WPROWADZENIE
Badania termowizyjne polegają na pomiarze i zobrazowaniu promieniowania podczerwonego
emitowanego przez diagnozowany obiekt.
Wartość promieniowania jest funkcją temperatury
powierzchni danego ciała, a promieniowanie jest tym większe im wyższa jest jego
temperatura.
Energia odbierana i rejestrowana przez matrycę kamery niestety nie zależy tylko
od temperatury, ale jest także funkcją wielu dodatkowych czynników, w tym:
- emisyjności obserwowanego ciała,
- temperatury i wilgotności względnej otoczenia,
- odległości pomiędzy obiektem a kamerą.
Najważniejszym parametrem spośród wymienionych jest emisyjność danego ciała, a dokładnie
emisyjność jego powierzchni. W uproszczeniu owa emisyjność to nic innego jak miara
intensywności promieniowania emitowanego z danego obiektu w stosunku do intensywności
promieniowania emitowanego z ciała doskonale czarnego o tej samej temperaturze.
Materiały obiektów technicznych charakteryzują się współczynnikiem emisyjności w
zakresie od 0,1 do 0,95, co stanowi znaczną rozpiętość, a więc i trudność interpretacyjną.
Dobrze wypolerowane (lustrzane) powierzchnie posiadają współczynnik bliski 0,1.
Powierzchnie utlenione lub pomalowane farbą olejną osiągają wartość wynoszącą ponad
0,9.
Badane obiekty niejednokrotnie składają się z detali o różnej emisyjności poszczególnych
powierzchni. Trzeba być wówczas świadomym, że przyjmując współczynnik emisyjności
właściwy dla jednego z komponentów składowych, pomiar temperatury elementu sąsiedniego
- o innym współczynniku emisyjności (o innej charakterystyce powierzchni) - będzie
ewidentnie zakłócony.
Kluczem do właściwej oceny termowizyjnej jest więc nie tylko odpowiednia klasa kamery,
czy też sama umiejętność jej obsługi, ale właściwa interpretacja uzyskiwanych obrazów.
Takowym, niezbędnym doświadczeniem, wspartym wysokiej klasy sprzętem pomiarowym (kamerą termowizyjną),
dysponują nasi inżynierowie, polecając i świadcząc usługę polegającą na wnikliwym
przeglądzie termowizyjnym urządzeń przemysłowych, ze specjalizacją w zakresie maszyn
obrotowych, a w szczególności walczaków obrotowych typu piece, w odniesieniu do
których, weryfikacji stanu podlegają zarówno elementy układu nośnego, płaszcza,
jak i elementy sekcji napędowej.
WERYFIKACJA STANU ELEMENTÓW UKŁADU NOŚNEGO
Weryfikacja stanu elementów układu nośnego standardowo obejmuje:
- w przypadku zastosowania odkrytego łożyskowania rolek nośnych, tj. w postaci półpanewek
- przegląd stanu czopów, celem wychwycenia miejsc o podwyższonej temperaturze -
będących skutkiem niewłaściwych warunków smarowania i/lub nierównomiernego rozkładu
nacisków (zatarcie panewki),
- w przypadku zastosowania łożyskowania zakrytego (tocznego lub w formie pełnych panewek)
- przegląd stanu ich korpusów, celem wychwycenia symptomów podwyższonych temperatur
panujących w ich wnętrzu,
- w przypadku rolek nośnych z układem chłodzenia łożysk, najczęściej przy zastosowaniu
wymuszonego obiegu wodnego - przegląd drożności tego układu poprzez pomiar i ocenę
różnicy temperatur na króćcu dolotowym i wylotowym z korpusu łożyska (określenie skuteczności systemu chłodzenia).
WERYFIKACJA STANU PŁASZCZA
Weryfikacja stanu płaszcza stanowi najbardziej popularny obszar zastosowania termowizji
w diagnostyce pieców obrotowych. Większość z nich wyposażona jest we własne skanery
temperatury, dzięki którym pozyskać można rozkład promieniowania podczerwonego na
obwodzie walczaka, w dowolnym jego przekroju zlokalizowanym wzdłuż osi obiektu.
Ze względu na ograniczenia w zakresie rozdzielczości matryc skanerów oraz ze względu
na znaczne odległości miejsca instalacji kamery od pieca, pomiar rozkładu temperatury należy
traktować jako jedynie zgrubny.
Aby diagnostykę termowizyjną uszczegółowić lub w ogóle wykonać (w przypadku braku
skanera stacjonarnego), ZMP poleca szczegółowy przegląd powłoki pieca z bliskich
odległości, tak aby móc wychwycić:
- ubytki w izolacji termicznej (wewnętrznej lub zewnętrznej),
- ubytki lub obszary o nadmiernej grubości narostów i/lub nieprawidłowym ich rozkładzie.
