KR100343928B1 - Method for measuring load of sling rod using natural frequency measurement - Google Patents
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Abstract
본 발명은 슬링로드 하중 측정 방법, 특히, 슬링로드에 걸리는 하중변화에 따라 슬링로드의 고유 진동수가 바뀌게 됨을 이용하여 슬링로드의 하중 점검 실시여부를 신속히 판단할 수 있는 자료를 제공하고, 이를 이용하여 슬링로드의 하중을 쉽게 측정 및 조절 할 수 있도록 한 고유 진동수측정을 이용한 슬링로드 하중 측정 방법에 관한 것으로서, 본 발명 고유 진동수측정을 이용한 슬링로드 하중 측정 방법에 의하면, 슬링로드의 하중을 고유 진동수에 따라 테이블화 한 후 운용자가 하중을 측정하고자 하는 슬링로드의 고유 진동수를 측정하여 슬링로드의 하중을 측정함으로써, 별도로 슬링로드의 하중을 측정하기 위한 장비가 소요되지 않으므로 그에 따른 비용 및 측정 시간이 절감되는 한편, 다수개의 슬링로드의 하중을 쉽게 측정할 수 있다는 효과가 있다.The present invention provides a data that can quickly determine whether the sling rod load check by using the sling rod load measurement method, in particular, by changing the natural frequency of the sling rod according to the load change on the sling rod, The present invention relates to a sling rod load measuring method using a natural frequency measurement to easily measure and adjust a load of a sling rod. According to the sling rod load measuring method using a natural frequency measurement of the present invention, the load of a sling rod is applied to a natural frequency. According to the table, the operator measures the natural frequency of the sling rod to measure the load and measures the load of the sling rod, thus reducing the cost and measurement time accordingly because no equipment for measuring the load of the sling rod is needed. On the other hand, it is easy to measure the load of multiple sling rods. A.
Description
본 발명은 슬링로드 하중 측정 방법에 관한 것으로, 특히, 슬링로드에 걸리는 하중변화에 따라 슬링로드의 고유 진동수가 바뀌게 됨을 이용하여 슬링로드의 하중 점검 실시여부를 신속히 판단할 수 있는 자료를 제공하고, 이를 이용하여 슬링로드의 하중을 쉽게 측정 및 조절 할 수 있도록 한 고유 진동수측정을 이용한 슬링로드 하중 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sling rod load measuring method, and in particular, by using the natural frequency of the sling rod is changed according to the load change on the sling rod to provide a data that can quickly determine whether the load check carried out sling rod, The present invention relates to a sling rod load measuring method using a natural frequency measurement to easily measure and adjust the load of a sling rod using this.
주지하다시피, 본 발명은 화력 발전설비(Fossil Fired Power Plant)중 보일러(Boiler)의 본체(Main Structure)를 지지하고 있는 슬링로드(Sling Rod)의 하중을 측정하고 분석하는 기술에 관한 것이며, 기본 원리는 슬링로드 각각의 고유 진동수(Natural Frequency)를 측정함으로써, 슬링로드에 걸리는 하중을 계산하는 방법으로 이와 같은 방법을 이용하여 보일러 전체에 걸리는 하중상태를 검사하고, 조절하는 "슬링로드 건전성 평가(Estimation Of Sling Rod Integrity)" 방법에 관한 것이다.As is well known, the present invention relates to a technique for measuring and analyzing a load of a sling rod supporting a main structure of a boiler in a fossil fired power plant. The principle is to calculate the load applied to each sling rod by measuring the natural frequency of each sling rod. By using this method, the load condition of the entire boiler can be inspected and adjusted. Estimation Of Sling Rod Integrity) ".
종래 슬링로드 하중측정 장치는 도 1 에 도시한 바와 같이, 각 슬링로드의 규격별로 플랜지 보스 지그(a)를 제작하여 슬링로드의 상부에 형성되어 있는 볼트(d)에 최소 20산 이상 단단히 조여서 조립한다.Conventionally, the sling rod load measuring device is manufactured by assembling a flange boss jig (a) according to the specifications of each sling rod and tightening at least 20 mounts to a bolt (d) formed on the upper part of the sling rod. do.
