فهم التصوير الحراري (تحليل الأشعة تحت الحمراء)

1. التعريف: ما هي التصوير الحراري؟

التصوير الحراريالتحليل بالأشعة تحت الحمراء (IR)، أو تحليل الأشعة تحت الحمراء، هو تقنية اختبار غير تلامسية وغير إتلافية، تكتشف الطاقة الحرارية المنبعثة من الجسم وتُصوّرها. يستخدم هذا التحليل كاميرا متخصصة بالأشعة تحت الحمراء لالتقاط هذه الطاقة الحرارية وتحويلها إلى صورة مرئية تُسمى مخططًا حراريًا. في هذه الصورة، تُمثل الألوان المختلفة درجات حرارة مختلفة، مما يُمكّن مُصوّر الحرارة المُدرّب من تحديد النقاط الساخنة أو النقاط الباردة التي لا تُرى بالعين المجردة فورًا.

في سياق الصيانة والموثوقية، يُستخدم التصوير الحراري لاكتشاف شذوذات درجة الحرارة التي غالبًا ما تكون أول علامة على وجود مشكلة متفاقمة. وهو تقنية أساسية في الصيانة القائمة على الحالة (CBM) البرنامج وهو مكمل للغاية لـ vibration analysis and تحليل الزيت.

2. كيف يعمل؟

جميع الأجسام التي تزيد درجة حرارتها عن الصفر المطلق تُصدر طاقة حرارية في طيف الأشعة تحت الحمراء. تحتوي كاميرا الأشعة تحت الحمراء على كاشف خاص حساس لهذا الإشعاع. تُركز الكاميرا طاقة الأشعة تحت الحمراء على الكاشف، الذي يُنشئ بدوره نمطًا حراريًا مُفصلًا يُسمى مخططًا حراريًا.

من المهم فهم أن الرسم البياني الحراري هو خريطة للطاقة الحرارية المنبعثة، وليس قياسًا مباشرًا لدرجة الحرارة. للحصول على قراءة دقيقة لدرجة الحرارة، يجب على المصور الحراري مراعاة خاصيتين رئيسيتين للسطح المراد قياسه:

• الانبعاثية: مقياس لمدى فعالية سطح ما في انبعاث الطاقة الحرارية. يتميز السطح الأسود الباهت بانبعاثية عالية (قريبة من ١.٠)، بينما يتميز السطح اللامع العاكس بانبعاثية منخفضة (قريبة من ٠.٠).
• الانعكاسية: لن يقوم السطح اللامع بإصدار حرارته الخاصة فحسب، بل سيعكس أيضًا الحرارة من الأشياء المحيطة (بما في ذلك جسم المصور الحراري نفسه).

يعرف المصور الحراري المدرب كيفية ضبط الكاميرا من حيث الانبعاثية وكيفية وضع نفسه لتجنب الانعكاسات لضمان بيانات دقيقة وذات مغزى.

3. التطبيقات في صيانة الآلات والمصانع

التصوير الحراري هو تقنية متعددة الاستخدامات ذات مجموعة واسعة من التطبيقات:

أ) الأنظمة الكهربائية

يُعد هذا أحد أكثر التطبيقات شيوعًا وقيمة. يُعد ارتفاع درجة الحرارة عادةً أول علامة على وجود مشكلة في أحد المكونات الكهربائية.

• العثور على اتصالات فضفاضة: أي وصلة مفكوكة أو متآكلة في مركز التحكم في المحركات (MCC)، أو لوحة القواطع، أو معدات التوزيع، ستتمتع بمقاومة أعلى، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها تحت الحمل. يظهر هذا كنقطة ساخنة واضحة في الرسم البياني الحراري.
• اكتشاف الدوائر المحملة بشكل زائد: سيبدو قاطع الدائرة أو الكابل المحمل أكثر دفئًا من المكونات المماثلة المحملة بشكل صحيح.
• تحديد الأحمال غير المتوازنة: في نظام ثلاثي المراحل، يمكن أن يشير الفرق الكبير في درجات الحرارة بين المراحل إلى وجود حمل غير متوازن.

ب) الأنظمة الميكانيكية

• المحامل: قد يكون ارتفاع درجة حرارة المحمل علامة على سوء التزييت (زيادة أو نقصان) أو تآكل متقدم. غالبًا ما يُؤكد التصوير الحراري وجود عطل محتمل في المحمل، وذلك من خلال تحليل الاهتزاز.
• الوصلات: يمكن أن تولد الوصلات غير المحاذية قدرًا كبيرًا من الحرارة بسبب الاحتكاك والإجهاد.
• علب التروس والمضخات: يمكن أن تشير درجات الحرارة غير الطبيعية إلى مستويات غير صحيحة من الزيت، أو احتكاك داخلي، أو انسداد في التدفق.
• الأحزمة والبكرات: يمكن أن تؤدي الأحزمة غير المحاذية أو الشد غير المناسب إلى ارتفاع درجة حرارة البكرات.

ج) تطبيقات أخرى

• أنظمة البخار: كشف مصائد البخار الفاشلة التي تنفث البخار وتهدر الطاقة.
• المواد المقاومة للحرارة/العزل: العثور على المناطق التي فشل فيها البطانة المقاومة للحرارة في الفرن أو العزل على الأنابيب.
• مستويات الخزان: في كثير من الأحيان يمكن "رؤية" مستوى السائل في خزان كبير بسبب اختلاف درجات الحرارة بين السائل ومساحة البخار فوقه.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي