Применение промышленных эндоскопов

  • Автор темы В мире НК
  • Дата начала
Ответить
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.

Необходимо войти для просмотра

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​

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).
 

Вложения

  • 1.jpg
    1.jpg
    20.4 KB · Просмотры: 119
  • 2.jpg
    2.jpg
    22.2 KB · Просмотры: 121
  • 3.jpg
    3.jpg
    43 KB · Просмотры: 123
  • 00.jpg
    00.jpg
    5.1 KB · Просмотры: 122
В

В мире НК

Guest
Применение эндоскопов для контроля трубопроводов (в энергетике и на химических производствах)

Необходимо войти для просмотра

Внутри трубопроводов эндоскопами обнаруживаются следующие дефекты и повреждения: дефекты корневой части сварных швов, эрозия и коррозия внутренней поверхности труб и сосудов, очаги коррозии, усталостные трещины, поверхностное расслоение металлов и отслоение покрытий, следы перегрева металла, наличие технологического мусора, посторонние отложения на внутренних стенках труб и сосудов (рис. 4 - 6). Зачастую, с помощью эндоскопов можно осмотреть состояние внутренних деталей и уплотнений запорно-регулирующей гидравлической и пневматической арматуры (проточные части кранов, вентилей, расходомеров, редукторов, золотников, сепараторов) без их разборки. При контроле труб, сильно загрязненных отложениями, тонкий (ø 6 мм) и достаточно длинный (19 м) эндоскоп может вводиться на большую глубину даже в сильно загрязненные трубы и легко извлекаться обратно (рис. 7, 8).


Необходимо войти для просмотра

Рис. 4. Образец недопустимого «виляния» шва на внутренней поверхности стыка баллона

Необходимо войти для просмотра

Рис. 5. Непровар корня стыка горловины баллона

Необходимо войти для просмотра

Рис. 6. Непровар кольцевого стыка​
 

Вложения

  • 6.jpg
    6.jpg
    33.4 KB · Просмотры: 122
  • 5.jpg
    5.jpg
    30 KB · Просмотры: 122
  • 4.jpg
    4.jpg
    25.4 KB · Просмотры: 122
  • k1.jpg
    k1.jpg
    79.7 KB · Просмотры: 127
В

В мире НК

Guest
Необходимо войти для просмотра

Рис. 7. Сквозной прожог стенки трубопровода в месте наружной приварки ребра жесткости

Необходимо войти для просмотра

Рис. 8. Замер площади перегретой поверхности трубки в районе сквозного прожига

Необходимо войти для просмотра

Рис. 9. Пример измерения длины, глубины, площади и профиля дефекта​

Современный видеоскоп может измерять длину, глубину, площадь и даже профиль дефекта (рис. 9). Примеры дефектов, выявленных эндоскопическим контролем, изображены на рис. 10 - 12.

Необходимо войти для просмотра

Рис. 10. Наволакование металла с выкрашиванием на внутренней стенке горячекатаной трубы при ее изготовлении​
 

Вложения

  • 10.jpg
    10.jpg
    56.4 KB · Просмотры: 120
  • 9.jpg
    9.jpg
    78.4 KB · Просмотры: 122
  • 8.jpg
    8.jpg
    45.1 KB · Просмотры: 120
  • 7.jpg
    7.jpg
    32.2 KB · Просмотры: 121
В

В мире НК

Guest
Необходимо войти для просмотра

Рис. 11. Усталостное разрушение трубы теплообменника химического реактора

Необходимо войти для просмотра

Рис. 12. Дендритная коррозия на внутренней поверхности трубопровода​

Применение эндоскопов для контроля газотурбинных двигателей (ГТД)

Необходимо войти для просмотра

Метод эндоскопического контроля находит широкое применение как в эксплуатации, так и в производстве авиационных силовых установок и их узлов. Безусловно, перечень работ по контролю, выполняемых на различных типах авиационных двигателей, очень разнообразен. Однако можно отметить несколько общих областей применения эндоскопического контроля (в эксплуатации авиационных двигателей):

1. Осмотр проточной части на наличие эксплуатационных повреждений:

- лопаток ротора и статора компрессора;

- узлов камеры сгорания и турбины.

2. Проверка состояния крепежных деталей и контровки.

3. Осмотр гидро- и пневмосистем.

4. Осмотр подшипниковых опор.

5. Осмотр внутренних деталей других агрегатов.

Необходимо войти для просмотра

Рис. 13. Забоина от попадания постороннего предмета на лопатке компрессора авиационного двигателя​
 

Вложения

  • k2.jpg
    k2.jpg
    54.4 KB · Просмотры: 120
  • 11.jpg
    11.jpg
    55.3 KB · Просмотры: 120
  • 12.jpg
    12.jpg
    63.1 KB · Просмотры: 121
  • 13.jpg
    13.jpg
    38.4 KB · Просмотры: 120
В

В мире НК

Guest
Необходимо войти для просмотра

Рис. 14. Разрушение лопатки турбины авиационного двигателя

Необходимо войти для просмотра

Рис. 15. Замер отгиба уголка лопатки, поврежденной посторонним предметом​

Основными эксплуатационными повреждениями авиационных ГТД, которые обнаруживают с помощью эндоскопов, являются: забоины на лопатках компрессоров (рис. 13 - 15) от попадания посторонних предметов (мусора, льда), усталостные и термоусталостные трещины деталей, обгары и прогары деталей камеры сгорания и турбины, нарушения крепежных узлов и др.

В эксплуатации авиационной техники эндоскопы также используются при наблюдении за коррозией внутренних поверхностей узлов планера и топливных баков, при периодическом контроле и продлении ресурсов этих узлов.
 

Вложения

  • 14.jpg
    14.jpg
    30.3 KB · Просмотры: 120
  • 15.jpg
    15.jpg
    44.2 KB · Просмотры: 121

admin

Admin
Регистрация
16.04.2012
Сообщения
6,684
Реакции
1,806
Адрес
Омск
Померанцев Д.С. Применение промышленных эндоскопов. − В мире НК. – Март 2008 г. − № 1 (39). − С. 20–23. Статья любезно предоставлена редакцией журнала «В мире НК» (http://www.ndtworld.com). Наиболее точная и достоверная версия – в прикрепленном файле.
 

Вложения

  • 39_20_23_olympus moskow.pdf
    39_20_23_olympus moskow.pdf
    1 MB · Просмотры: 51
Сверху