作為保證設備安全運行和提高檢修可靠性的無損檢測手段之一,目前工業內窺鏡已被廣泛應用于火力發電站的鍋爐、汽輪機和發電機設備的檢修中,其產品主要有三大類,即直桿硬性鏡、光纖內窺鏡和視頻內窺鏡。
視頻內窺鏡分為兩大類,一類是柔性探頭數字式便攜視頻內窺鏡,工作長度可達7~8 m,探頭采用電動氣動導向等新技術,可控制探頭的方向;采用高分辨率電荷耦合器件(CCD)鏡頭,可獲得500線以上的清晰度和45倍以上的放大倍數;定量測量物鏡采用陰影測量系統,有距離、斜線和深度三種測量模式,非接觸式絕對測量,無須為被檢測物提供參照系,可由探頭投射到被檢測物表面的陰影線的不同位置自行精確標定,直接測量內窺圖像上點到點、點到線的距離及兩個平面之間的垂直深度(圖1)E1,23。另一類是視頻內窺爬行器,如圖2所示的
VCK視頻內窺鏡爬行器,其工作長度最長可達150 m,爬行器可攜帶直視鏡頭、旋轉鏡頭、輔助燈具和回收工具,六輪驅動使其可實現前進、后退、轉彎、爬坡和跨越障礙物;如采用高分辨率的CCD鏡頭可獲得清晰圖像;全密封壓力保護可適應水下檢測。
VCK視頻內窺鏡及其配套機械回收裝置適用于內徑>聲100 mm的管道、容器和設備的收稿日期:2005—04—08圖1柔性探頭視頻內窺鏡定量測量圖例圖2VCK視頻內窺鏡爬行器內部目視檢測和回收,采用六輪驅動,全旋轉CCD鏡頭,適應最深達10 m的水下檢測。
多年的現場檢驗表明,VCK在火力發電廠汽輪發電機轉子中心孔、鍋爐聯箱和管道以及變電站母線檢驗方面性能可靠,滿足了檢修的需要。并且,針對現場檢測研制的輔助設備拓展了其應用范圍,提高了其適應能力。
VCK內窺鏡在電力系統的應用
汽輪發電機轉子中心孔檢驗
汽輪發電機轉子是火力發電廠的重要轉動設備,對火力發電廠的安全連續運行至關重要。轉子中心孔是制造過程中為了消除鍛造缺陷,在其中心加工的一個直徑為聲90~180 mm,貫穿轉子全長的內孔。由于轉子中心孔內壁應力集中,在長期運行中可能產生表面疲勞裂紋,因此對轉子中心內壁的檢測是保證汽輪發電機轉子安全運行的重要手段之
一.早期的內窺鏡檢測多采用直桿和光纖內窺鏡,
如上海蔡康光學儀器廠的直桿側視內窺鏡和韋林VIDE02000旋轉直桿側視內窺鏡時,通過前部的45。
反光鏡可觀察到轉子中心孔內壁的狀況;而光纖內窺鏡可通過鏡頭前端的彎曲部實現轉子中心孔內壁的檢測。目前采用的VCK視頻內窺鏡具有上述兩種設備的優點,其視野寬闊、視場明亮、爬行器機動靈活,可實現對轉子中心孔內壁任意一點的多角度檢測,獲得穩定清晰的圖像。
VCK視頻內窺鏡的爬行器最小尺寸為廬100mm,為滿足乒90~98 mm中心孑L的檢測,設計制造了輔助小車,配合手動推桿,可同時滿足直視鏡頭和旋轉鏡頭檢測的需要。
1.2鍋爐聯箱檢驗
鍋爐聯箱是鍋爐的重要部件,在運行過程中承受高溫高壓,其內部構件和聯箱自身及其連接管座易產生裂紋,導致零部件斷裂脫落,聯箱簡體和管座角焊縫開裂,引發嚴重事故。
火力發電廠鍋爐聯箱內徑為聲200~500mm,聯箱的手孑L有從端頭開口和從側面開口兩種形式,手孔內徑多為聲113 mm。聯箱的手孑L小,檢驗時輪子直徑最小的內窺鏡爬行器(乒100 mm)才能通過手孔進入聯箱內部,但進入手孔后,聯箱內徑大,爬行器高度低,視場受到限制,影響檢測效果。為此,設計了圖3所示的支撐裝置,用于檢測直徑較大的聯箱時,CCD鏡頭能夠獲得較為理想的檢測效果。從長期現場檢驗結果的分析發現,在所有的聯箱中,以減溫器聯箱的問題最為突出。由于減溫水溫度低,導致相關部件工作溫度梯度大,長期工作導致熱疲勞;另外,由于減溫水間歇工作方式和壓力較高,減溫水管工作時會產生振動,加劇部件的失效。
一旦減溫水噴嘴和套筒損壞,將進一步導致聯箱損48 20∞年第勰卷第1期圖3支撐裝置壞?,F場檢驗曾多次發現套筒開裂、聯箱內壁裂紋、套筒支座焊縫開裂、噴水管斷裂和噴頭失效等問題。減溫器套筒與聯箱間形成一個高20~35mm的臺階,內窺鏡爬行器經常無法爬上該臺階,于是設計制作了較大的輪子,提高了爬行器的爬臺階能力,最高能爬上35 mm的臺階。試驗證明,以上輔助裝置拓寬了VCK設備的應用范圍。以某發電廠1025t/h鍋爐再熱器微量噴水減溫器檢測為例,該鍋爐在大修中發現甲、乙兩側再熱器微量噴水減溫器的三套減溫水噴嘴零件脫落,推測掉入減溫器聯箱和高再進口聯箱內部。采用VCK視頻內窺鏡對其內壁是否存在裂紋進行了檢查,找到了脫落的三套噴水嘴零件(螺母,墊片和噴水板),并采用視頻內窺鏡回收裝置進行了回收。
變電站母線檢測
當六氟化硫氣體絕緣開關的母線、進出線套管和變壓器母線發生故障時,由于設備的結構限制,檢修人員無法直接查找問題的根源,采用VCK視頻內窺鏡對進出線套管和變壓器母線進行檢查,可以方便、快捷、準確地查找出放電點,確定故障點,大大節約了檢修工期。
結束語
多次現場檢驗證實了VCK視頻內窺鏡及其輔助裝置在電站鍋爐和汽輪發電機組設備檢驗中發揮了重要的作用,發現并排除了大量的設備缺陷,保證了設備的安全運行。