Стандарт по использованию тепловизоров BALTECH Центровка Тепловизоры Медицинские тепловизоры BALTECH TR-0120 BALTECH TR-0150 BALTECH TR-0170 BALTECH TR-0180 BALTECH TR-0180 Zorro Стандарт по использованию тепловизоров BALTECH BALTECH Expert Пирометры Индукционные нагреватели Балансировка Балансировочные станки Вибродиагностика Анализ масел Инструмент

ООО УЦПК "БАЛТЕХ"

Стандарт по использованию тепловизоров BALTECH

«Стандарт по использованию тепловизоров BALTECH» представляет методики, широко используемые в термографии и энергоаудите большинства отраслей промышленности, в строительстве, в научных исследованиях, а также в медицине и в быту. Данные методики могут отличаться в зависимости от применения и должны использоваться только специалистами, которые имеют необходимую квалификацию и аттестованные по курсу ТОР-104 в компании BALTECH. Для наилучшего обеспечения безопасности следует всегда придерживаться рекомендаций производителей, страховых требований, правил техники безопасности, которые применимы к работе на конкретных объектах, а также общих правил техники безопасности, действующих на предприятии, законодательных общегосударственных и местных требований технического надзора и других уполномоченных органов. Данная книга является учебным пособием для пользователей тепловизоров серии BALTECH TR.

ВВЕДЕНИЕ

«Стандарт по использованию тепловизоров BALTECH» разработан в ходе взаимодействия BALTECH Corporation и передовых университетов. Данное пособие содержит описание основ работы тепловизоров и методики выполнения термографических обследований. Тепловизоры BALTECH TR-0120 и BALTECH TR-0150 являются важными средствами при поиске неисправностей и в профилактическом обслуживании машин и оборудования, а также одним из основных инструментов диагностики для электриков и специалистов в разных отраслях промышленности. Кроме того, они относятся к ключевым инструментам для сервисных организаций, проводящих диагностику зданий. В «Основах термографии BALTECH» рассматривается фундаментальная теория, принципы работы и примеры применения тепловизоров. Дополнительную информацию по разным приборам для диагностики, основам поиска неисправностей, обслуживанию и использованию для энергоаудита зданий и ограждающих конструкций, можно получить на сайте www.teplovizor-tr.ru или www.pirometr-tl.ru

ВВЕДЕНИЕ В ТЕПЛОВИДЕНИЕ И ИНФРАКРАСНУЮ ТЕРМОГРАФИЮ

В основе работы тепловизоров BALTECH TR-0120 и BALTECH TR-0150 лежат принципы инфракрасной термографии. Тепловизоры могут рассматриваться как, в качестве инструментов для снижения затрат и для зарабатывания денег, так и в качестве инструмента диагностики для нахождения неисправностей, обслуживания и обследования электрических, механических систем и ограждающих конструкций зданий.

Инфракрасная термография – это раздел знаний о применении электронно-оптических устройств для регистрации и измерения излучения и сравнения его с температурой поверхностей. Под излучением понимается передача тепла в виде лучистой энергии (электромагнитных волн) без используемой для передачи промежуточной среды. В современной инфракрасной термографии применяются электронно-оптические устройства, предназначенные для измерения потока излучения и вычисления температуры поверхности обследуемых конструкций и/или оборудования. Люди обычно достаточно хорошо ощущают инфракрасное излучение. Так нервные окончания человеческой кожи способны реагировать на изменения температуры величиной ±0,009°C (0,005°F). Однако, несмотря на такую высокую чувствительность, нервные окончания человека нельзя использовать для неразрушающего теплового контроля. Даже если бы люди были способны чувствовать тепло, как животные, которые могут выслеживать теплокровную добычу в темноте, все равно для обнаружения тепла нужен был бы более совершенный инструмент. Поэтому были созданы электронно-механические устройства сверхчувствительные к тепловому излучению. Со временем эти устройства превратились в обычные инструменты для проведения теплового контроля для решения огромного количества задач.

История развития инфракрасной технологии

Слово «инфракрасный» означает «за красным», что показывает, где данные длины волн находятся в спектре электромагнитного излучения. Термин «термография» происходит от двух корней и означает «температурное изображение». Истоки метода термографии лежат еще в прошлом веке. Именно тогда специалисты корпорации BALTECH приступили к исследованиям в сфере лазерной центровки, пирометрии и к разработке методов и методик для анализа термограмм на основе первых приборов серии ThermaRed (BALTECH TR) и программы BALTECH Expert. Следует отметить, что первые разработанные в Санкт-Петербурге в ГОИ (Государственный оптический институт) тепловизоры были сажевые и охлаждение в них выполнялось с помощью жидкого азота. Кроме того, они создавали тепловизионное изображение с использованием черно-белой электронно-лучевой трубки. А записать изображения можно было только, используя фотографию или магнитную ленту. Хотя ранние системы для тепловизионного контроля были громоздкими, медленными и имели невысокую разрешающую способность, их использовали в промышленности для обследования систем передачи и распределения электроэнергии уже с 1960-х годов. Достижения, сделанные в области военных применений тепловизоров, привели в 1970-х гг. к созданию первых переносных систем, которые уже применялись для диагностики зданий и неразрушающего контроля. Уже данные тепловизионные системы были надежными и прочными, хотя и сильно уступали по качеству изображений современным тепловизорам BALTECH TR-0150. К началу 1980-х гг. тепловидение нашло широкое применение в медицине, в основных отраслях промышленности и для обследования зданий и сооружений. Тепловизионные системы калибровались так, чтобы получались полностью радиометрические изображения, и можно было бы измерять радиометрические температуры по всему изображению. Радиометрическое изображение представляет собой тепловое изображение, которое состоит из рассчитанных значения температур для всех точек на изображении.

Затем сжатый или сжиженный газ, применяемый для охлаждения первых тепловизоров, были заменены на более надежные улучшенные устройства охлаждения. Кроме того, были созданы и широко применялись более дешевые тепловизионные системы на основе пировидиконов (пироэлектрических видиконных трубок). Хотя тепловизионные системы на основе пировидиконов не были радиометрическими, они имели небольшой вес, были переносными и работали без охлаждения.

В конце 1980-х гг. благодаря военным стали доступными матричные приемники излучения (матрицы в фокальной плоскости, FPA) для широкого применения. Матрицы в фокальной плоскости представляют собой массив (обычно прямоугольный) инфракрасных приемников излучения, которые находятся в фокальной плоскости объектива. Смотрите фотографии. Создание данных приемников было большим шагом вперед сравнению с используемыми ранее сканирующими приемниками излучения, так как это повысило качество изображения и пространственного разрешения. Стандартные матричные приемники излучения современных тепловизоров имеют размер от 160х120 до 640х480 пикселей. Пиксель – минимальный отдельный элемент матричного приемника излучения, который может регистрировать инфракрасное излучение. Для особых задач применяются приемники излучения с размером более 1000х1000 элементов, но они, естественно, очень дорогие и поставляются компанией BALTECH только по заказу.Первое число при указании технических характеристик приемников показывает количество вертикальных колонок, а второе – количество горизонтальных линий, отображаемых на дисплее. Например, матрица тепловизоров BALTECH TR-0110 и BALTECH TR-0120 размером 160х120 элементов в итоге имеет 19200. Развитие технологии матриц в фокальной плоскости, которые применяют разные типы приемников излучения, сделало большой шаг вперед, начиная с 2000 г. Длинноволновыми тепловизорами называют тепловизоры, регистрирующие инфракрасное излучение в диапазоне длин волн от 8 до 15 мкм. Напомним, что микрон (мкм) – это единица измерения длины, равная одной тысячной миллиметра (0,001 м). Средневолновыми тепловизорами называют тепловизоры, работающие в диапазоне длин волн от 2,5 мкм до 6 мкм. Сейчас на рынке представлены как длинноволновые, так и средневолновые полностью радиометрические тепловизионные системы, часто с функцией наложения изображений и температурной чувствительностью 0,05 °С (0,09°F) и менее.

За последние 10 лет стоимость подобных систем стала ниже больше, чем в десять раз, при этом, значительно повысилось качество. Кроме того, значительно больше стало использоваться программное обеспечение для обработки изображений. Практически во всех современных инфракрасных системах BALTECH применяется программное обеспечение, разработанное специалистами компании для упрощения анализа и подготовки отчетов. Отчеты могут быстро созданы и сохранены в одном из широко используемых форматов, например, PDF, записаны на одном из цифровых устройств хранения данных или отправлены в электронном виде через Интернет

Принципы работы тепловизоров BALTECH TR-0120

Полезно представлять, как работают тепловизионные системы в целом, так как для специалистов по термографии очень важно учитывать пределы возможностей оборудования. Это дает возможность точнее определять и проводить анализ возможных проблем. Тепловизоры регистрируют инфракрасное излучение, испускаемое объектами, и, таким образом, обследуют объект.

Инфракрасное излучение от объекта фокусируется оптикой тепловизора на приемник излучения, который формирует сигнал, как правило, в виде изменения напряжения или электрического сопротивления. Данный сигнал регистрируется электроникой тепловизора и переводится в электронное изображение (термограмму), которое выводится на экран дисплея. Термограмма (теплограмма) представляет собой изображение объекта, обработанное электроникой для вывода его на дисплей. При этом распределение инфракрасного излучения по поверхности объекта представляется с помощью градации цвета. Таким образом, специалист по термографии может легко наблюдать термограмму, которая соответствует тепловому излучению от поверхности объекта.

Термограмма (теплограмма) является обработанным электроникой изображением на дисплее, где распределение инфракрасного излучения по поверхности объекта представлено различными градациями цвета.

Компоненты тепловизора

Тепловизор BALTECH TR состоит из нескольких общих для всех аналогичных приборов компонентов, а именно: объектива, крышки объектива, дисплея, приемник излучения и обрабатывающую электронику, органы управления, устройства для хранения данных и программного обеспечения для обработки данных и создания отчетов. Данные компоненты могут отличаться в зависимости от типа и модели тепловизора

Объективы

В любом тепловизоре есть как минимум один объектив. Задача, которую выполняет объектив тепловизора, состоит в сборе и фокусировке инфракрасного излучения на приемник излучения. Далее приемник излучения выдает сигнал и формирует электронное (тепловое) изображение или термограмму. Объективы большинства длинноволновых тепловизоров производятся в Германии. Чтобы улучшить пропускание объективов, используются тонкопленочные просветляющие покрытия. Выбирая тепловизор серии BALTECH TR, мы советуем Вам сразу заказать опциональные узкоугольные и широкоугольные объективы, поскольку, если Вы их будете приобретать позже, Вам нужно будет отправить прибор на перекалибровку.

Дисплеи

Дисплей тепловизора служит для отображения теплового изображения. Он должен быть большого размера и обладать высокой яркостью, чтобы можно было воспринимать изображения на нем в разных условиях освещенности и местах работы. Часто на дисплее может быть представлена дополнительная информацию, например, уровень заряда аккумулятора, температура объекта (в °F, °C, или K), дата, время, видимое изображение и цветовая шкала температур. В тепловизорах серии BALTECH TR используются жидкокристаллические дисплеи (ЖКД).

Приемник излучения и схемы обработки сигнала

Приемник излучения и схемы обработки сигнала служат для того, чтобы преобразовать инфракрасное излучение в нужную информацию. Тепловое излучение от объекта улавливается и фокусируется на приемнике излучение, который, как правило, изготавливают из полупроводниковых материалов. Тепло Измеряемый сигнал, вызванный тепловым излучением, считывается на выходе приемника излучения и обрабатывается электронными схемами внутри тепловизора. После чего на дисплее прибора можно увидеть тепловое изображение.

