工業(yè)領(lǐng)域核心設(shè)備的穩(wěn)定運行是電力、石化、軌道交通等支柱產(chǎn)業(yè)安全生產(chǎn)的核心基礎(chǔ),運維檢測環(huán)節(jié)的可靠性直接決定了產(chǎn)業(yè)運營的安全性與經(jīng)濟效益。內(nèi)部檢測作為設(shè)備運維的核心環(huán)節(jié),常用的無損檢測技術(shù)無需破壞設(shè)備結(jié)構(gòu)即可完成缺陷排查,而工業(yè)內(nèi)窺鏡作為內(nèi)窺鏡檢測的核心載體,是實現(xiàn)非拆解式設(shè)備內(nèi)部檢查的主流工具。據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會2024年發(fā)布的《電力設(shè)備運維行業(yè)發(fā)展白皮書》統(tǒng)計,國內(nèi)電力行業(yè)因設(shè)備內(nèi)部缺陷未及時排查導(dǎo)致的非計劃停運事件占總停運事件的37%【1】,當(dāng)前國內(nèi)已出臺GB/T 38234-2019《工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測方法》、DL/T 1822-2018《電力用工業(yè)內(nèi)窺鏡技術(shù)條件》等多項標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相關(guān)檢測行為。傳統(tǒng)內(nèi)部檢測多采用設(shè)備拆解的方式,不僅需要長時間停機造成高額經(jīng)濟損失,部分狹小空間、密封腔體設(shè)備還存在無法拆解、人工檢測可達(dá)性差的問題,漏檢率可達(dá)15%以上。本文將圍繞工業(yè)內(nèi)窺鏡的技術(shù)原理、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、應(yīng)用場景等內(nèi)容展開,為B端、G端用戶開展內(nèi)窺鏡檢測、無損檢測及設(shè)備內(nèi)部檢查工作提供參考。
工業(yè)內(nèi)窺鏡的核心技術(shù)邏輯是通過柔性或剛性探頭深入設(shè)備內(nèi)部,利用光學(xué)或電子成像系統(tǒng)將內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像傳導(dǎo)至外部顯示終端,實現(xiàn)無需拆解設(shè)備的可視化內(nèi)部檢測,屬于典型的目視類無損檢測技術(shù)。當(dāng)前主流產(chǎn)品分為光學(xué)內(nèi)窺鏡與電子內(nèi)窺鏡兩大類別,光學(xué)內(nèi)窺鏡通過光纖傳導(dǎo)光源與圖像,抗干擾能力強,適合高溫、高輻射的特殊場景使用;電子內(nèi)窺鏡通過探頭前端的CCD/CMOS傳感器采集圖像,成像清晰度可達(dá)1080P及以上,支持圖像存儲、AI缺陷自動識別等拓展功能,是當(dāng)前內(nèi)窺鏡檢測的主流應(yīng)用品類。兩類產(chǎn)品均可在不破壞被測對象結(jié)構(gòu)的前提下,完成各類密封腔體、狹小縫隙的設(shè)備內(nèi)部檢查,適配絕大多數(shù)工業(yè)場景的內(nèi)部檢測需求。
當(dāng)前國內(nèi)針對工業(yè)內(nèi)窺鏡的應(yīng)用已形成覆蓋多行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)體系,通用層面需符合GB/T 38234-2019《工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測方法》的基礎(chǔ)要求,細(xì)分行業(yè)中,電力行業(yè)DL/T 1822-2018《電力用工業(yè)內(nèi)窺鏡技術(shù)條件》對產(chǎn)品的絕緣性能、耐溫性能、檢測精度作出了明確規(guī)定【3】【4】;石化行業(yè)SH/T 3548-2011《石油化工管式爐爐管檢測技術(shù)規(guī)程》明確將內(nèi)窺鏡檢測列為加熱爐爐管內(nèi)部腐蝕檢測的*方法;軌道交通行業(yè)TB/T 3552-2019《軌道交通 車輛轉(zhuǎn)向架檢測方法》也將內(nèi)窺鏡檢測納入轉(zhuǎn)向架焊縫設(shè)備內(nèi)部檢查的指定方法。應(yīng)用數(shù)據(jù)層面,中國電力科學(xué)研究院2023年的檢測技術(shù)評估報告顯示,采用工業(yè)內(nèi)窺鏡開展的GIS設(shè)備內(nèi)部檢測,缺陷檢出率比傳統(tǒng)拆解檢測法高22%,單次檢測的時間成本降低70%,整體運維成本降低40%以上【2】。
當(dāng)前常用的內(nèi)部檢測技術(shù)包含內(nèi)窺鏡檢測、射線檢測、超聲檢測、拆解檢測等幾大類,不同技術(shù)的適配場景存在明顯差異。和射線檢測相比,內(nèi)窺鏡檢測無電離輻射,無需現(xiàn)場隔離,作業(yè)流程更簡便,適合在役設(shè)備的現(xiàn)場快速檢測;和超聲檢測相比,內(nèi)窺鏡檢測可直接輸出可視化的缺陷圖像,無需人員解讀波形數(shù)據(jù),缺陷定性的準(zhǔn)確率更高,且無需涂抹耦合劑,適配各類金屬、非金屬材質(zhì)的內(nèi)部檢測需求;和傳統(tǒng)拆解式設(shè)備內(nèi)部檢查相比,內(nèi)窺鏡檢測無需拆解設(shè)備,避免了拆解過程中對設(shè)備的二次損傷,也無需長時間停機,適合連續(xù)生產(chǎn)型企業(yè)的運維需求。需要注意的是,內(nèi)窺鏡檢測僅能檢測視線可達(dá)的區(qū)域,對于被遮擋的缺陷需要結(jié)合其他無損檢測技術(shù)開展聯(lián)合檢測,提升檢測準(zhǔn)確率。
