Die Rolle von Videoskopen bei der Inspektion von Gasturbinen: Erkenntnisse aus der Praxis

Herkömmliche Inspektionen von Gasturbinen können zeitaufwändig und teuer sein. Eine visuelle Ferninspektion kann jedoch eine wirksame Alternative zum Zerlegen von Geräten sein, um einen Blick ins Innere zu werfen. Fortschrittliche Videoskope bieten hervorragende Sicht und Bildgebung, einfache Messungen und umfassendere Berichte.

Gasturbinen sind und bleiben ein wichtiger Bestandteil des Energiesektors. Angesichts der Drücke, Temperaturen, Toleranzen und Auswirkungen, die ein Motorausfall haben kann, ist es genauso wichtig, den mechanischen Zustand jedes Motors zu kennen wie den Motor selbst.

Videoskope sind bei der Beurteilung dieser Gesundheit von entscheidender Bedeutung. Sie ermöglichen es einem Prüfer, interessante Elemente im Motor zu sehen, zu analysieren und zu messen. In diesem Artikel wird die Rolle von Videoskopen bei der Inspektion von Gasturbinen untersucht und die wichtigsten Funktionen von Videoskopen erörtert, mit denen häufig auftretende Probleme in diesem Bereich gelöst werden können.

Ein Videoskop ist ein fortschrittlicher Endoskoptyp, der für die visuelle Ferninspektion (RVI) verwendet wird. Eine Videoskopinspektion an einer Gasturbine wird im Allgemeinen auf der Grundlage der Betriebsstunden und des Modells geplant. Darüber hinaus kann es zu erzwungenen oder ungeplanten Stillständen oder Ausfällen kommen, bei denen eine Notfallinspektion erforderlich ist, um die Ursache zu ermitteln.

Bei einer Gasturbineninspektion nimmt ein RVI-Techniker ein Videoskop, beispielsweise ein Olympus IPLEX-Videoskop, und führt die distale Spitze des Einführrohrs in das Turbinentriebwerk ein. Das Einführrohr von Videoskopen gibt es in verschiedenen Längen und hat typischerweise einen Durchmesser von etwa 4 Millimetern (mm) oder 6 mm. Der gebräuchlichste Durchmesser und die gebräuchlichste Länge für die Inspektion von Gasturbinen betragen 6 mm bzw. 3,5 Meter (11,5 Fuß).

1. Beispiel einer Videoskopinspektion. Mit freundlicher Genehmigung: Veracity Technology Solutions

Nach dem Einführen des Endes des flexiblen Einführrohrs navigiert der Techniker das Zielfernrohr zu kritischen Bereichen wie den Schaufeln, Leitschaufeln und der Brennkammer. Die letzten drei Zoll des Einführungsrohrs kräuseln/gelenken und werden vom Benutzer über einen Joystick gesteuert. Dieses Gelenk unterstützt die Navigation, da es die Position des distalen Endes des Einführrohrs beim Einführen steuert. Sobald der interessierende Bereich erreicht ist, wird die Artikulation verwendet, um die Ansicht des Schadens- oder Problembereichs auf dem Bildschirm zu zentrieren (Abbildung 1).

Wenn Benutzer den Zielbereich sehen können, können sie ein Bild oder Video zur gemeinsamen Analyse oder zur Berichterstattung an den Asset-Eigentümer speichern. Benutzer können den aufgenommenen Bildern Anmerkungen hinzufügen, z. B. einen Bereich einkreisen oder einem Bild Text überlagern. Bei den meisten aktuellen Modellen wird die Kommentierung über den Touchscreen des Videoskops vereinfacht.

Eine fortschrittliche Analysemethode für festgestellte Problembereiche ist die Durchführung einer Stereomessung anhand von Anzeichen, wie z. B. einem Riss an einer Klinge. Die Stereomessung quantifiziert die visuellen Informationen auf dem Bildschirm und kann auf Fehlertoleranzverfahren zurückgeführt werden, sodass der Anlageneigentümer eine fundierte Entscheidung über die nächsten Schritte treffen kann.

Zur Beurteilung des Zustands eines Gasturbinentriebwerks gehört mehr als nur die Aufnahme eines Bildes und die Durchführung von Messungen. Obwohl dies entscheidende Schritte sind, werden die Bilder dann gesendet, verwaltet und überprüft – manchmal von mehreren Personen.

Fortgeschrittene Hersteller von Videoskopen haben die Notwendigkeit erkannt, mehr als nur ein Werkzeug bereitzustellen, das ein helles und klares Bild erzeugt. Bei diesen Herstellern besteht der Trend, sich an den Anforderungen der Branche auszurichten. Dies bedeutet, dass zusätzlich zu den unmittelbaren Vorteilen eines hochmodernen Videoskops auch Funktionen wie drahtlose Bildübertragung, Online-Bilddatenbankverwaltung und Berichterstellung genutzt und weiterentwickelt werden, um Inspektionsdienste bereitzustellen.

