Termograafia (infrapunaanalüüsi) mõistmine
Termograafiavõi infrapunaanalüüs (IR) on kontaktivaba ja mittepurustav tehnoloogia, mis tuvastab ja visualiseerib objektilt kiirguvat soojusenergiat (soojust). Spetsiaalne infrapunakaamera jäädvustab selle energia ja muudab selle visuaalseks pildiks – termogrammiks –, milles erinevad värvid tähistavad erinevaid temperatuure, võimaldades koolitatud termograafil silmapilkselt näha palja silmaga nähtamatuid kuum- ja külmkohti. Hooldus- ja töökindluse tagamise töös kasutatakse seda temperatuuri kõrvalekallete avastamiseks, mis on sageli areneva rikke esimene märk, mis teeb sellest iga seisundipõhine hooldus (CBM) programm ja loomulik partner vibratsioonianalüüs ja õlianalüüs.
1. Definitsioon: Mis on termograafia?
Iga objekt, mille temperatuur on kõrgem kui absoluutne null, kiirgab energiat infrapunakiirguse lainepikkusel, ning mida kuumem see on, seda rohkem energiat kiirgab. Termograafia kasutab seda füüsikalist nähtust, et muuta temperatuur nähtavaks. Kuna kaamera ei puutu seadmetega kunagi kokku, saab uuringuid teha töötavatel, pingestatud ja käimasolevatel seadmetel ohutust kaugusest – see on otsustav eelis, kui alternatiiviks on masina seiskamine või elektrijaotuskapi avamine. Laiemas seisundi jälgimine Laiema strateegia osana on termograafia üks kiiremaid viise suure hulga seadmete kontrollimiseks võimalike rikete suhtes üheainsa läbikäigu jooksul.
2. Kuidas see töötab?
Infrapunakaamera on varustatud infrapunakiirgusele tundliku detektoriga. See suunab sissetuleva infrapunakiirguse sellele detektorile, mis loob üksikasjaliku temperatuurimustri – termogrammi. Oluline nüanss on see, et termogramm kujutab kiirgunud soojusenergia, mitte otseselt temperatuuri. Selleks et muuta see energiakaart täpseteks temperatuurideks, peab termograaf arvestama vaadeldava pinna kahe omadusega:
- Kiirgusvõime: näitaja, mis väljendab, kui tõhusalt pind kiirgab soojusenergiat. Mattmustal pinnal on kõrge emissiivsus (ligikaudu 1,0); läikival, peegeldaval metallpinnal on madal emissiivsus (ligikaudu 0,0) ning see näitab tegelikust madalamat temperatuuri, kui kaamerat ei ole vastavalt korrigeeritud.
- Peegeldusvõime: läikiv pind kiirgab ise soojust, kuid peegeldab ka ümbritsevatest objektidest – sealhulgas termograafi enda kehast – pärit soojust, mis võib sihtmärgil näida kuumana kohana.
Kogenud termograaf teab, kuidas seadistada kaamera emissiivsusväärtust ja kuidas end paigutada, et vältida kõrvalisi peegeldusi, nii et andmed oleksid nii täpsed kui ka sisukad. Numbrite tõlgendamine tunnustatud vastuvõetavuskriteeriumide alusel on lihtsam, kui kasutada sellist viiteallikat nagu meie Termograafia temperatuuripiiride kalkulaator (ISO 18434), mis seostab mõõdetud temperatuuri tõusu raskusastmete kategooriatega.
3. Rakendused elektrisüsteemides
See on üks termograafia levinumaid ja kasulikumaid rakendusi, sest ülekuumenemine on peaaegu alati elektrilise probleemi esimene sümptom.
- Lahtiste ühenduste leidmine: mootorijuhtimiskeskuses (MCC), kaitsmepaneelis või jaotusseadmes olev lahtine või korrodeerunud ühendus omab suuremat takistust ja kuumeneb koormuse all, mis ilmneb termogrammil selge kuumkohana.