Органы управления

Органы управления служат для реализации различных электронных настроек, позволяющих улучшить тепловое изображение на дисплее. Возможно изменение в электронном виде таких настроек, как тепловой уровень и диапазон, диапазон температур, цветовая палитра и настройки слияния изображения. Возможна также настройка значения коэффициента излучения и отраженной фоновой температуры

Устройства хранения данных

Для хранения электронных цифровых файлов, которые содержат тепловые изображения и дополнительные данные, используются разные типы электронных карт памяти или устройств хранения и передачи данных. Тепловизоры BALTECH TR-0150 позволяют также сохранять дополнительные голосовые и текстовые данные и соответствующее видимое изображение, которые получаются при использовании встроенной видеокамеры, работающей в видимом участке спектра.

Программное обеспечение для обработки данных и создания отчетов «Протон-Эксперт» Программное обеспечение, созданное для современных тепловизоров серии BALTECH TR, отличается высокой функциональностью и удобнством для пользователя. С его помощью цифровые тепловые и видимые изображения (термограммы) могут быть импортированы на персональный компьютер, где их можно подробно рассмотреть, используя различных цветовые палитры, построить изотермы и гистограммы, выполнить другие настройки всех радиометрических параметров и воспользоваться функциями анализа. Программа позволяет вставлять в шаблоны отчетов обработанные изображения, отправлять их на принтер, сохранять в электронном виде или отправлять заказчику через Интернет. Дополнительно программа обработки теплограмм «Протон-Эксперт» дает возможность строить тренд температуры во времени, что обеспечивает прогноз остаточного ресурса исследуемого объекта с помощью термографии.

ОКУПАЕМОСТЬ ТЕПЛОВИЗОРОВ BALTECH TR

Тепловизоры BALTECH TR-0110-Zero являются самыми низкобюджетными в мире. Его стоимость всего 3000USD. Используя их, термографию можно применять для решения множества критических задач в промышленных и коммерческих условиях таких, как поиск неисправностей и обслуживание оборудования, и обследование ограждающих конструкций зданий. Хотя тепловизоры других производителей значительно дороже по сравнению с BALTECH TR-0110-Zero , но если использовать тепловизоры для выполнения профилактического и предупредительного обслуживания, расходы на обслуживание и незапланированный простой производства могут быть значительно снижены

Поиск неисправностей

Тепловизионное обследование занимает важное место в работах по поиску неисправностей в коммерческих и промышленных системах. Если оборудование находится в ненормальном состоянии или поведет себя нестандартно, то зачастую встают вопросы о его состоянии. Явными признаками такого поведения являются значительные вибрации, звуки или показания температуры. Если явные проявлений отсутствуют, то основную причину проблемы бывает сложно или практически невозможно увидеть.

Под термином тепловая сигнатура понимается искусственное цветное изображение инфракрасного излучения или тепла, излучаемого объектом. Один из современных методов поиска неисправностей – сравнение тепловых сигнатур нормально работающего оборудования с оборудованием, состояние которого необходимо проверить. Инфракрасная термография позволяет выполнить проверку легко и просто без вмешательства в оборудование, так как тепловизорам для работы не требуется непосредственный контакт с исследуемым объектом. Если даже полученное ненормальное тепловое изображение специалист по термографии не может полностью оценить, то оно можно быть использовано для принятия решения о необходимости дополнительных проверок. Приведем пример применения термографии для быстрого осмотра электродвигателя. Такой осмотр помогает определить, имеются ли какие-то аномалии в поведении подшипников или сцеплений. Так если подшипник двигателя имеет проблемы со смазкой или соосностью, то он на термограмме будет выглядеть значительно теплее корпуса двигателя. Если одна часть сцепления теплее другой, то это означает, что есть проблемы с соосностью.

Поиск неисправностей в подшипниках двигателей

Чтобы поиск неисправностей с помощью термографии был успешным, надо хорошо представлять основные условия, которые необходимы для выявления возможных проблем или ненормального состояния в любой части оборудования. Например, не следует искать неисправности разъединителя с помощью тепловизора, если он не работает, так как потенциальные проблемы (места перегрева) не будут проявляться до тех пор, пока на разъединитель не будет подано напряжение. Аналогично, чтобы определить неисправности конденсационного горшка, необходимо наблюдать за ним на протяжении всего рабочего цикла. Определить, какие условия следует соблюдать, чтобы нахождения неисправности конкретного элемента оборудования не всегда бывает просто. Помимо опыта специалист по термографии должен хорошо понимать такие процессы, как передача тепла, использование тепловизора, радиометрия, а также знать принципы работы оборудования и его возможные неисправности.

Радиометрия – это регистрация и измерение электромагнитного излучения, например, в инфракрасной области спектра.

Профилактическое обслуживание (ПО) представляет собой совокупность плановых работ, которые необходимы, чтобы поддерживать оборудования в наилучшем рабочем состоянии. Профилактическое обслуживание помогает уменьшить количество неисправностей и отказов и в одновременно обеспечить оптимальную эффективность и безопасные условия производства. Оно дает возможность увеличить срок службы оборудования, уменьшить время простоя и увеличить общую эффективность производства. Какие виды профилактического обслуживания и как часто необходимо его выполнять для каждого элемента оборудования задаются требованиями производителя, руководствами по эксплуатации оборудования, публикациями в отраслевых изданиях и опытом обслуживающего персонала.

Стратегия, которая состоит в обеспечении глубокого понимания рабочего состояния оборудования на базе оценки и контроля его состояния, представляет собой важную часть программ профилактического обслуживания. Программы профилактического обслуживания, в которые входит оценка и контроль состояния оборудования, значительно проще выполнять с помощью тепловизионного оборудования. Если имеются тепловые изображения оборудования, то принять решение о ремонте/замене становится намного проще и эффективнее, при этом уменьшается общий объем расходов, а надежность работы оборудования увеличивается. При данном варианте обслуживания, если производству необходимо, чтобы элемент оборудования поддерживался полностью работоспособным, то руководство предприятия может быть абсолютно уверенным, что он будет готов к работе своевременно.

Обслуживание представляет собой сложный набор разных мероприятий. Недавно было найдено, что многие старые методы, такие как профилактическое обслуживание, часто создают больше проблем, чем решают их. Кроме того очень часто они не окупаются.

Диагностическое обслуживание – это обеспечение контроля за износом и соответствием характеристик оборудования заранее установленным допускам с целью предупреждения возможных неисправностей или отказов. Данные о работе оборудования собираются и анализируются, чтобы выявить тренды в работе и характеристиках отдельных компонентов. Ремонт осуществляет по мере необходимости. Диагностическое обслуживание часто требует достаточно больших вложений в приобретение контрольно-диагностического оборудования и обучение персонала. Оно, как правило, используется для дорогого или критичного для работы оборудования. Данные, которые получаются при помощи контрольно-диагностического оборудования, постоянно анализируются, чтобы определить, находятся ли рабочие характеристики в допустимых пределах. Если они выходят за допустимые пределы, проводится обслуживание. Далее после обслуживания тщательно контролируется оборудование. Если проблема появляется снова, выполняется анализ применения и конструкции оборудования, и вносятся необходимые изменения.

При хорошей программе диагностического обслуживания часто можно уменьшить профилактическое обслуживание. Некоторые мероприятия по обслуживанию, например, смазка и чистка, производятся тогда, когда они действительно нужны, а не по фиксированному графику. Термография и тепловидение применяются для определения состояния оборудования, а в случаях, когда возникают вопросы, они применяются для контроля данного оборудования до тех пор, пока не будет возможность выполнить обслуживание. Специалистами компании BALTECH был разработан ряд вариантов выполнения цикла обслуживания объектов, отличающихся по специфике термографии и исследуемых объектов.

Приемочные испытания – это испытания, выполняемые при начальной установке оборудования, при замене компонентов оборудования, для определения начального опорного состояния оборудования. Установленное опорное состояние в дальнейшем применяется для проверки рабочих характеристик, указанных производителем, или для последующего сравнения с текущим состоянием оборудования. Приемочные испытания нового или отремонтированного оборудования крайне необходимы для экономичных программ диагностического обслуживания. Не важно, устанавливается ли новый пульт управления двигателями, кровля, паропровод или теплоизоляция здания, термография используется, чтобы зарегистрировать реальное состояние оборудования на момент приемки. Тепловое изображение можно применяться, чтобы проверить правильность установки. Если в установке будет выявлены недостатки, их можно будет сразу же исправить, или, если возможно, их будут контролировать до момента, когда будет проводиться плановый ремонт. По статистике специалистов компании BALTECH до 20% дефектов остаются и после проведения ремонтов, что связано с организационными проблемами, несовершенством технологий ремонта, а также из-за человеческого фактора. Поэтому приемочные испытания являются очень важными на всех этапах жизни исследуемых объектов. Независимо от того, какие программы обслуживания используются на предприятии, применение для этого термографии и тепловизоров дает значительный выигрыш. Так если их используют для обслуживания и поиска неисправностей, то выигрыш состоит в уменьшении времени простоя оборудования и увеличении времени в работе. Другим существенным выигрышем является высокая окупаемость за счет надежности обслуживания, уменьшения расходов за счет сокращения затрат времени и общее уменьшение напряжения у обслуживающего персонала.

ОБУЧЕНИЕ ТЕРМОГРАФИСТОВ

Тепловизоры BALTECH TR-0120 и BALTECH TR-0150 могут решать широкий спектр задач в промышленности и бизнесе. Многие из этих задач могут быть связаны с потенциальной опасностью. Например, такие виды опасностей, как электрооборудование под напряжением или большая высота, являются стандартными. Для эффективного и безопасного решения подобных задач нужно соответствующее обучение работе на тепловизорах, и, конечно же, выполнение правил техники безопасности. Для обучения работе на тепловизорах в учебном центре компании BALTECH применяются разлные стандарты и методики, разработанные специалистами компании.

Обучение и сертификация специалистов по термографии (термографистов).

Обучиться работе на современных тепловизорах сравнительно просто. Для этого Вы можете посетить базовые тренинги и практические занятия ТОР-104 или НО-2010.

Однако научиться правильно интерпретировать и анализировать тепловые изображения (термограммы) порой представляется более трудной задачей. Это требует не только понимать задачу, для которой используется тепловидение, но также пройти дополнительное, расширенное обучение и приобрести практический опыт использования тепловизоров. Чтобы извлечь максимальную пользу из термографии, важно периодически подтверждать квалификацию и сертифицировать специалистов по термографии. Квалификация специалиста по термографии складывается из его обучения, опыта и прохождения экзаменов на соответствие одной из трех сертификационных категорий. И хотя сертификация термографиста составляет существенную долю в затраты на термографию, однако именно эти затраты обычно наиболее легко окупаются. Сертифицированный персонал не только выполняет обследования более качественно на более высоком уровне, но эти обследования, кроме того, являются технически более последовательными и грамотными. Не сертифицированные специалисты по термографии с большей вероятностью могут сделать дорогостоящие опасные ошибки, которые зачастую ведут к серьезным последствиям, например, неточные рекомендации относительно критичности найденных проблем, или вообще пропуск проблем. Хотя соответствующая квалификация термографиста является очень важной составляющей применения термографии, но для получения результатов высокого качества не менее важно иметь утвержденные методики проведения термографического обследования.

На сегодняшний день в развитых странах сертификация персонала производится работодателем согласно стандартам регионального общества неразрушающего контроля.