이어서, 플랜지 보스 지그의 상부 표면에 슬링로드의 변위를 측정하기 위한다이얼 게이지(b)를 설치하고, 유압잭(c)에 도시하지 않은 유압호스와 유압펌프 및 압력게이지(Pressure)를 연결한 후 유압펌프를 작동시켜 상기 슬링로드를 들어 올려 압력 및 변위를 측정한다.Subsequently, a dial gauge (b) is installed on the upper surface of the flange boss jig to measure the displacement of the sling rod, and the hydraulic jack (c) is connected to a hydraulic hose (not shown), a hydraulic pump, and a pressure gauge. Operate the pump to lift the sling rod to measure pressure and displacement.
이때, 측정된 압력 및 변위는 도 2 에 도시한 바와 같이, 그래프 용지 또는 그래픽 툴(예 : Excel)을 이용하여 압력(x축), 변위(y축)의 그래프를 작성하고, 이때 슬링로드에 가해지는 압력은 슬링로드의 규격에 따라 200 ~ 1000psi 간격으로 압력을 상승시키며, 압력에 해당하는 다이얼 게이지(b)의 눈금으로 곡선을 작성한다.At this time, the measured pressure and displacement, as shown in Figure 2, using a graph paper or a graphical tool (for example, Excel) to create a graph of pressure (x-axis), displacement (y-axis), at this time to the sling rod The applied pressure increases the pressure at intervals of 200 to 1000 psi according to the specifications of the sling rod, and a curve is made with the scale of the dial gauge (b) corresponding to the pressure.
한편, 슬링로드의 하중 계산은 도 2 에서 기울기가 변하는 구간의 측정 데이터를 외삽하여 압력축과 만나는 점을 찾은 후 압력축과 만나는 점에서의 압력과 사용한 유압잭(c)의 실린더 면적을 곱하여 하중을 계산하고, 각각의 슬링로드에 대하여 위의 절차를 적용하여 로드가 지탱하고 있는 실제 하중을 측정한다.On the other hand, the load calculation of the sling rod extrapolates the measurement data of the section in which the slope changes in FIG. 2 to find the point where it meets the pressure axis, and then multiplies the pressure by the pressure at the point where it meets the pressure axis and the cylinder area of the used hydraulic jack (c). Calculate and measure the actual load the rod is carrying by applying the above procedure for each sling rod.
그러나, 상기와 같은 종래 슬링로드 하중 측정 장치는 하중측정에 필요한 장비(유압잭 셋트, 게이지, 유압호스 등)가 많이 필요하고, 각 슬링로드의 하중을 개별적으로 측정하기 때문에 측정 시간 및 비용이 많이 소요된다.However, the conventional sling rod load measuring device as described above requires a lot of equipment (hydraulic jack set, gauge, hydraulic hose, etc.) necessary for load measurement, and takes a lot of measurement time and cost because each load of each sling rod is individually measured. do.
또한, 슬링로드의 손상이나 어떤 필요에 의해 로드의 하중 상태를 알아야 할 경우 전체적인 하중 측정을 해야하는 문제가 있고, 하중 측정시 과도한 유압잭의 작동으로 인한 슬링로드의 절손이나 관련부재의 손상 등에 대한 위험성을 내포하고 있다는 문제점이 있었다.In addition, if the load state of the rod is to be known due to damage or any need of the sling rod, there is a problem that the overall load should be measured, and there is a risk of damage to the sling rod or damage to related members due to excessive hydraulic jack operation. There was a problem with nesting.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 슬링로드의 고유 진동수를 측정하여 슬링로드의 하중을 측정함으로써, 측정시간 및 비용을 절감하는 한편, 슬링로드의 전체하중을 용이하게 측정 할 수 있도록 한 고유 진동수측정을 이용한 슬링로드 하중 측정 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention is to solve the conventional problems as described above, an object of the present invention by measuring the natural frequency of the sling rod to measure the load of the sling rod, while reducing the measurement time and cost, It is to provide a sling rod load measuring method using the natural frequency measurement to easily measure the total load.