工業(yè)內(nèi)窺鏡在轉(zhuǎn)子中心孔缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用
本文介紹工業(yè)內(nèi)窺鏡在轉(zhuǎn)子中心孔缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用。首先對(duì)轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子中心孔做簡(jiǎn)要的說明。
轉(zhuǎn)子指由軸承支撐的旋轉(zhuǎn)體，其主要作用就是高速旋轉(zhuǎn)，從而外做功或者產(chǎn)生磁場(chǎng)等，是不少動(dòng)力機(jī)械和工作機(jī)械中的主要旋轉(zhuǎn)部件。例如：由主軸、動(dòng)葉片、葉輪或轉(zhuǎn)鼓、以及聯(lián)軸器等旋轉(zhuǎn)部件組成的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，由轉(zhuǎn)子繞組、導(dǎo)磁鐵心以及轉(zhuǎn)子軸伸、護(hù)環(huán)、中心環(huán)和風(fēng)扇等組成的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。
轉(zhuǎn)子的制作工藝多采用鋼胚鍛造，由于鋼胚的中心部位存在較多缺陷，往往采用膛中心孔的方式消除鋼胚缺陷，這種方式的確有較為明顯的效果，但是由于缺陷還具有散發(fā)的特點(diǎn)，因此并不能完全去除鋼胚缺陷，中心孔的表面還有可能有遺留的缺陷。伴隨著轉(zhuǎn)子日復(fù)一日的高速旋轉(zhuǎn)，中心孔的內(nèi)表面缺陷有可能發(fā)展成裂紋、并進(jìn)一步擴(kuò)展，最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)子報(bào)廢、甚至發(fā)生轉(zhuǎn)子飛裂事故，影響機(jī)組安全運(yùn)行。因此我國(guó)《金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》規(guī)定，機(jī)組大修要對(duì)汽輪機(jī) 、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中心部位進(jìn)行檢查，特別是對(duì)中心孔的表面裂紋檢測(cè)一定要重視。
工業(yè)內(nèi)窺鏡是轉(zhuǎn)子中心孔缺陷檢測(cè)的常用工具，具有高效直觀的特點(diǎn)。工業(yè)內(nèi)窺鏡中的直桿鏡、光纖鏡、視頻內(nèi)窺鏡、爬行機(jī)器人等產(chǎn)品都可以用于轉(zhuǎn)子中心孔檢測(cè)任務(wù)中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子中心孔內(nèi)壁任意一點(diǎn)的多角度檢測(cè) 。如下圖所示分別是韋林視頻內(nèi)窺鏡、直桿鏡、光纖鏡、以及爬行機(jī)器人產(chǎn)品的圖片。
直桿鏡：由于轉(zhuǎn)子中心孔屬于直通路，因此可以選擇側(cè)視鏡頭的直桿鏡，將直桿鏡插入中心孔后，通過旋轉(zhuǎn)直桿側(cè)視內(nèi)窺鏡，就可以利用直桿鏡前端的反光鏡觀察到轉(zhuǎn)子中心孔內(nèi)壁的狀況。
光纖鏡：光纖內(nèi)窺鏡本身屬于柔性內(nèi)窺鏡，彎曲檢測(cè)路徑或直通路都可以勝任，用于中心孔檢測(cè)時(shí)，可選用可導(dǎo)向光纖鏡，通過鏡頭前端的導(dǎo)向操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子中心孔內(nèi)壁的全面檢測(cè)。
視頻內(nèi)窺鏡：上面的光纖鏡，因?yàn)槌上裨韺?dǎo)致其檢測(cè)圖像有網(wǎng)格，相比較，視頻內(nèi)窺鏡用探頭前端的CCD代替了導(dǎo)向光纖，用電子信號(hào)代替了光學(xué)影像，往往可提供更為清晰的檢測(cè)圖像，而且具有便于數(shù)字化管理的優(yōu)勢(shì) 。
爬行機(jī)器人：由于發(fā)電子轉(zhuǎn)子中心孔往往都比較大，其直徑可以達(dá)到100~200mm左右，因此也可以采用針對(duì)大口徑管道檢測(cè)的爬行機(jī)器人，這種檢測(cè)設(shè)備由小車承載，具有視野寬闊、視場(chǎng)明亮、機(jī)動(dòng)靈活、可翻越障礙物等特點(diǎn)，同時(shí)鏡頭也支持多方向轉(zhuǎn)動(dòng)，可以對(duì)中心孔內(nèi)壁實(shí)施完善的檢測(cè)。
上述這些內(nèi)窺檢測(cè)手段都可以通過間接目視檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子中心孔內(nèi)壁的裂紋等缺陷，以前由于內(nèi)窺鏡的缺陷測(cè)量技術(shù)還不是很強(qiáng)大，無法準(zhǔn)確測(cè)量裂紋深度，因此往還需要配合使用磁粉檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、或渦流檢測(cè)等無損檢測(cè)手段。但是現(xiàn)在高端工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡產(chǎn)品已經(jīng)可以精準(zhǔn)測(cè)量裂紋深度了。例如韋林的MViQ視頻內(nèi)窺鏡，采用相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)的深度剖面測(cè)量模式，可以自動(dòng)、精準(zhǔn)地測(cè)算出裂紋、凹坑等的深度，為轉(zhuǎn)子中心孔缺陷檢測(cè)與評(píng)估提供了極大的便利。
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