Κατανόηση της Θερμογραφίας (Υπέρυθρη Ανάλυση)
Θερμογραφία, ή ανάλυση με υπέρυθρες (IR), είναι μια μη επαφής, μη καταστροφική τεχνολογία που ανιχνεύει και απεικονίζει τη θερμική ενέργεια (θερμότητα) που εκπέμπεται από ένα αντικείμενο. Μια εξειδικευμένη κάμερα υπερύθρων συλλαμβάνει αυτή την ενέργεια και τη μετατρέπει σε μια οπτική εικόνα - ένα θερμογράφημα - στην οποία διαφορετικά χρώματα αντιπροσωπεύουν διαφορετικές θερμοκρασίες, επιτρέποντας σε έναν εκπαιδευμένο θερμογράφο να δει αμέσως θερμά και ψυχρά σημεία αόρατα με γυμνό μάτι. Στις εργασίες συντήρησης και αξιοπιστίας χρησιμοποιείται για την ανίχνευση ανωμαλιών θερμοκρασίας που συχνά αποτελούν το πρώτο σημάδι μιας αναπτυσσόμενης βλάβης, γεγονός που την καθιστά ακρογωνιαίο λίθο κάθε συντήρηση βάσει κατάστασης (CBM) πρόγραμμα και φυσικός συνεργάτης του ανάλυση κραδασμών και ανάλυση πετρελαίου.
1. Ορισμός: Τι είναι η Θερμογραφία;
Κάθε αντικείμενο πάνω από το απόλυτο μηδέν εκπέμπει ενέργεια στην υπέρυθρη ζώνη, και όσο πιο θερμό είναι, τόσο περισσότερο εκπέμπει. Η θερμογραφία εκμεταλλεύεται αυτό το φυσικό γεγονός για να κάνει ορατή τη θερμοκρασία. Επειδή η κάμερα δεν αγγίζει ποτέ τον εξοπλισμό, οι έρευνες μπορούν να διεξαχθούν σε εγκαταστάσεις που βρίσκονται υπό τάση και λειτουργούν από ασφαλή απόσταση - ένα αποφασιστικό πλεονέκτημα όταν η εναλλακτική λύση είναι η διακοπή λειτουργίας ενός μηχανήματος ή το άνοιγμα ενός ηλεκτρικού πίνακα. Στο πλαίσιο ενός ευρύτερου παρακολούθηση κατάστασης στρατηγική, η θερμογραφία είναι ένας από τους ταχύτερους τρόπους για τον έλεγχο ενός μεγάλου αριθμού εξοπλισμού για προβλήματα σε μια μόνο περιήγηση.
2. Πώς λειτουργεί;
Μια κάμερα υπερύθρων φέρει έναν ανιχνευτή ευαίσθητο στην υπέρυθρη ακτινοβολία. Επικεντρώνει την εισερχόμενη υπέρυθρη ενέργεια σε αυτόν τον ανιχνευτή, ο οποίος δημιουργεί ένα λεπτομερές μοτίβο θερμοκρασίας - το θερμογράφημα. Η κρίσιμη λεπτομέρεια είναι ότι ένα θερμογράφημα χαρτογραφεί εκπεμπόμενη θερμική ενέργεια, όχι η θερμοκρασία άμεσα. Για να μετατρέψει αυτόν τον ενεργειακό χάρτη σε ακριβείς θερμοκρασίες, ο θερμογράφος πρέπει να λάβει υπόψη του δύο ιδιότητες της επιφάνειας που εξετάζει:
- Εκπομπική ικανότητα: ένα μέτρο του πόσο αποτελεσματικά μια επιφάνεια εκπέμπει θερμική ενέργεια. Μια θαμπή, μαύρη επιφάνεια έχει υψηλό συντελεστή εκπομπής (κοντά στο 1,0)- μια γυαλιστερή, ανακλαστική μεταλλική επιφάνεια έχει χαμηλό συντελεστή εκπομπής (κοντά στο 0,0) και θα υποεκπέμψει την πραγματική της θερμοκρασία εάν η κάμερα δεν διορθωθεί.
- Ανακλαστικότητα: μια γυαλιστερή επιφάνεια εκπέμπει τη δική της θερμότητα, αλλά αντανακλά επίσης θερμότητα από τα γύρω αντικείμενα - συμπεριλαμβανομένου του σώματος του θερμογράφου - η οποία μπορεί να μεταμφιεστεί σε θερμό σημείο στο στόχο.
Ένας ειδικευμένος θερμογράφος γνωρίζει πώς να ρυθμίζει την τιμή του συντελεστή εκπομπής της κάμερας και πώς να τοποθετείται ώστε να αποφεύγονται οι αδέσποτες αντανακλάσεις, έτσι ώστε τα δεδομένα να είναι ακριβή και ουσιαστικά. Η ερμηνεία των αριθμών σε σχέση με αναγνωρισμένα κριτήρια αποδοχής είναι ευκολότερη με μια αναφορά όπως η δική μας Υπολογιστής ορίων θερμοκρασίας θερμογραφίας (ISO 18434), η οποία συσχετίζει μια μετρούμενη αύξηση της θερμοκρασίας με κατηγορίες σοβαρότητας.
3. Εφαρμογές στα ηλεκτρικά συστήματα
Αυτή είναι μία από τις πιο συνηθισμένες και πολύτιμες χρήσεις της θερμογραφίας, επειδή η υπερθέρμανση είναι σχεδόν πάντα το πρώτο σύμπτωμα ενός ηλεκτρικού προβλήματος.
