Zrozumienie termografii (analiza w podczerwieni)
Termografia, czyli analiza w podczerwieni (IR), to bezkontaktowa, nieniszcząca technologia, która wykrywa i wizualizuje energię cieplną (ciepło) promieniującą z obiektu. Specjalistyczna kamera na podczerwień rejestruje tę energię i przekształca ją w obraz – termogram – w którym różne kolory odpowiadają różnym temperaturom, co pozwala wykwalifikowanemu termografistowi natychmiast dostrzec punkty gorące i zimne, niewidoczne gołym okiem. W pracach konserwacyjnych i związanych z zapewnieniem niezawodności służy ona do wykrywania anomalii temperaturowych, które często są pierwszą oznaką rozwijającej się usterki, co czyni ją podstawą każdego konserwacja oparta na stanie technicznym (CBM) program oraz naturalny partner dla analiza drgań oraz analiza oleju.
1. Definicja: Czym jest termografia?
Każdy obiekt o temperaturze powyżej zera absolutnego emituje energię w paśmie podczerwieni, a im jest cieplejszy, tym więcej energii emituje. Termografia wykorzystuje to zjawisko fizyczne, aby uwidocznić temperaturę. Ponieważ kamera nigdy nie styka się z urządzeniami, badania można przeprowadzać na działających, pod napięciem instalacjach z bezpiecznej odległości — co stanowi decydującą zaletę w sytuacji, gdy alternatywą jest wyłączenie maszyny lub otwarcie szafy elektrycznej. W szerszym monitorowanie stanu W ramach tej strategii termografia stanowi jeden z najszybszych sposobów na wykrycie usterek w dużej liczbie urządzeń podczas jednego obchodu.
2. Jak to działa?
Kamera na podczerwień jest wyposażona w czujnik wrażliwy na promieniowanie podczerwone. Skupia ona padającą energię podczerwoną na tym czujniku, który tworzy szczegółowy obraz temperatury — termogram. Kluczową cechą jest to, że termogram przedstawia energia cieplna wyemitowana, a nie bezpośrednio temperaturę. Aby przekształcić tę mapę energetyczną w dokładne wartości temperatur, termografista musi uwzględnić dwie właściwości badanej powierzchni:
- Emisyjność: miara tego, jak skutecznie powierzchnia emituje energię cieplną. Matowa, czarna powierzchnia charakteryzuje się wysoką emisyjnością (bliską 1,0); błyszcząca, odbijająca światło powierzchnia metalowa ma niską emisyjność (bliską 0,0) i będzie wykazywać zbyt niską temperaturę, jeśli nie zostanie uwzględniona jej niska emisyjność.
- Odbiciowość: Błyszcząca powierzchnia nie tylko sama emituje ciepło, ale także odbija ciepło od otaczających ją obiektów — w tym od ciała samego termografisty — co może sprawiać wrażenie, że na badanym obiekcie znajduje się gorący punkt.
Doświadczony termografista wie, jak ustawić współczynnik emisyjności kamery i jak się ustawić, aby uniknąć niepożądanych odbić, dzięki czemu uzyskane dane są zarówno dokładne, jak i miarodajne. Interpretacja wyników w oparciu o uznane kryteria akceptacji jest łatwiejsza, gdy dysponuje się takim punktem odniesienia, jak nasz Kalkulator limitów temperatury w termografii (ISO 18434), która przyporządkowuje zmierzony wzrost temperatury do kategorii zagrożenia.
3. Zastosowania w systemach elektrycznych
Jest to jedno z najczęstszych i najbardziej przydatnych zastosowań termografii, ponieważ przegrzanie jest niemal zawsze pierwszym objawem awarii instalacji elektrycznej.
- Wykrywanie luźnych połączeń: Luźne lub skorodowane połączenie w rozdzielnicy silnikowej (MCC), panelu wyłączników lub aparaturze rozdzielczej charakteryzuje się wyższą rezystancją i nagrzewa się pod obciążeniem, co na termogramie widoczne jest jako wyraźny gorący punkt.