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 고유 진동수 측정을 이용한 슬링로드 하중 측정 방법은, 부대설비들의 하중을 지탱하는 철구조물과, 너트를 통해 부대설비들의 하중을 철구조물에 전달하는 슬링로드와, 상기 슬링로드에 체결되어 각각 내부에 증기가 흐르는 파이프, 헤더 및 튜브 등의 부대설비와, 상기 슬링로드의 일측에 결합되어 진동을 발생시키는 가진기와, 상기 슬링로드의 타측에 결합되어 슬링로드의 고유 진동수를 감지하는 감지부와, 상기 감지부에서 출력된 감지신호를 입력받아 슬링로드에 걸리는 하중 및 고유 진동수를 측정하는 데이터 취득시스템 및 데이터 분석기를 이용하여 슬링로드의 하중을 측정하는 방법에 있어서,다수의 슬링로드중 기준으로 잡은 대상 슬링로드의 하중을 유압잭을 이용하여 측정하는 하중 측정단계와; 유압잭을 이용하여 하중을 측정한 대상 슬링로드의 고유 진동수를 측정하기 위해 상기 가진기가 대상 슬링로드의 일측에 결합되어 진동을 발생시키는 진동발생 단계와; 상기 감지부가 대상 슬링로드의 타측에 결합되어 상기 가진기의 진동에 따른 대상 슬링로드의 고유 진동수를 감지하는 고유 진동수 감지단계와; 상기 데이터 취득시스템 및 데이터 분석기가 상기 유압잭 및 감지부를 통해 측정된 대상 슬링로드의 하중과 고유 진동수의 상관관계를 이용하여 데이터를 테이블화하는 데이터 테이블화 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Sling rod load measuring method using the natural frequency measurement of the present invention in order to achieve the above object, a sling rod for transmitting the load of the auxiliary facilities through the nut, the steel structure to support the load of the auxiliary facilities, and Attached to the sling rod and each of the auxiliary equipment, such as pipes, headers and tubes through which steam flows, coupled to one side of the sling rod to generate vibration, coupled to the other side of the sling rod inherent in the sling rod In the method for measuring the load of the sling rod by using a sensing unit for detecting the frequency, a data acquisition system and a data analyzer for measuring the load and natural frequency applied to the sling rod by receiving the detection signal output from the sensing unit, A load measuring stage that measures the load of the target sling rod, which is taken as a reference among a plurality of sling rods, using a hydraulic jack And; A vibration generating step of generating the vibration by combining the exciter with one side of the target sling rod to measure the natural frequency of the target sling rod measured the load using a hydraulic jack; A natural frequency sensing step of detecting the natural frequency of the target sling rod according to the vibration of the exciter by being coupled to the other side of the target sling rod; The data acquisition system and the data analyzer comprises a data table step of tabulating the data by using the correlation between the load and the natural frequency of the target sling rod measured by the hydraulic jack and the sensing unit.
도 1 은 종래의 슬링로드 하중 측정 장치를 나타낸 구성도,1 is a configuration diagram showing a conventional sling rod load measuring device,
도 2 는 종래의 슬링로드 하중 계산을 하기 위한 그래프법을 나타낸 도면,2 is a view showing a graph method for calculating a conventional sling rod load,
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 고유 진동수측정을 이용한 슬링로드 하중 측정 방법을 구현하기 위한 장치를 나타낸 구성도,3 is a block diagram showing an apparatus for implementing a sling rod load measuring method using a natural frequency measurement according to an embodiment of the present invention,
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 고유 진동수측정을 이용한 슬링로드 하중 측정 방법을 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a sling rod load measuring method using a natural frequency measurement according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 철구조물 200 : 슬링로드100: steel structure 200: sling rod
300 : 부대설비 400 : 가진기300: Additional facilities 400: Exciter
500 : 감지부500: detector
600 : 데이터 취득시스템 및 데이터 분석기600: data acquisition system and data analyzer
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 본 발명의 고유 진동수측정을 이용한 슬링로드 하중 측정 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a sling rod load measuring method using natural frequency measurement according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 고유 진동수 측정을 이용한 슬링로드 하중 측정 방법을 구현하기 위한 장치를 나타낸 구성도이고, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 고유 진동수 측정을 이용한 슬링로드 하중 측정 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a block diagram showing an apparatus for implementing a sling rod load measuring method using a natural frequency measurement according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a sling rod using a natural frequency measurement according to an embodiment of the present invention It is a flowchart which shows the load measuring method.