Учебный центр компании BALTECH – это организация, которая занимается созданием безопасного окружения, занимаясь обслуживанием профессий, связанных с технической диагностикой и неразрушающим контролем, и продвигая технологии неразрушающего контроля при помощи семинаров, конференций, публикаций, сертификации и исследований. В других странах сертификация выполняется центральным органом по сертификации, который соответствует стандартам Международной организации по стандартизации. Международная организация по стандартизации (ISO) – это неправительственная международная организация, в которую входят организации по стандартизации из более чем 90 стран мира. В обеих моделях, квалификация персонала определяется в основном соответствующим обучением, как описано в соответствующих стандартах. Так же является необходимым наличие квалификационного периода и какая-либо форма письменного и практического экзамена.

Безопасность на рабочем месте

Одна из частей любой программы сертификации – знакомство с возможными опасностями при проведении обследования и с техниками и навыками, которые необходимы, чтобы обеспечить безопасность работы. Обычно техника безопасности при работе (требования ТБ), как правило, определяется здравым смыслом. Тем не менее, при решении некоторых задач бывает необходимо использовать специальные средства. Например, термографисты, которые проводят обследование электрических систем, должны остерегаться дугового разряда. Часто они обследуют оборудование под напряжением, в котором при открывании крышек может возникнуть дуговой разряд между фазами или между фазой и землей.

Дуговой разряд представляет собой высокотемпературный разряд, который возникает из-за электрического пробоя воздуха. Температура при дуговом разряде может достигать 35,000°F (19,427°C). Последствия дугового разряда могут привести к смерти и травмам. Необходимо всегда выполнять требования техники безопасности.

Дуговой разряд часто сопровождается взрывом, что связано с тем, что окружающий электрооборудование воздух становится ионизированным и проводящим. Наибольшая опасность возникновения дуговых разрядов у электрических систем с напряжением равным и выше 380 В. Допустимое расстояние для защиты от дугового разряда – это такое расстояние, на котором следует применять средства индивидуальной защиты, чтобы предотвратить ожоги в случае возникновения электрического пробоя. Цепи, которые следует отремонтировать, всегда следует отключить. Однако нельзя исключить вероятность того, что в пределах допустимого расстояния будут находиться цепи под напряжением. Поэтому, следует применять такие барьеры, как изолирующие коврики, и соответствующие средства индивидуальной защиты от электрического пробоя. Опасность дугового разряда можно значительно уменьшить, стараясь не открывать крышки или дверцы корпусов, однако это уменьшит и большинство преимуществ термографии, так как мы не можем проводить обследование через крышки корпусов. Однако в настоящее время на большинстве шкафах устанавливаются специальные смотровые окна, которые прозрачны в инфракрасной области спектра. Подобные устройства снижают опасность дугового разряда и дают возможность получать хорошие результаты. Если все-таки электрические шкафы нужно открывать, то необходимо разработать, внедрить и тщательно соблюдать методики, которые позволят уменьшить опасность электрического пробоя. Стандарт безопасности – это один из нескольких стандартов, который следует применять при разработке таких методик. Регулярные обследования электрооборудования будут более безопасными и эффективными, если они будут проводиться группами. Например, группа может состоять из двух человек, а именно, специалист по термографии и квалифицированный специалист, который открывает шкафы, измеряет нагрузки, а после выполнения работы безопасно закрывает оборудование.

Квалифицированный специалист – это человек, который имеет знания о конструкции и работе электрического оборудования, а также навыки работы с ним, прошел инструктаж по технике безопасности и имеет соответствующий допуск на проведение работ. Работы по обследованию зданий, как правило, более безопасны. Однако все-таки опасность существует и здесь, например, при работе в подвалах или на чердаках. Также следует соблюдать осторожность при работе на площадках, где ведутся строительные работы. Специалисты по термографии, которые работают в разных промышленных условиях, обязательно должны учитывать возможные опасности, включая возможность оступиться или упасть, а так же опасность, которую представляют замкнутые пространства. При работе на крышах нужно остерегаться падений, не только на краю крыши, но и на разноуровневых участках или на участках с ослабленным настилом кровли. На крышах никогда не следует работать в одиночку. Также необходимо выполнять меры предосторожности при работе ночью. Часто для выполнения работ может потребоваться яркая одежда. Специалист по термографии может столкнуться с ослеплением, когда смотрит на тепловое изображение на ярком дисплее тепловизионной системы.

Ослепление – это состояние, при котором глаза термографиста адаптируются к яркой подсветке дисплея, но не адаптируются к рассматриванию темных объектов. Несчастные случаи, как правило, случаются при не запланированной работе, или если природа и задачи запланированной работы изменилась, а план остался без изменений. Поэтому всегда следует подробно разрабатывать план безопасной работы и неукоснительно следовать ему. Если обстоятельства изменились, план следует пересмотреть и внести необходимые изменения.

Управление по охране труда и промышленной безопасности – это министерство, созданное в соответствии с Законами об охране труда и здоровья, которые требуют, чтобы работодатели создавали безопасные условия работы своим сотрудникам. Например, Управление по охране труда настаивает, чтобы в рабочих зонах не было источников опасности, которые могут привести к серьезным травмам. Постановления Управления по охране труда поддерживаются правительствами всех стран, и планы безопасной работы можно разработать согласно нормам Управления по охране труда.

Стандарты и утвержденные методики обследования

Утвержденные методики – важные составляющие для получения результатов высокого качества. Из жизненной практики следует, что путешествовать по новому городу намного труднее без карты, чем когда есть карта и заранее намечанный маршрут. Утвержденные методики могут быть названы «рецептами успешного выполнения работы» или «планированием последовательности действий». Разработка таких «рецептов успешного выполнения работы», как правило, не должно быть трудным. Обычно, следует привлечь небольшую группу специалистов, у которых есть необходимый опыт проведения обследований, чтобы учесть разные точки зрения, опыт и сферы ответственности. После разработки методики обследований, ее следует тщательные испытать, а потом сертифицированный персонал должен ее периодический пересматривать, чтобы она не устаревала. Есть много стандартных методик, которые могут быть положены в основу при создании простых методик тепловидения.

Международное общество по испытанию материалов – это техническое сообщество и основной разработчик рекомендуемых стандартов, сопутствующей технической информации, а так же услуг, которые направлены на обеспечение охраны здоровья и безопасности. Международное общество по испытанию материалов вносит весомый вклад в надежность продукции, материалов и услуг. Его стандарты помогают определить рабочие характеристики инфракрасных систем. Они также содержат описание передового опыт при выполнении обследований электрических и механических систем, теплоизоляции зданий, покрытий автодорожных мостов, кровель и поиска воздушных течей. В отдельных странах их организации по стандартизации могут иметь дополнительные стандарты, которые можно использовать. Например, есть много стандартов по электробезопасности, которые могут использоваться в работе специалистов по термографии, обследующих электрические системы. Так как на сегодняшний день существует большое разнообразие тепловизоров в широком ценовом диапазоне, инфракрасная технология стала вполне доступным методом исследования. Однако, организации, которые помимо создания тепловизоров занимаются разработкой серьезных программ применения термографии, методик проведения обследований, а также обучают персонал (например, компания BALTECH), имеют явное преимущество по сравнению с просто торгующими организациями. Как правило, это долговременные преимущества.

ТЕОРИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ

Теория термодинамики основывается на различиях теплопроводящих свойств разных материалов. Тепловизоры серии BALTECHTRвыполняют измерения на основе законов термодинамики. Специалисты должны знать эти законы, чтобы понимать ограничения термографии и тепловизоров при обследовании разных конструкций, оборудования и материалов.

Основы термодинамики

Термодинамика – это раздел физики, в котором изучаются соотношения и превращения тепловой энергии (теплоты) и другие формы энергии. Для работы на современном инфракрасном оборудовании важно знать основные принципы, как передачи тепла, так и физики излучения. Несмотря на все возможности современного оборудования, оно все же не может мыслить. Поэтому ценность оборудования во многом определяется способностью термографиста интерпретировать получаемые данные. А это требует практического понимания основ термодинамики и физики излучения.

Энергия – единая количественная мера различных форм движения материи и перехода движения материи из одних форм в другие. Энергия может принимать разные формы. Например, угольные электростанции преобразуют химическую энергию ископаемого топлива в тепловую энергию путем сжигания. Она, в свою очередь, производит механическую энергию, или движение в турбине генератора, которая далее преобразуется в электрическую энергию. При всех таких превращениях никакая ее часть не пропадает, не теряется.

Первый закон термодинамики (закон сохранения энергии для тепловых процессов)утверждает, что количество теплоты, подведенное к системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами. Для термографии существенным является тот факт, что одним из продуктов практически всех превращений энергии, является тепло, или тепловая энергия. Энергия не создается и не уничтожается, она преобразовывается, т.е. переходит из одного вида в другой.

Температура – это мера нагрева тела по сравнению с другими телами, т.е. относительная величина. Мы всегда сравниваем температуры изучаемого тела с температурой нашего тела, или с температурой воздуха, или с точками кипения или замерзания воды.

Второй закон термодинамики утверждает, что если существует разность температур между двумя объектами, то теплота передается от более теплых участков (обладающих большим количеством тепловой энергии) к более холодным участкам (обладающих меньшим количеством тепловой энергии) до тех пор, пока не будет достигнуто состояние термодинамического равновесия. Передача тепла может приводить либо к переходу электронов, либо к увеличению колебаний атомов или молекул. Именно эти эффекты применяются при измерении температуры.

Способы передачи теплоты
Существует всего три вида передачи тепла: теплопроводность, конвекция или излучение. Каждый способ может происходить как в стационарном, так и в нестационарном процессе. При стационарном процессе скорость передачи постоянна и ее направление не изменяется со временем. Например, хорошо прогретая машина, работающая с постоянной нагрузкой, передает тепло окружающим объектам с постоянной скоростью. В реальности нет идеальных стационарных тепловых потоков. Всегда существуют небольшие нестационарные процессы или флуктуации, однако для практических целей ими, как правило, можно пренебречь.
Теплопроводность – это передача тепловой энергии от одного объекта к другому при их прямом контакте с помощью структурных частиц вещества (молекул, атомов, ионов).
Конвекция – это передача теплоты в жидкостях или газах путем перемешивания самого вещества (как вынужденно, так и самопроизвольно).
Излучение – это передача тепла в виде лучистой энергии (электромагнитных волн) без промежуточной среды.
При нагревании или охлаждении машины выполняется нестационарная передача теплоты. Понимание вышеприведенных соотношений является важным для специалистов по термографии, так как передача тепла часто связана с температурой объекта.

Понятие теплоемкости

Теплоемкость – количество теплоты, необходимое для изменения температуры тела на 1°С. В зависимости от типа материала будет необходимо разное количество теплоты для изменения температуры на одинаковую величину. Например, для изменения температуры воздуха в комнате нужно небольшое количество теплоты, по сравнению с количеством теплоты необходимым для изменения температуры аналогичного объема воды в бассейне.

Теплоемкость описывает, сколько энергии необходимо передать или отнять у вещества для изменения температуры. Как быстро или медленно происходят такие изменения, так же зависит от перемещения тепла.

Хотя теплоемкость, то, что мы называем связью между количеством теплоты и температурой, может вызвать затруднения, для термографиста она может быть полезной. Например, обнаружение уровня жидкости в емкостях возможно благодаря разности между теплоемкостью воздуха и жидкости. Когда емкость находится в нестационарном состоянии, два вещества часто могут находиться при различных температурах.

Теплопроводность

Теплопроводность – это передача тепловой энергии от одного объекта к другому при непосредственном контакте. Передача теплоты посредством теплопроводности в основном наблюдается в твердых телах и в некоторой степени в жидкостях, поскольку более теплые молекулы передают свою энергию непосредственно более холодным соседним молекулам.

