一、背景介紹

隨著我國工業(yè)技術的發(fā)展，新建的火力發(fā)電廠單機容量大，超臨界以及超超臨界發(fā)電技術得到廣泛應用。由于蒸汽溫度和壓力參數(shù)不斷提高，鍋爐管道管壁厚度大而內(nèi)管徑小，導致爆管事故頻發(fā)。因此，火力發(fā)電廠安裝及運行過程中的管道安全檢測至關重要。

由于管道和設備作業(yè)環(huán)境的限制，傳統(tǒng)的檢驗方法對于一些隱蔽部位很難檢測到。工業(yè)內(nèi)窺鏡作為一種無損檢測手段，可以在不破壞被測表面的前提下，準確而有效地進行管道和設備的診斷和故障預測。

工業(yè)內(nèi)窺鏡延長了人眼的視距，并能任意改變視線方向，突破了人眼觀察的死角，能準確清晰地觀察物體內(nèi)表面的真實狀況，可以發(fā)現(xiàn)用其他檢測手段難以檢查到的盲區(qū)產(chǎn)生的裂紋、起槽、過熱、變形、泄露、腐蝕、磨損和水垢等問題，從而及時發(fā)現(xiàn)并清除設備安全隱患，確保機組安全運行。

二、技術原理

工業(yè)電子內(nèi)窺鏡是集光學、精密機械、傳感器、微電子技術和攝像技術于一體的新型無損檢測儀器。將小型攝像機放置在物鏡背面，通過物鏡成像傳至CCD或CMOS傳感器上，傳感器將光學信號轉(zhuǎn)換為電信號，再將信號傳遞給控制器，最終在屏幕上顯示輸出圖像�？捎糜诔Ｒ�(guī)無損探傷技術無法觸及的非可視部位表面缺陷的檢測，并且在檢測的同時可以對整個檢測過程進行錄像、拍照記錄。

我公司開發(fā)了適用于從小孔到大管道檢查的全系列工業(yè)內(nèi)窺鏡，一臺主機可配多種規(guī)格探頭互換。高分辨率的CCD或CMOS傳感器成像，LED照明，高清液晶屏顯示圖像，探頭和主機可模塊化組合，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況定制各種輔助工裝，工作長度最長可達100米。操作簡便，克服了測量工具之不足，在滿足精度的前提下，大大提高了檢測速度。

三、項目介紹

（一）A/N系列工業(yè)內(nèi)窺鏡

1. 內(nèi)窺鏡通用控制器

內(nèi)窺鏡控制器通用主機采用分辨率高達1920x1200的7英寸IPS高清電容式觸摸屏，支持模擬和高清探頭，可對探頭輸入的圖像進行截圖、錄像、回放，并可對探頭進行聚焦、旋轉(zhuǎn)、燈光調(diào)節(jié)，對機器人可進行前、后、左、右行走操作。

2. A系列工業(yè)內(nèi)窺鏡

本公司研發(fā)的A系列工業(yè)內(nèi)窺鏡產(chǎn)品適用于狹小空間、小徑管、發(fā)動機等。搭配7寸控制器，使用CCD或CMOS成像，LED照明，探頭直徑3-11mm，電動或手動四方向擺頭，每方向擺頭角度大于90°，探測線長度為1-10m可選。

3. N系列工業(yè)內(nèi)窺鏡

N系列工業(yè)內(nèi)窺鏡適用于容器、大管道、聯(lián)箱等。一個主機可配多種規(guī)格探頭互換，電機嵌在探頭內(nèi)，控制其擺頭和旋轉(zhuǎn)，360°無死角，檢測范圍可從5mm小孔到2m的大容器。非鋼絲擺頭，避免了斷鋼絲故障的同時提高了檢測距離，玻璃纖維電纜可在幾十米長的管子里自由伸縮，檢測距離可達100m。采用大尺寸CCD成像，最高像素1752萬，可電動調(diào)焦，成像效果好。