當(dāng)前國內(nèi)市場的工業(yè)內(nèi)窺鏡產(chǎn)品主要分為進(jìn)口和國產(chǎn)品牌兩大陣營,進(jìn)口品牌在超高溫、超小探頭等高端參數(shù)產(chǎn)品上技術(shù)積累較深,適合特殊極端場景的應(yīng)用;國產(chǎn)品牌則針對國內(nèi)電力、石化、軌道交通等行業(yè)的場景需求做了大量適配優(yōu)化,比如適配電力帶電作業(yè)的絕緣探頭、適配石化防爆場景的防爆認(rèn)證產(chǎn)品,同時采購成本比同參數(shù)進(jìn)口產(chǎn)品低30%左右,售后響應(yīng)效率更高,更適合國內(nèi)B端生產(chǎn)企業(yè)、G端監(jiān)管及運維單位的使用需求??蹈咛刈鳛閲鴥?nèi)電力檢測設(shè)備的核心供應(yīng)商,可為用戶提供適配電力各類場景的內(nèi)窺鏡檢測配套方案,結(jié)合自有局放檢測、紅外檢測等無損檢測設(shè)備,形成多技術(shù)融合的內(nèi)部檢測整體解決方案。
工業(yè)內(nèi)窺鏡目前已在多個行業(yè)的內(nèi)部檢測場景實現(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用,典型案例包括三類:一是電網(wǎng)變電站GIS設(shè)備內(nèi)部檢測,2023年某省電力公司運維部門針對110kV變電站GIS設(shè)備開展年檢,采用工業(yè)內(nèi)窺鏡開展內(nèi)窺鏡檢測,無需拆解GIS氣室,僅用2天*完成了全站12間隔GIS的設(shè)備內(nèi)部檢查,共檢出觸頭氧化缺陷3處、雜質(zhì)堆積缺陷2處,及時開展消缺后避免了可能出現(xiàn)的GIS擊穿故障,預(yù)估減少直接經(jīng)濟損失近千萬元。二是石化加熱爐爐管無損檢測,2024年某沿海煉化廠針對常壓加熱爐開展運維檢測,采用耐120℃高溫的工業(yè)內(nèi)窺鏡開展?fàn)t管內(nèi)部檢測,無需停爐降溫,僅用3天*完成了全部216根爐管的內(nèi)部檢測,檢出腐蝕減薄缺陷7處,避免了爐管泄漏導(dǎo)致的安全生產(chǎn)事故。三是軌道交通列車轉(zhuǎn)向架設(shè)備內(nèi)部檢查,2023年某地鐵運營公司針對運營滿10年的列車開展轉(zhuǎn)向架焊縫排查,采用探頭直徑3.9mm的工業(yè)內(nèi)窺鏡開展內(nèi)窺鏡檢測,無需拆解轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu),即可深入焊縫縫隙開展無損檢測,共檢出未熔合缺陷2處,及時更換部件后保障了列車運營安全。
不同行業(yè)的檢測需符合對應(yīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),電力行業(yè)需符合DL/T 1822-2018的技術(shù)要求,出具的檢測報告需具備CMA認(rèn)證資質(zhì),G端采購項目通常要求供應(yīng)商具備相關(guān)無損檢測服務(wù)資質(zhì),產(chǎn)品需通過對應(yīng)行業(yè)的防爆、絕緣等專項認(rèn)證。
首先要匹配應(yīng)用場景,比如高溫場景優(yōu)先選擇耐溫等級符合要求的產(chǎn)品,狹小縫隙場景優(yōu)先選擇小直徑探頭,其次要關(guān)注探頭彎曲角度、成像清晰度、續(xù)航時間、存儲功能等參數(shù),如有智能化需求可選擇支持AI缺陷識別的產(chǎn)品。
工業(yè)內(nèi)窺鏡的單次采購成本高于傳統(tǒng)檢測工具,但從全周期運維成本來看,內(nèi)窺鏡檢測無需設(shè)備停機,避免了停機帶來的生產(chǎn)損失,同時無需承擔(dān)設(shè)備拆解、重裝的成本,整體運維成本比傳統(tǒng)拆解式內(nèi)部檢測低30%-50%。
三類場景優(yōu)先選擇:一是無法拆解的密封設(shè)備,比如GIS氣室、液壓油缸、發(fā)動機腔體等;二是人工無法進(jìn)入的狹小空間,比如焊縫縫隙、細(xì)小管道、電子元件內(nèi)部等;三是要求不停產(chǎn)開展的在役設(shè)備檢測,比如石化加熱爐、運行中的輸電設(shè)備等。
參考文獻(xiàn)
【1】 中國電力企業(yè)聯(lián)合會. 2024年電力設(shè)備運維行業(yè)發(fā)展白皮書
【2】 中國電力科學(xué)研究院. 電力設(shè)備無損檢測技術(shù)應(yīng)用評估報告(2023)
【3】 *市場監(jiān)督管理總局. GB/T 38234-2019 工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測方法
【4】 *能源局. DL/T 1822-2018 電力用工業(yè)內(nèi)窺鏡技術(shù)條件