Скорость передачи тепла зависит от коэффициента теплопроводности вещества и разности температур (ΔТ) между объектами. Эти простые соотношения описываются законом Фурье. Так, если взять горячую чашку кофе в перчатках, то будет происходить слабый теплообмен между чашкой и рукой, по сравнению с тем, когда чашку берут голой рукой. А теплая чашка кофе не передаст столько же энергии сколько горячая, так как разность температур не такая большая. Точно также при передаче энергии с одинаковой скоростью через большую площадь будет передано большее количество энергии.

Теплопроводящие материалы – это материалы, которые способны быстро передавать тепло. Как правило, металлы характеризуются высокой теплопроводностью.

Но и теплопроводность металлов также зависит от типа металла. Например, железо обладает меньшей теплопроводностью, чем алюминий.

Изоляторы – это материалы, которые плохо передают тепло. К ним относятся такие материалы, как изоляционная пена или многослойная ткань, в которых имеются маленькие полости с воздухом, замедляющие распространение энергии.

Конвекция

Конвекция – это передача тепла, которая наблюдается при циркуляции потоков между теплыми и холодными областями в жидкостях в газах. Она, как правило, сопровождается массовым перемещением молекул с разными температурами.

Например, грозовые облака – это конвекция в большом масштабе, когда теплые массы воздуха поднимаются, а холодные опускаются. В малом масштабе конвекцию можно наблюдать, когда холодные сливки, налитые в чашку с горячим кофе, опускаются на дно чашки. Частично конвекция зависит от площади и разности температур, например, большой радиатор из-за большей площади отдает больше тепла, чем маленький радиатор. На конвективный перенос тепла влияют такие факторы, как скорость движения жидкости/газа, направление потока и состояние поверхности объекта. Запыленный радиатор отдает тепло не так быстро, как чистый радиатор. Практически каждый из нас на практике хорошо понимает эти соотношения, которые теоретически описываются законом охлаждения Ньютона. Можно наблюдать естественную конвекцию при подъеме более теплой жидкости и опускании более холодной, например, как в охлаждающих трубках трансформаторов, наполненных маслом.

При вынужденной конвекции, например созданной с помощью насоса или вентилятора, естественные соотношения обычно не соблюдаются, так как вынужденная конвекция может быть весьма сильной. Когда дует ветер, мы ощущаем прохладу из-за того, что мы теряем тепло быстрее, чем когда ветра нет. Ветер так же сильно воздействует на температуру объектов, исследуемых с помощью тепловизоров.

Излучение

Излучение – – это передача энергии, в том числе и тепловой, между объектами посредством электромагнитного излучения, которая происходит со скоростью света. Так как при этом не нужна промежуточная среда, излучение можно наблюдать даже в вакууме. Примером воздействия электромагнитной энергии может служить ощущение солнечного тепла в прохладный день.

Электромагнитная энергия – это излучение в виде волн с электрическими и магнитными свойствами. Электромагнитная энергия может принимать несколько форм: свет, радиоволны и инфракрасное излучение. Они отличаются по длине волны. Совокупность всех электромагнитных волн образует так называемый сплошной спектр электромагнитного излучения. Человеческий глаз может воспринимать только длины волн видимого света, тепловизоры видят длины волн теплового излучения (или инфракрасного излучения). Уравнение Стефана-Больцмана описывает распространение тепла в виде излучения. Как и в случае теплопроводности и конвекции, общее количество испускаемой энергии зависит от площади объекта и разности температур. Чем теплее объект, тем больше энергии он испускает. Например, когда горелка воздухонагревателя нагревается, он испускает больше энергии, чем когда он холодный.

Тепловое излучение – это передача тепла с помощью электромагнитных волн. Основное отличие между различными волнами их длина.

Понятие энергосбережения

Свет и инфракрасное излучение взаимодействуют с разными материалами похожим образом. Инфракрасное излучение, как и свет, может отражаться некоторыми видами поверхностей, например, металлической прокладкой под воздухонагревателем. Используя тепловизоры, можно наблюдать отражение излучения от теплых и холодных объектов на таких поверхностях, как чистые металлы, называемые «тепловыми зеркалами». Также как свет, инфракрасное излучение может проходить через поверхность, например, через объектив тепловизионной системы. И оно может поглощаться поверхностью, например, рукой расположенной возле горячего воздухонагревателя. В данном случае происходит изменение температуры, которое заставляет поверхность испускать больше энергии.

Пропускание – это прохождение лучистой энергии через вещество.

Испускание – это выход лучистой энергии из вещества.

Тепловизоры могут регистрировать отраженное, прошедшее, поглощенное и испущенное излучение. Однако только поглощенная или испускаемая энергия изменяют температуру поверхности. Количество тепловой энергии, которая излучается поверхностью, зависит от того, насколько эффективно поверхность может испускать излучение. Большинство неметаллических материалов, например, человеческая кожа, окрашенные поверхности, эффективно испускают излучение.

Т.е. если повысить температуру, то они будут испускать больше энергии, как, например, горелка воздухонагревателя. А такие вещества, как неокрашенные и не сильно окисленные металлы, испускают тепловое излучение существенно хуже. Так коэффициент излучения чистых металлов, как правило, низкий от 0,0 до 1,0 (низкая эффективность излучения). Если нагревать чистую металлическую поверхность, то количество тепловой энергии, которое будет испускаться в виде излучения, практически не будет увеличиваться, поэтому сложно заметить разницу между холодной и теплой металлической поверхностью, как с помощью глаз, так и используя тепловизор. Поверхности с низким коэффициентом излучения не только плохо испускают излучение, но они еще отражают излучение окружающих объектов. Поэтому если направить тепловизор на поверхность, то в результате он отобразит изображение, являющееся суммой испущенного и отраженного инфракрасного излучения. Чтобы понять, что выдает прибор, специалист по термографии должен разобраться, какая часть энергии на термограмме представляет собственное излучение, а какая часть – отраженное. Это одна из сложностей применения тепловизионных систем. Кроме того, коэффициент излучения одного и того же материала может изменяться в зависимости от состояния поверхности, температуры, длины волны, а также от угла, под которым наблюдается объект.

Найти коэффициент излучения большинства материалов, не являющихся полированными металлами, не сложно. Поскольку значения коэффициентов излучения многих веществ уже известны и занесены в соответствующие таблицы. Данные значение нужно использовать только для справки, так как реальное значение коэффициента излучения материала может отличаться от табличного. Специалисты по термографии с опытом должны знать, как измерить данное реальное значение коэффициента излучения.

Также как и для видимого света, для инфракрасного характерно такое явление, что полости, впадины и отверстия испускают большее количество энергии, чем поверхности их окружающие. Когда свет поглощается поверхностью, мы называет ее «черной». Так зрачок человеческого глаза черный, поскольку он представляет собой полость, и когда свет попадает туда, он поглощается.

Коэффициент излучения полости будет близок к величине 0,98, если в глубину она в семь раз больше, чем в ширину.

Температура поверхности

Чаще всего можно наблюдать только распределение температур на поверхностях объектов, так как сами объекты непрозрачные. Специалисты по термографии должны объяснить и провести анализ этого распределения температур для того, чтобы соотнести их с внутренними температурами объектов и конструкций. Например, снимая показания на наружной стене дома, Вы получите картинку из различных температур, и задача специалиста по термографии состоит в том, чтобы соотнести ее с конструкцией и тепловыми характеристиками дома. Чтобы выполнить это как можно лучше, следует хорошо представлять себе, как тепло распространяется через разные конструкции и материалы в стене. В холодную погоду тепло изнутри дома выходит через конструкцию стены наружу, далее поверхность стены приходит в тепловое равновесие с окружением. Используя тепловизор, специалист по термографии обследует поверхность стены, и должен объяснить то, что получилось. Часто полученные соотношения достаточно сложны. Однако во многих случаях в них можно разобраться, исходя из здравого смысла и опираясь на научные теории.

Коэффициент излучения

Температуры неокрашенных и не окисленных металлов, как правило, плохо определяются на тепловом изображении, так как они слабо испускают и сильно отражают излучение. Независимо от того, просто ли мы смотрим на тепловое изображение, или выполняем измерение тепловизором, следует принимать во внимание данные факторы. Многие тепловизоры позволяют корректировать, как коэффициент излучения, так и температуру фона. Значения коэффициентов излучения для большинства материалов можно найти в таблицах.

Данные табличные значения коэффициентов излучения будут полезны, чтобы понять, как будет вести себя материал. На практике при учете коэффициента излучения большинства поверхностей, имеющих низкий коэффициент излучения, ошибки могут быть слишком большими. Такие поверхности следует изменить каким-нибудь образом, чтобы увеличить их коэффициент излучения, например, используя изоляционную ленту или краску. Это поможет сделать измерения и интерпретацию более точными, и их можно будет использовать при решении практических задач. .

Материал	Температура, °С	Εт
Алюминий полированный	50...500	0,04...0,06
-“- с шероховатой поверхностью	20...50	0,06...0,07
-“- сильно окисленный	150...500	0,2...0,25
Медь полированная	50...100	0,02
-“- окисленная	50	0,06...0,7
-“- покрытая толстым слоем окиси	25	0,78
Сталь блестящая листовая	25	0,82
-“- с шероховатой плоской поверхностью	50	0,95...0,98
-“- ржавая, красная	20	0,69
-“- оцинкованная	20	0,28
-“- окисленная шероховатая	40...370	0,94...0,97
Чугун шероховатый, сильно окисленный	40...250	0,95
Краски масляные разных цветов	100	0,92...0,96
Лак черный, блестящий, распыленный на железо	25	0,88
-“- алюминиевый, на шероховатой поверхности	20	0,39
Стекло	22...100	0,94...0,91
Фарфор белый, блестящий	............	0,7...0,75
-“- глазурованный	22	0,92
Бетон	20	0,92

Погрешность измерения температуры

Современные инфракрасные измерительные приборы характеризуются достаточно высокой точностью. Для поверхностей с высоким коэффициентом излучения при средних температурах погрешность измерения обычно равна ±2°C (3,6°F) или 2% от измеренного значения (зависит от модели тепловизора) в пределах разрешающей способности системы. Так как измерение температуры основано на регистрации инфракрасного излучения, погрешность измерения может увеличиться из-за следующих факторов

• Значение коэффициента излучения ниже 0,6

• Изменения температуры порядка ±30°C (54°F)

• Выполнение измерений за пределами разрешающей способности системы (объект очень маленький или находится очень далеко)

• Поле зрения.

Поле зрения

Поле зрения – это характеристика, от которой зависит размер теплового изображения. На величину поля зрения больше всего влияет объектив вне зависимости от размера матричного приемника излучения. Однако следует понимать, что большие матричные приемники излучения дают большую детализацию по сравнению с маленькими приемниками вне зависимости от того, какой объектив используется. При выполнении некоторых задач, например, при работе на больших подстанциях на улице или внутри здания, большое поле зрения является полезным. Однако хотя маленькие приемники излучения могут давать достаточное количество деталей для здания, но для работы на подстанции может быть необходимым большее количество деталей, т.е. нужен большой приемник излучения

Мгновенное поле зрения

Мгновенное поле зрения – – это характеристика, которую применяют для описания разрешающей способности тепловизора в пространстве (пространственное разрешение). Обычно значение мгновенного поля зрения приводится в виде угла в миллирадианах (мрад). Для измерения мгновенное поле зрения представляет собой разрешающую способность тепловизора, оно показывает, какой наименьший размер объекта можно измерить с данного расстояния.

