Große Hubkolben-Verbrennungsmotoren und Endoskope haben eine lange und interessante Geschichte. Wussten Sie, dass die Entwicklung industrieller Endoskope von Hubkolben-Verbrennungsmotoren inspiriert wurde? Und mittlerweile sind Endoskope ein wesentlicher Bestandteil des Toolkits zur Prüfung von Hubkolben-Verbrennungsmotoren.
In einer Blogbeitrags-Reihe zu Hubkolben-Verbrennungsmotoren werden die Verflechtungen von Endoskopen mit diesen Verbrennungsmotoren erklärt. Im Folgenden werde ich erklären, wie Endoskope den Bedarf an qualitativ hochwertigen Sichtprüfungen dieser komplizierten Maschinen erfüllt haben. Sie erfahren auch, welche Rolle Endoskope bei der Verbesserung von Sicherheitsprüfungen durch die Bereitstellung wichtiger visueller Informationen über den Zustand von Motorkomponenten, ohne eine Demontage, gespielt haben.
Lassen Sie uns zunächst eine kleine Zeitreise unternehmen…
Die Entstehungsgeschichte des Endoskops
Große Hubkolben-Verbrennungsmotoren gibt es seit dem Beginn des 20. Jahrhunderts, als die Technologie rasant expandierte, sich weiterentwickelte und immer komplexer wurde. Die Reparatur dieser Motoren, die in vielen Branchen eingesetzt wurden, war kostspielig und zeitaufwändig. Regelmäßige Wartungen und Prüfungen zur Erkennung von Fehlern, bevor diese den Betrieb beeinträchtigten, wurden unentbehrlich. Leider mussten dafür häufig komplette Demontagen durchgeführt werden, die sehr viel Zeit in Anspruch nahmen und nicht kosteneffizient waren.
Doch nur 20 Jahre nach dem Zweiten Weltkrieg entwickelten zwei amerikanische Physiker ein Werkzeug, das Sicherheitsprüfungen, insbesondere für komplizierte Maschinen wie Hubkolben-Verbrennungsmotoren, für immer revolutionieren sollte. Mit der Entwicklung des Endoskops konnten Anwender eine klare Sicht auf enge, schwer zugängliche Hohlräume erhalten, wofür zuvor eine vollständige Demontage erforderlich gewesen wäre.
Das erste Endoskopdesign war jedoch noch relativ begrenzt einsetzbar, da es aufgrund seiner Form und Größe nur in bestimmte Bereiche passte. Diese Einschränkungen führten dazu, dass das Design des Werkzeugs weiterentwickelt wurde.
Arten von Endoskopen
Mit der Komplexität der Ausrüstung für Sichtprüfungen hat auch die Nachfrage nach Endoskopen mit größerer Mobilität, Sehschärfe und Vielseitigkeit zugenommen. Heute gibt es drei Haupttypen von Endoskopen: starre Endoskope, flexible Endoskope und Videoskope.
Der erste Endoskoptyp für industrielle Zwecke war das starre Endoskop, bei dem es sich um nicht flexible Endoskope aus poliertem Edelstahl handelte. Auch wenn diese Innovationen damals einen erheblichen Fortschritt darstellten, waren sie immer noch sehr eingeschränkt zu nutzen und konnten unzugänglichere Teile verschiedener Geräte, wie etwa Motorhohlräume in einer Krümmung, nicht gut erreichen.
Dies gab den Anstoß für flexible Glasfaser-Endoskope, die Glasfaseroptiken nutzten, um dem Endoskop mehr Flexibilität zu verleihen. Glasfaser-Endoskope nutzten ein flexibles Einführungsteil und Glasfaserbündel zur Übertragung von Bildern, sodass Prüfer Bereiche mit Ecken und Krümmungen erreichen konnten. Es besteht sogar die Möglichkeit, Zusatzgeräte, wie zusätzliche Lichtquellen und Adapterkits, hinzuzufügen.
