Понимание термографии (инфракрасного анализа)
Термография, или инфракрасный (ИК) анализ, представляет собой бесконтактную неразрушающую технологию, позволяющую обнаруживать и визуализировать тепловую энергию (тепло), излучаемую объектом. Специализированная инфракрасная камера улавливает эту энергию и преобразует её в визуальное изображение — термограмму, — на которой разные цвета обозначают разные температуры, что позволяет квалифицированному термографу мгновенно обнаруживать горячие и холодные точки, невидимые невооружённым глазом. В работе по техническому обслуживанию и обеспечению надежности он используется для выявления температурных аномалий, которые часто являются самым первым признаком развивающейся неисправности, что делает его краеугольным камнем любой профилактическое техническое обслуживание (CBM) программа и естественный партнер для анализ вибраций и анализ масла.
1. Определение: что такое термография?
Любой объект, температура которого выше абсолютного нуля, излучает энергию в инфракрасном диапазоне, и чем он горячее, тем больше энергии он излучает. Термография использует этот физический факт, чтобы сделать температуру видимой. Поскольку камера никогда не соприкасается с оборудованием, обследование можно проводить на работающих установках, находящихся под напряжением, с безопасного расстояния — это является решающим преимуществом, когда альтернативой является остановка оборудования или вскрытие электрического щита. В более широком мониторинг состояния С точки зрения стратегии, термография является одним из самых быстрых способов проверить большое количество оборудования на наличие неисправностей за один обход.
2. Как это работает?
Инфракрасная камера оснащена детектором, чувствительным к инфракрасному излучению. Она фокусирует поступающую инфракрасную энергию на этом детекторе, который формирует подробную температурную картину — термограмму. Главная особенность заключается в том, что термограмма отображает выделяемая тепловая энергия, а не непосредственно температуру. Чтобы преобразовать эту энергетическую карту в точные значения температуры, термограф должен учитывать два свойства исследуемой поверхности:
- Коэффициент излучательной способности: показатель, характеризующий эффективность излучения тепловой энергии поверхностью. Матовая черная поверхность обладает высокой излучательной способностью (около 1,0); блестящая отражающая металлическая поверхность — низкой (около 0,0), и при отсутствии корректировки камеры она будет показывать заниженную температуру.
- Отражательная способность: Глянцевая поверхность не только излучает собственное тепло, но и отражает тепло от окружающих объектов — в том числе от тела самого термографа, — что может выглядеть как горячая точка на объекте.
Опытный термограф знает, как настроить коэффициент излучаемости камеры и как расположиться, чтобы избежать посторонних отражений, благодаря чему получаемые данные будут точными и значимыми. Интерпретировать полученные данные в сопоставлении с общепринятыми критериями приемлемости проще с помощью такого справочника, как наш Калькулятор предельных значений температуры для термографии (ISO 18434), в котором установлена зависимость между измеренным повышением температуры и категориями опасности.
3. Применение в электрических системах
Это одно из наиболее распространённых и полезных применений термографии, поскольку перегрев почти всегда является первым признаком неисправности в электрооборудовании.
- Обнаружение ослабленных соединений: Ослабленное или корродированное соединение в распределительном щите двигателя (MCC), панели автоматических выключателей или распределительном устройстве имеет более высокое сопротивление и нагревается под нагрузкой, что отображается на термограмме в виде отчетливой горячей точки.
- Обнаружение перегруженных цепей: перегруженный автоматический выключатель или кабель нагревается сильнее, чем соседние, работающие в нормальном режиме, благодаря чему само сравнение служит диагностическим критерием.
- Выявление несбалансированных нагрузок: В трехфазной системе заметная разница температур между фазами указывает на несбалансированную нагрузку — это тепловой аналог электрические неисправности которые выявляются при вибрационном анализе двигателей.
4. Применение в механических системах
В вращающихся и приводных механизмах повышенное тепловыделение является верным признаком трения, износа или проблем со смазкой:
- Подшипники: Перегрев подшипника свидетельствует о неправильной смазке (избыточной или недостаточной) или о значительном износе носить. Термография часто подтверждает предполагаемое дефект подшипника впервые выявлен с помощью анализа вибрации и напрямую связан с смазка подшипников состояние.
- Муфты: a Неправильное расположение Муфта выделяет значительное количество тепла в результате трения и циклических нагрузок, поэтому нагрев муфты является важным признаком нарушения центровки.
- Редукторы и насосы: Ненормальные температуры могут свидетельствовать о неправильном уровне масла, внутреннем трении или затруднении потока.
- Ремни и шкивы: Неправильно выровненный ремень или ремень с неправильным натяжением приводит к перегреву шкива, что подтверждает диагноз неисправности ременного привода.
5. Другие области применения
Термография находит применение не только при обследовании вращающегося оборудования, но и при проведении энергетических и диагностических обследований всего предприятия:
- Паровые системы: обнаружение неисправных конденсатоотводчиков, которые пропускают пар и приводят к потере энергии.
- Огнеупорные материалы и теплоизоляция: обнаружение участков, где огнеупорная футеровка печи или теплоизоляция труб пришла в негодность, что проявляется в виде горячих пятен на наружной поверхности.
- Уровни резервуаров: Уровень жидкости в большом резервуаре часто можно «определить» по разнице температур между жидкостью и паровым пространством над ней.
6. Термография в рамках многотехнологичной программы
Термография наиболее эффективна в качестве одного из компонентов более широкой предиктивное техническое обслуживание стратегия, а не отдельный инструмент. Как форма неразрушающий контроль, это дает ответ на вопрос «Что-то нагревается?«, но сам по себе он редко указывает на первопричину механического характера. Именно в этом его сочетание с вибрацией оказывается столь эффективным. Показательным примером является дисбаланс: тепловизионное обследование может выявить перегрев подшипника, но не позволит определить, вызвано ли это нарушением смазки или избыточной динамической нагрузкой, обусловленной дисбалансом ротора. Чтобы различить эти две причины, необходимо непосредственно измерить вибрацию — и в случае, если причиной является дисбаланс, подойдет портативный двухканальный анализатор, такой как Балансет-1А это можно подтвердить, измерив 1× амплитуда и фаза а затем исправить это, балансировка на месте ротор в собственных подшипниках, устранив динамическую нагрузку, которая и была причиной перегрева подшипника. При таком подходе — использование инфракрасного излучения для выявления симптома и вибрации для поиска и устранения причины — термография становится быстрым, безопасным и высокоэффективным инструментом для обеспечения надежности оборудования.