Данный размер объекта также измеряется в угловых размерах (в мрад), и, как правило, в три раза больше мгновенного поля зрения. Это связано с тем, что для того, чтобы измерить тепловизору необходимо больше информации об излучении от объекта, чем для того, чтобы просто зарегистрировать его. Важно понимать и работать в пределах пространственного разрешения для измерения для конкретной системы. Пренебрежение этим может привести к тому, что будут получаться некорректные данные или что-то может быть пропущено.

Влияние окружающей среды

Ценность измерения температуры поверхности даже проведенного достаточно точно может значительно уменьшиться, если градиент температур между измеряемой поверхностью и внутренним источником тепла является достаточным большим. Например, как для внутренних неисправных контактных соединений в заполненном маслом электрооборудовании. Специалист по термографии просто не сможет увидеть на поверхности существенных перепадов температур при изменениях на внутренних контактных соединениях. Удивительно, что даже такие объекты, как болтовые контактные электрические соединения, часто характеризуются значительными градиентами температур даже на маленьких расстояниях. Поэтому анализируя тепловые изображения, всегда следует тщательно выяснять, какие условия могут быть внутри. Похожее снижение ценности измерения может наблюдаться, когда на поверхностные температуры оказывается значительное или неизвестное внешнее влияние. Например, подобное может быть, когда обследуется кровля с небольшим уклоном в здании при поиске проникновения влаги при сильном ветре. Здесь можно и не заметить следов наличия влаги, а характерные проявления данного явления часто исчезают. Влажные поверхности тоже могут дать неожиданные результаты при испарении или замерзании.

ПРИМЕРЫ ТЕРМОГРАММ СНЯТЫХ ТЕПЛОВИЗОРАМИ BALTECH TR-0110

- Термограмма 1. (термография очень успешно применяется в медицине)

- Термограмма 2 (фотография и термограмма печи обжига).

-Термограмма 3 (подшипник качения буммашины) и термограмма 4 (подшипник понижающего редуктора)

- Термограмма 5 (нагрев подшипника скольжения) и термограмма 6 (нагрев шины после ремонта)

- Термограмма 7 (щеточный узел электрической машины) и термограмма 8 (коррозия контактора)

- Термограмма 9 (диагностика резервуара) и термограмма 10 (тепловое пятно на трубопроводе)

- Термограмма 11 и фотография (дефект реактора нефтеперерабатывающего завода)

- Термограмма 12 (уровень заливки нефтепродукта в цистерне) и термограмма 13 (диагностика буксового подшипника)

- Термограмма 14 (скрытый нагрев контакторов) и термограмма 15 (нагрев фазы под 75% нагрузкой)

- Термограмма 16 (диагностика ограждающих конструкции) и термограмма 17 (энергоаудит чердачного помещения)

- Термограмма 18 и фотография (тепловая диагностика трансформаторов)

- Термограмма 19 и профилограмма (нагрев контактной группы)

- Термограмма 20 (перегрев кабеля) и термограмма 21 (дефект кабельной трассы)

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОГРАФИИ И ТЕПЛОВИДЕНИЯ

Тепловидение и термография применяется при обследовании электрического и технологического оборудования, и для диагностики зданий. Электрооборудованием считаются двигатели, распределительные устройства и подстанции. А технологическое оборудование – это автоматизированное производственное и сборочное оборудование. При диагностике зданий проводится поиск влаги в кровлях и проверка теплоизоляции зданий. Теплоизоляционные материалы могут быть в стенах, потолках и полах ограждающих конструкций здания.

Обследование электрооборудования

BALTECH TR-0150 наиболее часто применяются для проверки состояния электрических систем, так как они дают возможность обследовать быстро и без непосредственного контакта. Как правило, большая часть работы по тепловизионному обследованию электрооборудования имеет качественный характер, то есть, выполняется простое сравнение тепловых изображений похожих компонентов. Тепловое изображение представляет собой отдельный снимок теплового потока, испускаемого объектом. Для трехфазных электрических систем это просто, так как тепловое изображение фаз в обычных условиях почти всегда легко интерпретировать. Тепловидение весьма эффективно при отказе оборудования, так как отказы, как правило, имеют характерные легко распознаваемые тепловые сигнатуры. Кроме того, тепловизионное обследование позволяет находить проблемы даже тогда, когда визуальное обследование показывает очень мало, либо практически совсем ничего. Наблюдаемые тепловые отклонения говорят о ненормальном или подозрительном состоянии оборудования. Правда тепловые отклонения не всегда можно найти или бывает сложно определить их причину. Однако известно, что тепло, выделяемое на высоком электрическом сопротивлении, как правило, предшествует неисправностям.

Если одна или две фазы или отдельные компоненты различаются по температуре, и это нельзя объяснить просто балансом нагрузок, то это, скорее всего, тепловые отклонения. Например, ненормально высокое сопротивление ведет к нагреву в точке соединения. Однако, если произошел отказ и напряжение пропало, то компонент может казаться более холодным. Открытые электрические шкафы могут быть опасными для специалиста по термографии. Однако поражение электрическим током встречается не часто, так как тепловизионное обследование обычно не требует контакта.

Все-таки есть опасность электрического пробоя, особенно при напряжениях 380 В и выше. Например, открывание дверцы может вызвать электрический пробой, так как блокировка может быть неисправна, или объекты двигаются, например, пыль или мусор, останки насекомых внутри электрического шкафа. В этом случае возникшая дуга может иметь температуру до и более 16650 °С (30,000 °F), которая будет достигнута менее чем за одна секунду. Только персонал, у которого имеется специальный допуск, должен открывать шкафы с электрооборудованием под напряжением. Специалисты по термографии должны делать все возможное, чтобы предупредить и предотвратить электрический пробой. Международные регулирующие органы могут помочь разработать подробные требования, которые будут уменьшать опасность электрического пробоя. В этих требованиях будут учтены результаты изучения опасности, содержаться методики проведения обследования, и обсуждены необходимые средств индивидуальной защиты. Средства индивидуальной защиты нужны для того, чтобы минимизировать возможные повреждения, связанные с интенсивным выделением тепла при электрическом пробое, и обычно состоят из средств защиты для глаз, головы, кожи и рук.

Методики обследования электрооборудования чаще всего строятся на здравом смысле, технологии и практическом опыте обслуживания. Если возможно, то компоненты и оборудование должны работать, после чего можно провести непосредственное обследование тепловизором BALTECH TR-0150 со встроенной камерой. Порой обследования приходится выполнять косвенным образом, например, для воздушного закрытого шинопровода или для закрытой соединительной коробки двигателя. В ряде случаев другого выбора просто нет, например, для воздушного шинопровода. В то же время не следует это делать регулярно. Если крышки нельзя открыть, то данные, которые получены в результате такого тепловизионного обследования, сами по себе не могут дать нужной информации.

Определенные виды оборудования бывает очень трудно обследовать и/или очень опасно иметь доступ к ним. Поэтому для их обследования приходится принимать особые меры. При дополнительных способах обследования могут использоваться смотровые окна или инфракрасные смотровые окна, чтобы дать обзор закрытых пространств. Так же возможно применение других технологий, например, анализаторов ультразвука.

Место установки инфракрасных смотровых окон следует выбирать очень внимательно с тем, чтобы обеспечить доступ ко всем компонентам и устройствам. Инфракрасное смотровое окно представляет собой устройство, которое устанавливается в электрических шкафах для обеспечения прохождения инфракрасного излучения, которое регистрирует тепловизор. Подобные инфракрасные прозрачные окна, как правило, дают возможность выполнять тепловизионное обследования без открывания крышек и дверцы шкафов. Если Вам необходимы инфракрасные смотровые окна, обращайтесь к специалистам компании BALTECH. Также возможно применение оборудования, регистрирующего ультразвук.

Так как неисправное электрическое соединение порождает ультразвук. Данный звук находится вне пределов слышимого диапазона, но его можно обнаружить, используя специальные устройства

Даже микроразряды, которые появляются в местах соединения, обычно издают ультразвуки, которые можно обнаружить сквозь щели или небольшие отверстия в корпусе шкафов. В ходе обследования особое внимание следует уделять электрическим соединениям или контактам. Электрические соединения и контакты могут нагреваться из-за ненормально высокого сопротивления и являются основным источником отказов в системах.

Также можно найти дисбаланс тока между фазами. Часто это считается нормальным, как, например, в осветительных сетях. Однако последствия этого могут весьма дорогостоящими, так могут возникнуть неисправности в других элементах электрической системы, например, в двигателях, на которых может исчезнуть одна из фаз, или для любых цепей, которые перегружены.

Несмотря на то, что тепловизоры широко применяются при диагностике электрооборудования, часто их использование неэффективно или неправильно. Специалист по термографии может не заметить или неправильно диагностировать вероятные проблемы. На видимую в тепловизор температуру поверхности, кроме серьезности проблемы, могут воздействовать и многие другие факторы. Кроме того, соотношение между величиной нагрева и степенью неисправности, особенно ее изменение во времени, не всегда хорошо понятно.

Общеизвестно, что температура электрического соединения меняется при изменении нагрузки. Тепловую мощность, которая выделяется на соединении с высоким сопротивлением, еще можно предсказать (I2R), а вот температуру, которая при этом получается, предсказать гораздо труднее. Поэтому в некоторые стандарты рекомендует проводить обследования при нагрузке не менее 40% от максимально возможной. Следует уделять пристальное внимание любым неоднородностям, обнаруженным на оборудовании под небольшой нагрузкой, если в будущем нагрузка должна будет возрасти. Если дверцы не открываются легко и нагревающиеся компоненты не видны напрямую, как, например, в случае с закрытым воздушным шинопроводом, градиент температур между проблемой и видимой поверхностью, как правило, будет очень большой.

Градиент температур представляет собой разность между реальной температурой в месте, где обнаружена проблема, и температурой, которая зарегистрирована или измерена на поверхности, т.е. которую «видит» тепловизор. Разность температур величиной даже в 2,8 °С (5 °F) на закрытом шинопроводе может быть указанием на скрытое аварийное состояние.

Маслонаполненные устройства, такие, как трансформаторы, имеют схожие или даже большие градиенты температур. Следует особо внимательно подходить к выполнению обследований на улице при скорости ветра, превышающей 8 км/ч (5 миль/ч). В данном случае перегревы на оборудовании следует сравнивать с тем, какими бы они были в отсутствие ветра. Некоторые неоднородности могут быть ниже предела обнаружения до тех пор, пока скорость ветра не снизится. Подобное явление можно увидеть на закрытом оборудовании, когда крышки открываются на какое-то время перед выполнением обследования. Эффективные методики обследования рекомендуют, чтобы обследование выполнялось как можно более быстро и безопасно после открытия крышек.

Просмотр изображения на дисплее тепловизора на улице так же может стать непростой задачей. Условия освещения могут вызывать нежелательные блики, которые уменьшают видимость зарегистрированных деталей.

Обследование оборудования, которое находится на улице, не обязательно выполнять ночью. Но и в ясную солнечную погоду можно получить ошибочные изображения из-за солнечного нагрева. Особенно это относится к компонентам, окрашенным в темные цвета, например, керамические изоляторы линий электропередач.

Задача сбора надежных температурных данных об электрической системе не всегда бывает такой простой, как кажется на первый взгляд. Даже имея хорошие температурные данные, многие специалисты по термографии могут их неправильно применять при распределении приоритета или определении степени серьезности результатов. Например, температура не всегда может быть надежным показателем серьезности проблемы, так как она может меняться под влиянием многочисленных факторов. Но это часто не останавливает многих специалистов по термографии от неверного восприятия, что чем сильнее нагрет проблемный компонент, тем серьезнее является проблема по сравнению с другими, менее нагретыми компонентами.

