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“管道爬行内窥镜”在电站设备检测中的应用

添加日期：2012-03-16

作为保证设备安全运行和提高检修可靠性的无损检测手段之一，目前工业内窥镜已被广泛应用于火力发电站的锅炉、汽轮机和发电机设备的检修中，其产品主要有三大类，即直杆硬性镜、光纤内窥镜和视频内窥镜。

视频内窥镜分为两大类，一类是“便携式视频内窥镜”，探头外进6.9mm，工作长度可达5m，探头采用360º+90º导向新技术，可控制探头的方向；采用高分辨率电荷耦合器件(CCD)镜头，可获得500线以上的清晰度和45倍以上的放大倍数；如图1所示的BVJ便携式视频内窥镜，另一类是“管道爬行内窥镜”，如图2所示的BOG管道爬行内窥镜，其工作长度最长可达100m,爬行器可携带直视镜头、侧视镜头、异物清理工具、回收工具，四轮驱动使其可实现前进、后退、转弯、爬坡和跨越障碍物等功能。

BOG管道爬行内窥镜及其配套机械回收装置适用于内径为150mm—600mm的管道、容器和设备的内部目视检测和回收，采用四轮齿链驱动，安全可靠，前视和侧视探头可360º周向旋转，全方位观察管道内部情况。

多年的现场检验表明，BOG管道爬行内窥镜在火力发电厂汽轮发电机转子中心孔、锅炉联箱和管道以及变电站母线检验方面性能可靠，满足了检修的需要。并且，针对现场检测研制的辅助设备拓展了其应用范围，提高了其适应能力。

图1 BVJ便携式视频内窥镜

图2 BOG管道爬行内窥镜

1、BOG管道爬行内窥镜在电力系统的应用

1.1汽轮发电机转子中心孔检验

汽轮发电机转子是火力发电厂的重要转动设备，对火力发电厂的安全连续运行至关重要。转子中心孔是制造过程中为了消除锻造缺陷，在其中心加工的一个直径为声150～280mm，贯穿转子全长的内孔。由于转子中心孔内壁应力集中，在长期运行中可能产生表面疲劳裂纹，因此对转子中心内壁的检测是保证汽轮发电机转子安全运行的重要手段之一。早期的内窥镜检测多采用直杆和光纤内窥镜，如天津光学仪器厂的直杆侧视内窥镜和德国西门子的旋转直杆侧视内窥镜，通过前部的45º反光镜可观察到转子中心孔内壁的状况；而光纤内窥镜可通过镜头前端的弯曲部实现转子中心孔内壁的检测。

目前采用的BOG管道爬行内窥镜具有上述两种设备的优点，其视野宽阔、视场明亮、爬行器机动灵活，可实现对转子中心孔内壁任意一点的多角度检测，获得稳定清晰的图像。

BOG管道爬行内窥镜的爬行器最小尺寸为￠150mm，为满足150～280mm中心孔的检测，设计制造了辅助小车，配合手动推杆，可同时满足直视镜头和旋转镜头检测的需要。

1.2锅炉联箱检验

锅炉联箱是锅炉的重要部件，在运行过程中承受高温高压，其内部构件和联箱自身及其连接管座易产生裂纹，导致零部件断裂脱落，联箱简体和管座角焊缝开裂，引发严重事故。

火力发电厂锅炉联箱内径为￠200～500 mm，联箱的手孔有从端头开口和从侧面开口两种形式，手孔内径多为￠175 mm。联箱的手孔小，检验时轮子直径最小的内窥镜爬行器(￠150 mm)才能通过手孔进入联箱内部，但进入手孔后，联箱内径大，爬行器高度低，视场受到限制，影响检测效果。为此，设计了图3所示的210mm探头爬行器，用于检测直径较大的联箱时，CCD镜头能够获得较为理想的检测效果。

图3 BOG管道爬行器（210mm探头）

从长期现场检验结果的分析发现，在所有的联箱中，以减温器联箱的问题最为突出。由于减温水温度低，导致相关部件工作温度梯度大，长期工作导致热疲劳；另外，由于减温水间歇工作方式和压力较高，减温水管工作时会产生振动，加剧部件的失效。一旦减温水喷嘴和套筒损坏，将进一步导致联箱损坏。现场检验曾多次发现套筒开裂、联箱内壁裂纹、套筒支座焊缝开裂、喷水管断裂和喷头失效等问题。

减温器套筒与联箱间形成一个高20～35 mm的台阶，内窥镜爬行器经常无法爬上该台阶，于是设计制作了较大的轮子，提高了爬行器的爬台阶能力，最高能爬上35 mm的台阶。

试验证明，以上辅助装置拓宽了BOG管道爬行内窥镜设备的应用范围。以某发电厂1 025 t／h锅炉再热器微量喷水减温器检测为例，该锅炉在大修中发现甲、乙两侧再热器微量喷水减温器的三套减温水喷嘴零件脱落，推测掉入减温器联箱和高再进口联箱内部。采用BOG管道爬行内窥镜对其内壁是否存在裂纹进行了检查，找到了脱落的三套喷水嘴零件(螺母，垫片和喷水板)，并采用视频内窥镜回收装置进行了回收。

1.3变电站母线检测

当六氟化硫气体绝缘开关的母线、进出线套管和变压器母线发生故障时，由于设备的结构限制，检修人员无法直接查找问题的根源，采用BOG管道爬行内窥镜对进出线套管和变压器母线进行检查，可以方便、快捷、准确地查找出放电点，确定故障点，大大节约了检修工期。

2、结束语

多次现场检验证实了BOG管道爬行内窥镜及其辅助装置在电站锅炉和汽轮发电机组设备检验中发挥了重要的作用，发现并排除了大量的设备缺陷，保证了设备的安全运行。