Induktiv avkänning av sprickor i metallband

[rikkitikkitavi]

Jag har ett litet problem på mitt jobb och behöver lite tips här:

Vi har en del rätt stora maskiner som kan beskrivas som stora bandtransportörer med ett stålband uppspännt mellan valsar som då roterar.
Bandet kyls underifrån av vatten samtidigt som smält produkt sprutas ut på ovansidan och stelnar. I slutet av bandet skrapas produkten av. Det finns ca 5 cm fri metallyta i varje sida.
På engelska heter det "beelt cooler" vilket är en ganska vanlig mackapär.

Pga temperaturvariationer etc uppstår det spänningar i stålbandet och sprickor uppstår i sidan , vinkelrätt mot rörelseriktningen, först någon cm som sedan växer fort. Ofta börjar bandet också att dela sig lite vertikalt så det blir en kant . Detta orsakar produktionsstopp pga reparationer(svetsa , slipa, svetsa slipa...) och eventuellt bandhaverier om sprickorna blri för stora eller svetsats för många gånger.
Ett nytt band kostar ca en halv miljon och uppåt, exklusive produktionsbortfallet. Det senare är mycket stort.

JA, vi har frågat leverantören. Leverantören lever av att sälja maskiner , så säljer de banden som slitdelar och därför gärna ser att banden spricker rejält. Vi vill inte de skall vara slitdelar.

Min tanke var ifall man kan sätta någon form av induktiv givare som genererar virvelströmmar i bandkanten. Skulle det passera en spricka borde det märkas då det är avbrott (materialet är någon form av syrafast stål legering) och virvelströmmarna påverkas. Eller något i den riktningen. Optiskt, resistivt whatever. Bara det märker av det. Ett problem är att bandet är INTE helt plant i ytan, med tiden så blir kanterna vågiga av spänningen.
Och att ytan är inte garanterat ren från varken vatten eller produkt (som är isolerande men icke magnetisk, det är ett organiskt ämne)

Vad tror ni om denna iden? Innan jag slänger ut 100 papp på att få något inkopplat av våra el/instrumenttekniker.

Jag är mycket öppen för förslag, gärna med goda referenser till fungerande lösningar.

Är det riktigt bra förslag så tar vi en diskussion outside Ef eftersom ni förstår att detta är ett verkligt problem och inte hobby. Då finns det eventuellt ett uppdrag beroende på formen. No promises men...

[Magnus_K]

Hur mycket rör sig bandet i höjdled, av vibrationer och annat?

[rikkitikkitavi]

millimetrar men inte centimetrar skulle min uppskattning vara. Det är endast uppspänt mellan valsarna men vilar på rullar som håller det plant.

[hcb]

Är sprickorna så stora att de släpper igenom ljus? Skulle man kunna tänka sig någon form av optisk detektion?

[YngLi]

Till stållinor verkar magnetinduktiv linskadesökare visst användas, står lite i länken om principen (från sidan 20).
http://www.inspecta.com/Documents/Swede ... vlinor.pdf
Kanske går att använda samma princip på något sätt?

[grym]

om ni har ett skadat band som har dom där sprickorna och ni byter det, spara åtminstånde tillräckligt mycket för att man kan prova lite, bara ett tips som man själv borde följt ett antal gånger

[Henry]

Visst kostnader för omläggning m.m. men det hade inte i brist på annat annars fungerat med en stor trumma istället för band? Aldrig några problem med brustna band efter det om nu produktionen som sådan hade fungerat med det förstås.

[rikkitikkitavi]

Vi har kylvalsar för andra produkter, men i detta fallet är det inte tillräckligt pga olika egenskaper (smältvärme, stelningspunkt etc etc) då denna produkten behöver en stor area för attt kunna kylas ut.

Kylvalsar har en liten effektiv area (ca 25% eller ett kvarts varv) , ett kylband utnyttjar 50% av arean. Priset per kvadratmeter kylyta på band/valsar är fördelaktigt för stora band maskiner.
Jag vet andra processer där man har band som är 20-30 m långa, där man kyler ner produkter med låg smältpunk.

grym- självklart sparar vi en bit. De skrotade banden går sällan i containern, de brukar försvinna på vägen eftersom de är syrafasta, tunna, hanterbara och starka och kan användas till att kläda allt möjligt... (vad är skrotvärdet på syrafast, en tia kilot? Nypris ligger banden på ca 1500 kr/kg....)

Yngli, bra tips!

hcb- det kan bli problem då atmosfären är disig innuti apparaten då kylmediat är ca 5C varmt, och maskinen har ett utsug som hela tiden suger ut produktdamm i ena kanten, och när då luft från lokalen sugs in skapas dimma. Produkten ryker också initalt och det ger utfällningar av partiklar som kondenserar ut och bidrar till dimman. Dessutom kan sprickorna vara täckta av damm , vatten/kondensstänk och eventuellt produkt emellanåt.
Tyvärr är sprickorna inte genomlysbara såtillvida inte de är så stora så bandet börjar dras isär och då är vi sekunder från totalhaveri.

tack för input sofar!