본 발명은 도 3 에 도시한 바와 같이, 철구조물(100), 슬링로드(200), 부대설비(300), 가진기(400), 감지부(500), 및 데이터 취득시스템 및 데이터 분석기(600)로 구성되어 있으며, 상기 철구조물(100)은 상기 부대설비(300)를 포함하여 보일러전체의 하중을 지탱하는 역할을 하고, 상기 슬링로드(200)는 파이프, 헤더 및 튜브등과 같은 상기 부대설비(300)들의 하중을 너트를 통해 상기 철구조물(100)에 전달하는 역할을 한다.As shown in Figure 3, the present invention, the steel structure 100, the sling rod 200, the auxiliary equipment 300, the exciter 400, the detector 500, and the data acquisition system and data analyzer 600 The steel structure 100 serves to support the entire load of the boiler including the auxiliary facilities 300, and the sling rod 200 is the unit such as a pipe, a header, and a tube. It serves to transmit the load of the equipment 300 to the steel structure 100 through the nut.
또한, 상기 부대설비(300)는 내부에 증기가 흐르는 파이프, 헤더 및 튜브 등으로 구성되어 상기 슬링로드(200)의 하부에 체결되고, 상기 가진기(400)는 상기 슬링로드(200)의 일측에 결합되어 진동을 발생시킴과 동시에 그 진동을 상기 슬링로드(200)에 가해주는 역할을 한다.In addition, the auxiliary equipment 300 is composed of a pipe, a header and a tube through which steam flows, and is fastened to the lower portion of the sling rod 200, and the vibrator 400 is one side of the sling rod 200. It is coupled to generate a vibration and at the same time serves to apply the vibration to the sling rod 200.
이어서, 상기 감지부(500)는 상기 슬링로드(200)의 타측에 결합되어 상기 가진기(400)로부터 가해지는 진동에 의한 상기 슬링로드(200)의 고유 진동수를 감지하여 상기 데이터 취득시스템 및 데이터 분석기(600)로 출력하는 역할을 하고, 상기 데이터 취득시스템 및 데이터 분석기(600)는 상기 감지부(500)로부터 상기 슬링로드(200)에 대한 고유 진동수를 입력받음과 동시에 그 고유 진동수를 미리 저장된 데이터 테이블에 대응시켜 상기 슬링로드(200)에 걸리는 하중을 측정하는 역할을 한다. 여기서, 상기 데이터 취득시스템 및 데이터 분석기(600)는 먼저, 종래의 슬링로드 하중 측정 방법인 유압잭(C)을 통해 다수의 슬링로드(200)중 기준으로 잡은 대상 슬링로드(200)의 하중값과 상기 가진기(400)와 감지부(500)를 통해 측정한 대상 슬링로드(200)의 고유 진동수 값을 입력받음과 동시에 그 하중값과 고유 진동수 값의 상관관계를 통한 데이터를 테이블화하여 미리 저장하고 있다.Subsequently, the detection unit 500 is coupled to the other side of the sling rod 200 to detect the natural frequency of the sling rod 200 due to the vibration applied from the vibrator 400 to the data acquisition system and data. Outputs to the analyzer 600, the data acquisition system and the data analyzer 600 receives the natural frequency for the sling rod 200 from the detection unit 500 and at the same time pre-stored the natural frequency Corresponding to the data table serves to measure the load on the sling rod 200. Here, the data acquisition system and the data analyzer 600, first, the load value of the target sling rod 200 is taken as a reference among the plurality of sling rods 200 through the hydraulic jack (C) which is a conventional sling rod load measurement method While receiving the natural frequency value of the target sling rod 200 measured by the exciter 400 and the sensing unit 500, and storing the data through a correlation between the load value and the natural frequency value in advance Doing.
이하, 상기와 같이 구성된 고유 진동수측정을 이용한 슬링로드 하중 측정 방법의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the sling rod load measuring method using the natural frequency measurement configured as described above is as follows.
슬링로드(200)는 파이프, 헤더 및 튜브등으로 이루어진 부대설비(300)들의 하중을 철구조물(100)의 너트를 통해 전달해 준다.The sling rod 200 transmits the load of the auxiliary equipment 300 consisting of a pipe, a header and a tube through the nut of the steel structure 100.
