手持式测量型工业视频内窥镜在水轮机汽蚀检测中的应用

手持式测量型工业视频内窥镜在水轮机汽蚀检测中的应用

2021-07-05 12:56:31

水力发电是不耗费燃料的节能环保的发电技术,只需要利用从高处倾泻而下的江河湖泊之水,经水轮机将势能转换成机械能,由水轮机的转轴带动发电机的转子,从而最终将机械能转换成电能。利用大自然的天然之水和高度落差造福于人类,的确是一件美好的事情,但正是与水轮机日夜相伴的水,给水轮机带来了汽蚀的困扰。本文介绍手持式测量型工业视频内窥镜在水轮机汽蚀检测中的应用。以下水轮机工作原理示意图来自百度百科。

水轮机工作原理示意图

水轮机汽蚀的原因、部位及危害

汽蚀是水轮机工作过程中经常发生的现象,主要原因是水的空化,即,由于水轮机叶片高速旋转的基本工作原理,导致水轮机内的水压变化,而引发气泡产生、发展、溃灭,以及相伴随的一系列物理和化学变化,最终导致了高速的微型液体喷射流,该高速喷射流不断作用在水轮机顶盖和叶片上,造成金属离子的剥离,长此以往形成蜂窝状的汽蚀缺陷。

由此可见,水轮机汽蚀部位主要集中在转轮叶片及顶盖内部,由于与水的接触不可避免,因此这两个部件的汽蚀是不可避免的。

汽蚀的危害不容忽视。通常汽蚀的分布并不均匀,而是集中在某些位置形成蚀坑,并在蚀坑位置快速发展,并引发设备损坏以致解体,这无疑会严重威胁机组的安全运行,成为电厂安全的重大隐患。

其中,转轮叶片的汽蚀通过肉眼是可以检查到的,而顶盖汽蚀没这么容易,由于空间受限,检查顶盖内部有无汽蚀、以及汽蚀深度及面积等,是水轮机质量控制的一大难题,不拆卸顶盖往往难以获取准确的结果。

传统的水轮机顶盖汽蚀检测方法的弊端

在测量型内窥镜没有普及之时,传统检测方法往往使用开云体育网址查看有无汽蚀,并利用标尺估算的方法进行测量。简单地说,将带有标尺的测量机构绑缚在开云体育网址探头上实施检测,检测过程需要两名检测者配合,一人负责将探头送至水轮机顶盖位置处,另一人负责观察显示器以便将探头送达适宜的观察位置,并观察汽蚀缺陷,进行拍照,以及通过绑缚的测量机构的标尺读取测量数据。

这种检测方法的缺陷是比较明显的:

1. 因为需要额外测量机构的辅助,导致操作繁琐,而且分体式内窥镜对空间要求较高,狭窄空间难以开展检测;

2. 测量数据为与标尺比对的估算值,数据误差较大;

3. 多次数据测量波动较大,无法判断顶盖健康状况;

4. 人为因素对数据影响较大,两位检测人员的操作熟练度以及配合情况都会影响测量结果。

手持式测量型工业视频内窥镜在水轮机汽蚀检测中的应用

韦林手持式测量型工业视频内窥镜MViQ

上图是韦林工业视频内窥镜MViQ的产品图及应用图。这种检测设备给水轮机汽蚀检测带来了福音,特别是顶盖内的汽蚀检测。手持式设备将显示器、主机、手持机都集成在一起,设备体积小不占地,一人手持即可检测。再者,测量型内窥镜自己集成了测量功能,可以准确测量汽蚀缺陷,特别是像韦林的单物镜相位扫描三维立体测量技术,测量效率高、准确性高,具体优势体现在以下方面:

1. 一人即可完成观察与测量任务(观察、测量功能间转换不需要更换镜头),也不许额外的测量机构辅助;

2. 一体化手持机,清晰的显示画面以及操控机构都集成在一起,对空间要求不高;

3. 3D建模,创建深度剖面图,直接剖析汽蚀缺陷内部轮廓;

4. 测量数据准确,误差很小,人为因素干扰小,可真实地反映顶盖的健康状况。

使用手持式测量型工业视频内窥镜,可以高效检测转轮叶片和水轮机顶盖内有无汽蚀,还可以进一步测量汽蚀区域的深度及面积,为机组的检修项目及检修等级的确定提供了可靠的数据支撑,以辅助管理人员确定正确的检修计划。



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