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手持式測量型工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡在水輪機汽蝕檢測中的應用

2021-07-05 12:56:31

水力發(fā)電是不耗費燃料的節(jié)能環(huán)保的發(fā)電技術(shù)，只需要利用從高處傾瀉而下的江河湖泊之水，經(jīng)水輪機將勢能轉(zhuǎn)換成機械能，由水輪機的轉(zhuǎn)軸帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，從而最終將機械能轉(zhuǎn)換成電能。利用大自然的天然之水和高度落差造福于人類，的確是一件美好的事情，但正是與水輪機日夜相伴的水，給水輪機帶來了汽蝕的困擾。本文介紹手持式測量型工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡在水輪機汽蝕檢測中的應用。以下水輪機工作原理示意圖來自百度百科。

水輪機工作原理示意圖

水輪機汽蝕的原因、部位及危害

汽蝕是水輪機工作過程中經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象，主要原因是水的空化，即，由于水輪機葉片高速旋轉(zhuǎn)的基本工作原理，導致水輪機內(nèi)的水壓變化，而引發(fā)氣泡產(chǎn)生、發(fā)展、潰滅，以及相伴隨的一系列物理和化學變化，最終導致了高速的微型液體噴射流，該高速噴射流不斷作用在水輪機頂蓋和葉片上，造成金屬離子的剝離，長此以往形成蜂窩狀的汽蝕缺陷。

由此可見，水輪機汽蝕部位主要集中在轉(zhuǎn)輪葉片及頂蓋內(nèi)部，由于與水的接觸不可避免，因此這兩個部件的汽蝕是不可避免的。

汽蝕的危害不容忽視。通常汽蝕的分布并不均勻，而是集中在某些位置形成蝕坑，并在蝕坑位置快速發(fā)展，并引發(fā)設備損壞以致解體，這無疑會嚴重威脅機組的安全運行，成為電廠安全的重大隱患。

其中，轉(zhuǎn)輪葉片的汽蝕通過肉眼是可以檢查到的，而頂蓋汽蝕沒這么容易，由于空間受限，檢查頂蓋內(nèi)部有無汽蝕、以及汽蝕深度及面積等，是水輪機質(zhì)量控制的一大難題，不拆卸頂蓋往往難以獲取準確的結(jié)果。

傳統(tǒng)的水輪機頂蓋汽蝕檢測方法的弊端

在測量型內(nèi)窺鏡沒有普及之時，傳統(tǒng)檢測方法往往使用工業(yè)內(nèi)窺鏡查看有無汽蝕，并利用標尺估算的方法進行測量。簡單地說，將帶有標尺的測量機構(gòu)綁縛在工業(yè)內(nèi)窺鏡探頭上實施檢測，檢測過程需要兩名檢測者配合，一人負責將探頭送至水輪機頂蓋位置處，另一人負責觀察顯示器以便將探頭送達適宜的觀察位置，并觀察汽蝕缺陷，進行拍照，以及通過綁縛的測量機構(gòu)的標尺讀取測量數(shù)據(jù)。

這種檢測方法的缺陷是比較明顯的：

1. 因為需要額外測量機構(gòu)的輔助，導致操作繁瑣，而且分體式內(nèi)窺鏡對空間要求較高，狹窄空間難以開展檢測；

2. 測量數(shù)據(jù)為與標尺比對的估算值，數(shù)據(jù)誤差較大；

3. 多次數(shù)據(jù)測量波動較大，無法判斷頂蓋健康狀況；

4. 人為因素對數(shù)據(jù)影響較大，兩位檢測人員的操作熟練度以及配合情況都會影響測量結(jié)果。

手持式測量型工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡在水輪機汽蝕檢測中的應用

韋林手持式測量型工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡MViQ

上圖是韋林工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡MViQ的產(chǎn)品圖及應用圖。這種檢測設備給水輪機汽蝕檢測帶來了福音，特別是頂蓋內(nèi)的汽蝕檢測。手持式設備將顯示器、主機、手持機都集成在一起，設備體積小不占地，一人手持即可檢測。再者，測量型內(nèi)窺鏡自己集成了測量功能，可以準確測量汽蝕缺陷，特別是像韋林的單物鏡相位掃描三維立體測量技術(shù)，測量效率高、準確性高，具體優(yōu)勢體現(xiàn)在以下方面：

1. 一人即可完成觀察與測量任務(觀察、測量功能間轉(zhuǎn)換不需要更換鏡頭)，也不許額外的測量機構(gòu)輔助；

2. 一體化手持機，清晰的顯示畫面以及操控機構(gòu)都集成在一起，對空間要求不高；

3. 3D建模，創(chuàng)建深度剖面圖，直接剖析汽蝕缺陷內(nèi)部輪廓；

4. 測量數(shù)據(jù)準確，誤差很小，人為因素干擾小，可真實地反映頂蓋的健康狀況。

使用手持式測量型工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡，可以高效檢測轉(zhuǎn)輪葉片和水輪機頂蓋內(nèi)有無汽蝕，還可以進一步測量汽蝕區(qū)域的深度及面積，為機組的檢修項目及檢修等級的確定提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐，以輔助管理人員確定正確的檢修計劃。