В
В мире НК
Guest
Применение промышленных эндоскопов
Об авторе
Необходимо войти для просмотра
Померанцев Дмитрий Сергеевич
Сотрудник отдела промышленной эндоскопии компании Olympus Mosiow.
Эндоскоп, как микроскоп, телескоп и даже лупа - это «вооружение» для человеческого глаза, а эндоскопия отличается от других методов НК простотой применения и достаточно высокой информативностью. Эндоскопический контроль внутренних полостей машин и механизмов (подраздел визуально-измерительного контроля или «Remote visual inspection») широко применятся как за рубежом, так и в России в различных отраслях промышленности. Специфика применения эндоскопа и требуемые характеристики конечно же различны для выполнения различных задач. Визуально могут быть обнаружены не только локальные поверхностные дефекты или повреждения внутренних полостей (в корневой части сварных швов, на поверхности труб, в полостях литых деталей). Эндоскопы используют и при контроле состояния внутренних узлов сложных машин, недоступных осмотру снаружи (лопатки газотурбинных двигателей, детали ректификационных колонн и сепараторов, детали двигателей внутреннего сгорания). Существенная часть работ по эксплуатационной диагностике авиационных и стационарных газотурбинных установок (ГТУ) приходится именно на эндоскопический (визуальный) контроль внутренних деталей проточной части этих двигателей.
Эндоскопический контроль эффективно дополняет результаты других методов НК - радиографии и ультразвуковой дефектоскопии, вихретокового контроля и др. Более того, в некоторых случаях (из-за невозможности прямого доступа в зону контроля), эндоскопия является единственным эффективным методом определения состояния узла - благодаря малому диаметру, высокой маневренности и большой длине «змееобразных зондов». Скорость проведения эндоскопического контроля достаточно высока, чаще всего не требуется длительная подготовка ни самого эндоскопа, ни объекта контроля. Эндоскопы эффективны и при контроле длинных труб теплообменников и холодильников, сварных конструкций различного назначения и сложной формы, имеющих внутренние полости.
Различными зарубежными и отечественными фирмами производится обширная линейка эндоскопического оборудования: жесткие эндоскопы (их еще называют «бороскопы»), гибкие волоконно-оптические эндоскопы (рис. 1) («фиброскопы» или «флексоскопы»), гибкие телевизионные эндоскопы («видеоскопы»), а также системы для документирования результатов осмотра на цифровых носителях и измерений обнаруженных дефектов. Длины рабочих частей гибких эндоскопов для осмотра трубопроводов достигают 200 м и более, что дает возможность осмотра длинных трубопроводов - паропроводов, труб котлов, конденсаторов, реакторов и колонн, артезианских скважин и др. По мере развития технологии микротелевидения, диаметры зондов (гибких рабочих частей) эндоскопов постоянно уменьшаются, а качество изображения - улучшается. Значения минимальных диаметров современных сверхтонких эндоскопов находятся на уровне 0,64 мм для гибких (IF6PD4) и 0,9 мм для жестких приборов. Минимальный линейный размер обнаруживаемых с помощью современных видеоэндоскопов поверхностных дефектов составляет от 0,02 мм, возможны измерения объектов (ширины, длины, высоты и глубины дефектов) от 0,15 мм. Все современные эндоскопы оснащены либо могут быть укомплектованы накопителями цифровых изображений, телекамерами, или цифровой фотоаппаратурой для документирования результатов осмотра и измерений. Новые модели видеоскопов позволяют записывать снимки дефекта в виде цифровой фотографии или видеофрагмента на флэш-карты емкостью до нескольких терабайт (сотни тысяч снимков или сотни часов видео на каждой флэш-карте) и затем переносить цифровую запись на ПК для последующей обработки. С помощью программного обеспечения для ПК на записанных фотографиях можно осуществлять многократные замеры найденных повреждений, создавать и распечатывать иллюстрированные отчеты о результатах проведенного контроля.
