聯(lián)箱是鍋爐中最重要的承壓部件之一，數(shù)量多，尺寸大，筒體上布置有多排焊接管接頭，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，屬于厚壁承壓焊接結(jié)構(gòu)部件，其損壞失效大部分發(fā)生在焊接接頭處。聯(lián)箱運(yùn)行環(huán)境特殊，除了承受內(nèi)壓力所產(chǎn)生的應(yīng)力外，還承受著嚴(yán)重的熱應(yīng)力。由于管座密布，間距較小，施焊時(shí)運(yùn)調(diào)不方便，更為重要的是聯(lián)箱和管座壁厚差異大（聯(lián)箱為2O–30mm，管座4–5mm）且熱容量相差懸殊，在焊接時(shí)管座升溫快而聯(lián)箱升溫慢，產(chǎn)生很大應(yīng)力，易出現(xiàn)未焊透、未熔合、條渣等缺陷。這些缺陷在聯(lián)箱整體熱處理時(shí)很可能產(chǎn)生裂紋。鍋爐安裝投產(chǎn)以后，在高溫高壓工作狀態(tài)下，尤其是經(jīng)過多次鍋爐啟停的交變應(yīng)力作用后，裂紋會(huì)擴(kuò)展產(chǎn)生貫穿性裂紋，導(dǎo)致泄漏事故發(fā)生。

此外，聯(lián)箱異物堵塞也是困擾電廠的一大難題。交叉安裝作業(yè)過程中，難免有異物遺留在受熱面系統(tǒng)內(nèi)，經(jīng)過酸洗和吹管后仍會(huì)有雜質(zhì)停留在聯(lián)箱中，隨機(jī)吸附在節(jié)流孔上。從鍋爐試運(yùn)及投運(yùn)后的運(yùn)行情況看，異物堵塞易造成鍋爐短期過熱爆管，其爆管部位多發(fā)生在高溫過熱器、屏式過熱器、高溫再熱器入口聯(lián)箱。

  

由于運(yùn)行環(huán)境特殊性，聯(lián)箱一旦出現(xiàn)疲勞破裂、蠕變破裂、腐蝕破壞、堵塞爆管等任何一種失效形式，都將造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至還會(huì)造成人身傷亡等災(zāi)難性事故。為保證鍋爐運(yùn)行安全，需要進(jìn)行人工檢查和異物清理。聯(lián)箱內(nèi)徑大小不等，從Φ100mm到Φ600mm都有，長(zhǎng)度可達(dá)20m。檢查時(shí)一般在聯(lián)箱兩頭筒體上開手孔，查看是否有異物堵塞、腐蝕情況、管座焊口缺陷等。

一、聯(lián)箱視頻機(jī)器人：異物缺陷“終結(jié)者”

我司研發(fā)的聯(lián)箱視頻檢查機(jī)器人可從手孔（大于70mm）進(jìn)入聯(lián)箱，帶動(dòng)內(nèi)窺鏡檢測(cè)系統(tǒng)在管壁上電動(dòng)爬行，電動(dòng)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°，可錄像、拍照，避免了普通工業(yè)內(nèi)窺鏡須手動(dòng)推進(jìn)、難以控制鏡頭角度、定位不準(zhǔn)確等缺點(diǎn)。此機(jī)器人檢測(cè)效率高，檢查一個(gè)聯(lián)箱只需不到半小時(shí)，且定位準(zhǔn)確，不留死角。行走時(shí)磁性吸附，避免重心不穩(wěn)側(cè)翻，且能把鐵磁性異物用磁鐵帶出來。

控制器采用分辨率高達(dá)1920′1200的7英寸IPS高清電容式觸摸屏，適配不同機(jī)器人及內(nèi)窺鏡探頭，可控制機(jī)器人進(jìn)行前、后、左、右行走操作。并可通過六種模式清晰顯示聯(lián)箱內(nèi)壁周向小孔圖像、小管孔焊口、節(jié)流圈等，清晰觀測(cè)設(shè)備內(nèi)部有無異物和腐蝕缺陷情況，實(shí)現(xiàn)電廠質(zhì)量檢測(cè)的自動(dòng)化和智能化。

二、磁力爬行機(jī)器人：靈巧精悍，輕量設(shè)計(jì)

磁力爬行機(jī)器人可應(yīng)用于鐵磁性聯(lián)箱的檢查。采用六輪驅(qū)動(dòng)，可以在鐵磁性材料上前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向，越障能力強(qiáng)，不容易被卡住。在鐵磁材料上水平牽引力大于3kg，垂直牽引力大于1kg。探頭采用200萬像素CMOS傳感器，可實(shí)現(xiàn)1080P高清攝像。工作長(zhǎng)度達(dá)50m，適用于孔徑Φ80mm以上管道�？纱钆湮夜镜�N系列探頭及搭載各種傳感器進(jìn)行檢測(cè)。

