9.3.3 케이싱 정렬 측정

Casing Alignment Measurement

 

터빈 케이싱 정렬은 앞에서 설명한 바와 같이 여러 개의 터빈 케이싱을 중심선에 일렬로 정밀하게 중심조정을 하는 공정을 말하며 아래와 같다.

∙ 전체 베어링 Pedestal 기준 터빈 케이싱 전체 정렬

∙ 단위 터빈에 대한 Pedestal 기준 케이싱 정렬

∙ 단위 터빈에 있어 외부 케이싱을 기준한 내부 케이싱 정렬

∙ 단위 터빈 케이싱에 대한 Diaphragm의 정렬

만일 TBN Casing Alignment에 변동이 발생하면 그 문제점은 1) 터빈 케이싱 등 회전체와 고정체 사이 간격이 일정치 못하여 접촉현상이 발생되므로 회전체의 국부 과열에 의한 터빈축의 휨이 발생될 수 있다. 2) 터빈의 로터 기준선에 따라 베어링이 설치되지 않으므로 베어링 과부하 발생으로 온도가 상승, Babbit의 급속한 열화로 베어링 수명 단축 및 사고의 원인이 된다. 3) 위의 원인으로 터빈 축진동이 발생한다. 4) Gland 및 Flange 부위 누설 등으로 나타난다.

이러한 TBN Casing Alignment가 변동되는 원인은 1) 기초의 변화, 2) 터빈 열응력에 의한 영향, 3) 터빈 진동에 의한 위치 변동, 4) 터빈의 각종 Casing Key나 Shim 또는 고정 볼트의 마손과 이완, 배관을 포함한 구조물의 응력에 의한 변화 등에 기인할 수 있다.

지금까지 상기 작업을 피아노선이나 Dummy Shaft를 이용하여 Alignment를 하였지만 Laser 축정렬 시스템을 이용하여 시행할 수 있으며 다음과 같은 장점이 있다.

∙ 레이저 방법이 피아노선 방법보다 측정방법이 간단하며 사용하기 쉽다. 케이싱 정렬을 피아노선 방법으로 사용하면 측정자의 손감각에 따라 정밀도가 달라지므로 측정자의 숙련이 필요하다. 그러나 레이저 방법은 정확한 고정에 의한 측정이므로 이러한 오차를 줄일 수 있다.

∙ 레이저방법을 사용하면 케이싱 정렬시 다른 작업을 할 수가 있다. 피아노선 방법으로 케이싱을 정렬하면 피아노선의 흔들림을 방지하기 위하여 다른 작업과 병행하여 시행할 수 없어 터빈 공기에 지장을 주나 레이저 방법은 이러한 영향이 없다.

Laser 축정렬 장비에 의한 케이싱 정렬 절차를 Hamar사의 L-711 장비를 기준으로 설명하면 다음과 같다.

(1) 작업전 준비

Alignment하고자 하는 케이싱의 Oil Deflector, Gland Packing, Bearing, Diaphragm 등 측정지점의 Axial 거리를 ㎜ 단위로 측정 기록한다.

(2) 장비의 교정

상기 Bench Mark 측정기법의 장비 교정 절차를 따른다.

(3) 장비의 설치

∙ L-711 레이저 본체를 고정 설치한다.

- Front Oil Deflector와 최단거리에 L-711을 설치한다.

- 알루미늄 앵글 2개를 Magnetic Block을 이용하여 고정한다

- 본체 Table이 Front Oil Deflector 중앙에 오도록 Hanger를 고정한다.

- L-711 레이저 본체를 설치한다. 이때 Beam Translator도 함께 설치한다. 이때 가능한 Close Bucking이 가능하도록 본체 Hanger 장치를 이용한다.

∙ Universial Target(T-218T)을 Front, Rear Oil Deflector에 고정 설치한다.

- 알루미늄 앵글 2개를 Magnetic Block을 이용하여 고정한다. 만약 길이가 1.5 m이상이 되면 “ㄱ”형 앵글대신 “ㅁ”형 앵글을 사용하여야 Small Ball Unit 장착시 흔들리지 않는다.

- 앵글 중앙 위치에 X-Y Mount & Middle Clamp를 설치한다.