Точно так же можно ошибочно решить, что проблемы нет, когда компонент или элемент оборудования не особенно нагрет. Чтобы обеспечить максимальную эффективность применения тепловидения, при сборе и анализе тепловых данных следует быть очень внимательным. Вместо того, чтобы устанавливать приоритет только на основе температуры, лучше рассмотреть, как все параметры будут взаимодействовать и влиять на проблемный компонент. Это просто выполняется с использованием диагностических приборов, или более формально путем выполнения анализа основной причины неисправности, используя инженерные инструменты анализа. Достоинства правильно выполненных тепловизионных обследований электрооборудования являются неоспоримыми и компании, использующие тепловизоры BALTECH TR-0150 и обучившие специалистов по курсу ТОР-104, могут практически совсем исключить незапланированные простои, которые возникают из-за отказов электрооборудования.

Электромеханическое и механическое оборудование

Обследование электромеханического и механического оборудования включает разные виды оборудования. На сегодняшний день тепловидение уже доказало свою пользу при обследовании такого оборудования, как двигатели, вращающееся оборудование и конденсационные горшки. Большая часть таких обследований качественная. В данном случае текущее тепловое изображение сравнивается с изображением, которое было получено раньше. Далее регистрируются любые отличия или изменения состояния оборудования.

Специалист по термографии должен хорошо представлять способы передачи тепла, чтобы понимать, что происходит при работе и отказе оборудования. Двигатели очень часто обследуют с использованием тепловизора, так как они очень восприимчивы к неисправностям, обусловленным тепловым режимом.

Например, нарушение соосности или разбаланс обычно ведут к перегреву. Хоть и полезно контролировать температуры поверхности корпуса двигателя, но изменение внутренних температур двигателя не всегда обнаруживается сразу. Бывает полезно получить тепловые изображения двигателя либо в течение определенного времени, или по сравнению с другими такими же работающими двигателями. Например, это помогает определить двигатель, который засорился пылью или однофазный перегревающийся двигатель. Для обследования двигателя так же можно использовать тепловое изображение его подшипников. Например, если подшипники двигателя существенно теплее самого двигателя, это говорит о возможных проблемах, которые требуют более тщательного изучения. Также сцепления двигателей и подшипники валов, которые работают нормально, должны иметь температуру, несильно отличающуюся от температуры окружающего воздуха. Кроме того, наряду с тепловидением полезно применять и другие методы диагностики такие, как вибрационный анализ или анализ двигательной цепи.

Тепловидение доказало свою особую практическую ценность при обследовании оборудования с низкой скоростью вращения, такого как конвейеры, где другие методы обследования, как правило, неэффективны или ненадежны. Более сложные виды оборудования, например, турбины, коробки передач и теплообменники, тоже могут обследоваться с помощью тепловидения. Но для этого необходимы более значительные инвестиции для создания набора опорных данных до того, как результаты проведенных обследований будут приносить отдачу.

Применение в технологических процессах

Тепловизионные обследования также широко применяются, чтобы контролировать оборудование, которое может выдерживать высокие температуры, т.е. огнеупорное оборудование.

Например, специалисты по эксплуатации могут применять температурные данные, чтобы проверить состояние изоляции или расчет температур на поверхности, которые могут быть причиной проблемы.

Опорное обследование – это обследование для определения базовых точек для оборудования в надлежащем рабочем состоянии, которое работает в нормальных условиях.

Обследование для выявления трендов – это обследование, проводимое после опорного обследования с целью получения изображений для сравнения.

Контроль трендов во времени часто дает необходимую диагностическую и предупреждающую информацию. Это позволяет специалисту по термографии сравнивать любые отличия или схожие черты, которые могут быть указанием на рабочее состояние оборудования.

Сначала следует выполнить опорные обследования, а потом выполнять регулярные обследования для выявления трендов. Эти обследования следует планировать, основываясь на выявленной частоте отказов и состоянии оборудования. В результате контроля трендов, возможности активного подхода к обслуживанию существенно увеличиваются, а случаи незапланированных простоев и дорогостоящих отказов сокращаются. Контроль всех видом теплоизоляции можно осуществить путем поиска неоднородностей температуры на поверхности. К таким видам теплоизоляции относится теплоизоляция, применяемая на системах трубопроводов, паропроводах, производственных линиях и для теплоизоляции промышленных линий (как паровых, так и электрических). К несчастью многие системы теплоизоляции часто покрыты оболочкой из неокрашенного металла, что в значительной степени может понизить возможности термографии. Тепловые следы плохо проявляются на оболочке из неокрашенного металла из-за низкого коэффициента излучения и высокого коэффициента отражения.

Одним из самых частых применений тепловидения является нахождение или подтверждение уровней сыпучих веществ, жидкостей или газов в бункерах и сосудах.

Не смотря на то, что большинство емкостей, как правило, снабжено приборами для индикации уровня заполнения, их данные не всегда могут быть точными из-за некорректной работы этих приборов, или данные могут быть точными, но требуются их независимая проверка.

Скорость изменения температуры этими материалами при нестационарном теплообмене определяется тем, как передается тепло и разницей в теплоемкости сыпучих веществ, жидкостей и газов, находящихся в емкости. Известно, что температура газов изменяется быстрее, чем твердых или жидких материалов. Например, солнце за несколько минут может значительно изменить температуру наполненной газом части большой емкости, расположенной на улице. Сыпучие вещества, жидкости и плавающие материалы ведут себя при изменении температуры по-разному. Даже емкость, стоящая в помещении, может иметь незначительные тепловые флуктуации, которые позволят обнаружить разные уровни.

Опытный специалист по термографии обычно может определить уровни жидкости в емкостях. Если имеется теплоизоляция, то, чтобы зарегистрировать тепловые сигнатуры, нужно больше времени, или следует предпринять какие-либо дополнительные меры. Так для проявления уровней материала в емкости можно применять дополнительные простые методы активной термографии: подача тепла или охлаждение за счет испарения. Например, если просто распылить воду на емкость и подождать в течение нескольких минут до тех пор, пока наружная поверхность емкости изменит температуру, то можно, таким образом, проявить уровни. А если нанести вертикальную полосу краски или ленты, по которым может быть легко определен уровень, то это может быть полезным для теплоизолирующего металлического покрытия с низким коэффициентом излучения.

Диагностика зданий

Тепловидение уже достаточно долгое время применяется, чтобы решать различных задачи, связанных с диагностикой жилых и коммерческих зданий. Использование тепловидения для диагностики зданий состоит в поиске влаги в кровлях, обследование теплоизоляции зданий с тем, чтобы найти потери тепла и течи воздуха, ну и, конечно же, выявить влагу. Как для других применений термографии, чтобы добиться успешного применения, нужно хорошо понимать теорию теплообмена, а так же знать конструкции зданий. Как правило, обследование коммерческих зданий является более сложным процессов, чем обследование жилых зданий.

Обнаружение влаги в кровлях

По разным причинам, которые связаны, как с конструкцией, установкой, так и с обслуживанием, большинство кровель с небольшим уклоном подвержены возникновению серьезных проблем в течение года или двух.

Крыши с небольшим уклоном – это плоские крыши, которые имеют небольшой уклон, предназначенный для отвода осадков. Как правило, они состоят из несущего каркаса с установленной жесткой изоляцией и водостойкой мембраной. Хотя повреждения, которые вызваны течью, возникшей в данный момент, уже могут быть существенными. Однако скрытые долгосрочные повреждения, которые обусловлены захваченной влагой, как правило, обходятся гораздо дороже. Как только влага проникает в систему кровли, она повреждает ее, что приводит к ее преждевременному разрушению. Выявление и замена влажной теплоизоляции позволяет удалить влагу из-под поверхности кровли, и, таким образом, значительно увеличить срок службы кровли, превосходя средние ожидаемые показатели. Поиск влаги в кровлях, который проводится с использованием тепловизора, является неразрушающим. Влажная теплоизоляция имеет большую теплоемкость, чем сухая. Так в ясный безветренный вечер после теплого солнечного дня крыша может быстро остыть. При этом влажная теплоизоляция остается более теплой по сравнению с сухой теплоизоляцией. Так как данные проявления можно легко увидеть тепловизором, то большие площади крыш можно обследовать достаточно быстро, отмечая участки, которые указывают на влажную теплоизоляцию. Если необходимо нахождение реального наличия влаги во влажных областях, то можно это подтвердить традиционными средствами, хотя подобные методы зачастую медленны и требуют нарушения кровли. Ночью «окно для проведения обследования» может быть «открытым» на протяжении длительного времени при благоприятных условиях. Точный тепловой след, который можно наблюдать с помощью тепловизора, а так же время, когда его можно определить, зависит от состояния и типа теплоизоляции кровли. Адсорбирующие виды теплоизоляции, применяемые в кровлях с небольшим уклоном, такие как целлюлоза, стекловата и базальтовая вата, дают обычно четкие тепловые следы. А вот неадсорбирующие виды теплоизоляции, такие как пеноблоки, применяемые в однослойных системах кровель, обследовать значительно сложнее, так как они слабо поглощают воду. Кроме того, многие однослойные кровли имеют балласт в виде тяжелого слоя щебня, который может вызывать слабые проявления тепловых следов. На тепловые сигнатуры, помимо влаги, которая находится под поверхностью, также влияют другие, как внешние условия, так и ее конструктивные особенности. Поверхность кровли должна быть сухой, в противном случае испарение будет уменьшать солнечный нагрев. Сильная облачность вечером может уменьшить охлаждение, а сильный ветер может быть причиной того, что все тепловые сигнатуры вообще пропадут.

Конструкция крыши и ее физическое состояние тоже имеют влияние на тепловые сигнатуры. Например, западная стенка парапета может длительное время излучать тепло на кровлю ночью. Добавочное песчаное покрытие кровли будет дольше более теплым, а только что отремонтированные участки кровли могут иметь вид, отличающийся от окружающих участков. Понимание данного влияния и того, как оно будет отражаться на тепловых сигнатурах, важно для успешного выполнения обследования.

В идеальном случае следует обследовать кровлю сразу же после установки, чтобы получить опорное тепловое изображение. А потом выполнить повторное обследование сразу же после событий, которые могли вызвать повреждения, например, торнадо, ураган или сильная гроза с градом. Если появились сильные течи, то проведение тепловизионного обследования сразу же после их появления может способствовать их точному местоположению, а так же поможет определить степень повреждения теплоизоляции. При обследовании кровель следует уделять большое внимание безопасности работы. Работы на крыше нельзя никогда выполнять в одиночку. Специалисты по термографии подвержены дополнительной опасности, так как яркий дисплей не позволяет их глазам адаптироваться к условиям низкой освещенности, характеризующим большинство крыш. Данное состояние известно как ночная слепота. Чтобы определить возможные опасности и состояние кровли, важно выполнить предварительное обследование кровли в дневное время.