4. 內(nèi)窺鏡繞線輪

“內(nèi)窺鏡繞線輪”是內(nèi)窺鏡的輔助裝置，用于放線或收線，以緩沖線的反抗力。內(nèi)窺鏡檢測時，內(nèi)窺鏡繞線輪通過放線或收線，使過長的檢測線易于收納、不凌亂。我公司研發(fā)的內(nèi)窺鏡繞線輪優(yōu)勢在于采用滑環(huán)結(jié)構(gòu)，有效避免檢測線在反復、無序收放而發(fā)生旋轉(zhuǎn)時的纏繞、折斷，延長檢測線的使用壽命。加裝計米器，可用于缺陷位置的判斷。

5. 鋼絲擺頭內(nèi)窺鏡檢測工裝及導向裝置

鋼絲擺頭內(nèi)窺鏡因其線軟，在檢查大管道和聯(lián)箱時出現(xiàn)彎曲，無法正常推進，檢查長度不到1米，現(xiàn)場使用時想辦法綁上鋼線推送也不太理想，特別國產(chǎn)內(nèi)窺鏡的燈光亮度不行，檢查聯(lián)箱時漆黑一片什么也看不清楚。

我司研發(fā)的內(nèi)窺鏡檢測工裝用特殊的蛇形管材料靠自重能緊貼聯(lián)箱的底面，因蛇形管有一定的硬度，可以推進15M左右，在聯(lián)箱手孔中一定要放置導向管，用來保護內(nèi)窺鏡線不被磨損并能減小線纜的推進阻力，蛇形管的頭部安裝高亮度的LED燈足以滿足管徑1米以下管子的照明，使用時把蛇管和內(nèi)窺鏡用膠帶或扎帶綁在一起放入導向管即可。

6. 中心支架

輔助內(nèi)窺鏡探頭使其始終置于聯(lián)箱中心線位置，可清晰顯示管內(nèi)異物及管內(nèi)壁情況。

（二）工業(yè)內(nèi)窺鏡機器人

傳統(tǒng)的人工檢測不僅周期長、工作效率低、勞動強度大、費用高，而且作業(yè)環(huán)境惡劣，檢測精度也無法得到保證。現(xiàn)有的工業(yè)內(nèi)窺鏡性能和清晰度均能滿足檢查要求，但內(nèi)窺鏡線管軟，十米以上很難準確推送到位。所以內(nèi)窺鏡檢查最大的難點是怎么把探頭輸送到設備內(nèi)部并順暢移動。

為加強和提高特種設備檢驗檢測能力，我公司設計了一系列檢測機器人，帶動內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)在管壁上爬行，可清晰觀測設備內(nèi)部有無異物和腐蝕缺陷情況，實現(xiàn)電廠質(zhì)量檢測的自動化和智能化。

1. 聯(lián)箱視頻機器人

聯(lián)箱的材料種類多、壁厚大、焊縫多，且運輸、安裝、檢修等過程中常有異物滯留。堆積的雜物危害性很大，機組負荷變化和啟停時，內(nèi)部雜物會隨機吸附在節(jié)流孔上，就會導致蒸汽流量減少而過熱爆管。

聯(lián)箱檢查時一般在兩頭的筒體上開手孔，采用工業(yè)內(nèi)窺鏡進行檢查，然而手動推進探頭時難以對準小孔，對準后又無法判斷是哪一個，因此很難進行全面檢查。

我公司研發(fā)的聯(lián)箱視頻機器人可從手孔（大于70mm）進入聯(lián)箱中電動爬行，電動升降支架將高清全景鏡頭置于聯(lián)箱中心線位置。鏡頭視角214度，可清晰顯示周向小孔圖像、小管孔的焊口和節(jié)流圈。檢測效率高，定位準確，不留死角，檢查一個聯(lián)箱只需不到半小時。磁性行走輪吸附，避免重心不穩(wěn)側(cè)翻，且能把鐵磁性異物用磁輪帶出來。