經(jīng)電廠實(shí)踐驗(yàn)證，磁力爬行機(jī)器人操作簡(jiǎn)單，觀測(cè)視野范圍大，亮度高，清晰度高，在管道中行走時(shí)前后上下移動(dòng)穩(wěn)定，爬行器大小適中，容易通過管道內(nèi)的小管口。能精確發(fā)現(xiàn)各種焊接缺陷及異物堆積情況，實(shí)用性強(qiáng)。

三、履帶爬行機(jī)器人：微型坦克，輕松越障

 

履帶爬行機(jī)器人采用四輪驅(qū)動(dòng)履帶式設(shè)計(jì)，越障能力強(qiáng)，動(dòng)力大，整個(gè)系統(tǒng)還包括爬行器、控制器、電纜。每個(gè)電機(jī)單獨(dú)控制，可在聯(lián)箱內(nèi)部實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等操作，即使在復(fù)雜工況下也能行走自如。采用200萬像素CMOS傳感器，電動(dòng)調(diào)焦，鏡頭可周向360°電動(dòng)旋轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)1080P高清攝像�？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(hào)探頭。

 

四、彈力爬行機(jī)器人：靈活過彎，不留死角

適用于孔徑Φ80mm以上管道、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(jiǎn)單，模塊化設(shè)計(jì)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。鏡頭方向手動(dòng)可調(diào)，可周向360°電動(dòng)旋轉(zhuǎn)。遇到小障礙物、不平表面的變化，爬行器會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)。可自由穿行在水平、垂直和90°彎曲管道中。

 

五、N系列內(nèi)窺鏡：一機(jī)多用，探頭速換

我公司研發(fā)的N系列內(nèi)窺鏡適用于聯(lián)箱和大管道檢查，一臺(tái)主機(jī)可搭配多種規(guī)格探頭，探頭大小、清晰度、視頻角度不同，能滿足不同管道的檢測(cè)工作，可個(gè)性化定制。電機(jī)嵌在探頭內(nèi)，控制其擺頭和旋轉(zhuǎn)，360°無死角，檢測(cè)范圍可從5mm小孔到2m的大容器。設(shè)計(jì)模塊化，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況定制各種輔助工裝，工作長(zhǎng)度最長(zhǎng)可達(dá)100m。配合內(nèi)窺鏡繞線輪，靈活放線收線，并加裝了計(jì)米器，可用于缺陷位置的判斷。操作簡(jiǎn)便，克服了測(cè)量工具之不足，在滿足精度的前提下，大大提高了檢測(cè)速度。

此外，我司研發(fā)的內(nèi)窺鏡檢測(cè)工裝能有效避免鋼絲擺頭因彎曲而無法正常推進(jìn)的問題。特殊的蛇形管材料靠自重能緊貼聯(lián)箱底面有效推進(jìn)探頭，且頭部安裝高亮度LED輔助照明。中心支架可輔助內(nèi)窺鏡探頭使其始終置于聯(lián)箱中心線位置，以清晰顯示管內(nèi)異物及管內(nèi)壁情況。

 

六、異物打撈機(jī)械爪

 

機(jī)械爪適用于管道內(nèi)可視化異物的抓取，通過各爪臂張合以及電磁吸附實(shí)現(xiàn)異物抓取。采用鋁合金可伸縮式設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離抓取，探頭采用200萬像素CMOS傳感器，可實(shí)現(xiàn)1080P高清觀看異物的所在位置并攝像，燈光輔助確定異物位置，抓取異物范圍最大50mm。可與爬行器等裝置配合使用。

七、結(jié)語

聯(lián)箱內(nèi)壁檢查是鍋爐內(nèi)壁檢驗(yàn)中必不可少的項(xiàng)目，對(duì)于預(yù)防爆管、檢查內(nèi)部缺陷情況有著不可或缺的作用。作為電力生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，其無損檢測(cè)技術(shù)水平直接關(guān)系到生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。傳統(tǒng)的檢測(cè)方式不僅檢測(cè)效率低，精度差，而且在較為復(fù)雜和危險(xiǎn)的環(huán)境中，不利于檢測(cè)工作的進(jìn)行。我公司研發(fā)的工業(yè)內(nèi)窺鏡及機(jī)器人系列產(chǎn)品以其小巧、便攜性、可移動(dòng)性和可專業(yè)定制等優(yōu)勢(shì)能在火力發(fā)電廠的設(shè)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(qiáng)度，避免風(fēng)險(xiǎn)，提高工作效率。