C-BOLZEN VON CATHELAIN: Ein Konzept für verbundene Schrauben, mit dem winzige Längenunterschiede (Genauigkeit von 0,5 µm) aus der Ferne gemessen werden können, um ein vorzeitiges Lösen zu erkennen, das die Integrität der Installation gefährden könnte.

 

 

Cathelain hat ein Konzept für einen verbundenen Bolzen entwickelt, mit dem kleinste Längenschwankungen (Genauigkeit von 0,5 µm) aus der Ferne gemessen werden können, um ein vorzeitiges Lösen zu erkennen, das die Integrität der Installation gefährden könnte.

Diese Fernmessung ermöglicht es, die Kosten für die Überprüfung vor Ort zu senken und eine permanente Überwachung von Anlagen in gefährlichen, kontaminierten oder schwer zugänglichen Bereichen sicherzustellen.

Das Funktionsprinzip basiert auf dem Einsetzen einer optischen Faser in den Bolzen, die nach dem Prinzip der polarimetrischen Interferometrie in weißem Licht arbeitet, ein Konzept, das sich in der Nuklearindustrie seit vielen Jahren bewährt hat.

Die zu überwachende Anlage kann bis zu 7 km vom Messsensor entfernt sein.

Die optische Faser ist nicht empfindlich gegenüber Beta- oder Gammastrahlung und kann bei einer Temperatur zwischen -290 und + 320 ° C betrieben werden.

Für die Installation des C-Bolzens sind keine Spezialwerkzeuge erforderlich.

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C-Bolzen® ist ein Konzept, mit dem die Dehnung von Baugruppenelementen überwacht werden kann.

Es ist für Sicherheitsbaugruppen vorgesehen, die Wachsamkeit erfordern (permanent oder zyklisch), um die Unversehrtheit des Anziehens sicherzustellen.

Es ermöglicht auch, das Anziehen der Baugruppe mit großer Präzision zu steuern.

Das Prinzip besteht darin, in Schrauben, Stehbolzen und andere Gewindestangen eine optische Faser mit einem Durchmesser von 0,25 mm zu integrieren, die in ihrer Mitte in einem axialen Loch von 0,5 Millimeter untergebracht ist. Es wird durch eine ofenpolymerisierte Verbindung (seit mehr als 40 Jahren in der Luft- und Raumfahrt zertifiziert) an den Schrauben befestigt, die einer Temperaturbelastung von bis zu 320 ° C standhält.

Die verwendete Glasfasertechnologie ist ein patentiertes Verfahren, das auf " polarimetrische Weißlichtinterferometrie ".
Diese Methode ermöglicht es, die winzigen Längenschwankungen durch Emission eines Lichts (Spektrum einer Lichtwelle) zu berechnen. Dies wird auf einen Satz von Spiegeln projiziert und seine Rücklaufsignale werden analysiert, um die Dehnung des Bolzens auf 0,5 um zu bestimmen.

Diagramm des faseroptischen Dehnungssensors

Die Faser wird vor oder nach dem Anziehen durch einen Stecker angeschlossen. Es verbindet die Sonde mit einem Gerät, das als "Interrogator" bezeichnet wird und von einem Kabelkanal in einer Entfernung von bis zu 7 Kilometern abgeschoben wird. Dieses Instrument kann bis zu 1000 Sonden gleichzeitig unterstützen.

Andere Sensoren, die auf derselben Technologie basieren, ermöglichen es auch, Temperatur, Druck und Bewegungen mit sehr hoher Präzision zu erfassen. Der gleiche Interrogator wird verwendet, um alle diese installierten Sensoren zu verwalten.

Diese Informationen werden auf einer konfigurierbaren Schnittstelle (HMI) übertragen, die die Dehnungskurve in Echtzeit anzeigt und es dem Bediener ermöglicht, bei Bedarf alarmiert zu werden, da eine proaktive Parametrierung möglich ist, die Alarmschwellen definiert. Es unterstützt auch die Identifikationen jeder installierten Sonde, sodass sie genau in der Arbeitsumgebung lokalisiert werden können.

 

C-Bolzen® wird in den meisten Industriegebieten und in allen Arten von Interventionsbereichen installiert. Tatsächlich emittiert es nicht nur nicht, sondern ist auch unempfindlich gegenüber Gamma- / Betastrahlen, Magnetfeldern und Frequenzen. Nur der Interrogator, der außerhalb der Zone deportiert werden kann, verbraucht Energie (von 2 bis 5 W). Darüber hinaus können mehrere hundert Versionen von Schutzhüllen (auf dem Telekommunikationsmarkt angegeben) dem Eintauchen (300 bar), Stößen, chemischen Angriffen, Strahlen, Radien mit erheblicher Krümmung usw. widerstehen.

