Tarkastus voidaan suorittaa DIRIS-robotilla lähes kaikenkokoisille generaattoreille, joiden roottori on varustettu kapparenkailla ja joiden ilmaväli on vähintään 10 mm.

Perinteisesti generaattoreiden kuntoa isojen, avaavien huoltojen välillä on tutkittu sähköisin mittauksin ja rajatuin visuaalisin tarkastuksin. Vaikka näillä menetelmillä saadaankin paljon tietoa generaattorin kunnosta, ei kaikkia kohteita, varsinkaan generaattorin levypaketin ja roottorin osalta, pystytä tarkastamaan.

Jo vuosikymmenien ajan tätä aukkoa paikkaamaan on käytetty erilaisia robottiavusteisia menetelmiä varsinkin generaattoreissa, joiden käytettävyyden tulee olla erittäin korkealla tasolla. Generaattoreiden toiminnalla on tärkeä rooli häiriöttömän sähkönjakelun varmistamisessa ja niiden suunnittelemattomat seisokit voivat tulla erittäin kalliiksi.

Robottien koko pienenee

Robotisoiduilla tarkastuslaitteilla pystytään laajentamaan rajoitetuissa tarkastuksissa tehtävien tarkastusten määrää, koska näillä tarkastuslaitteilla päästään roottorin ja staattorin väliseen ilmaväliin ilman aikaa vievää roottorin ulosvetoa. Olemassa olevien robottien suurimpana ongelmana on ollut niiden suuri koko, jolloin niiden käyttäminen pienemmissä generaattoreissa on ollut mahdotonta. Ilmavälin koon lisäksi rajoittavana tekijänä on ollut staattorin levypaketin ja roottorin kapparenkaan välinen kohta, josta robotti on saatava mahdutettua ilmaväliin.

Tekniikan kehittyminen on mahdollistanut yhä pienempien tarkastuslaitteiden kehittämisen. Alstomin ja sveitsiläisen teknillisen korkeakoulun, ETH Zürichin , yhteisyritys Alstom Inspection Robotics Ltd. on kehittänyt robotisoidun tarkastuslaitteen, DIRIS-robotin (Diagnostic Inspection with Rotor in Situ), joka mahdollistaa yhä pienempien generaattoreiden tarkastamisen roottorin ollessa asennettuna. Kyseisellä robotilla tarkastus voidaan suorittaa lähes kaikenkokoisille, niin Alstomin kuin myös muiden valmistajien generaattoreille, joiden roottori on varustettu kapparenkailla ja joiden ilmaväli on vähintään 10 mm.

DIRIS-robotilla tehtävää tarkastusta varten generaattoria on purettava vain sen verran, että roottorin kapparenkaalle on vapaa pääsy. Robotti kiinnitetään kapparenkaan ympärille. Tietokoneohjattujen moottorien avulla robotti voi pyörähtää kokonaisen kierroksen kapparenkaan ympäri.

Ulostyöntyvän ohjauskiskon ansiosta ilmavälin läpi ei tarvitse vetää erillisiä ohjausvaijereita. Pienemmille koneille, joiden levypaketin pituus on korkeintaan noin neljä metriä, tarkastus voidaan suorittaa kokonaisuudessaan yhdestä päädystä. Tätä pidemmille koneille tarkastus tehdään kahdesta suunnasta.

Robotilla useita erilaisia tarkastuksia

Robottiin on saatavilla erilaisia mittauspäitä, joilla voidaan tehdä generaattorille erityyppisiä tarkastuksia. Kaikissa mittapäissä on videokamera ja kääntyvän peilin avulla saadaan näkymä sekä staattorille että roottorille. Antureilla ja mittalaitteilla tehtävien havaintojen lisäksi aistinvaraiset havainnot ovat edelleen tärkeässä roolissa generaattorin kuntoa arvioitaessa.

Staattorin levypaketin kunto saadaan selvitettyä mittauspäällä, joka mittaa levypaketin sähkölevyjen välisiä oikosulkuja matalan vuontiheyden menetelmällä. Korjaamattomina levyjen väliset oikosulut aiheuttavat levypaketin paikallista lämpenemistä ja voivat pahimmillaan johtaa staattorin maasulkuun.

