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工業(yè)內(nèi)窺鏡在轉(zhuǎn)子中心孔缺陷檢測中的應用

2021-04-15 10:12:16

本文介紹工業(yè)內(nèi)窺鏡在轉(zhuǎn)子中心孔缺陷檢測中的應用。首先對轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子中心孔做簡要的說明。

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)生磁場等，是不少動力機械和工作機械中的主要旋轉(zhuǎn)部件。例如：由主軸、動葉片、葉輪或轉(zhuǎn)鼓、以及聯(lián)軸器等旋轉(zhuǎn)部件組成的汽輪機轉(zhuǎn)子，由轉(zhuǎn)子繞組、導磁鐵心以及轉(zhuǎn)子軸伸、護環(huán)、中心環(huán)和風扇等組成的發(fā)電機轉(zhuǎn)子。

動力機械中常用的轉(zhuǎn)子示意圖

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，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、并進一步擴展，最終導致轉(zhuǎn)子報廢、甚至發(fā)生轉(zhuǎn)子飛裂事故，影響機組安全運行。因此我國《金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》規(guī)定，機組大修要對汽輪機、發(fā)電機轉(zhuǎn)子中心部位進行檢查，特別是對中心孔的表面裂紋檢測一定要重視。

工業(yè)內(nèi)窺鏡是轉(zhuǎn)子中心孔缺陷檢測的常用工具，具有高效直觀的特點。工業(yè)內(nèi)窺鏡中的直桿鏡、光纖鏡、視頻內(nèi)窺鏡、爬行機器人等產(chǎn)品都可以用于轉(zhuǎn)子中心孔檢測任務中，可實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子中心孔內(nèi)壁任意一點的多角度檢測。如下圖所示分別是韋林視頻內(nèi)窺鏡、直桿鏡、光纖鏡、以及爬行機器人產(chǎn)品的圖片。

工業(yè)內(nèi)窺鏡在轉(zhuǎn)子中心孔缺陷檢測中的應用

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，彎曲檢測路徑或直通路都可以勝任，用于中心孔檢測時，可選用可導向光纖鏡，通過鏡頭前端的導向操作，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子中心孔內(nèi)壁的全面檢測。

視頻內(nèi)窺鏡：上面的光纖鏡，因為成像原理導致其檢測圖像有網(wǎng)格，相比較，視頻內(nèi)窺鏡用探頭前端的CCD代替了導向光纖，用電子信號代替了光學影像，往往可提供更為清晰的檢測圖像，而且具有便于數(shù)字化管理的優(yōu)勢。

爬行機器人：由于發(fā)電子轉(zhuǎn)子中心孔往往都比較大，其直徑可以達到100~200mm左右，因此也可以采用針對大口徑管道檢測的爬行機器人，這種檢測設(shè)備由小車承載，具有視野寬闊、視場明亮、機動靈活、可翻越障礙物等特點，同時鏡頭也支持多方向轉(zhuǎn)動，可以對中心孔內(nèi)壁實施完善的檢測。

上述這些內(nèi)窺檢測手段都可以通過間接目視檢測，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)窺鏡的缺陷測量技術(shù)還不是很強大，無法準確測量裂紋深度，因此往還需要配合使用磁粉檢測、超聲波檢測、或渦流檢測等無損檢測手段。但是現(xiàn)在高端工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡產(chǎn)品已經(jīng)可以精準測量裂紋深度了。例如韋林的MViQ視頻內(nèi)窺鏡，采用相位掃描三維立體測量技術(shù)的深度剖面測量模式，可以自動、精準地測算出裂紋、凹坑等的深度，為轉(zhuǎn)子中心孔缺陷檢測與評估提供了極大的便利。

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