大型往复式内燃机（RICE）广泛应用于许多行业，可用于发电或驱动机械设备，例如螺旋桨轴和泵。这些发动机的工作原理与传统汽车内燃机相同，但尺寸更大。在这篇应用说明中，我们将探讨RICE状态监测技术和工业内窥镜的使用，以及上佳实践指南和故障排除技巧，以充分利用这类检测。
图1往复式内燃机
为了有效地运行和维护大型发动机，有必要了解其部件的状况。通过使用各种状态监测（CM）技术可以实现这个目标。每种技术都能提供一种有关发动机的信息。以下列项总结了RICE检测的最常用状态监测技术：
- 仪表– 持续监测发动机传感器的读数，如温度、压力、振动、废气成分等。
- 废油分析– 定期收集油样并进行实验室分析，通过分析可能会发现机油降解情况或因污染、磨损或损坏而产生的颗粒。
- 内窥镜检测（BSI） – 对发动机内部零件进行目视检测，几乎不需要拆卸零件。
- 拆卸/拆解– 拆卸部件或拆解整个发动机，以进行检测、检修或更换部件。
仪表和废油分析属于非侵入式技术，无需中断RICE的运行，被广泛视为状态监测的优选方法。然而，由于这些技术所能获得的信息有限，因此作为预防性维护策略的一部分或作为应对性维护的工具，可能需要定期进行工业内窥镜检测。往复式发动机的内窥镜检测的重点是燃烧室，也称为气缸。燃烧室周围的部件承受着高压和高温，因此需要对其损坏或磨损情况进行监测。除气缸外，还可使用工业内窥镜检测发动机的其他部件，如水套、油道和油底壳、涡轮增压器、冷却和空气循环系统，以及交流发电机等。
图2燃烧室（气缸）的示意图
工业内窥镜技术——悠久的历史
往复式发动机自20世纪初就已出现，而工业内窥镜技术的最初应用之一就是对这类发动机进行检测。最早出现的工业内窥镜是刚性内窥镜，随后是柔性纤维内窥镜。如今，视频内窥镜凭借其多功能性、易用性以及同时拍摄图像和视频的能力而成为工业内窥镜检测领域的先进设备。表1概述了每种检测系统的特性。虽然刚性内窥镜和纤维内窥镜仍然在使用，但由于视频内窥镜的广泛应用，本文将重点介绍视频内窥镜。
表1刚性内窥镜、纤维内窥镜和视频内窥镜的主要特性比较
| 特性 | 刚性内窥镜 | 刚性内窥镜 | 视频内窥镜 |
| 插入管类型 | 刚性、平直进入 | 柔性、铰接 | 柔性、铰接 |
| 光源 | 外部 | 外部 | 内置 |
| 图像采集 | 光学中继透镜 | 光学纤维束 | 数字成像传感器 |
| 光学系统 | 固定 | 固定或可变 | 可变 |
| 屏幕、图像和视频的捕获 | 需要额外配件 | 需要额外配件 | 内置 |
| 测量 | 不可以 | 不可以 | 可以 |
如表1所示，与刚性内窥镜和纤维内窥镜相比，视频内窥镜具有相当大的技术优势。使用视频内窥镜不仅可以更快地进行内窥检测（为获得优质图像所需安装的部件更少，调整也更少），还可以为制作报告提供更好的输出，因为可以轻松记录图像和视频。
在Evident的远程视觉检测（RVI）产品组合中，建议为RICE检测使用IPLEX G Lite和IPLEX GT视频内窥镜。两种视频内窥镜均可生成高质量图像，以便进行部件评估并进一步制作报告。
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获得正确的配置
- 2米（6.6英尺）长的插入管
- 6毫米探头直径
- 两种光学适配器：
- 一种是侧向远焦适配器（AT120S/FF），用于对气缸进行初步概览
- 一种是前向近焦适配器（AT120D/NF），用于进行详细检测。
图3刚性套筒和铰接臂
气缸检测101 – 上佳实践
准备视频内窥镜
- 在插入视频内窥镜探头之前，请核查光学适配器是否适用于检测，并确保光学适配器和硬末端清洁无尘。
将探头插入到气缸中
- 建议在将探头插入检修口时使用刚性套筒（如图4所示）。这样有助于保护探头，减少油污染和探头损坏的风险。使用刚性套筒时无需固定探头，提高了图像稳定性，减少了撞击气缸内壁的情况。
- 探头进入到内部后，为了获得具有可重复方向的图像，需旋转探头，直到12点钟方向位于屏幕上图像的顶部。
- 通常，可以通过观察活塞冠（活塞顶部）来确定气缸的方向，活塞冠上有与方向相关的特征或标记。
定位活塞
- 检测气缸时，活塞必须位于气缸的最底部（底部中心）。这样检测人员就能看到气缸壁的最大范围。
- 要将活塞定位在底部正确的位置，请在观察视频内窥镜屏幕的同时手动转动发动机，直到活塞处于正确位置。
- 为了提高检测效率，您可以按照点火顺序进行检测，因为几个活塞的位置是同步的。
- 您可以使用IPLEX Image Share app（IPLEX图像共享应用程序），在转动发动机时直观显示活塞位置。
检测
- 活塞正确定位后，就可以进行检测了。
- 我们建议使用侧视（直角）光学适配器进行总体检测，这样就可以大致了解气缸壁、活塞、阀板和阀门的情况，如图5所示。
- 如果需要了解更多细节，可以切换到前向光学适配器，这样就能在靠近目标的位置进行详细检测。
- 为了更轻松地管理录制的图像，请将每个气缸的图像保存在存储设备中各自的文件夹中 - 这样，每个图像文件就会根据文件夹名称命名，还可更容易管理文件和准备检测后报告。
- 根据需要录制图像或视频。
拆除探头
- 完成对气缸的检测后，解锁探头铰接装置（注意观察视频内窥镜屏幕上的挂锁符号，弯曲部分已接合）
- 从气缸中取出探头。
- 将刚性套筒和铰接臂移动到下一个要检测的活塞中。
图4显示如何使用侧向光学适配器概览气缸的方案
故障排除
| 挑战 | 问题 | 解决方案 |
| 油 | Most of the inspection will be done in the presence of lubricant, which may degrade image quality |
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| 温度 | 根据检测前发动机停机时间的长短，检测开始时气缸可能仍然很热 |
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| 探头方向 | 工业内窥镜插入到气缸后，可能很难确定图像的方向 |
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| 命名图像文件 | 如果用户将不同气缸的图像记录在同一个文件夹中，它们将会有相似的文件名，这样在检测之后就很难对文件进行管理 |
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大型往复式发动机的工业内窥镜检测
结论
视频内窥镜是对往复式发动机进行内窥检测的绝佳工具，因此我们建议使用IPLEX G Lite或IPLEX GT视频内窥镜对往复式发动机进行检测。通过遵循本应用说明中探讨的上佳实践方法，检测人员可以完成高效检测，捕捉高质量的图像。这使他们能够在无需拆卸系统的情况下快速有效地诊断和判断发动机部件的状况，从而降低了维护成本。
要了解有关我们的视频内窥镜产品系列的更多信息或预定演示，请与我们联系。