Обследование теплоизоляции зданий

Тепловидение идеально подходит, чтобы определить наличие и эффективность теплоизоляции. Его широко используют энергоаудиторы, разные подрядчики, а так же строительные инспектора. Как правило, теплоизоляция в зданиях применяется, чтобы управлять теплопередачей, вызванной получением или потерями тепла. Если теплоизоляции нет, она повреждена или не работает должным образом, то возрастает энергопотребление и стоимость кондиционирования, а так же понижается комфорт в здании. Хотя уменьшение чрезмерного потребления энергии в виде ее экономии является очень важным. Однако хорошо спланированное тепловизионное обследование может также привести к уменьшению энергопотребления и, кроме того, повысить комфорт для жителей. Нежелательные течи или конденсация влаги, образование льда на крыше, а так же замерзание трубопроводов являются другими проблемами, которые можно выявить, используя тепловизионные обследования. Также тепловидение помогает контролировать циркуляцию воздуха в кондиционируемых помещениях и проверить расположение звукоизоляции

Как правило, проблемы с теплоизоляцией можно обнаружить, если разность температур воздуха снаружи и внутри здания будет не менее 8-10 °С (16-18 °F). Например, в ходе отопительного сезона, если теплоизоляция отсутствуют, то это выглядит как холодный участок внутри здания, а теплый снаружи. Во время сезона, когда нужно охлаждение, тепловая сигнатура будет выглядеть наоборот. Всегда неплохо бы знать, какой вид теплоизоляции применяется, так как каждый вид может характеризоваться своей собственной сигнатурой и постоянной времени. Большая часть тепловизионных обследований требуют, чтобы работы проводились как внутри, так и снаружи здания. Однако часто сильный ветер и прямые солнечные лучи могут затруднить работу снаружи зданию или сделать совсем невозможной. Данные условия могут так же привести к явлениям, которые проявятся и внутри здания, однако более неожиданным образом, так как они являются косвенными.

Тепловизионные обследования во время сезона охлаждения обычно ограничиваются только проведением обследований внутри зданий или наружных обследований, но только в вечернее время. При оптимальных условиях опытный квалифицированный термографист, который правильно применяет тепловизор, может легко обнаружить отсутствие, повреждение или недостаток теплоизоляции и расположение каркаса.

Обнаружение течей воздуха

На сильные воздушные течи, направленные как внутрь, так и из здания, приходится до половины всех расходов на отопление, вентиляцию и кондиционирование. Как правило, воздушные течи возникают из-за разности давлений по зданию. Разности давлений могут быть вызваны ветром, а также конвективными силами, имеющимися в любом здании, и дисбалансом давлений, который связан с системой ОВКВ.

Данные разности давлений проталкивают воздух через многочисленные отверстия и щели, которые есть в здании. Подобные отверстия в тепловых ограждающих конструкциях, как правило, небольшие и незаметные на первый взгляд , например, вводы проводов или трубопроводов.

Тепловая ограждающая конструкция – конструкцией называют границы пространства в здании, которое требует обогрева, вентилирования или охлаждения. Часто, чтобы найти течи воздуха, нужна лишь небольшая разность температур снаружи и внутри здания порядка 3°C (5°F). Воздух сам по себе нельзя увидеть, но он его проявления часто можно наблюдать на различных поверхностях здания в виде характерных размытых тепловых пятен. В ходе отопительного сезона тепловые сигнатуры будут выглядеть как холодные полосы на внутренних поверхностях здания, или теплые полосы снаружи, где теплый воздух выходит. Таким же образом можно следить за перемещением воздуха внутри полостей здания, в наружных или внутренних стенах с теплоизоляцией. Искусственное создание разность давлений в здании делает следы течей воздуха более четким и позволяет охарактеризовать их количественно. Как правило, это делается при помощи системы ОВКВ или вентилятора для нагнетания воздуха через дверь.

Обнаружение влаги

Известно, что влага очень часто проникает в здания и вызывает разрушение строительных материалов. Как правило, она проникает в здание сквозь негерметичные стыки конструкций или швы. Кроме того, появление влаги может вызвано конденсацией. Конденсация чаще всего возникает при попадании влажного теплого воздуха из здания в более холодные полости, имеющиеся в здании. Другими источниками влаги являются подземные воды, наводнения, а также течи из систем пожаротушения и водопровода.

Во всех вышеприведенных примерах наблюдаемое тепловое пятно от наличия влаги является четким, особенно при условиях, подходящих для испарения с влажной поверхности. В этих случаях поверхность будет смотреться более холодной. Как правило, влажные строительные материалы характеризуются более высокой теплопроводностью, и при нестационарном теплообмене будут иметь большую теплоемкость по сравнению с сухими. В данном случае тепловые следы, чаще всего, не будут четкими. Следует убедиться в том, что условия дают возможность увидеть наличие влаги. Например, рекомендуется сделать дополнительные измерения, используя измеритель влажности, чтобы при нахождении подозрительных областей подтвердить их.

Обследование коммерческих зданий

В то время как процедура обследования жилых зданий достаточно понятна, процедура обследования больших коммерческих зданий является значительно более сложной. Однако окупаемость подобных обследований часто является существенной и, как правило, оправдывает выполнение тщательного обследования и анализа, поскольку в результате этого получается достоверная информации об эффективности больших зданий. Следует понимать особенности конструкции здания и обеспечить специалисту по термографии полный доступ, чтобы он мог определить комплексное взаимодействие между разными компонентами здания. К наиболее распространенным проблемам в коммерческих здания относятся конденсация, течи воздуха и проникновение влаги. Тепловизор является мощным инструментом, позволяющим найти источник различных проблем, которые появляются в больших строениях. Если имеется возможность, то большие здания рекомендуется обследовать сразу же по окончании строительства, когда каждый этаж закрыт, имеет теплоизоляцию и отделку. Это даст возможность найти и устранить проблемы, связанные с конструкцией и выполнением строительных работ до того, как здание будет закончено и сдано в эксплуатацию.

МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕПЛОВИЗИОННЫХ ОБСЛЕДОВАНИЙ

Термографисты выполняют три основных вида обследований. Во-первых, это обследование для сравнения, во-вторых, для получения опорных изображений и, в-третьих, для определения температурных трендов. Выбор вида обследования зависит от типа оборудования, которое необходимо обследовать, и типа требуемых данных. При правильном применении каждый вид обследования может быть эффективным.

Сравнительная термография

Специалисты по термографии разработали ряд методов, которые расширяют применение тепловидения.

Основной используемый метод – это сравнительная термография.

Сравнительная термография представляет собой процесс, который применяется термографистами, чтобы сравнить состояния идентичных компонентов в сходных условиях и оценить состояние контролируемого оборудования. При корректном применении сравнительной термографии найденные отличия в обследуемом оборудовании часто будут указывать на его состояние.

Количественная термография – это термография, в которой используются радиометрические значения температуры. Качественная термография – это термография, в которой не используется радиометрические значения температуры. Количественная термография по сравнению с качественной термографией, требует более полного понимания переменных и ограничений, которые влияют на результаты радиометрических измерений.

Применяя сравнительную термографию, следует собрать как можно больше информации об обследуемом оборудовании. К данной информации относятся сведения о конструкции, возможных причинах неисправности, направлении тепловых потоков, характере работы, а также об истории работы объекта. Так как эти данные не всегда могут быть доступны, специалист по термографии должен уметь задавать четкие, простые вопросы владельцам оборудованиям или специалистам по эксплуатации. Не менее важным умением является умение специалиста по термографии внимательно слушать ответы. Очень часто специалисты по термографии не могут справиться с этими задачами как вместе, так и по отдельности, что негативно влияет на их работу. Навыки общения для специалиста по термографии и такой же степени важны, как и техническая подготовка, особенно при работе с незнакомым ранее оборудованием или материалами.

Опорные обследования

Во время опорных обследований должны быть установлены опорные точки, которые характеризуют работу оборудования в нормальном рабочем состоянии. Следует сначала определить, что такое нормальное или желаемое состояние оборудования, и применять его как опорную сигнатуру, с которой потом будут сравниваться последующие изображения. Обычно опорная сигнатура является однородной или каким-то образом связана со структурой обследуемого объекта. Например, после установки и введения двигателя в работу, любые отличия будут появляться на последующих тепловых изображениях.

Температурные тренды

Другой методикой проведения тепловизионных обследований является выявление тепловых трендов. Выявление тепловых трендов – это процесс, применяемый специалистами по термографии, чтобы сравнить распределения температур компонента во времени. Определение тепловых трендов широко используется при обследованиях механического оборудования, где нормальные тепловые сигнатуры могут быть достаточно сложными. Данная методика так же полезна, когда тепловые сигнатуры, которые показывают неисправность, медленно изменяются со временем. Например, построение тепловых трендов может применяться при контроле работы огнеупорной (высокотемпературной) теплоизоляции в специальной железнодорожной платформе, чтобы вычислить оптимальное время для обслуживания. Для специалиста по термографии очень важно знать и понимать все факторы, которые влияют на обследуемое оборудование. Знание принципов работы разных систем и развитие навыков поиска неисправностей не менее важно для термографистов. При тщательном сборе данных и правильном анализе изменений, данные методы могут очень точно показывать развитие состояния оборудования. Однако следует помнить, что построение тренда не предсказывает будущее, а только позволяет делать предположения.

Палитры

Палитра – это набор цветов, применяемый для отображения разных температур и рисунков на тепловом изображении. При проведении, как обследования, так и анализа, следует выбрать палитру, которая отобразит проблему наилучшим образом. Лучше всего, если возможно, выбирать тепловизор, дающий возможность пользователю выбирать или изменять нужную палитру как на тепловизоре, так и в программном обеспечении. Например, при решении одних задач лучше просматривать и/или анализировать изображение в монохроматических палитрах, таких как янтарная или серая. В других случаях может быть проще и нагляднее работать с цветными палитрами, такие как цвета побежалости, сине-красная или одна из высококонтрастных палитр. Большой выбор доступных цветовых палитр гарантирует специалисту по термографии гибкость при выполнении тепловизионных обследований, анализа и при составлении отчетов.

АНАЛИЗ, СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

Помимо умения правильно использовать тепловизоры BALTECH TR, работа термографиста состоит в анализе, составлении отчетов и документировании результатов обследования оборудования. Чтобы правильно выполнить эту задачу, разработаны и широко применяются специальные инструменты.

Анализ результатов обследования

Термография очень сильно зависит от умения специалиста по термографии правильно выполнять обследования, понимать ограничения работы, собирать нужные дополнительные данные и правильно интерпретировать результаты. Факторы, которые следует принимать во внимание термографисту, могут изменяться, и их может быть большое количество (особенно на улице). Поэтому специалист по термографии должен иметь достаточный опыт и квалификацию для выполнения тепловизионных обследований. Специалисты по термографии сертифицируются по следующим категориям: Уровень I, Уровень II или Уровень III, где Уровень I – это начальный уровень сертификации, а уровень III – самый высокий. С формальной точки зрения при внедрении программы тепловизионных обследований специалист по термографии Уровня I может выполнять сбор данных, но должен это делать под надзором сертифицированного термографиста Уровня II. Специалист по термографии Уровня II может выполнять интерпретацию данных и составлять отчеты. Корректная программа тепловизионных обследований должна иметь утвержденные методики выполнения обследований, которые основаны на промышленных стандартах и разработаны при участии специалиста по термографии Уровня III.

Создание отчетов и документирование

После правильной оценки температурных данных может быть необходимым передать результаты в понятной форме в виде письменного отчета. В ходе создания отчета может быть нужным сообщить заказчику об ограничениях термографии и о ценности тепловизионных обследований. Чаще всего, результатом отчета являются рекомендации по проведению некоторых необходимых действий, позволяющих устранить проблемы, которые были обнаружены во время тепловизионного обследования. Так же в отчете термографист обычно приводит дополнительную информацию, содержащую указание места, где была найдена проблема, диагноз и предполагаемые действия для ее исправления. Специалист по термографии дает основную информацию по результатам тепловизионного обследования, которую можно совместить с результатами других обследований или испытаний, с расписанием обслуживания или ремонта, а так же анализ расходов перед выдачей заключения. Для этого хорошие навыки общения так же необходимы термографисту, как и технические навыки.

