视频内窥镜在电站设备无损检测中的应用

　　1　前言

　　采用工业内窥镜对设备内部进行远距离目视检查,作为有效保证设备安全运行、提高检修可靠性的无损检测手段之一,目前已广泛应用于火力发电站的锅炉、汽轮机、发电机设备检修的各个领域中。工业内窥镜主要有三大类产品。

　　1.1　直杆硬性镜

　　结构简单、方便快捷、价格便宜、成像清晰稳定;但不能弯曲,只能通过目镜观察,多用于结构简单、尺寸较小的设备。是工业内窥镜的初级产品,应用范围较小,多用于检测条件单一、重复检测的工作环境,如锅炉受热面管排制作中短节对接焊缝根部的目视检测。

　　1.2　光纤内窥镜

　　通过光导纤维将CCD目镜的图像传送到主机,处理成图像信号,在监视器上显示出来,检测距离可以达到几米,通过牵引机构,可改变目镜的角度,可有一定的弯曲角。缺点是图像由光纤传送,有一定损耗,分辨率低,图像清晰度较差;镜头可控性低,不能灵活的控制镜头的位置和方向。

　　1.3　视频内窥镜

　　这种内窥镜分为两大类,一类是柔性探头数字式便携视频内窥镜,工作长度最长可达7～8 m,探头采用电动+气动导向等新技术,可控制探头的方向;CCD镜头采用高分辨率镜头,可获得500线以上的清晰度,45倍以上的放大倍数;定量测量物镜采用了“阴影测量系统”,有“距离”、“斜线”、“深度”三种测量功能模式,非接触式绝对测量,无须被检测物提供参照系,可由探头投射到被检测物表面的阴影线的不同位置自行精确标定,直接测量内窥图像上点到点、点到线的距离及两个平面之间的垂直深度。

　　另一类是视频内窥镜爬行器(见图1),工作长度最长可达150 m,爬行器可携带直视镜头、旋转镜头、辅助大灯、回收工具,六轮驱动,可实现前进、后退、转弯、爬坡、跨越障碍物;CCD镜头采用更高分辨率镜头可获得更清晰图像,全密封压力保护可适应最深达10 m的水下检测。

　　2　应用及辅助设备的研制

　　ROVVER400视频内窥镜及配套机械回收装置适用于内径大于100 mm(4英寸)管道、容器、设备的内部目视检测和回收,六轮驱动,全旋转CCD镜头,适应最深达10 m的水下检测。

　　经过多年的现场检验,在火力发电厂汽轮发电机转子中心孔检验,锅炉联箱和管道检验、变电站母线检验三方面制定了可靠的检验工艺,满足了电力设备检修的需要。并且,针对现有设备的不足和局限,研制了相应的辅助设备,拓展了应用范围,提高了设备适应现场检测的能力。

　　2.1　火力发电厂汽轮发电机转子中心孔检验

　　汽轮发电机转子是火力发电厂的重要转动设备,它的安全状况对火力发电厂的安全连续运行至关重要,转子中心孔是制造过程中为了消除锻造缺陷,在转子中心加工的一个直径为 90 mm～180mm、贯穿转子全长的内孔。由于转子中心孔内壁应力集中,在长期运行中,又有产生表面疲劳裂纹的可能;因此对转子中心内壁的内窥镜检测是监测汽轮发电机转子安全状况的重要检测手段之一。早期的内窥镜检测中多采用直杆内窥镜和光纤内窥镜,如天津光学仪器厂的直杆侧视内窥镜和韦林VIDEO2000,通过前部的45°反光镜,旋转直杆侧视内窥镜时,可观察到转子中心孔内壁的状况;而光纤内窥镜通过镜头前部的弯曲部,实现对转子中心孔内壁的检测。