- Wykrywanie przeciążonych obwodów: przeciążony wyłącznik lub kabel nagrzewa się bardziej niż sąsiednie elementy o prawidłowym obciążeniu, dzięki czemu samo porównanie służy jako diagnostyka.
- Rozpoznawanie obciążeń asymetrycznych: w układzie trójfazowym wyraźna różnica temperatur między fazami wskazuje na obciążenie asymetryczne — termiczny odpowiednik awarie elektryczne które wykrywa analiza drgań silników.
4. Zastosowania w systemach mechanicznych
W przypadku urządzeń obrotowych i napędzanych nadmierne nagrzewanie się stanowi pewny sygnał wskazujący na tarcie, zużycie lub problemy ze smarowaniem:
- Łożyska: Przegrzanie łożyska wskazuje na nieprawidłowe smarowanie (zbyt duże lub zbyt małe) albo na zaawansowaną zużycie. Termografia często potwierdza podejrzenie uszkodzenie łożyska wykrywane najpierw w wyniku analizy drgań i ma bezpośredni związek z smarowanie łożysk stan.
- Sprzęgła: a niewyrównany Sprzęgło wytwarza znaczne ilości ciepła w wyniku tarcia i cyklicznych obciążeń, dlatego nagrzane sprzęgło stanowi wyraźną wskazówkę co do jego osiowania.
- Skrzynie biegów i pompy: Nieprawidłowe temperatury mogą wskazywać na niewłaściwy poziom oleju, tarcie wewnętrzne lub zatory w przepływie.
- Paski i koła pasowe: Niewłaściwie ustawiony pasek lub pasek o nieprawidłowym napięciu powoduje przegrzanie koła pasowego, co potwierdza diagnozę usterki napędu pasowego.
5. Inne zastosowania
Termografia wykracza daleko poza zakres maszyn wirujących, obejmując badania energetyczne i diagnostyczne całego zakładu:
- Steam systems: wykrywanie niesprawnych odwadniaczy, które przepuszczają parę i powodują straty energii.
- Materiały ogniotrwałe i izolacyjne: wykrywanie miejsc, w których wykładzina ogniotrwała pieca lub izolacja rur uległa zniszczeniu, co objawia się pojawieniem się gorącej plamy na zewnętrznej powierzchni.
- Tank levels: Poziom cieczy w dużym zbiorniku często można „rozpoznać” po różnicy temperatur między cieczą a przestrzenią parową nad nią.
6. Termografia w ramach programu wykorzystującego wiele technologii
Termografia najlepiej sprawdza się jako jeden z elementów szerszego konserwacja predykcyjna strategia, a nie samodzielne narzędzie. Jako forma badania nieniszczące, odpowiada na pytanie „Czy coś się nagrzewa?”, ale rzadko kiedy sam w sobie wskazuje na podstawową przyczynę mechaniczną. Właśnie w tym zakresie doskonale uzupełnia się z analizą drgań. Dobrym przykładem jest niewyważenie: Badanie termiczne może wykryć przegrzane łożysko, ale nie pozwala stwierdzić, czy przyczyną jest nieprawidłowe smarowanie, czy też nadmierne obciążenie dynamiczne spowodowane niewyważeniem wirnika. Aby odróżnić te dwie przyczyny, należy bezpośrednio zmierzyć drgania — a w przypadku, gdy przyczyną jest niewyważenie, przyda się przenośny dwukanałowy analizator, taki jak Balanset-1A można to potwierdzić, wykonując pomiar 1× amplituda i faza a następnie poprawić to poprzez wyważanie w terenie wirnik w jego własnych łożyskach, eliminując obciążenie dynamiczne, które było pierwotną przyczyną przegrzania łożyska. Stosowana w ten sposób — wykorzystująca termowizję do wykrywania objawów oraz analizę drgań do identyfikacji i usuwania przyczyn — termografia staje się szybkim, bezpiecznym i niezwykle skutecznym narzędziem zapewniającym niezawodność zakładu.