Отчеты могут быть разного вида и содержать разные данные. Однако в любом отчете должен быть отражена следующая информация:

• ФИО специалиста по термографии;

• Название производителя, модели и серийный номер тепловизора (дата последней калибровки);

• Вся требуемая информация об окружающих условиях, такая как скорость и направление ветра, осадки, влажность и температура окружающего воздуха;

• Условия работы системы, а именно, текущая и максимальная нагрузка;

• Название и место расположения оборудования и обследуемых или проверяемых компонентов;

• Список критического оборудования, которое не было обследовано, с указанием причин, почему обследование не выполнялось;

• Параметры настроек прибора, а именно, настройки температуры фона и коэффициент излучения;

• Тепловизионные изображения и соответствующие изображения всего обследованного оборудования и компонентов в видимом спектре;

• Раздел, в котором даны рекомендации по проведению повторного обследования с целью подтверждения результатов ремонта оборудования

Кроме того, документация должна представляться таким образом, чтобы не вносить дополнительную путаницу в отчет, а наоборот, четко и ясно отражать важную информацию. В самых лучших отчетах о тепловизионных обследованиях данные приводятся в естественном виде, чтобы прояснить тепловые и видимые изображения. Не плохо бы иметь набор из нескольких разных шаблонов отчетов. Например, простой шаблон отчета можно применять, чтобы подтверждать успешный ремонт оборудования, которое обследовалось или проверялось с использованием тепловизора. Для отдельных категорий тепловизионных обследований могут применяться другие особые шаблоны отчетов. После завершения подготовки отчета, если требуется, ключевым сотрудникам должны быть выданы дополнительные копии каждого отчета. Копии могут предоставляться в печатном или в электронном виде. Перед отправкой пользователю, чтобы избежать несанкционированных изменений результатов обследования и анализа, электронные отчеты следует сохранить и заблокировать от изменений в специальных программах (например, в формате PDF).

Отслеживание отдельных проблем по категориям дает дополнительную пользу от тепловизионных обследований. Например, в отчете можно указать информацию, относящуюся к проблемам, связанным с какой-то определенной торговой маркой оборудования или с отдельным процессом. Потом можно обратиться к этой информации и найти проблемы, общие для данной группы оборудования, что поможет будущим пользователям. Как уже отмечалось ранее, хороший термографист должен уметь корректно проводить анализ и сообщать результаты обследований, помимо умения хорошо работать по тепловизорах. Это необходимо, чтобы заработать и поддерживать хорошую репутацию о качественно выполненной работе. Отчеты - наилучшая возможность оставить советы и рекомендации после обследования

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ ПО ТЕРМОГРАФИИ

Чтобы получить дополнительную информацию о термографии и тепловизорах можно воспользоваться следующими источниками: информация об обновлении оборудования, семинары и тренинги, учебные пособия компании BALTECH, указания по технике безопасности, а так же профессиональные организации и организации по стандартизации. Информация может быть в электронном или в печатном виде.

Источники информации

Благодаря получению новых данных, использование термографии в последние годы быстро растет. Данная технология (термография) применяется для диагностики в промышленности, коммерции и строительстве уже более 30 лет. Однако, многим профессионалам, таким, как специалисты по эксплуатации и электрики, только предстоит освоить данную технологию и узнать преимущества термографии и тепловизоров BALTECH TR. Информацию по термографии и тепловизорам заинтересованные пользователи могут получить из ряда источников. Необходимо помнить, что отдельная информация, относящаяся к термографии, может быть неточной или не соответствовать действительности. Это в частности относится к информации, опубликованной во всемирной сети (Интернете). Необходимо критически относиться к информации, которая исходит из непроверенных источников. Следует изучать основы термографии, используя источники, например, такие как данная публикация и нижеперечисленные источники. Основными источниками информации, конечно же, должны быть стандарты, сетевые ресурсы, книги и публикации, а так же профессиональные организации.

Приглашаем Вас посетить наши недельные учебные курсы по следующим направлениям:

Fix-300 - Лазерные системы центровки и выверки оборудования "Fixturlaser"

ТОР-101 - Профессиональный курс по центровке и выверки геометрии

ТОР-102 - Динамическая балансировка в собственных опорах

ТОР-103 - Основы вибрационной диагностики

ТОР-104 - Тепловизионный метод неразрушающего контроля

ПУ-201 - Надежность подшипниковых узлов

НО-2010 - Концепция "Надежное Оборудование"

Стандарты

Стандарты «Надежное оборудование»– это утвержденный документ или методика, которая разработана профессионалами. В стандартах дается набор утвержденных требований, согласно которым можно сделать работу. Соблюдение промышленных стандартов и утвержденных признанных стандартов является добровольным делом, но очень важным для достижения хороших результатов работы. Как правило, в создании стандартов участвуют разные промышленные эксперты. Они могут быть необходимым источником требуемой информации по различным аспектам термографии и доступны в разных организациях.

Сетевые ресурсы

Сетевые ресурсы доступны только пользователям Интернет (например, сайт www.teplovizor-tr.ru). Данные ресурсы дают огромное количество ценной информации для студентов, термографистов и технических специалистов. Дополнительную информацию можно найти у производителей оборудования, в учебных пособиях, в организациях по стандартизации и в профессиональных организациях. К сетевым ресурсам также относятся форумы, на которых пользователи могут контактировать с опытными представителями производителей оборудования, чтобы решить свои проблемы или получить рекомендации по оборудованию.

Книги, печатные издания и учебные презентации компании BALTECH.

Книги, печатные издания и учебные презентации – это печатные источники, применяемые для справки. Они необходимы, чтобы повысить уровень знаний тех, кто проводит обследования и проверки, используя термографию и инфракрасную технологию. Существует большое количество книг и печатных изданий по данному вопросу. Если Вам необходима подобная информация, обращайтесь к нам по тел/факсу (812) 335-00-85.

Профессиональные организации

Профессиональные организации – это такие организации, которые дают информацию и проводят обучение по термографии с помощью публикаций, тренингов и участия в местных организациях. Термографистам и другим техническим специалистам следует вступать в разные профессиональные организации. Членство в подобных организациях помогает всем членам находиться в курсе самых последних технологий, тенденций и изменений в промышленности. Членство в профессиональной организации дает новые возможности и помощь в получении знаний о тепловидении, новом оборудовании и методиках проведения проверок/обследований.

 

СОПУТСТВУЮЩИЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ BALTECH

Помимо термографии, для обследования и поиска неисправностей коммерческого и промышленного оборудования и компонентов, применяются и другие сопутствующие технологии и методы. Данные методы включают вибрационный анализ, электрический анализ, визуальный осмотр и прослушивание, ультразвуковой анализ, анализ смазки и частиц износа. Они могут применяться как самостоятельно, так и после обследования, сделанного с использованием тепловизора, чтобы подтвердить полученные результаты. Виброналадочные работы по балансировке и центровке должны производиться с помощью приборов ПРОТОН-БАЛАНС и КВАНТ-Л соответственно.

Визуальный осмотр и прослушивание

Визуальный осмотр и прослушивание – представляет анализ внешних проявлений проблем и работы оборудования, сделанный на слух для выявления компонентов, которым необходимо обслуживание или ремонт. Визуальный осмотр и прослушивание – это наиболее простые методы диагностического обслуживания, применяемые на предприятиях, не требующие наличия инструментов или оборудования. Они наиболее эффективны тогда, когда возможные проблемы являются очевидными для опытного специалиста по эксплуатации. Находятся необычные явления в работе данного оборудования, и планируется осуществление необходимого обслуживания. Визуальное обследование может быть дополнено вспомогательными методиками, например, проверкой с помощью проникающих красителей, чтобы найти тонкие трещины на поверхности металла. Для этого металл очищается, на него наносят краситель, который собирается, если они есть, в маленьких трещинах или углублениях на поверхности металла. Излишки красителя убирают, чтобы найти маленькие трещины или углубления на поверхности. Для этой цели рекомендуется использовать стетоскоп «Протон-Эстет» или BALTECH VP-3450.

Анализ электрических параметров с использованием датчика магнитного поля BALTECH CSI 2140.

Анализ электрических параметров – это методика анализа для оценки качества электроэнергии, подаваемой на оборудование, и эффективности работы электрооборудования при помощи электроизмерительного оборудования. Для этого, как правило, устанавливается оборудование для контроля качества электроэнергии и измерения минимального и максимального напряжений, падения напряжения и силы тока, измерения изменения напряжения между фазами. Кроме того, обязательно оценивается качество электроэнергии, подаваемой на чувствительное электронное оборудование. Анализ электрических параметров чаще всего применяется для оценки состояния электрических двигателей и их цепей. Анализ цепей двигателей является одним из видов анализа электрических параметров двигателей и их цепей, который проводится, как во время работы (под напряжением), так и в выключенном состоянии. Оба данных метода проверки позволяют рано выявить дефекты и неисправности в электрораспределительных системах двигателей, приводах и цепях двигателей.

Анализ цепей двигателей – это вид анализа электрических параметров двигателей и их цепей, который можно выполнять либо во время работы (под напряжением), либо в выключенном состоянии. Оба метода проверки обеспечивают раннее выявление дефектов и неисправностей в электрораспределительных системах двигателей, цепях двигателей и приводах двигателей.

Ультразвуковой анализ BALTECH CSI

Ультразвуковой анализ – это способ контроля оборудования, в котором усиливаются высокочастотные звуки, чтобы найти возможные проблемы с оборудованием. Чувствительное звукоулавливающее устройство преобразует данные звуки, находящиеся за пределами звукового диапазона, в сигналы, которые человек уже может воспринимать. Данные сигналы могут также быть связаны с ненормальным нагревом электрических соединений, трением в подшипниках, течах в воздушных и паровых системах и с большим количеством других проблем оборудования.

Вибрационный анализ и лазерная центровка валов

Вибрационный анализ – это способ контроля характеристик вибраций отдельных компонентов с целью определения состояния оборудования. Изношенные элементы часто являются причиной отказов оборудования. Обычно они вызывают повышенную вибрацию и шум, которые могут быть выделены. Вибрационный анализ представляет собой наиболее распространенный вид контроля, применяемый для вращающегося (роторного) оборудования. Для вибрационного анализа следует применять приборы серии BALTECH VP и BALTECH CSI 2140.

Анализ смазочного масла

Анализ смазочного масла – является методом диагностического обслуживания, который позволяет определить наличие кислот, топлива, загрязнений, частиц износа в смазочном масле. Данным методом проводится анализ масла на содержание этих веществ с целью предупреждения отказа оборудования. Анализ смазочного масла выполняется регулярно. Из диагностируемого оборудования отбирается образец масла, который анализируется на состояния смазки и движущихся частей. Чаще всего образцы масла отправляют в компанию, специализирующуюся на анализе смазочного масла или используют приборы BALTECH OA-5000, которые предназначены для решения задач, связанных с трибодиагностикой (анализ масел и смазок).

Анализ частиц износа

Анализ частиц износа представляет собой исследование частиц, которые присутствуют в смазочном масле. В данном способе анализа состояние оборудования оценивают с помощью контроля частиц износа. Так, если анализ смазочного масла в основном направлен на анализ состояния смазочного масла, то анализ частиц износа позволяет определить концентрацию, размер, форму и состав частиц, которые появляются в масле из-за изношенных элементов. При постоянном контакте элементов оборудования между собой, они подвергаются нормальному износу. Увеличение концентрации и размера частиц износа в смазочном масле говорит об износе элементов и предупреждает о возможном отказе. Для анализа частиц износа используется анализатор Baltech минилаборатория для анализа масел и смазок 5200.

Назад      На главную