Наконечник рабочей части большинства гибких эндоскопов (дистальная часть) имеет дистанционное управление (либо в одной плоскости, либо по всем направлениям - вправо/влево, вниз/ вверх) и позволяет изменять траекторию движения прибора внутри объекта, а также дистанционно нацеливать объектив. Дистанционное маневрирование позволяет проводить внутренний осмотр коллекторов и разветвленных трубопроводов. Для обеспечения надежного введения на максимальную глубину, с одной стороны, эндоскоп должен быть достаточно гибким, чтобы легко проходить различные изгибы траектории. С другой стороны, чем дальше вводится зонд - тем выше трение, которое мешает его дальнейшему введению. При этом зонд может потерять устойчивость (способность передавать продольное усилие при вводе), т. е. необходима его достаточная продольная жесткость. Удовлетворить эти противоречащие друг другу требования к конструкции зонда позволяет конструкция с переменной по длине продольной жесткостью. Например, зонды эндоскопов, изготовленные по технологии переменной жесткости «Tapered Flex», выдерживают до 5 изгибов под прямым углом при их введении по сложной траектории в горизонтальном положении, не теряя при этом продольной устойчивости.
Зонды (или рабочие части) эндоскопов ведущих фирм-производителей, как правило, полностью герметичны, бензо и маслостойки, большинство приборов имеют защитную металлическую оплетку, выполненную из сплава, содержащего вольфрам, или из нержавеющей стали. В этом и состоит основное отличие промышленных эндоскопов от их хорошо известных медицинских аналогов, которые, как правило, имеют мягкую резиновую наружную оболочку, небольшую длину и ограниченный диапазон глубины резкости.
В силу того, что контролируемые внутренние полости механизмов, как правило, затемнены, для надежного контроля требуется мощный источник света (рис. 2). В настоящее время наиболее распространены конструкции эндоскопов с волоконно-оптическими световодами, передающими свет от наружных блоков подсветки и расположенными внутри рабочей части (зонда) эндоскопа. Однако в последнее время быстро развивается технология светодиодов сверхвысокой яркости (Ultra bright LED), которая уже находит применение в качестве источника света на эндоскопах ведущих фирм-изготовителей (рис. 3).
Об авторе
Необходимо войти для просмотра
Померанцев Дмитрий Сергеевич
Сотрудник отдела промышленной эндоскопии компании Olympus Mosiow.
Эндоскоп, как микроскоп, телескоп и даже лупа - это «вооружение» для человеческого глаза, а эндоскопия отличается от других методов НК простотой применения и достаточно высокой информативностью. Эндоскопический контроль внутренних полостей машин и механизмов (подраздел визуально-измерительного контроля или «Remote visual inspection») широко применятся как за рубежом, так и в России в различных отраслях промышленности. Специфика применения эндоскопа и требуемые характеристики конечно же различны для выполнения различных задач. Визуально могут быть обнаружены не только локальные поверхностные дефекты или повреждения внутренних полостей (в корневой части сварных швов, на поверхности труб, в полостях литых деталей). Эндоскопы используют и при контроле состояния внутренних узлов сложных машин, недоступных осмотру снаружи (лопатки газотурбинных двигателей, детали ректификационных колонн и сепараторов, детали двигателей внутреннего сгорания). Существенная часть работ по эксплуатационной диагностике авиационных и стационарных газотурбинных установок (ГТУ) приходится именно на эндоскопический (визуальный) контроль внутренних деталей проточной части этих двигателей.
Эндоскопический контроль эффективно дополняет результаты других методов НК - радиографии и ультразвуковой дефектоскопии, вихретокового контроля и др. Более того, в некоторых случаях (из-за невозможности прямого доступа в зону контроля), эндоскопия является единственным эффективным методом определения состояния узла - благодаря малому диаметру, высокой маневренности и большой длине «змееобразных зондов». Скорость проведения эндоскопического контроля достаточно высока, чаще всего не требуется длительная подготовка ни самого эндоскопа, ни объекта контроля. Эндоскопы эффективны и при контроле длинных труб теплообменников и холодильников, сварных конструкций различного назначения и сложной формы, имеющих внутренние полости.