Heutzutage sind Videoskope aufgrund von Vielseitigkeit, Bedienerfreundlichkeit und Bild- und Videoaufnahme die hochmodernen Endoskope für die Sichtprüfung. Ein Videoskop kann beispielsweise eine Echtzeit-Prüfung schneller und mit weniger Zubehör aufzeichnen und bietet auch ohne Beleuchtung eine höhere Bild- und Videoqualität (Abbildung 1).
Abbildung 1: Hauptmerkmale von starren Endoskopen, Glasfaser-Endoskopen und Videoskopen im Vergleich.
Deshalb sind Endoskope für die Wartung eines Motors unerlässlich
Hubkolben-Verbrennungsmotoren werden in vielen Industriezweigen zur Stromerzeugung oder zum Antrieb mechanischer Geräte, wie Propellerwellen und Pumpen, eingesetzt.
Für eine optimale Nutzung, Sicherheit und die kontinuierliche Lebensdauer solch großer Maschinen ist es wichtig, über den Zustand jeder einzelnen Komponente auf dem Laufenden zu sein. Dies erfordert die Überprüfung der Komponenten auf Anzeichen von Beschädigung oder Fehlern, idealerweise ohne Demontage. Die Verfahren zur Messung von Anlagenkomponenten werden als Zustandsüberwachung (Condition Monitoring, CM) bezeichnet. Jedes Zustandsüberwachungsverfahren liefert eine bestimmte Art von Informationen über den Motor und ist einzeln und in Kombination nützlich. Diese Verfahren werden beispielsweise häufig für Hubkolben-Verbrennungsmotoren verwendet:
- Instrumentierung: Sensoren in Motoren überwachen kontinuierlich Parameter, wie Temperatur, Druck, Vibration, Abgaszusammensetzung usw.
- Altölanalyse: Regelmäßige Entnahme und Laboranalyse von Ölproben, die eine Verschlechterung des Öls oder das Vorhandensein von Partikeln durch mögliche Verunreinigungen, Verschleiß oder Beschädigungen erkennen lassen.
- Sichtprüfung mit einem Endoskop: Sichtprüfung von Teilen im Motor, ohne eine erforderliche Demontage.
- Demontage: Demontage von Teilen oder des gesamten Motors zur Prüfung, Überholung oder zum Austausch von Komponenten.
Da es sich bei der Instrumentierung und Altölanalyse um nicht-invasive Techniken handelt, die den normalen Betrieb nicht beeinträchtigen, werden sie allgemein als erster Schritt der Zustandsüberwachung angesehen. Die durch diese Techniken bereitgestellten Informationen sind jedoch nicht immer ausreichend, sodass häufig routinemäßige Sichtprüfungen mit einem Endoskop erforderlich sind, entweder als Teil vorbeugender Wartungsstrategien oder als Hilfsmittel bei der reaktiven Wartung.
Abbildung 2: Darstellung der Verbrennungsräume (Zylinder)
Hauptsächlich wird bei der Sichtprüfung mit einem Videoskop eines Hubkolben-Verbrennungsmotors der Verbrennungsraum, auch als Zylinder bezeichnet, geprüft (Abbildung 2). Da die Komponenten rund um den Brennraum hohem Druck und hohen Temperaturen ausgesetzt sind, müssen sie regelmäßig auf Beschädigungen und Verschleiß überprüft werden.
Videoskope liefern hochauflösende Bilder von schwer erreichbaren Bereichen, um Probleme, wie Korrosion, Verstopfungen und Risse, in wichtigen Komponenten zu erkennen – und alles ohne Demontage. Videoskope ermöglichen Prüfern analytische Messungen gezielter und zugänglicher durchzuführen, sodass sie von Anfang an bessere Entscheidungen treffen und so Kosten und Zeit sparen können.
Die IPLEX G Lite und IPLEX GT Videoskope aus dem RVI-Portfolio (Remote Visual Inspection) von Evident werden für die Sichtprüfung von Hubkolben-Verbrennungsmotoren empfohlen. Mit beiden Videoskopen können Bilder von hoher Qualität erzeugt werden, die eine Bewertung der Komponenten und Berichterstellung ermöglichen.
Freuen Sie sich auf den nächsten Blogartikel dieser Reihe über Endoskope und Hubkolben-Verbrennungsmotoren.