[grym]

ok, vettigast vore väl induktiv avkänning
det kan väl gå att stabilisera bandet med två par hjul före och efter mätpunkt?

fulvariant som jag inte tror på
ren resistansmätning, att helt enkelt mäta motståndet konternuerligt om man har två av dom där hjulen i metall
en spricka mellan dom bör ge bra mycket högre resistans

[xxargs]

är materialet magnetiskt?? ens lite magnetiskt???

om det är magnetisk i någon grad så får man ha starka neodym-magneter som ser till att få ett magnetisk flöde längs med bandet en kort sträcka och sedan en pickupspole eller hallelement mellan som känner en magnetisk förändring när sprickan far förbi - vad jag förstår så är det ganska entydig var det börjar någon stanns och det är då där man sätter detektorn.

skakar det och ha sig med osäker signatur så kanske man får ersätta neodymerna med elektromagnet modulerad med en känd vågform för att kunna filtrera ut signalen med signalanpassade filter från pickupspolen.

Är det ickemagnetiskt så är det värre och där kanske man kan fundera på att injicera ultraljud i pulser och försöka se om det kommer tillbaka eko - problemet där är hur man skall få in ljudet och lyssna tillbaka och/eller vidare efter bandet samt maska ut all annan ljud som inte har med mätningen att göra. (signalanpassade filter på analysdelen som är synkad med den sändande ljudvågens karaktär - sonar-pinget i klassiska ubåtsfilmer är just en sådan lösning) - om bandet är magnetiskt så är det lättare då sådan kanske kan trycka på med magnetspolar genom att skapa akustiska transversella vågor eller att man nyttjar att järn ändrar form en smula vid starka magnetväxlingar och den vägen får iväg något våg löpande efter bandet och då bör en spricka ge mera (o)ljud än en oskadat band eller att nivån ändrar sig, mätt med en microfon typ mm ifrån.

[rikkitikkitavi]

grym, jag har också funderat på resistiv avkänning, men risken är att smuts skapar problem.

Helst vill vi inte heller ha sensorbitar som kan lossna och följer med produkten ut. Att hitta en släpkontakt i ett parti på 50 ton i 25 kg säckar... Det blir till att omarbeta rubbet.

Men ett par stabiliserade stödrullar för att styva upp bandet före och efter, defintitivt en bra ide. Det finns ett rejält ramverk som håller ihop apparaten, går säkert att fixa något där.

xxargs, jag vet inte om det är magnetiskt, det finns olika stålkvaliteter och vi byter mellan olika leverantörer (de är alla lika dyra...) så stålen har olika magnetiska egenskaper men jag får kolla upp det.
Beror på om det är duplex eller ej.

Ultraljudsmätningen med inducerade vibrationer via elektromagnetiska fält var intressant, givet man kan få över signalen och impendansmatcha. Kanske finns frekvenser som inte påverkas av vibrationer och egensvängningar. Tyvärr är bandens motorer VFD drivna .
Jag tror inte det går att få till en transducerlösning mha kontakter. Jag har använt sådant själv både för flödesmätning och tjockleksmätning och minsta kontaktfel skapar problem.
Men en spricka upptäcks direkt om man har ultraljud iom reflektionerna. Bandet är brett så sekundära reflektioner är väl separerade.



tack för tipsen!

[SvenW]

Virvelströmsdetektor är väl något som vore värt att prova.
En spricka får virvelströmmen att gå en annan väg,
och detta kan man nog detektera med en matris av små spolar på
motsatta sidan av bandet i förhållande till sändarspolen.
Mottagarspolarna kopplas så att de normalt balanserar varandra två och två.
Sedan får man prova fram en lämplig signatur på spricka.

Det har funnits försök med att inducera värme via virvelströmmar i stålämnen
som sedan detekteras med värmekamera. Vet inte om det används i någon utsträckning.

[rikkitikkitavi]

Hmm, jag är inne på det spåret som du beskriver SvenW.

Jag tänker mig alltså en induktionshäll

Nu vill vi helst inte värma stålet eftersom vi försöker kyla bort ca 300 kW från produkten...

Stora volymer = stora effekter = stora apparater =stora kostnader för underhåll ...

Det betyder också stora pengar till rätt projekt

[SvenW]

Om sprickan är 1 cm eller större borde det gå bra att detektera.
Förutsättningen är bara att man kommer tillräckliget nära med detektorspolarna , de bör helst vara närmare än 1 cm.
Fältet avtar snabbt.
Jag använder en liknande teknik i en vinkelgivare för DC-motorer. Slitsar i den roterande skivan som mäts in.
Detta fungerar bättre än en optisk läsgaffel. Noggrannare och mer linjärt. Lika snabbt, eller tom snabbare.

[Lennart Aspenryd]

Mycket intressant tråd. Kul idéer med lösningar.
Jag skulle nog spänna motvalshjul och lyssna på ljud. Det viktiga är ju inte initialt att veta var bristen är, utan att den finns i bandet. Man vet ju hastigheten och repetiviteten per varv. Så en ljudanalys borde gå att ordna!