- Εύρεση χαλαρών συνδέσεων: μια χαλαρή ή διαβρωμένη σύνδεση σε ένα κέντρο ελέγχου κινητήρα (MCC), έναν πίνακα διακοπτών ή έναν πίνακα διακοπτών έχει μεγαλύτερη αντίσταση και θερμαίνεται υπό φορτίο, εμφανίζοντας ένα ευδιάκριτο θερμό σημείο στο θερμογράφημα.
- Ανίχνευση υπερφορτωμένων κυκλωμάτων: ένας υπερφορτωμένος διακόπτης ή καλώδιο λειτουργεί θερμότερα από τους σωστά φορτωμένους γείτονές του, καθιστώντας την ίδια τη σύγκριση διαγνωστική.
- Προσδιορισμός μη ισορροπημένων φορτίων: σε ένα τριφασικό σύστημα, μια έντονη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των φάσεων υποδεικνύει ένα μη ισορροπημένο φορτίο - ένα θερμικό αντίστοιχο της ηλεκτρικές βλάβες που ανιχνεύει η ανάλυση κραδασμών στους κινητήρες.
4. Εφαρμογές στα μηχανικά συστήματα
Στον περιστρεφόμενο και κινούμενο εξοπλισμό, η μη φυσιολογική θερμότητα είναι ένας αξιόπιστος δείκτης τριβής, φθοράς ή προβλήματος λίπανσης:
- Ρουλεμάν: μια υπερθέρμανση του ρουλεμάν σηματοδοτεί ακατάλληλη λίπανση (πολύ ή πολύ λίγη) ή προχωρημένη φθορά. Η θερμογραφία συχνά επιβεβαιώνει μια υποψία ελάττωμα ρουλεμάν που εντοπίζεται πρώτα από την ανάλυση δονήσεων και συνδέεται άμεσα με λίπανση ρουλεμάν κατάσταση.
- Σύνδεσμοι: ένα εσφαλμένη ευθυγράμμιση σύζευξη παράγει σημαντική θερμότητα μέσω της τριβής και της κυκλικής καταπόνησης, οπότε μια θερμή σύζευξη αποτελεί ισχυρή ένδειξη ευθυγράμμισης.
- Κιβώτια ταχυτήτων και αντλίες: οι μη φυσιολογικές θερμοκρασίες υποδεικνύουν λανθασμένα επίπεδα λαδιού, εσωτερική τριβή ή μπλοκαρίσματα ροής.
- Ιμάντες και τροχαλίες: ένας λανθασμένα ευθυγραμμισμένος ιμάντας ή ένας ιμάντας με ακατάλληλη τάνυση κάνει την τροχαλία να τρέχει ζεστά, συμπληρώνοντας τη διάγνωση της ελαττώματα κίνησης ιμάντα.
5. Άλλες εφαρμογές
Η θερμογραφία φτάνει πολύ πέρα από τα περιστρεφόμενα μηχανήματα σε έρευνες ενέργειας και ακεραιότητας σε ολόκληρη την εγκατάσταση:
- Συστήματα ατμού: ανίχνευση αποτυχημένων παγίδων ατμού που διαρρέουν και σπαταλούν ενέργεια.
- Πυρίμαχο υλικό και μόνωση: ανεύρεση περιοχών όπου η πυρίμαχη επένδυση του κλιβάνου ή η μόνωση των σωλήνων έχει υποβαθμιστεί, εμφανιζόμενη ως θερμή κηλίδα στην εξωτερική επιφάνεια.
- Επίπεδα δεξαμενής: η στάθμη του υγρού σε μια μεγάλη δεξαμενή μπορεί συχνά να “φανεί” από τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του υγρού και του χώρου ατμών πάνω από αυτό.
6. Θερμογραφία στο πλαίσιο ενός προγράμματος πολλαπλών τεχνολογιών
Η θερμογραφία είναι πιο ισχυρή ως ένα στρώμα σε ένα ευρύτερο προβλεπτική συντήρηση στρατηγική και όχι ένα αυτόνομο εργαλείο. Ως μια μορφή μη καταστροφικοί έλεγχοι, απαντά στο ερώτημα “καίγεται κάτι;“, αλλά σπάνια σας λέει από μόνη της τη βασική μηχανική αιτία. Σε αυτό το σημείο συνδυάζεται τόσο καλά με τις δονήσεις. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι ανισορροπία: μια θερμική έρευνα μπορεί να αποκαλύψει ένα θερμό ρουλεμάν, αλλά δεν μπορεί να πει αν η θερμότητα προέρχεται από σφάλμα λίπανσης ή από υπερβολικό δυναμικό φορτίο που προκαλείται από έναν εκτός ζυγοστάθμισης ρότορα. Για να διαχωρίσετε τα δύο πρέπει να μετρήσετε άμεσα τη δόνηση - και όταν η αιτία είναι η ανισορροπία, ένας φορητός αναλυτής δύο καναλιών όπως ο Balanset-1A μπορεί να το επιβεβαιώσει με τη μέτρηση 1× πλάτος και φάση και στη συνέχεια διορθώστε το με εξισορρόπηση πεδίου ο ρότορας στα δικά του έδρανα, αφαιρώντας το δυναμικό φορτίο που εξ αρχής υπερθέρμαινε το έδρανο. Με αυτόν τον τρόπο - υπέρυθρες για την εύρεση του συμπτώματος, δονήσεις για την εύρεση και την αποκατάσταση της αιτίας - η θερμογραφία γίνεται μια γρήγορη, ασφαλής και εξαιρετικά αποτελεσματική πρώτη γραμμή για την αξιοπιστία της εγκατάστασης.
