Uses of Laser Optical System
9.3.1 軸整列 (Shaft Alignment)
9.3.2. Bench Mark 측정
9.3.3 Casing Alignment 측정
9.3.4 Pedestal Level 측정
9.3.5 Pedestal의 Thermal Growth 측정
1 축정렬
Shaft Alignment
그림 2-101과 같이 Laser Shaft Alignment System을 설치하고 두 축을 함께 회전시키면 두 축의 상대적 위치가 정확히 측정된다. 축과 베어링 하우징 케이싱과의 공간이 작아, 돌출되어 설치된 계측기가 걸려 360°를 회전시킬 수 없는 경우 일부만 회전하여 축정렬 상태 측정이 가능하나 정확도는 저하한다. Prüftechink사의 ROTALIGN 장비를 이용한 축정렬 절차를 간단 소개하면 다음과 같다.
∙ 기계의 축정렬 준비 상태 점검 (전술한 1.6 축정렬전 점검 사항에 준함)
∙ Bracket를 장착한다.
– 적용 가능한 가장 짧은 Support Post를 선택한다.
– Bracket를 축이나 커플링에 단단히 고정한다.
– 커플링의 양쪽을 회전시킬수 없으면 Sliding Magnetic Bracket를 사용한다.
∙ Laser 발진기 및 수신기를 장착하고 수신기를 컴퓨터와 연결한다 (발신기는 고정 기계에, 수신기는 이동할 기계에 설치한다).
∙ 컴퓨터를 켜고 메뉴에서 원하는 항목(예 : 수평기계의 축정렬)을 선택한다.
∙ 기계의 치수를 입력한다.
– 이동시킬 기계의 Foot간 거리
– 이동시킬 기계의 Front Foot로부터 수신기까지의 거리
– 커플링 직경
– 커플간의 중심으로부터 수신기 까지의 거리
∙ Laser Beam을 조정한다.
– Laser는 수신기의 중심에 수직 상태로 입사되어야 한다.
∙ 측정을 시행한다. 측정 Mode에는 다음의 5가지가 있다.
– 연속 회전 측정(Default 측정 Mode임)
– 0. 3, 6, 9시 방향에서 정지하여 측정
– 다수 포인트 측정(원하는 5 포인트 이상)
– Dial Gauge 값(Dial Gauage 값을 입력하여 컴퓨터가 계산토록 함)
∙ 결과 보기
– 측정 결과가 수직, 수평 기준으로 상, 하, 좌, 우 값을 표시한다.
∙ 이동 값 보기
– 이동할 기계의 각 Foot에서 이동하여야 할 값이 표시된다.
그림 2-101 축정렬 상태 측정을 위해 설치된 레이저 축정렬 시스템
2 벤치마크 측정
Bench Mark Measurement
터빈 기초의 일반적인 구조는 Column의 형태에 따라 3가지 종류로 나눈다. 가장 많은 형태인 Reinforced Concrete Type과 ABB사의 Spring Type, 산업용 중, 소형 터빈의 Steel Beam Type으로 분류할 수 있다. 이 Column 위에 터빈 Top Table이 놓이게 된다. 터빈 Top Table은 I-Beam과 콘크리트로 구성된 평판으로 발전소에서는 노란색으로 칠해져있다. 이 터빈 Top Table 위에 고압, 중압, 저압 등 여러 터빈들이 설치되어 이들의 하중을 받고있다. 이 하중으로 인해 터빈 Top Table은 연속적으로 굽힘응력을 받는 상태가 되어 중립면(Neutral Surface) 상부는 압축 응력, 하부는 인장응력이 발생한다. 중립면 하부의 인장응력을 받는 부위가 변형이 발생하고 심하면 콘크리트부에 균열이 발생한다. 터빈 Top Table의 변형 혹은 이를 지지하는 Column의 부등 침하 여부를 관찰하기 위하여 설치해 놓은 관측점이 Bench Mark이다. 이 Bench Mark의 Level을 일정한 주기로 측정하여 경년변화를 관찰한다. 그 변동량이 심하면 터빈 Top Table의 콘크리트부 균열 여부를 정밀진단하고 터빈 축정렬시 그 영향을 반영한다. 지금까지 Bench Mark 측정은 Water Pot나 Optical Level을 사용하여 측정하였으나 Laser 축정렬 시스템으로도 측정이 가능하다.
Bench Mark 측정 절차를 Hamar사의 L-711 장비를 기준으로 설명하면 다음과 같다.
