KWZK-NKJ30M工業內窺鏡及機器人技術在發電廠無損檢測中的應用分享
KWZK-NKJ30M工業內窺鏡及機器人技術在發電廠無損檢測中的應用分享
01、背景介紹
隨著我國工業技術的發展，新建的火力發電廠單機容量大，超臨界以及超超臨界發電技術得到廣泛應用。由於蒸汽溫度和壓力參數不斷提高，鍋爐管道管壁厚度大而內管徑小，導致爆管事故頻發。因此，火力發電廠安裝及運行過程中的管道安全檢測至關重要。
由於管道和設備作業環境的限製，傳統的檢驗方法對於一些隱蔽部位很難檢測到。工業內窺鏡作為一種無損檢測手段，可以在不破壞被測表麵的前提下，準確而有效地進行管道和設備的診斷和故障預測。
工業內窺鏡延長了人眼的視距，並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表麵的真實狀況，可以發現用其他檢測手段難以檢查到的盲區產生的裂紋、起槽、過熱、變形、泄露、腐蝕、磨損和水垢等問題，從而及時發現並清除設備安全隱患，確保機組安全運行。
02、技術原理
KWZK-NKJ30M工業電子內窺鏡是集光學、精密機械、傳感器、微電子技術和攝像技術於一體的新型無損檢測儀器。將小型攝像機放置在物鏡背麵，通過物鏡成像傳至CCD或CMOS傳感器上，傳感器將光學信號轉換為電信號，再將信號傳遞給控製器，最終在屏幕上顯示輸出圖像。可用於常規無損探傷技術無法觸及的非可視部位表麵缺陷的檢測，並且在檢測的同時可以對整個檢測過程進行錄像、拍照記錄。
我公司開發了適用於從小孔到大管道檢查的全係列工業內窺鏡，一台主機可配多種規格探頭互換。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，可根據現場實際情況定製各種輔助工裝，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。
03、項目介紹
1. 內窺鏡通用控製器
內窺鏡控製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，並可對探頭進行聚焦、旋轉、燈光調節，對機器人可進行前、後、左、右行走操作。
2. KWZK-NKJ30M工業內窺鏡
本公司研發的工業內窺鏡產品適用於狹小空間、小徑管、發動機等。搭配7寸控製器，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，每方向擺頭角度大於90°，探測線長度為1-10m可選。
3. 工業內窺鏡
工業內窺鏡適用於容器、大管道、聯箱等。
一個主機可配多種規格探頭互換，電機嵌在探頭內，控製其擺頭和旋轉，360°無死角，檢測範圍可從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裏自由伸縮，檢測距離可達100m。采用大尺寸CCD成像，最高像素1752萬，可電動調焦，成像效果好。
4. 內窺鏡繞線輪
“內窺鏡繞線輪”是內窺鏡的輔助裝置，用於放線或收線，以緩衝線的反抗力。
內窺鏡檢測時，內窺鏡繞線輪通過放線或收線，使過長的檢測線易於收納、不淩亂。我公司研發的內窺鏡繞線輪優勢在於采用滑環結構，有效避免檢測線在反複、無序收放而發生旋轉時的纏繞、折斷，延長檢測線的使用壽命。加裝計米器，可用於缺陷位置的判斷。
5. 鋼絲擺頭內窺鏡檢測工裝及導向裝置
鋼絲擺頭內窺鏡因其線軟，在檢查大管道和聯箱時出現彎曲，無法正常推進，檢查長度不到1米，現場使用時想辦法綁上鋼線推送也不太理想，特別國產內窺鏡的燈光亮度不行，檢查聯箱時漆黑一片什麽也看不清楚。
我司研發的內窺鏡檢測工裝用特殊的蛇形管材料靠自重能緊貼聯箱的底麵，因蛇形管有一定的硬度，可以推進15米左右，在聯箱手孔中一定要放置導向管，用來保護內窺鏡線不被磨損並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，使用時把蛇管和內窺鏡用膠帶或紮帶綁在一起放入導向管即可。
6. 中心支架
輔助內窺鏡探頭使其始終置於聯箱中心線位置，可清晰顯示管內異物及管內壁情況。
（二）工業內窺鏡機器人
傳統的人工檢測不僅周期長、工作效率低、勞動強度大、費用高，而且作業環境惡劣，檢測精度也無法得到保證。現有的工業內窺鏡性能和清晰度均能滿足檢查要求，但內窺鏡線管軟，十米以上很難準確推送到位。所以內窺鏡檢查最大的難點是怎麽把探頭輸送到設備內部並順暢移動。
為加強和提高特種設備檢驗檢測能力，我公司設計了一係列檢測機器人，帶動內窺鏡檢測係統在管壁上爬行，可清晰觀測設備內部有無異物和腐蝕缺陷情況，實現電廠質量檢測的自動化和智能化。
1. 聯箱視頻機器人
聯箱的材料種類多、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，內部雜物會隨機吸附在節流孔上，就會導致蒸汽流量減少而過熱爆管。
聯箱檢查時一般在兩頭的筒體上開手孔，采用工業內窺鏡進行檢查，然而手動推進探頭時難以對準小孔，對準後又無法判斷是哪一個，因此很難進行全麵檢查。
我公司研發的聯箱視頻機器人可從手孔（大於70mm）進入聯箱中電動爬行，電動升降支架將高清全景鏡頭置於聯箱中心線位置。鏡頭視角214度，可清晰顯示周向小孔圖像、小管孔的焊口和節流圈。檢測效率高，定位準確，不留死角，檢查一個聯箱隻需不到半小時。磁性行走輪吸附，避免重心不穩側翻，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於鐵磁性聯箱、管道、容器內外壁、風機塔筒、鋼結構高空檢查等。采用六輪驅動，可以在鐵磁性材料上前進、後退、轉向，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1080P高清攝像。最小通行直徑80mm,工作長度達50米。可配N係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於3kg，垂直牽引力大於1kg。
3. 履帶爬行機器人
履帶爬行機器人適用於管道、容器、聯箱內壁，采用四輪驅動履帶式設計，越障能力強，動力大，整個係統還包括了爬行器、控製器、電纜。因為每個電機都是單獨控製，從而實現前進、後退、轉彎。
控製器和內窺鏡控製器通用，最小工作直徑120mm，可搭載N係列內窺鏡所有型號探頭。攝像頭1080P高清、電動調焦、防水等級IP65。
4. 彈力爬行機器人
主要應用於管道、聯箱，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，模塊化設計控製，高亮照明 LED光源，可更換內窺鏡頭和各種傳感器探頭，遇到小障礙物、不平表麵的變化，爬行器會自動調節。可自由穿行在水平、垂直和有90°彎曲的管道中。
