DE3238089A1 - Geraet zur detektion von korrosionsschaeden an stahlseilfoerdergurten - Google Patents

Description

• Gerät zur Detektion von Korrosionsschäden an Stahlseilfördergurten
• Die Erfindung betrifft ein Gerät zur berührungslosen Kontrolle des Zustandes der Stahlseile in Fördergurten, bezüglich Korrosion und geometrisch richtiger Lage.
• Stahiseilgurte werden, vor allem im untertägigen Betrieb, mit aggressiven Wässern beaufschlagt. Geringfügige Deckplattenverletzungen können deshalb zu erheblicher Korrosion an den Stahl seilen führen.
• Diese Schäden sind von außen oft nicht erkennbar und können zu einem nicht vorhersehbareb Zeitpunkt zum Reißen des Gurts führen.
• Neben einer Produktionsunterbrechung besteht hierbei Gefahr für Leib und Leben von Personen, besonders dann, wenn der betroffene Gurt auch für die Personenbefahrung eingesetzt wird.
• Aus dieser Problematik resultiert das Bedürfnis den Zustand der Stahlseile, mit Hilfe eines zuverlässigen Verfahrens, möglichst während des laufenden Betriebs, in regelmäßigen Abständen zu überwachen.
• Zur Überwachung der Seile in Schachtförderanlagen ist ein induktives Verfahren bekannt, bei dem der gesamte Seil querschnitt mit einer Feldspule durchmagnetisiert wird und die durch Drahtbrüche hervorgerufene Deformation der Flußlinien durch eine oder mehrere um das Seil gelegte Aufnehmerspulen als Spannungsänderung detektiert wird. Voraussetzung dafür ist eine konstante Seil geschwindigkeit.
• Mit dieser Anordnung lassen sich in Gummi eingebettete Seile nicht untersuchen.
• In Abwandlung dieser Methode ist von Harrison ein induktives Detektionsverfahren vorgeschlagen worden. Der Sensor besteht dabei aus einem Joch mit einer Primär- und einer Sekundärspule, ähnlich einem Transformator. Das nach einer Seite offene Joch wird parallel zur Gurtoberfläche und zur Seillängsachse geführt und die Primärspule mit einer Wechselspannung erregt (aktive Spule). Die im Gurt liegenden Seile beeinflussen den Feldlinienverlauf durch das Joch, sodaß ein Fehlen eines oder mehrerer Seile eine Spannungsänderung in der Sekundärspule (passive Spule) bewirken.
• Zur Ortung von Metallteilen sind ferner sog. Metallsuchgeräte bekannt, die zB. auf Flughäfen zur Personenkontrolle eingesetzt werden.
• Diese Geräte besitzen für die Oberwachung einzelner Seile auf Korrosion eine zu geringe Empfindlichkeit und Richtwirkung.
• Bekannt ist weiterhin die Ultraschallprüfung eines Fördergurts. Hierbei ist im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Verfahren ein physikalischer Kontakt des Impulskopfes mit der Gurtoberfläche erforderlich.
• Für die Detektion von Korrosionsschäden ist die Ultraschall-Methode kaum anwendbar, da ihre Wirkung auf der Schall reflexion an Phasengrenzen basiert. Ein Korrosionsschaden stellt in diesem Sinne ebenso eine Phasengrenze dar, wie ein intakter Gummi -Stahl -Verbund bei einem nicht korrodierten Seil.
• Bekannt ist außerdem Korrosionsschäden mit Hilfe von Röntgenaufnahmen sichtbar zu machen. Hierbei wird die unterschiedliche Absorption von Gummi und Stahl ausgenutzt.
• Die Gurtprüfung vor Ort, also insbesondere Untertage, macht neben einer einfachen Handhabung, kleinen Abmessungen und geringem Gewicht, einen Schlagwetterschutz bzw. die Eigensicherheit notwendig.
• Sowohl Röntgengeräte als auch Impulsschallgeräte arbeiten mit Spannungen von einigen kV bis einigen 10 kV.
• Die induktive Methode nach Harrison erfordert zwar zur Aufmagnetisierung des Jochs nur kleine Ströme und Spannungen, ein gravierendes Problem stellt jedoch die Kleinheit des Nutzsignals dar. Die in der Sekundärspule induzierte Spannung wird im wesentlichen durch Streuflüsse bestimmt, sodaß die Beschaffenheit der zu untersuchenden Seile nur minimale Spannungsänderungen in der Sekundärspule hervorruft.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein einfaches Gerät zu schaffen, mit dem die Kontrolle der Stahlseile auf Korrosion und geometrische Lage auf einfache Weise möglich ist und das mit niedrigen Spannungen und Strömen betrieben werden kann.
• Es versteht sich von selbst, daß ein solches Gerät auch für verwandte Aufgaben, wie zB. die Kontrolle der Bewehrungen auf Korrosion an Stahlbetonträgern usw., benutzbar ist.
• Gegenüber dem induktiven Verfahren von Harrison ergibt sich der Vorteil, daß, bedingt durch das prinzipbedingte Fehlen des Jochs und der zweiten Spule, das erfindungsgemäße Gerät in beliebiger Richtung über den Gurt geführt werden kann und Fluchtungsfehler bezüglich der Seilachse nicht zu Meßfehlern führen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verstimmung eines Schwingkreises, aus Spule und Kapazität, der in üblicher Weise mit einem Oszillator rückgekoppelt ist, bezüglich eines Referenzoszillators, als Maß für den korrosionsbedingten Massenverlust eines Seils benutzt wird.
• Im folgenden wird die Erfindung am Ausführungsbeispiel eines Handgeräts unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 näher beschrieben.
• Eine Spule (4) mit Ferritkern (5), deren geometrische Maße und deren Induktivität auf den Durchmesser der zu untersuchenden Seile (2) so abgestimmt sind, daß die Wirkung auf ein einzelnes Seil fokussiert ist, wird über die Oberfläche des Fördergurts (1) geführt. Die Einhaltung eines konstanten Abstandes der Detektorspule (4) von der Seilachse wird zB. mit Hilfe der Rollen (9) gewährleistet.
• Fig. 2 verdeutlicht an Hand eines Blockbildes die Funktion der elektronischen Schaltung. Sie besteht im wesentlichen aus einem Schwingkreis mit der eigentlichen Detektorspule, zwei Oszillatoren, einem Phasenkomparator, einem Frequenz-Spannungswandler und einem Anzeigeinstrument.
• Die Frequenz des Referenzoszillators wird für den Nullabgleich des Geräts automatisch auf die momentane Resonanzfrequenz des Schwingkreises abgestimmt.
• Spule (4), elektronische Schaltung und Anzeige (7) sind in einem gemeinsamen Gehäuse (8) untergebracht. Der Gehäuseteil (6) für die Spule wird zweckmäßigerweise in einem Material ausgeführt, das den Feldlinienverlauf nicht beeinflußt.
• In dem ausgeführten Beispiel nach Fig. 1 liegt die Resonanzfrequenz des Schwingkreises bei 40 kHz, die Induktivität der Spule bei 5 mH, die Betriebsspannung bei 9V und die Stromaufnahme bei weniger als 10 mA, so daß ein Batteriebetrieb problemlos möglich ist.
• Eine Abwandlung dieses Geräts zu einer stationären Anordnung zeigt Fig.
• 3. Durch eine auf die Seilteilung abgestimmte Spulenzahl kann die gesamte Gurtbreite in einem Durchlauf überwacht werden.
• Abhängig von der geforderten Auflösung kann mit einem grösseren Spulendurchmesser die Anzahl der Spulen zB. halbiert werden.
• Probleme durch Obersprechen sind durch seriellen Betrieb der Spulen (4) und durch Abschirmung innerhalb des Gehäuses (6) zu vermeiden.
• Die elektronische Schaltung, entsprechend Fig. 2 bleibt, mit Ausnahme eines vorgeschalteten Multiplexers, davon unberührt.
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Claims (3)