(1) 작업전 준비
∙ 각 Bench Mark의 Measuring Plate 형태가 일반 착탈식 Magnet를 설치할 수 있는 구조인지 확인한다. 만약 일반 착탈식 Magnet를 설치할 수 없는 구조라면 상하부 면은 평형하게 가공하고 중심에는 Base Plate와 고정시킬 수 있도록 나사산을 가공한다. 재질은 녹이 발생하지 않고 자석이 붙을 수 있는 것으로 설치한다. 새로이 Measuring Plate를 설치하고 최초의 측정값이 균일하게 나오도록 하기 위해서는 가공전 각 Bench Mark의 Level을 측정하여 그 변동값이 보상이 될 수 있는 Measuring Plate의 높이를 결정한다.
∙ 각 Bench Mark의 일련번호를 도면과 일치하는지 확인한다.
∙ Bench Mark 내부와 측정면을 청소한다.
장비의 사용온도 차를 줄이기 위해 미리 작업 현장에 장비를 옮겨 놓는다.
∙ L-711 Laser 본체를 한 점에 고정시켜 놓고 전체 Bench Mark를 측정할 수 없는 조건이면, 미리 본체를 옮길 위치와 측정 Point를 결정한다. 참고로 이상적인 Laser Beam의 수광 거리는 약 15 m이다.
(2) 장비의 교정
(가) L-711 Laser Turret의 중앙에 Beam이 오도록 조정한다.
가장 정확하게 Sweep 작업을 하기 위해서는 Laser Beam을 Turret축의 중앙에 오도록 조정해야 한다. 이 중심내기 작업에서 오차는 평면도 측정에서는 2배의 결과를 나타낸다.
∙ 레이저 본체를 L-104 Floor Stand 또는 Machine Bed의 안정된 면에 놓는다.
∙ 양쪽 Magnet 스위치를 ON 위치로 돌려 견고하게 고정한다.
∙ 전원 플러그를 연결하고, 레이저 상부의 스위치를 ON 한다.
∙ Level이 작업자를 향하게 하고 단축 Level이 왼쪽에 오게 L-711을 설치한다.
∙ Turret의 Coarse, Fine Knob가 12시 방향이 되도록 회전한다. 즉 Index Screw가 6시 방향이 되도록 한다.
∙ Laser Beam 위치 신호가 Read-Out과 직결되도록 Prism 조정 핸들을 Coarse측은 상부로 Fine측은 평형으로 조정한다.
∙ Turret 상부 단자와 Read-out을 연결하고, Read-out의 전원을 켜고 1/1000 ㎜과 Fast로 선택 스위치를 조정한다.
∙ Index Screw가 6시 방향일때와 12시 방향일때의 Horizontal, Vertical 값을 기록한다.
∙ 목표 조정값 계산은 다음 식으로 하는데 Horizontal, Vertical 양쪽 같은 공식을 사용한다.
S (목표 조정값) = (6시 방향 값 – 12시 방향값) / 2
∙ 목표 조정값을 구했으면 3/32 Allen Wrench를 사용하여 Horizontal, Vertical 조정 나사를 돌려 목표 조정값으로 교정한다. 민감하게 조정값이 변하므로 조심스럽게 조정한다.
∙ 목표 조정값이 0이 될 때까지 위의 과정을 반복한다.
(나) Calibration of Level Vials
레이저 본체를 측정하고자 하는 면에 고정한 후, Leveling Screw를 조정하여 Vial의 중앙에 Bubble이 오도록 한다. 미세 조정은 Micro-Screw를 이용하여 프리즘 에 나타난 양 쪽 기포 끝 부분이 일치된 타원형이 되도록 조정한다.
∙ 레이저 본체를 L-104 Floor Stand 또는 Machine Bed의 안정된 면에 놓는다.
∙ 양쪽 Magnet 스위치를 ON 위치로 돌려 견고하게 고정한다.
∙ 전원 플러그를 연결하고 레이저 상부의 스위치를 ON 한다. 교정에 사용할 정반은 .001 ～ .002 per foot의 정밀도(A급 정반)를 갖고 있어야 한다. 길이는 10 ～ 20 feet가 최상이다. 짧은 거리에서 교정할때는 항상 .0001 Mode로 해야한다. 양 축 (Pitch and Roll) 모두 Level을 조정한다.
∙ A-517을 근거리에 고정하고 Target 값을 영점 조정을 한다. 매번 측정할 때마다 같은 자리에서 측정이 가능하도록 Magnetic Base 부착부에 표시를 한다.