- X-Y Mount & Middle Clamp에 Small Ball Sweep Unit를 설치한다. Front, Rear Oil Deflector의 현 Position을 Dial Gauge를 이용 측정한다. 이때 정확한 측정 Point(3, 6, 9시 방향)를 유지하도록 해야한다. Axial 방향 흔들림이 없도록 Guide Block을 설치하고, 레디얼 방향 고정을 위해 6시 방향은 Ball Bubble Level이 중심에 오도록 하고, 3, 9시 방향은 Casing Flange 면에 Magnet Block을 설치하여 고정시킨다.

- Front, Rear Oil Deflector의 Bore 중심에 X-Y Mount & Middle Clamp가 오도록 하여야 한다. 상기 항에서 측정한 Position값이 “0”가 되도록, X-Y Mount & Middle Clamp 이동 조절 나사를 이용하여 조정을 한 후 재측정한다.

∙ Two Point Buck-in을 한다.

- X-Y Mount & Middle Clamp에 Universal Target(T-218T)를 설치하고 각 Target과 Read-Out을 연결한다.

- L-711을 Front, Rear Target에서 Vertical, Horizontal이 1 ㎜ 범위에 있도록 조정한다. 이는 Bucking 조정용 Beam Translator(L-102)가 Laser Beam을 굴절 시킬 수 있는 범위가 1 ㎜ 이내이므로, 초기 설치시 1 ㎜ 범위 밖에 있으면 Beam Translator로 조정할 수 없으므로 재 설치하는 번거로움이 있다. 초기 설치를 용이하게 하도록 Vertical 방향의 길이는 Laser Beam 높이 220 ㎜+Magnet Block 높이 70 ㎜=290 ㎜로 고정하고, 좌우 조정은 Jack Screw를 이용하여 조정한다.

(4) 측정과 조정

측정과 조정은 2가지 방법이 있다. 하나는 Small Ball Sweep Unit를 이용하는 방법으로 기존의 피아노선 방법과 개념이 비슷한 것으로 Dial Gauge를 이용하여 직접 Bore의 중심을 측정할 수 있다. 두 번째는 Single Axis Target A-511을 이용하여 직접 Bore의 중심을 3, 6, 9시 방향에서 측정하고 Bore7 프로그램을 이용하여 그 결과를 그래프화하여 아는 방법이다.

각 방법의 장단점은 다음 표에 설명하였다.

 

Small Ball Sweep Unit를 이용하는 방법

Single Axis Target A-511을이용하는 방법

장점

▶피아노선 방법과 유사하므로 이해하기가 쉽다.
▶기존의 장비를 이용하므로 추가 보조 장치를 제작할 필요가 없다.

▶Bore7 프로그램을 이용하여 결과물을 자동으로 그래프화할 수 있다.
▶측정 시간이 빠르다.

단점

▶측정 결과를 수동으로 작성 해야한다

▶Measuring Leg를 각 Bore 마다 제작하여야 한다.

 

◉ Small Ball Sweep Unit를 이용하는 방법

- 4A.1 각 Diaphragm에서 위치 측정한다.

∙ 원하는 Diaphragm에 앵글을 고정한다.

∙ X-Y Mount와 Middle Clamp에 Universal Target을 설치하고 Read-out이 0이 되도록 조정한다.

∙ Universal Target을 떼어내고, 대신에 Small Ball Sweep Unit를 설치한다.

∙ Diaphragm의 Position을 3, 6, 9시 방향에서 측정한다.

- Diaphragm 이동후 재측정 한다.

- 측정 데이터를 기록 정리한다.

◉ Single Axis Target A-511을 이용하는 방법

- 각 Diaphragm의 반경 기준으로 Measuring Leg를 제작한다.

∙ A-511 Target은 Diaphragm의 중심을 측정하기 위하여 제작되어졌는데, 90도 각도로 Measuring Leg가 설치되어 있다. 이 Measuring Leg의 길이는 L = Radius(㎜) - 69.85 ㎜로 계산하여 일반 전선관(KS C 8401-81 호칭경 22, 외경 26.5, 두께 2.3, 내경 21.9)으로 제작한다.

∙ 상기 방법으로 각 Diaphragm에 2개씩 제작한다.

- Bore7 프로그램과 연결한다.

∙ R-355C Interface와 Target을 연결한다.

∙ Bore7 프로그램을 작동시킨다.

- Measuring Leg을 3, 6, 9시 방향으로 이동하면서 측정을 한다.

- 각 Diaphragm 이동 수정후 재측정 한다.

 

TRAC Mark INCOSYS