블레이드 팁 타이밍이란 무엇인가요? 비침투형 블레이드 모니터링 • 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋" 블레이드 팁 타이밍이란 무엇인가요? 비침투형 블레이드 모니터링 • 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"

블레이드 팁 타이밍이란? 비침투형 블레이드 모니터링

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블레이드 팁 타이밍 이해

정의: 블레이드 팁 타이밍이란?

블레이드 팁 타이밍 (BTT, 비침투성 응력 측정 시스템 또는 NSMS라고도 함)은 개별 터빈, 압축기 또는 팬 블레이드를 모니터링하기 위한 고급 측정 기술입니다. 진동 블레이드 팁이 센서 위치를 지날 때 정확한 도착 시간을 감지하는 고정형 광학 또는 용량성 센서를 사용하여 응력을 측정합니다. BTT 시스템은 실제 도착 시간과 예상 도착 시간(로터 속도 기반)을 비교하여 블레이드 처짐, 진동 주파수, 진폭을 계산하고 감지할 수 있습니다. 블레이드 공명, 회전하는 날개 자체에 계측 장비를 장착하지 않고도 개별 날개에 발생하는 균열 및 비정상적인 진동을 제거할 수 있습니다.

BTT는 가스터빈(항공기 엔진, 산업용 터빈)의 블레이드 상태 모니터링을 위한 기본 방법이며 블레이드 감지에 중요합니다. 피로, 공진 조건 및 이물질 손상으로 인해 블레이드가 파손되거나 엔진이 파괴될 수 있습니다.

작동 원리

도착 시간 측정

  1. 센서 위치: 케이스 둘레에 여러 개의 센서(일반적으로 2~8개)가 있습니다.
  2. 예상 도착 시간: 로터 속도에 따라 블레이드 끝이 각 센서에 도달해야 하는 시점을 계산합니다.
  3. 실제 도착: 센서는 마이크로초 정밀도로 블레이드 끝 통과를 감지합니다.
  4. 시차: 예상과의 편차 = 블레이드 처짐
  5. 다중 센서: 회전당 여러 시간 측정으로 진동을 해결합니다.
  6. 블레이드 바이 블레이드: 각 블레이드가 개별적으로 추적됨

처짐 계산

  • 시간 편차 × 블레이드 팁 속도 = 팁 변위
  • 변위는 블레이드 굽힘/진동을 나타냅니다.
  • 마이크로초 타이밍 분해능 → 마이크로미터 변위 분해능

센서 유형

광 센서

  • 레이저 또는 LED 광원
  • 광검출기는 반사된 빛을 감지합니다.
  • 가장 일반적인 BTT 센서 유형
  • 정확도와 신뢰성이 우수함

정전용량 센서

  • 정전용량 변화로 블레이드 끝 감지
  • 전도성 블레이드가 필요합니다
  • 광학보다 오염의 영향이 적음
  • 더 짧은 감지 거리

와전류 센서

  • 근접 프로브와 유사
  • 금속 칼날 감지
  • 견고하고 안정적

응용 프로그램

가스터빈 엔진

  • 항공기 엔진 개발 및 인증
  • 산업용 터빈 시운전
  • 압축기 및 터빈 블레이드 모니터링
  • 플러터 및 공진 감지

증기 터빈

  • LP 터빈 블레이드 모니터링
  • 블레이드 손상 또는 공진 감지
  • 긴 블레이드 진동 평가

대형 팬 및 압축기

  • 발전소의 유도 통풍기
  • 축 압축기 단계
  • 중요 블레이드 상태 모니터링

제공된 정보

개별 블레이드 동작

  • 각 블레이드가 별도로 추적됨
  • 진동하는 특정 블레이드를 식별합니다.
  • 균열된 칼날 감지(다른 주파수)
  • FOD(이물질 손상) 감지

진동 주파수

  • 작동 중 블레이드 고유 진동수
  • 공명 조건 감지
  • 플러터 식별
  • 강제 대응 특성화

스트레스 평가

  • 블레이드 처짐은 굽힘 응력을 나타냅니다.
  • 고주기 피로 모니터링
  • 설계 한계와 비교
  • 남은 블레이드 수명 예측

스트레인 게이지 대비 장점

회전 계측기 없음

  • 스트레인 게이지는 블레이드에 설치해야 합니다.
  • 슬립 링이나 원격 측정이 필요합니다(복잡하고 비용이 많이 듭니다)
  • BTT는 고정 센서만 사용합니다.
  • 낮은 비용과 복잡성

모든 블레이드 모니터링

  • 일반적으로 1~2개의 블레이드에 스트레인 게이지가 있습니다.
  • BTT는 스테이지의 모든 블레이드를 모니터링합니다.
  • 이상치 블레이드를 식별합니다.
  • 완전한 인구 평가

영구적 역량

  • 영구적으로 설치 가능
  • 지속적 또는 주기적 모니터링
  • 스트레인 게이지는 종종 테스트 전용입니다.

도전 과제

복합 신호 처리

  • 샘플링이 부족한 데이터(회전당 몇 개의 포인트)
  • 정교한 알고리즘이 필요합니다
  • 앨리어싱 문제
  • 전문 소프트웨어가 필요합니다

설치 요구 사항

  • 블레이드 경로에 접근해야 합니다.
  • 케이싱 수정이 필요할 수 있습니다
  • 정밀한 센서 위치 지정
  • 특정 블레이드 형상에 대한 교정

환경 문제

  • 광학 장치(배기, 오일) 오염
  • 고온에 영향을 받는 센서
  • 케이싱의 진동이 측정에 영향을 미침

블레이드 팁 타이밍은 터보기계의 비침투적 블레이드 진동 측정을 위한 특수하면서도 강력한 기술입니다. BTT 시스템은 여러 센서 위치에 블레이드 팁이 도착하는 정확한 타이밍을 통해 개별 블레이드의 상태를 모니터링하고, 공진 및 균열을 감지하며, 안전하고 안정적인 작동에 블레이드의 무결성이 필수적인 가스터빈 및 기타 블레이드 회전 기계에서 치명적인 블레이드 고장을 방지합니다.

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