∙ A-517을 원거리에 고정하고 매번 측정할 때마다 같은 자리에서 측정이 가능하도록 Magnetic Base 부착부에 표시를 한다.
∙ 원거리에서 읽은 값을 기록한다.
∙ 양쪽Magnet 스위치를 Off하고 레이저 본체를 180° 회전한 다음 다시 양축에서 Level을 조정한다.
∙ A-517을 근거리에 고정하고 Target 값을 영점 조정을 한다. 매번 측정할 때마다 같은 자리에서 측정이 가능하도록 Magnetic Base 부착부에 표시를 한다.
∙ A-517을 원거리에 고정하고 매번 측정할 때마다 같은 자리에서 측정이 가능하도록 Magnetic Base 부착부에 표시를 한다.
∙ (0°의 원거리 값 – 180°의 원거리 값 ) / 2 = Total Vial 오차량의 평균값으로 구할 수 있다. 조정값은 0° 또는 180° 값에 Total Vial 오차량의 평균값을 가감하므로서 정할 수 있다. 두 개의 원거리 값 중 큰 값에서는 평균값을 감(-)하고 작은 값에서는 평균값을 가(+)한다.
∙ 원거리 Target에서 위의 조정값으로 Micro Tilting Screw를 조정한다. (이때 주의할 점은 장축 조정시는 반드시 장축 Micro Tilting Screw를 사용하고, 단축 조정시는 반드시 단축 Micro Tilting Screw을 사용한다).
∙ “-“자 드라이버를 사용하여 Vial 조정용 나사를 미세하게 조정하여 다시 Level을 조정한다.
∙ 본체를 90° 회전하여 다른 축을 상기 2개 항목의 과정을 반복한다.
※ 주의
– 교정용 정반의 평면도는 0.002 per foot이내여야만 한다.
– Target 사이의 거리는 8～10 feet 이상이 좋다.
– Level 조정후 기포가 안정될때까지 10분 이상 경과후, 원하는 조정값을 확인한다.
(3) 장비의 설치와 측정
∙ 측정 계획표의 Laser 설치 위치에 L-104 Floor Stand를 놓고, L-711 레이저 본체를 설치한다. 전원을 켜고 약 30분이상 예열한다.
∙ A-517 Target을 원하는 Bench Mark 위에 고정하고 레이저 Beam을 수광할 수 있도록 길이 조정 Bar를 조정한다. 이때 Target 상부의 Micrometer는 중간 위치에 있도록 한다.
L-711 의 Bubble Level을 Set up한다.
∙ 레이저 하부에 있는 Leveling Screw를 조정하여 Level Bubble이 중앙에 오도록 조정한다. Coarse와 Fine 조정 나사가 하부에 설치되어 장, 단축에 각각 설치되어 있다. 조정 나사의 회전방향과 Bubble 포물선의 이동 방향은 장, 단축에서 서로 반대이므로 유의하여야 한다. 일차 조정후 2～3분 뒤 포물선을 확인하여 만약 일치하지 않으면 재조정 한다.
∙ 프리즘을 통하여 나타나는 Bubble이 일치된 포물선 모양이 되도록 조정한다. 이때 작은 손전등을 사용하여 Bubble을 조정하는데 데이터 측정시는 레이저에 방해가 되지 않도록 손전등을 OFF한다.
∙ A-517 Target을 측정 위치에 놓고 빨간 수광부의 중앙에 레이저가 오도록 조정한다. Read Out이 0이 되도록 Target 상부 Micrometer를 조정한다. 이때 Micrometer의 값을 기록한다. 이 값이 측정하고자 하는 면의 기준값이 된다. 여기서 가장 주의하여야 할 사항은 A-517 Target이 수평을 유지해야 한다는 것이다.
∙ 원하는 측정 위치로 Target을 옮긴다. 이때 착탈식 Magnet의 스위치 방향을 GEN 측으로 항상 향하도록 하여 Magnet 부착 위치가 항상 일정하도록 한다. 다시 Read-out이 0이 되도록 한 후, 변화된 Micrometer값을 기록한다. Read-out 값을 바로 읽지 않고 이와 같은 방법을 사용하는 이유는 장비의 정확도가 0점 부근에서 가장 높기 때문이다.
※ 참조 : 정확도와 정밀도의 개념
측정값의 오차를 이해하는데 꼭 알아야 할 중요한 개념이 있다. 즉 정확도(Accuracy)와 정밀도(Precision) 이다. 정확과 정밀은 종종 서로 같은 뜻으로 사용되기도 하나 사실상 엄격한 차이가 있다.