Durch seine Präzision sowie das Auswendiglernen von Messwerten, C-Bolzen® ermöglicht die Erfassung der Entwicklung der Dehnung einer Baugruppe, sogar bis zur Unterscheidung ihrer Verschlechterung im Zusammenhang mit ihrer Korrosion.

Die in der Zone ionisierender Strahlung verwendete optische Faser besteht aus reinem Siliciumdioxid. Tests haben zu günstigen Berichten für die Verwendung in einem bestrahlten Bereich geführt (siehe den Bericht von: Cheymol,

 

G., Long, H., Villard, JV, Brichard, B., "Hochgradige Gamma- und Neutronenbestrahlung von optischen Siliciumdioxidfasern im CEA OSIRIS-Kernreaktor", IEEE Trans. Nucl. Sci. 55, nein. 5, pp. 2252-2258, Aug. 2008).

Der Belichtungstemperaturbereich der Baugruppe ist wichtig. C-Bolt® ist derzeit von -290 ° C bis + 320 ° C verwendbar. Es ist zu beachten, dass die optische Faser temperaturunempfindlich ist. Seine Ausdehnung ist Null und wird daher seine Verlängerungswerte nicht stören.

Beachten Sie, dass die Position des Messgeräts auf der neutralen Achse unempfindlich gegenüber Drehmomentphänomenen ist, sodass die Verlängerung nur beim Anziehen angezeigt werden kann.

Die Vorteile von C-Bolzen® sind mehrfach:

Auf einer Sicherheitsstufe:

Während des Anziehens und dank seines sehr reaktiven Signals (je nach verwendetem Gerät von 1000 Messungen / s bis 5 Messungen / s), C-Bolzen® ermöglicht die Steuerung der Dehnung mit einer sehr hohen Genauigkeit von 0,5 µm.
Nb: Es ist offensichtlich, dass mindestens ein Ende verfügbar sein muss, um die Sonde mit dem Interrogator zu verbinden. Dies kann im Fall einer implantierten Chc-Schraube oder eines Anzugsmoments einer Th-Schraube an einem Gewinderahmen über einen Hydraulikschlüssel (durch eine Klingelbuchse) kompliziert sein, sofern dort kein System installiert ist. Spezifisch.

Während des Betriebs der Geräte behalten die Installationen dank der Live-Überwachung ihrer Baugruppen ihre Integrität. Ein Alarm kann ausgelöst und mit dem Versenden von E-Mails oder SMS verknüpft werden.

Es ist zu beachten, dass diese Technologie es ermöglicht, an seinem Sensorteil neutral zu bleiben. In der Tat ist die optische Faser vollständig passiv. Die Installation in explosionsgefährdeten Bereichen ist möglich, da nur Licht übertragen wird, das in keiner Weise schädlich ist.

Zum Wirtschaftsplan:

Indem Sie den Beginn eines Fehlers sofort erkennen, C-Bolzen® ermöglicht die bedingte vorbeugende Wartung (auch als vorausschauende Wartung bezeichnet). Tatsächlich sendet diese Methode die Intervention zur richtigen Zeit und am richtigen Ort. Dies schränkt Produktionsstillstände stark ein und zielt genau auf die zu erledigende Arbeit ab.
Einige Baugruppen befinden sich in Bereichen, die aufgrund ihrer Lage an gefährlichen Orten schwer zugänglich sind, aber auch an Orten, die sehr schwer zugänglich sind, wie z. B. einer Unterwasserinstallation.
Vorbeugende Stillstände, die oft unnötig sind, können nicht nur in Bezug auf Eingriffe, sondern auch in Bezug auf mangelnde Produktion sehr kostspielig sein.

Durch seine Universalität:

Das minimalistische Gehäuse der Sonde stellt die Berechnungen der Baugruppe nicht in Frage. In der Tat können wir mit Tests nachweisen, dass ein Loch mit einem Durchmesser von 0,5 mm in axialer Richtung (0,2 mm²) den mechanischen Widerstand der Schraube unendlich wenig beeinflusst. C-Bolzen® kann dann nur durch Einbau eines der vorhandenen Montageelemente in eine bestehende Installation integriert werden.