CT是常用的医学影像检查方法。它利用精准的射线束,对人体某部位进行扫描,并通过数据处理快速成像,能够做到对人体组织器官结构一目了然。与CT透视原理相似,北京中唐电工程咨询有限公司研发的“智检1号”机器人,成功实现了以垂直于地面的自动驾驶方式,对风机塔筒涂层下面的焊缝缺陷进行精准定位、快速检测,成为我国首个“在役风机塔筒焊缝自动检测机器人”。
“智检1号”将新型组合检测理论与智能系统相结合,“取得了在应用技术、智能识别、工艺创制、设备研发等方面的突破与创新,填补了我国国内风机塔筒焊缝缺陷漏磁自动化检测领域的空白。”研发团队负责人、大唐物资公司主任师韩振华说。
循缝检行的攀爬者
近年来,在电力设备巡检中,机器人、无人机等智能化装备被广泛应用。它们通过携带各种先进设备和传感器,以无线通信和图像处理等技术,实现了对电力设备设施的检测和监控,降低了劳动强度,保证了巡检的准确性和安全性。
“智检1号”为风力发电机组的科学运维提供了创新技术支撑。据中唐电咨询公司监检项目管理部责任师张长虎介绍,“‘智检1号’可以自动跟踪焊缝轨迹,即使在纵缝与横缝交汇处,也能灵活自如调整走向。”相对于吸附式机器人或人工检测,“智检1号”以三轮式超强磁吸进行攀爬检测,在百余米高的塔筒上走得稳、测得准,能够大幅降低风机塔筒的维护成本,延长塔筒的使用寿命。
据了解,风机塔筒主要通过卷板焊接成筒,再由多筒分段焊接而成,焊缝是塔筒的力学性能薄弱区域。风机在野外恶劣环境下运行,受复杂载荷和大气腐蚀等多重因素影响,焊接接头处极易产生疲劳裂纹,严重威胁塔筒结构健康,是在役风机的重大安全隐患。
在风力发电迅猛发展的今天,做好对在役风机塔筒的检测与维护,建立相对完善的安全预警机制显得尤为必要,而“智检1号”的诞生恰逢其时。
先进技术的加持者
依托多年来在金属无损检测、焊缝质量检验方面的经验和特长,研发团队为“智检1号”装备了多项创新性技术和智能算法,以确保这辆长为80厘米、宽为60厘米、厚为45厘米的“小车”在高空作业中定位精准、运转丝滑。
5月16日,记者在实验室见到了一比一的“智检1号”模型机。“机器人底部安装了激光轮廓循迹仪、陀螺仪,能够确保它对焊缝的实时跟踪和对位置的自动调整。”中唐电咨询公司监检项目管理部部门经理张皙说,“机器人底盘的数字图盘模块,相当于一个微型雷达,实现了对焊缝情况的即时扫描和观测。”
为避免出现传感器与塔筒面不贴合的情况,研发团队采用了固定减震与传感器分离的构造方式,同时辅以万向轮把握方向,满足了机器人随时灵活转弯的需求。而手持遥控平板,则让“操盘手”能够即时看到焊缝轮廓、机器人及设备参数、传感器采集的最新数据等,从而做到对焊缝情况一览无余。
在研发团队看来,最重要的创新性技术是“漏磁”与“磁扰动”的融合应用。“纵向环形磁场与横向环形磁场的运行轨迹,确保了扫描区域的全覆盖。”研发团队成员孟繁旭说。
据了解,研发团队已多次赴青灰岭风电场、河南凯安风电场、河南云阳风电场等多家风电现场对机器人技术和功能进行测试,其检测能力及设备先进性得到业主单位的普遍认可,这为后续在役风机规模化智能检测及“机器人+”业务的拓展奠定了良好基础。
新质生产力的践行者
“智检1号”有着广泛的应用价值。在研发团队看来,它不仅可以满足对风机塔筒焊缝的检测,还可以拓展到对船舶、管道、钢结构等的焊缝检测,甚至能延伸推广至电力、石油、化工等多个领域的金属设备检测中,在能源基础设施建设、巡检、操作、维护、应急处置中均有巨大潜力可挖。
按照下一步构想,中唐电咨询公司将继续联合高等院校和科研院所,在“产学研用”发展路径上深耕,打造“机器人+”系列产品,在持续推进机器人轻量化、小型化、全自动智能化的同时拓展其应用功能,最大程度提升用户体验,加大应用数据积累,深化开展覆盖全产品设计、技术开发、工艺优化、批量生产和释放推广全过程“一条龙”式的应用创新。
做科研要经得住考验、守得住初心、扛得住压力。“推动对在役风电、光伏全生命周期体检档案的建立,不仅是依托‘智检1号’的未来计划,更是一项加快培育新质生产力、助推能源行业提质增效的开拓之路。”大唐物资公司副总工程师、中唐电咨询公司党委书记、董事长李亚冬说:“保持科研战略定力和耐心,找准新赛道深耕细作。对此,我们坚定不移。”
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