Ein Problem bei RVI-Geräten besteht darin, dass es schwierig sein kann, den Eigentümern und Betreibern von Kraftwerken zusammenhängende und schnelle Berichte bereitzustellen. Darüber hinaus müssen Inspektoren in der Regel direkt mit dem Eigentümer und Betreiberpersonal kommunizieren, das die Inspektion überwacht.

Videoskope, die den Inspektionsservice für Anlageneigentümer verbessern können, können zu einem Aufschwung des Geschäfts führen. Beispielsweise haben sich die erweiterten Funktionen des Olympus IPLEX NX-Videoskops als effizienter erwiesen, sowohl bei der Inspektion als auch bei der Ergebnisberichterstattung.

Scott Kennedy, Vizepräsident für Geschäftsentwicklung bei Veracity Technology Solutions, erläuterte einige der Vorteile der Verwendung des IPLEX NX-Videoskops. „Die Ausrüstung spricht für sich und ich weiß, dass unsere Kunden die Vorteile, die sie ihnen bietet, zu schätzen wissen“, erklärte Kennedy. „Für uns ist das IPLEX NX-Videoskop ein leistungsstarkes Instrument für unsere zertifizierten Endoskop-Inspektoren, aber dennoch leicht genug, damit ein Anlagentechniker die Verwendung für eine einfache Komponenteninspektionsprüfung erlernen kann. Es war ein großartiges Werkzeug, um unser Geschäft zu steigern und eine bessere Leistung zu erbringen.“ Service für unsere Kunden.

Für Veracity ist das IPLEX NX-Videoskop aufgrund dreier Hauptfunktionen ein entscheidender Vorteil für die Durchführung von Gasturbineninspektionen.

Hervorragende Sicht und Bildqualität auf einem großen Bildschirm. Inspektionstechniker und anderes Personal auf der Baustelle schätzen die optimale Sicht, die der große 8,4-Zoll-Bildschirm des Videoskops und die helle, lebendige Bildgebung bieten. Diese hervorragende Sicht ist praktisch bei der Inspektion von Gasturbinentriebwerken. Beispielsweise kann ein Inspektor auf einem Turbinendeck den Bildschirm auf einen Projektmanager schwenken, der mehrere Meter entfernt ist, und der Projektmanager kann leicht sehen und verstehen, was auf dem Bildschirm angezeigt wird.

Dank der Touchscreen-Funktionen ist die große Bildschirmgröße noch nützlicher für Inspektionen und Messungen. Benutzer können einfach hinein- und herauszoomen, indem sie einfach zwei Finger auf dem Bildschirm zusammenziehen oder spreizen. Auch das Kommentieren der Bilder mit Text, Pfeilen und Kreisen ist mit einem Touchscreen einfacher.

Je nach Inspektionsziel kann das IPLEX NX-Videoskop mit einem Einführrohr mit 4 mm, 6 mm oder 6,2 mm Durchmesser (mit Arbeitskanal) kombiniert werden. Das 6-mm-Zielfernrohr wird häufig bei der Inspektion von Gasturbinen verwendet. Um diese Ziele detailliert und mit hervorragender Bildqualität darzustellen, verfügt das IPLEX NX-Videoskop über eine optimierte Optik und ein hochauflösendes ladungsgekoppeltes Gerät (CCD).

2. Das IPLEX NX-Videoskop zeigt ein hell beleuchtetes Bild. Mit freundlicher Genehmigung: Veracity Technology Solutions

Da dieser CCD im Vergleich zu CCDs mit niedrigerer Auflösung mehr Licht benötigt, um das gleiche helle Bild zu erzeugen, verfügt das Videoskop über eine intensiv helle Laserdiodenbeleuchtung (Abbildung 2). Über ein Glasfaserkabel gelangt das Licht durch das Einführrohr. Eine hellere Lichtquelle ist in der RVI-Welt von entscheidender Bedeutung, da die einzige Lichtquelle häufig das Videoskop ist.

Einfache Messungen. Auf dem großen Touchscreen lassen sich Messungen ganz einfach durchführen, was die Aufgabe für den Prüftechniker effizienter macht. Ohne Touchscreen kann der Messcursor nur mit einem Joystick bewegt werden. Jetzt kann der Benutzer in die Nähe der Stelle tippen, an der der Punkt platziert werden soll, und dann den Joystick für eine endgültige, verfeinerte Punktplatzierung verwenden. Dieser verbesserte Arbeitsablauf ermöglicht es dem Benutzer, dem Projektmanager vor Ort viel schneller Bericht zu erstatten.