Kiihtyvyysanturilla ja vasaralla varustetulla mittapäällä voidaan tarkastaa staattorikiilauksen tiukkuus ja roottorille asennettujen tasapainopalojen kiinnitys. Lämmön ja sähköisten purkausten lisäksi liike on yksi merkittävimmistä staattorikäämien eristyksiä ikäännyttä- vistä tekijöistä. Staattorikiilauksen tehtävänä on pitää käämit, joita roottorin magneettikenttä pyrkii liikuttamaan, tiukasti urissa koneen käydessä. Perinteisin menetelmin tehtynä kiilauksen tiukkuuden tarkastus vaatii aina roottorin ulosvetämisen.

DIRIS-robotilla tehtävä tarkastus kohteessa kestää yhden mittausinsinöö- rin toimesta tehtynä noin kaksi päivää. Kun tähän lisätään vaaditut purku- ja asennustyöt, tarkastus vaatii kokonaisuudessaan noin 3-7 päivää. Kokonaiskestoa voidaan vielä lyhentää työskentelemällä useammassa vuorossa.

Generaattoria tarkastetaan käyttämällä DIRIS-robottia, jolloin roottori voi olla asennettuna.

Roottorin kapparenkaiden tarkastukset

Generaattorille tehtävää rajoitettua tarkastusta voidaan täydentää roottorin kapparenkaille tehtävillä NDTtarkastuksilla. Generaattorin osista juuri kapparenkaat altistuvat kaikkein suurimmille mekaanisille rasituksille koneen käydessä. Aina 80-luvulle asti kapparenkaissa käytettiin yleisesti 18Mn-4Cr -materiaalia, jonka myöhemmin havaittiin olevan altis stressikorroosiolle. Stressikorroosiota paremmin kestävä 18 Mn-18Cr -materiaali korvasikin nopeasti herkemmän materiaalin. Erityisesti vanhemmasta materiaalista valmistettujen kappojen määräajoin tehtävät tarkastukset ovat tärkeitä, vaikkakin myös uudesta materiaalista valmistetut kapat tulee määrä- ajoin tarkastaa.

Alstomin kehittämällä TurboRotoscan-robotilla voidaan tehdä kapparenkaiden särötarkastus ultraääni- ja pyörrevirtamenetelmillä vetämättä roottoria ulos. Tarkastuksella pystytään tarkastamaan kapparenkaat, joiden halkaisija on 625 – 1740 mm. Yhden kapparenkaan tarkastus robotilla vie aikaa yhden normaalin työpäivän verran.

Robottitarkastusten hyödyt

Etuna robottien suorittamissa tarkastuksissa on myös tulosten toistettavuus. Robotti suorittaa tarkastukset aina samalla tavalla, antaa niistä yksiselitteiset numeeriset tulokset ja näin mitattavien suureiden kehittymistä on helppo seurata. Robottitarkastukset ovat siis varteenotettava vaihtoehto perinteisille menetelmille myös avaavan huollon yhteydessä.

Yhdistettynä muihin visuaalisiin ja mekaanisiin tarkastuksiin sekä sähköisiin mittauksiin antaa roboteilla tehtävä tarkastus arvokasta tietoa generaattorin kunnosta. Tarkastuksella voidaan havaita alkavat viat ja reagoida niihin ennen kuin ne pääsevät kehittymään pidemmälle ja aiheuttavat mahdollisesti suunnittelemattoman huoltoseisokin.

Vaikka robotein suoritetuista tarkastuksista ei olekaan vielä ison avaavan huollon korvaajaksi, antavat ne kuitenkin generaattoreiden kunnossapidosta vastaaville henkilöille tietoa koneen toimintakunnosta. Rajoitettujen tarkastusten tulosten tätä tukiessa voidaan isomman avaavan huollon suoritusta lykätä eteenpäin.

Tulosten perusteella voidaan myös varautua isompiin korjaus- ja huoltotöihin avaavan huollon yhteydessä. Jos näiden korjaustöiden tarve tulisi ilmi vasta huollon yhteydessä, riskinä olisi aikataulun venyminen suunnitellusta varaosatoimitusten ja työn laajuuden muutosten johdosta. Näin isojen huoltojen aikataulutus ja budjetointi on entistä tarkempaa.

Juha Rönkkö Projektipäällikkö, Alstom Power, juha.ronkko@power.alstom.com