1. Patentansprüche Detektionsgert für Korrosionsschäden an Zugträgern aus Stahl, insbesondere Stahl seile in Gummifördergurten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwingkreis, abhängig von der Veränderung der chemischen Zusammensetzung, insbesondere dem korrosionsbedingten Masseverlust eines oder mehrerer Seile, verstimmt wird, wobei die Feldlinien einer oder mehrerer Detektorspulen (4) so fokussiert sind, daß die Wirkung einer Spule auf je ein bis drei Seile (2) begrenzt ist und dadurch die für Reparaturarbeiten erforderliche Auflösung auch kleinerer Korrosionsstellen (3) durch Vergleich der Phasenlagen zweier Oszillatoren erreicht werden kann.
2. 2. Detektionsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine, der Seilteilung angepasste, stationäre Vielfachanordnung von Detektorspulen (4) die gleichzeitige Oberwachung der vollen Breite eines laufenden Fördergurts (1) möglich wird, wobei die einzelnen Spulen parallel oder seriell betrieben werden und innerhalb des Gehäuses (6) gegeneinander geschirmt sind.
3. 3. Detektionsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß gleichförmige Signaländerungen, die zB. durch Abstandsschwankungen beim Führen eines Handgeräts über den Gurt, oder durch Gurtschwingungen hervorgerufen werden, durch eine adaptive Regelung, die in bestimmten, wählbaren Grenzen einen automatischen Phasenabgleich vornimmt, kompensiert werden.