2. 磁力爬行機器人

磁力爬行機器人主要應用于鐵磁性聯(lián)箱、管道、容器內(nèi)外壁、風機塔筒、鋼結(jié)構(gòu)高空檢查等。采用六輪驅(qū)動，可以在鐵磁性材料上前進、后退、轉(zhuǎn)向，越障能力強，不容易被卡住。探頭采用200萬像素CMOS傳感器，可實現(xiàn)1080P高清攝像。最小通行直徑80mm,工作長度達50米�？膳�N系列探頭及搭載各種傳感器進行檢測。在鐵磁材料上水平牽引力大于3kg，垂直牽引力大于1kg。

3. 履帶爬行機器人

履帶爬行機器人適用于管道、容器、聯(lián)箱內(nèi)壁，采用四輪驅(qū)動履帶式設計，越障能力強，動力大，整個系統(tǒng)還包括了爬行器、控制器、電纜。 因為每個電機都是單獨控制，從而實現(xiàn)前進、后退、轉(zhuǎn)彎�？刂破骱蛢�(nèi)窺鏡控制器通用，最小工作直徑120mm，可搭載N系列內(nèi)窺鏡所有型號探頭。攝像頭1080P高清、電動調(diào)焦、防水等級IP65。

4. 彈力爬行機器人

主要應用于管道、聯(lián)箱，特別是非鐵磁性材料管道。依靠彈力支撐在管道中爬行,多功能用途，操作簡單，模塊化設計控制，高亮照明 LED光源，可更換內(nèi)窺鏡頭和各種傳感器探頭，遇到小障礙物、不平表面的變化，爬行器會自動調(diào)節(jié)�？勺杂纱┬性谒�、垂直和有90°彎曲的管道中。

四、工業(yè)內(nèi)窺鏡在發(fā)電廠無損檢測中如何選型

在電力生產(chǎn)領域，工業(yè)內(nèi)窺鏡被用來檢查如渦輪機、管道、冷凝器管、泵、鍋爐、熱交換器，閥門、壓力容器等的重要設備以及其他設備，進行缺陷探測和狀態(tài)監(jiān)測。北京國電檢測工業(yè)內(nèi)窺鏡，一臺主機搭配不同探頭可適用于發(fā)電廠不同的無損檢測需求。

1.  四大管道：主蒸汽管道、再熱蒸汽管道、給水管道、循環(huán)水管道。

檢查內(nèi)容：管道異物，管壁腐蝕，焊口根部缺陷。

推薦探頭：N-50P(高清全景，1752萬像素)、管道爬行機器人

2.  四小管道：水冷壁、過熱器管、再熱器管、省煤器管

檢查內(nèi)容：管道異物，管壁腐蝕，焊口根部缺陷，管道氧化皮。

推薦探頭：A系列、G10-6，N-16P

3.  聯(lián)箱：

檢查內(nèi)容：聯(lián)箱異物，節(jié)流孔堵塞，管道焊口根部缺陷。

推薦探頭：

a)  聯(lián)箱直徑大于300mm，手孔門大于70mm，推薦使用管道爬行機器人。

b)  手孔門直徑大于60mm，推薦使用N-50P。

c)  手孔門直徑小于60mm，推薦使用N-22P、N30P。

d)  抓取異物，推薦使用機械爪。

4.  熱交換器、凝汽器：

檢查內(nèi)容：管壁腐蝕，管壁污垢，管子堵塞。

推薦探頭：A-603、A-805

5.  其他設備：電氣設備、轉(zhuǎn)動設備、閥門

檢查內(nèi)容：設備缺陷，異物。

推薦探頭：A-602

五、結(jié)語

發(fā)電廠無損檢測作為電力生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，檢測技術水平直接關系到效率和生產(chǎn)質(zhì)量。傳統(tǒng)的檢測方式不僅檢測效率低，精度差，而且在較為復雜和危險的環(huán)境中，不利于檢測工作的進行。而我公司研發(fā)的工業(yè)內(nèi)窺鏡及機器人系列產(chǎn)品以其小巧、便攜性、可移動性和可專業(yè)定制等優(yōu)勢能在火力發(fā)電廠的設備檢查工作中發(fā)揮重要作用，可以很好地減少檢修人員工作強度，避免風險，提高工作效率。