정밀도는 어느 값을 측정함에 있어 측정의 정교성과 균일성을 표시하는 척도이며, 측정값들의 상대적인 편차가 적으면 그 측정은 정밀하다고 하며, 반대로 편차가 크면 정밀하지 못하다고 말한다. 따라서 정밀도는 측정 과정과 밀접한 관계가 있으며, 측정 장비와 측정 방법에 크게 영향을 받는다. 측정값들의 분포상태가 평균값 주변에 밀집되어 있으면 정밀하고 분포 상태가 널리 퍼져 있으면 정밀하지 못한 것이다. 그러므로 이것은 우연 오차와 매우 밀접한 관계가 있다.
정확도는 측정값이 얼마나 참값에 일치되는가를 표시하는 척도이며, 측정의 정교성이나 균일성과는 아무 관계가 없다. 다만 측정의 결과에 관련된 사항으로서 정오차와 착오를 제거하기 위하여 얼마나 노력을 하였는가에 관련이 있다. 따라서 참값에 대한 어떤 정보나 확신이 없는한 정확도는 논의 될 수 없다.
∙ Bench-Mark Point에 Target을 고정시킬 때 탈착식 Magnet 위에 붙어 있는 Bubble Level의 수평을 꼭 유지해야 한다. Bubble이 Level 상부 유리관에 표시된 기준원을 벗어날 때 측정값의 정확도는 없다. Target의 수평 조절을 위해 특별한 구조로 되어있는데 A-517 Target이 Link-Ball 위에 조립되어 있고 수평 조절 나사를 조정하여 Target 옆에 부착된 Bubble Level의 수평을 정확히 조정할 수 있다.
∙ L-711 레이저 본체에 부착된 Bubble Level의 수평 포물선을 수시로 관찰하여야 한다. 불량시 교정한후 계속 측정한다.
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
– 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.
4 페데스탈 레벨 측정
Pedestal Level Measurement
각 베어링을 지지하고 있는 Pedestal의 변화가 있으면 터빈 축정렬에 직접적인 영향을 미친다. 이 Pedestal의 Level을 측정하여 터빈 기초대의 경년변화를 측정할 수 있다. 만약 이 Pedestal Level의 변화가 없는 상태에서 과년도 축정렬 값에 변화가 있다면 기초 침하가 아닌 다른 원인을 추정할 수 있다.
Pedestal 변화량과 축정렬 값의 변화가 일치하면 기초 침하가 일어났다는 것을 알 수 있는 귀중한 판단자료가 된다. Pedestal의 Level을 Laser Optical 축정렬 시스템으로 측정할 수 있다.
Laser 축정렬 장치에 의한 Pedestal Level 정렬 절차를 Hamar사의 L-711 장비를 기준으로 설명하면 다음과 같다.
∙ Laser 설치 위치에 L-104 Floor Stand를 놓고 L-711 레이저 본체를 설치한다. 전원을 켜고 약 30분 이상 예열한다.
∙ A-517 Target을 원하는 Pedestal 위에 고정하고 레이저 Beam을 수광할 수 있도록 길이 조정 Bar를 조정한다. 이때 Target 상부의 Micrometer는 중간위치에 있도록 한다.
∙ L-711의 Bubble Level을 Set up한다
– 레이저 하부에 있는 Leveling Screw를 조정하여 Level Bubble이 중앙에 오도록 조정한다. Coarse 와 Fine 조정 나사가 하부에 설치되어 장, 단축에 각각 설치되어 있다. 조정 나사의 회전방향과 Bubble 포물선의 이동 방향은 장, 단축에서 서로 반대이므로 유의하여야 한다. 일차 조정 후 2～3분 뒤 포물선을 확인하여 만약 일치하지 않으면 재조정 한다.
– 프리즘을 통하여 나타나는 Bubble이 일치된 포물선 모양이 되도록 조정한다. 이때 작은 손전등을 사용하여 Bubble을 조정하는데, 데이터 측정시는 레이저에 방해가 되지 않도록 손전등을 OFF한다.
∙ A-517 Target을 측정 위치에 놓고, 빨간 수광부의 중앙에 레이저가 오도록 조정한다. Read Out이 0이 되도록 Target 상부 Micrometer를 조정한다. 이때 Micrometer의 값을 기록한다. 이 값이 측정하고자 하는 면의 기준값이 된다. 여기서 가장 주의하여야할 사항은 A-517 Target이 수평을 유지해야 한다는것이다.