Необходимо войти для просмотра
Рис. 1. Волоконно-оптический эндоскоп (фиброскоп)
Рис. 1. Волоконно-оптический эндоскоп (фиброскоп)
Различными зарубежными и отечественными фирмами производится обширная линейка эндоскопического оборудования: жесткие эндоскопы (их еще называют «бороскопы»), гибкие волоконно-оптические эндоскопы (рис. 1) («фиброскопы» или «флексоскопы»), гибкие телевизионные эндоскопы («видеоскопы»), а также системы для документирования результатов осмотра на цифровых носителях и измерений обнаруженных дефектов. Длины рабочих частей гибких эндоскопов для осмотра трубопроводов достигают 200 м и более, что дает возможность осмотра длинных трубопроводов - паропроводов, труб котлов, конденсаторов, реакторов и колонн, артезианских скважин и др. По мере развития технологии микротелевидения, диаметры зондов (гибких рабочих частей) эндоскопов постоянно уменьшаются, а качество изображения - улучшается. Значения минимальных диаметров современных сверхтонких эндоскопов находятся на уровне 0,64 мм для гибких (IF6PD4) и 0,9 мм для жестких приборов. Минимальный линейный размер обнаруживаемых с помощью современных видеоэндоскопов поверхностных дефектов составляет от 0,02 мм, возможны измерения объектов (ширины, длины, высоты и глубины дефектов) от 0,15 мм. Все современные эндоскопы оснащены либо могут быть укомплектованы накопителями цифровых изображений, телекамерами, или цифровой фотоаппаратурой для документирования результатов осмотра и измерений. Новые модели видеоскопов позволяют записывать снимки дефекта в виде цифровой фотографии или видеофрагмента на флэш-карты емкостью до нескольких терабайт (сотни тысяч снимков или сотни часов видео на каждой флэш-карте) и затем переносить цифровую запись на ПК для последующей обработки. С помощью программного обеспечения для ПК на записанных фотографиях можно осуществлять многократные замеры найденных повреждений, создавать и распечатывать иллюстрированные отчеты о результатах проведенного контроля.
Наконечник рабочей части большинства гибких эндоскопов (дистальная часть) имеет дистанционное управление (либо в одной плоскости, либо по всем направлениям - вправо/влево, вниз/ вверх) и позволяет изменять траекторию движения прибора внутри объекта, а также дистанционно нацеливать объектив. Дистанционное маневрирование позволяет проводить внутренний осмотр коллекторов и разветвленных трубопроводов. Для обеспечения надежного введения на максимальную глубину, с одной стороны, эндоскоп должен быть достаточно гибким, чтобы легко проходить различные изгибы траектории. С другой стороны, чем дальше вводится зонд - тем выше трение, которое мешает его дальнейшему введению. При этом зонд может потерять устойчивость (способность передавать продольное усилие при вводе), т. е. необходима его достаточная продольная жесткость. Удовлетворить эти противоречащие друг другу требования к конструкции зонда позволяет конструкция с переменной по длине продольной жесткостью. Например, зонды эндоскопов, изготовленные по технологии переменной жесткости «Tapered Flex», выдерживают до 5 изгибов под прямым углом при их введении по сложной траектории в горизонтальном положении, не теряя при этом продольной устойчивости.
Зонды (или рабочие части) эндоскопов ведущих фирм-производителей, как правило, полностью герметичны, бензо и маслостойки, большинство приборов имеют защитную металлическую оплетку, выполненную из сплава, содержащего вольфрам, или из нержавеющей стали. В этом и состоит основное отличие промышленных эндоскопов от их хорошо известных медицинских аналогов, которые, как правило, имеют мягкую резиновую наружную оболочку, небольшую длину и ограниченный диапазон глубины резкости.
Необходимо войти для просмотра
Рис. 2. Источники света с металлогалогенной лампой
Необходимо войти для просмотра
Рис. 3. Светодиоды на эндоскопе
Рис. 2. Источники света с металлогалогенной лампой
Необходимо войти для просмотра
Рис. 3. Светодиоды на эндоскопе
В силу того, что контролируемые внутренние полости механизмов, как правило, затемнены, для надежного контроля требуется мощный источник света (рис. 2). В настоящее время наиболее распространены конструкции эндоскопов с волоконно-оптическими световодами, передающими свет от наружных блоков подсветки и расположенными внутри рабочей части (зонда) эндоскопа. Однако в последнее время быстро развивается технология светодиодов сверхвысокой яркости (Ultra bright LED), которая уже находит применение в качестве источника света на эндоскопах ведущих фирм-изготовителей (рис. 3).