이때, 상기와 같이 구성된 화력 발전설비에 설치된 상기 슬링로드(200)의 하중을 운용자가 측정하고자 하는 경우, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 운용자는 먼저 종래의 슬링로드 하중 측정 방법에서의 유압잭(C)을 이용하여 다수의 슬링로드(200)중 기준으로 잡은 대상 슬링로드(200)의 하중을 측정한 후(S100), 그 측정된 대상 슬링로드(200)의 하중 값을 상기 데이터 취득시스템 및 데이터 분석기(600)로 출력한다. 이어서, 상기 가진기(400)는 상기 대상 슬링로드(200)의 일측에 결합된 상태에서 진동을 발생시켜 상기 대상 슬링로드(200)로 전달한다(S200).At this time, when the operator wants to measure the load of the sling rod 200 installed in the thermal power plant configured as described above, as shown in Figure 3 and 4, the operator first in the conventional sling rod load measurement method After measuring the load of the target sling rod 200, which is taken as a reference among the plurality of sling rods 200 by using the hydraulic jack C (S100), the load value of the measured target sling rod 200 is obtained by the data. Output to the system and data analyzer 600. Subsequently, the vibrator 400 generates vibration in a state coupled to one side of the target sling rod 200 and transmits the vibration to the target sling rod 200 (S200).
그러면, 상기 슬링로드(200)의 타측에 결합된 상기 감지부(500)는 상기 가진기(400)로부터 발생된 진동을 상기 대상 슬링로드(200)를 통해 고유 진동수를 감지한 후(S300), 상기 대상 슬링로드(200)를 통해 감지된 고유 진동수를 상기 데이터 취득시스템 및 데이터 분석기(600)로 출력한다. 이어서, 상기 데이터 취득시스템 및 데이터 분석기(600)는 상기 유압잭(c) 및 감지부(500)를 통해 측정된 상기 대상 슬링로드(200)의 하중과 고유 진동수를 입력받음과 동시에 그 대상 슬링로드(200)의 하중과 고유 진동수의 상관관계를 이용하여 다수의 슬링로드(200)의 하중 측정시 필요한 고유 진동수에 대한 데이터를 테이블화 한다(S400).Then, the sensing unit 500 coupled to the other side of the sling rod 200 detects the natural frequency through the target sling rod 200 by detecting the vibration generated from the vibrator 400 (S300), The natural frequency detected by the target sling rod 200 is output to the data acquisition system and the data analyzer 600. Subsequently, the data acquisition system and the data analyzer 600 receive the load and the natural frequency of the target sling rod 200 measured by the hydraulic jack c and the sensing unit 500, and at the same time, the target sling rod ( Using the correlation between the load of the 200 and the natural frequency, data on the natural frequency necessary for measuring the load of the plurality of sling rods 200 is tabled (S400).
이때, 상기 데이터 취득시스템 및 데이터 분석기(600)는 상기 감지부(500)를 통해 동일규격의 슬링로드(200)에서 측정되는 고유 진동수를 입력받음과 동시에 그 고유 진동수를 상기 데이터 테이블화 단계(S400)에서 작성한 데이터 테이블과 비교한 후 그에 상응한 상기 슬링로드(200)의 하중을 출력한다.따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 고유 진동수 측정을 이용한 하중 측정 방법에 의하면, 동일 규격의 슬링로드(200)에 대해서는 상기 감지부(500)를 통한 고유 진동수 만의 측정을 통해 다수의 슬링로드(200)에 작용하는 하중을 쉽게 구할 수 있다.At this time, the data acquisition system and the data analyzer 600 receives the natural frequency measured by the sling rod 200 of the same standard through the detection unit 500 and at the same time the natural frequency of the data table (S400) The load of the sling rod 200 corresponding thereto is output after comparison with the data table prepared in the above. Thus, according to the load measuring method using the natural frequency measurement according to an embodiment of the present invention, the sling rod of the same standard For 200, the load acting on the plurality of sling rods 200 can be easily obtained by measuring only the natural frequency through the detector 500.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명 고유 진동수측정을 이용한 슬링로드 하중 측정 방법은, 슬링로드의 하중을 고유 진동수에 따라 테이블화 한 후 운용자가 하중을 측정하고자 하는 슬링로드의 고유 진동수를 측정하여 슬링로드의 하중을 측정함으로써, 별도로 슬링로드의 하중을 측정하기 위한 장비가 소요되지 않으므로 그에 따른 비용 및 측정 시간이 절감되는 한편, 다수개의 슬링로드의 하중을 쉽게 측정할 수 있다는 효과가 있다.As described above, in the sling rod load measuring method using the natural frequency measurement according to the present invention, after the load of the sling rod is tabled according to the natural frequency, the operator measures the natural frequency of the sling rod to measure the load of the sling rod. By measuring the load, since the equipment for measuring the load of the sling rod is not required separately, cost and measurement time are reduced accordingly, and the load of the plurality of sling rods can be easily measured.
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| KR20010048159A (en) | 2001-06-15 |
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