∙ 원하는 측정 위치로 Target을 옮긴다. 이때 착탈식 Magnet의 스위치 방향을 GEN측으로 항상 향하도록 하여, Magnet 부착위치가 항상 일정하도록 한다. 다시 Read-out이 0이 되도록한 후, 변화된 Micrometer값을 기록한다. Read-out 값을 바로 읽지 않고 이와 같은 방법을 사용하는 이유는 장비의 정확도가 0점 부근에서 가장 높기 때문이다.
5 페데스탈의 열팽창 측정
Thermal Growth Measurement on Pedestal
터빈은 기동하거나 운전중 Pedestal의 열팽창에 의하여 축정렬에 영향을 줄 정도로 위치변화가 심하다. 이런 변화를 흡수하기 위하여 보통 열팽창량을 감안한 Cold Alignment를 시행한다. 그러나 여러 가지 이유로 설계시 고려한 팽창량과는 다른 팽창이 발생하여 냉각 상태에서 설계치로 축정렬을 실시했다하더라도 실제 정상부하 운전중 축정렬 상태 불량에 의한 진동, 베어링 온도 상승 등 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서 Pedestal에서의 실제 Thermal Growth량의 측정이 필요하게되며 Laser Optical 축정렬 시스템은 이 경우에도 적용 가능하다.
Laser 축정렬 장치에 의한 Pedestal Level 정렬 절차를 Hamar사의 L-711 장비를 기준으로 설명하면 다음과 같다.
∙ Laser 설치 위치에 L-104 Floor Stand를 놓고 L-711 레이저 본체를 설치한다. 전원을 켜고 약 30분 이상 예열한다.
∙ A-517 Target을 원하는 Pedestal 위에 고정하고 레이저 Beam을 수광할 수 있도록 길이 조정 Bar를 조정한다. 이때 Target 상부의 Micrometer는 중간위치에 있도록 한다.
∙ L-711 의 Bubble Level을 Set up한다
– 레이저 하부에 있는 Leveling Screw를 조정하여 Level Bubble이 중앙에 오도록 조정한다. Coarse와 Fine 조정 나사가 장, 단축에 각각 설치되어 있다. 조정 나사의 회전방향과 Bubble 포물선의 이동 방향은 장, 단축에서 서로 반대이므로 유의하여야 한다. 일차 조정 후 2～3분 뒤 포물선을 확인하여 만약 일치하지 않으면 재조정을 한다.
– 프리즘을 통하여 나타나는 Bubble이 일치된 포물선 모양이 되도록 조정한다. 이때 작은 손전등을 사용하여 Bubble을 조정하는데, 데이터 측정시는 레이저에 방해가 되지 않도록 손전등을 OFF한다.
∙ A-517 Target을 측정 위치에 놓고 빨간 수광부의 중앙에 레이저가 오도록 조정한다. Read Out이 0이 되도록 Target 상부 Micrometer를 조정한다. 이때 Micrometer의 값을 기록한다. 이 값이 측정하고자 하는 면의 기준값이 된다. 여기서 가장 주의하여야할 사항은 A-517 Target이 수평을 유지해야 한다는 것이다.
∙ 원하는 측정 위치로 Target을 옮긴다. 이때 착탈식 Magnet의 스위치 방향을 GEN측으로 항상 향하도록 하여, Magnet 부착위치가 항상 일정하도록 한다. 다시 Read-out이 0이 되도록한 후 변화된 Micrometer값을 기록한다. Read-out 값을 바로 읽지 않고 이와 같은 방법을 사용하는 이유는 장비의 정확도가 0점 부근에서 가장 높기 때문이다.
∙ R355C와 A-517 Target을 연결한다. 그리고 자동 데이터 기록을 위해 Read7 프로그램을 작동한다. 데이터를 입력받는 순서는 다음과 같다.
– 현재 위치에서 Read-Out값이 0이 되도록 Alt+Z를 누른다.
– F4 Key를 눌러 Option Menu를 선택한다.
– 3번을 눌러 Stimer Mode를 선택한다. Stimer Menu는 두 가지 Option이 있다.
∙ 데이터를 읽는 시간 간격 기록(분 단위)
∙ 최고값 기록
– 측정 시간의 한계는 정하지 않아도 된다. 측정을 종료하려면 Escape를 누르면 된다.
– 데이터 수집을 원하면 F10을 누른다. 그러면 화면은 자동으로 아래 화면으로 바뀌고 첫 번째 읽은 값이 기록된다.
– 측정이 종료되면 Escape를 눌러 Read Out Screen 모드로 복귀한다.