individuelles sans nécessiter d'instrumentation montée sur les pales rotatives elles-mêmes.
Le BTT est la principale méthode de surveillance de l'état des pales des turbines à gaz (moteurs d'avion, turbines industrielles) et est essentiel pour détecter les problèmes de pales. fatigue, des conditions de résonance et des dommages causés par des objets étrangers qui pourraient entraîner une défaillance catastrophique des pales et la destruction du moteur.
Principe de fonctionnement
Mesure du temps d'arrivée
- Capteurs positionnés : Plusieurs capteurs (généralement 2 à 8) autour de la circonférence du boîtier
- Arrivée prévue : Calculer le moment où la pointe de la pale doit arriver à chaque capteur en fonction de la vitesse du rotor
- Arrivée réelle : Le capteur détecte le passage de la pointe de la lame avec une précision de l'ordre de la microseconde
- Décalage horaire : Écart par rapport aux prévisions = déflexion de la lame
- Plusieurs capteurs : Plusieurs mesures de temps par tour résolvent les vibrations
- Lame par lame : Chaque lame suivie individuellement
Calcul de la déflexion
- Écart de temps × vitesse de la pointe de la lame = déplacement de la pointe
- Le déplacement indique une flexion/vibration de la lame
- Résolution temporelle en microsecondes → résolution de déplacement en micromètres
Types de capteurs
Capteurs optiques
- Source de lumière laser ou LED
- Le photodétecteur détecte la lumière réfléchie
- Type de capteur BTT le plus courant
- Bonne précision et fiabilité
Capteurs capacitifs
- Détecter la pointe de la lame par changement de capacité
- Lame conductrice requise
- Moins affecté par la contamination que l'optique
- Distance de détection plus courte
Capteurs à courants de Foucault
- Similaire aux sondes de proximité
- Détecter les lames métalliques
- Robuste et fiable
Applications
moteurs à turbine à gaz
- Développement et certification des moteurs d'avion
- Mise en service de turbines industrielles
- Surveillance des aubes de compresseur et de turbine
- Détection de scintillement et de résonance
turbines à vapeur
- Surveillance des aubes de turbine BP
- Détecter les dommages ou la résonance de la lame
- Évaluation des vibrations des lames longues
Grands ventilateurs et compresseurs
- Ventilateurs à tirage induit dans les centrales électriques
- Étages de compresseurs axiaux
- Surveillance de l'état critique des lames
Informations fournies
Comportement individuel de la lame
- Chaque lame est suivie séparément
- Identifier les lames spécifiques qui vibrent
- Détecter les lames fissurées (fréquence différente)
- Détection de dommages causés par des objets étrangers (FOD)
Fréquences de vibration
- Fréquences naturelles de la lame pendant le fonctionnement
- Détecter les conditions de résonance
- Identification du flottement
- Caractérisation de la réponse forcée
Évaluation du stress
- La déflexion de la lame indique une contrainte de flexion
- Surveillance de la fatigue à cycles élevés
- Comparer aux limites de conception
- Prédire la durée de vie restante de la lame
Avantages par rapport aux jauges de contrainte
Aucune instrumentation rotative
- Les jauges de contrainte nécessitent une installation sur les lames
- Besoin de bagues collectrices ou de télémétrie (complexe, coûteux)
- BTT utilise uniquement des capteurs fixes
- Coût et complexité réduits
Toutes les lames surveillées
- Jauges de contrainte généralement sur 1 à 2 lames
- BTT surveille chaque lame à chaque étape
- Identifie les lames aberrantes
- Évaluation complète de la population
Capacité permanente
- Peut être installé de façon permanente
- Surveillance continue ou périodique
- Les jauges de contrainte servent souvent uniquement à des tests
Défis
Traitement complexe du signal
- Données sous-échantillonnées (quelques points par tour)
- Des algorithmes sophistiqués sont nécessaires
- Défis d'aliasing
- Nécessite un logiciel spécialisé
Exigences d'installation
- Doit accéder au chemin de la lame
- Des modifications du boîtier peuvent être nécessaires
- Positionnement précis du capteur
- Calibrage pour une géométrie de lame spécifique
Problèmes environnementaux
- Contamination des optiques (échappement, huile)
- Température élevée affectant les capteurs
- Vibration du boîtier affectant les mesures
La synchronisation des extrémités d'aubes est une technique spécialisée mais performante pour la mesure non intrusive des vibrations des aubes des turbomachines. En synchronisant précisément les arrivées d'aubes à plusieurs emplacements de capteurs, les systèmes BTT surveillent l'état de chaque aube, détectent les résonances et les fissures, et préviennent les défaillances catastrophiques des aubes dans les turbines à gaz et autres machines tournantes à aubes, où l'intégrité des aubes est essentielle à un fonctionnement sûr et fiable.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 