Das IPLEX NX-Videoskop verfügt außerdem über Multi-Spot-Ranging, eine Funktion, die dazu beiträgt, die durchschnittliche Zeit zu verkürzen, die ein Inspektor für die Durchführung einer Messung benötigt. Im Livebild werden fünf Punkte um einen Kreis herum angezeigt (einer in der Mitte und vier am Rand des Kreises). Die Entfernungen zum Ziel an diesen Punkten werden in Echtzeit angezeigt. Auf diese Weise kann ein Prüfer sofort erkennen, ob das Messbild in einem bestimmten Bereich und über das gesamte Bild hinweg nah genug ist. Dies geschieht alles im Livebild, bevor ein Bild aufgenommen wurde.

3. Ein 3D-Modell (rechts) der Kante einer Klinge wird verwendet, um die Punktplatzierung im Stereobild (links) zu bestätigen. Mit freundlicher Genehmigung: Veracity Technology Solutions

Ein weiterer Vorteil bei Messungen ist die 3D-Modellierungsfunktion. Sobald ein Stereobild aufgenommen wurde, hat der Benutzer die Möglichkeit, es als 3D-Modell anzuzeigen. Das 3D-Modell hilft dem Prüfer, vollständig zu verstehen, wo Referenz- und Messpunkte platziert werden.

3D-Modellierung wird häufig verwendet, wenn die Kante einer Klinge geprüft wird, da es gängige Praxis ist, Referenzpunkte auf der Klingenkante zu platzieren. Anhand des 3D-Modells kann der Prüfer sicher sein, dass die Spitze auf der Klingenkante und nicht leicht abseits davon platziert ist. Wenn die Spitze leicht über die Klingenkante hinausragt, befindet sie sich vollständig außerhalb der Klinge und befindet sich irgendwo hinter der Klinge.

Wie bereits erwähnt, erleichtert der Touchscreen die schnelle Auswahl von Punkten. Diese Funktion ist auch bei der Verwendung des 3D-Modells hilfreich. Mithilfe einfacher Touchscreen-Gesten kann der Benutzer das 3D-Modell auf unterschiedliche Weise manipulieren. Der Benutzer kann einen Finger bewegen, um das Modell zu drehen, zwei Finger zusammenziehen oder spreizen, um das Modell hinein- und herauszuzoomen, und zwei Finger bewegen, um das Modell über den Bildschirm zu schwenken.

Umfassendere Berichterstattung. Das Ergebnis der meisten Inspektionen ist ein Bericht mit einer Zusammenfassung der Ergebnisse, Empfehlungen und Bildern zur Veranschaulichung des Anlagenstatus. Der Aufwand zur Erstellung eines Inspektionsberichts kann jedoch zeitaufwändig und herausfordernd sein, wenn Unternehmen standardisierte Vorlagen übernehmen möchten.

IPLEX NX-Videoskope sind Teil einer umfassenden Workflow-Lösung, die den Zeit- und Arbeitsaufwand für die Erstellung standardisierter Inspektionsberichte im gesamten Unternehmen reduzieren soll. Mithilfe der ViSOL-Cloudlösung können Benutzer Inspektionsmedien von einem IPLEX NX-Videoskop importieren und überprüfen. Darüber hinaus können Berichte automatisch generiert werden, um den gesamten RVI-Workflow zu vereinfachen.

Die Software des IPLEX NX-Videoskops ist ein integraler Bestandteil der ViSOL-Lösung, da sie es dem Prüfer ermöglicht, das vordefinierte Inspektionsergebnis oder etwaige Mängel zum Zeitpunkt der Bildaufnahme anzupassen und auszuwählen. Inspektionsdaten können in das Bild eingebettet werden, sodass die gesamte Inspektion nahtlos an die ViSOL-Lösung übertragen werden kann.

Diese Informationen können direkt an die Cloud oder vorübergehend im Offline-Modus an die ViSOL-Desktopanwendung gesendet und später mit der Cloud synchronisiert werden, wenn die Internetverbindung wiederhergestellt wird. Diese harmonisierte Verbindung zwischen IPLEX-Videoskopen und der ViSOL-Lösung ermöglicht einen effizienteren, standardisierten und kollaborativeren RVI-Workflow.

Das Videoskop ist ein praxiserprobtes Gerät zur Inspektion von Gasturbinen. Erweiterte Funktionen moderner Videoskope, wie helle, hochauflösende Bilder; ein großer, reaktionsschneller Touchscreen; 3D Modellierung; und cloudbasiertes Reporting erhöhen die Effizienz des Inspektions- und Reporting-Workflows.

—Charles Janecka ist RVI Associate Product Manager bei Evident Scientific.

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