- Ülekoormatud vooluahelate tuvastamine: Ülekoormatud kaitselüliti või kaabel kuumeneb rohkem kui õigesti koormatud naabrid, mistõttu on võrdlus ise diagnoosiks.
- Tasakaalustamata koormuste tuvastamine: kolmefaasilises süsteemis viitab faasidevaheline märkimisväärne temperatuurierinevus koormuse tasakaalustamatusele – see on soojuslik vastand elektrilised rikked mida vibratsioonianalüüs mootoritel tuvastab.
4. Rakendused mehaanilistes süsteemides
Pöörlevatel ja ajamiga seadmetel on ebanormaalne kuumenemine kindel märk hõõrdumisest, kulumisest või määrimisprobleemidest:
- Laagrid: Laagri ülekuumenemine viitab ebaõigele määrimisele (liiga palju või liiga vähe) või kulumisele kandma. Termograafia kinnitab sageli kahtlust laagri defekt mida tuvastati esmalt vibratsioonianalüüsi abil ja mis on otseselt seotud laagrite määrimine tasakaalustamatust.
- Sidurid: a valesti joondatud Sidur tekitab hõõrdumise ja tsüklilise koormuse tõttu märkimisväärselt soojust, seega on kuum sidur tugev vihje joondusveale.
- Käigukastid ja pumbad: Ebanormaalsed temperatuurid viitavad vale õlitasemele, sisemisele hõõrdumisele või voolu takistustele.
- Rihmad ja rihmarattad: valesti paigaldatud või ebaõigesti pingutatud rihm põhjustab rihmaratta ülekuumenemist, mis kinnitab diagnoosi rihmülekande vead.
5. Muud rakendused
Termograafia rakendusala ulatub kaugemale pöörlevatest masinatest, hõlmates kogu tehase ulatuses läbiviidavaid energia- ja seisukorra uuringuid:
- Aurusüsteemid: rikkinud auruklappide avastamine, mis lasevad auru läbi ja raiskavad energiat.
- Tulekindlad materjalid ja isolatsioon: leida kohad, kus ahju tulekindla vooderdise või toru isolatsioon on lagunenud, mis väljendub kuuma laiguna välispinnal.
- Paagitasemed: suure mahuti vedelikutaset on sageli võimalik „näha“ vedeliku ja selle kohal oleva aururuumi vahelise temperatuurierinevuse järgi.
6. Termograafia mitmetehnoloogilise programmi raames
Termograafia on kõige tõhusam just laiemas kontekstis ühe osana ennustav hooldus pigem strateegia kui eraldiseisev vahend. Nagu mittetõrjuv kontroll, see vastab küsimusele „Kas midagi läheb kuumaks?„, kuid see ei anna harva iseenesest teada mehaanilist põhjust. Just siin sobib see hästi kokku vibratsiooniga. Ilmekas näide on tasakaalustamatus: termograafiline uuring võib küll näidata kuuma laagrit, kuid ei saa öelda, kas kuumus tuleb määrimisveast või tasakaalust väljas oleva rootori põhjustatud liigsest dünaamilisest koormusest. Nende kahe eristamiseks tuleb vibratsiooni otse mõõta — ja kui põhjuseks on tasakaalustamatus, siis saab kaasaskantav kahekanaliline analüsaator, nagu näiteks Balanset-1A seda saab kinnitada, mõõtes 1× amplituud ja faas ja seejärel parandada seda välitasakaalustamine rootori tasakaalustamisega selle enda laagrites, eemaldades dünaamilise koormuse, mis laagri ülekuumenemise algselt põhjustas. Sellisel viisil kasutatuna — infrapuna sümptomi leidmiseks, vibratsioon põhjuse leidmiseks ja kõrvaldamiseks — muutub termograafia kiireks, ohutuks ja väga tõhusaks esiliinivahendiks tehase töökindluse tagamisel.