Oba przypadki są szczególnie niebezpieczne jeżeli powodują nierównomierny rozkład
temperatur na obwodzie walczaka, a więc w efekcie wygięcie geometrycznej osi płaszcza
oraz jego lokalne deformacje.
Dodatkowo można wnikliwie przyjrzeć się innym detalom osadzonym na płaszczu, czy
też z nim związanych, wykrywając np. nieszczelności na włazach, wziernikach lub
nawet makropęknięcia materiału.
WERYFIKACJA STANU ELEMENTÓW UKŁADU NAPĘDOWEGO
W tym przypadku weryfikacja obejmuje:
- ocenę poprawności stanu zazębienia zębów przekładni otwartej; termowizyjny obraz
zębów zębnika i/lub wieńca zębatego napędu walczaka może wskazywać miejsca występowania
podwyższonych nacisków lub zwiększonych poślizgów; oba te przypadki doprowadzają
do przyspieszonego zużywania się zębów na skutek odpowiednio nadmiernych naprężeń
kontaktowych lub ścierania się powierzchni współpracujących ze sobą detali (uwaga:
jakość pomiaru i skuteczność analizy zależna jest od stanu zaolejenia powierzchni,
prędkości obrotowej walczaka i warunków obserwacji; pomiar ten zaleca się więc stosować
głównie przy montażach przekładni otwartych - jako weryfikacyjny - po finalnym wypozycjonowaniu
zębnika i/lub wieńca - najlepiej w fazie rozruchu obiektu i/lub docierania się zębów
- najlepiej bez zastosowania środka smarnego; pomiary przeprowadzone na ruchu walczaka
należy traktować jedynie jako zgrubne),
- ocenę technicznego stanu reduktora, silnika napędu głównego oraz sprzęgieł; analiza obrazu termicznego
w tym przypadku skoncentrowana jest na okolicach: węzłów łożyskowych, uszczelnień
wałów i sprzęgłach; wszelkie obszary o istotnie podwyższonej temperaturze wskazywać
mogą na występowanie mankamentów np. w postaci: uszkodzenia łożyska i/lub nieprawidłowości
w jego smarowaniu, wadliwości w funkcjonowaniu uszczelnienia i/lub nieprawidłowości
w jego smarowaniu, uszkodzenia elementów sprzęgła i/lub nieprawidłowe warunki jego
eksploatacji (np. niewłaściwe wyosiowanie sprzęgniętych ze sobą wałów).
WERYFIKACJA STANU POZOSTAŁYCH ELEMENTÓW OBIEKTU ORAZ URZĄDZEŃ PERYFERYJNYCH
W trakcie termowizyjnego przeglądu nasi inżynierowie dokonują również wnikliwego
przeglądu pozostałych, nieraz opcjonalnych, elementów obiektu, takich jak np.:
- rolki oporowe,
- uszczelnienia na wlocie i wylocie walczaka,
- chłodniki planetarne.
MOŻLIWOŚCI SPRZĘTOWE, RAPORTOWANIE
Dysponujemy wysokiej klasy kamerami o parametrach i możliwościach:
- rozdzielczość 180/280 pikseli,
- możliwość zapisywania obrazu termograficznego na tle obrazu rzeczywistego z funkcją
dyfuzji,
- możliwość eksportu danych do postaci liczbowej w każdym punkcie matrycy,
- możliwość zapisywania filmów z częstotliwością do 60Hz.
Standardowo raport przedstawia obszary ujawnionych mankamentów oraz opis interpretacyjny
zarchiwizowanych obrazów.
NASZE MOŻLIWOŚCI w innych dziedzinach
Diagnostyka maszyn wirnikowych
określanie stanu łożysk i uszczelnień;
wykrywanie miejsc tzw. przycierania i/lub impaktu;
ocena stanu technicznego wszelkiego rodzaju przekładni, w tym ciernych, zębatych
i pasowych;
ocena układów chłodzenia i smarowania;
ocena izolacyjności korpusów i osłon termicznych;
Budownictwo
określanie miejsc uchodzenia ciepła oraz mostków termicznych;
określanie miejsc o niewłaściwej izolacji w urządzeniach chłodniczych;
sporządzanie bilansów energetycznych;
wykrywanie uszkodzeń, w tym nieszczelności w instalacjach grzewczych i wodociągowych;
Elektroenergetyka
badania linii przesyłowych, instalacji elektrycznych, stacji transformatorowych
itp.;
Energetyka cieplna
przeglądy stanu izolacji cieplnej ciepłociągów;
wykrywanie mostków cieplnych;
obliczenia strat ciepła;
Gazownictwo
wykrywanie nieszczelności w instalacjach wysokociśnieniowych, zbiornikach i gazociągach;
Pozostałe gałęzie przemysłu
badania termowizyjne dedykowane - pod indywidualne potrzeby i wytyczne zlecającego.