Infracrvena Termografija

Tehnika dijagnostika INFRACRVENA TERMOGRAFIJA

Osnovne karakteristike Mogunosti termovizijskih merenja Obrada rezultata merenjaKATEDRA ZA MAINSKE KONSTRUKCIJE I MEHANIZACIJU

Tehnika dijagnostika

Infracrvena termografija

*Tehnika dijagnostika*ta je to ifracrvena termografija?

IC termografija je nerazarajua beskontaktna metoda merenja temperature i njene raspodele na povrini tela.Radi na principu itanja temperaturnih razlika sa povrine tela u realnom vremenu.Ureaj sa kojim se vre merenja pretvara digitalnu sliku u IC sliku, i na taj nain belei promenu temperature ve od 0,01CKontrola osiguraaKontrola elektrinih ormaraZagrevanje atmosfere otpadnim gasovima



*Tehnika dijagnostika*ta je to ifracrvena termografija?

Kontrolom i praenjem temperaturnih razlika, mogu se predvideti i spreiti kvarovi koji se jo nisu dogodili

IC termografija se najvie dokazala u nadzoru stanja industrijskih postrojenja.Danas se sve vie koristi kao novi alat za odravanja stanja sistema

Svako troenje, loa izolacija, pucanje toplotnih izolacija ili elemenata ureaja izaziva poveanje temperature koje se ovom metodom moe otkriti



*Tehnika dijagnostika*Osnovne karakteristikeTermiko stanje nekog tehnikog sistema uslovljeno je tehniko-tehnolokim reenjima, koja odreuju: -pogonske uslove

-konstruktivna izvoenja

-karakteristike materijala



*Tehnika dijagnostika*Praenjem temperature omogueno je:

Da se manuelno kontrolie temperatura ili da se vri nadzor nad pravilnim kontrolisanjem temperature

Da se otkrije promena temperature usled neispravnog rada dela sistema

Da se otkrije promena u provoenju toplote kroz ili van njega, izazvana neispravnim radom sistema ili stvaranja naslaga u sprovodnim delovima

Osnovne karakteristike



*Tehnika dijagnostika*Za praenje termikog stanja mogu se primeniti sledee metode

Kontaktne (termoelementi, termistorski termometri, elektrini otporni termometri i merni elementi na principu termike ekspanzije)Beskontaktne (optiki pirometar, pirometar za zraenje i termovizijska kamera)Indikatorske (osetljivost pojedinih boja, kreda, papira i kuglica na promenu temperature)




*Tehnika dijagnostika*Beskontaktne metode zasnivaju se na principu merenja elektromagnetne energije zraenja

Za beskontaktnu metodu najpogodnije su termovizijske kamere koje mogu dati sliku temperaturnog polja sistema




*Tehnika dijagnostika* Postoji mogunost kupovine IC ureaja od proizvoaa FLIR.FLIR je ameriko vedska kompanija i na tritu zauzima sam vrh po kvalitetu i prodaji svojih proizvodaPrilikom kupovine IC kamere treba detaljno analizirati u koje e se svrhe IC kamera koristiti

Nabavka IC ureaja



*Tehnika dijagnostika* Vidljiva svetlost je elektromagnetni talas

U termografskim analizama koriste se dva podruija IC dela spektra: SW podruje kratkih talasaLW podruje dugih talasa

Podruije SW-a se kree izmeu 3-5 mikrometara, a podruje LW-a izmeu 8-14 mikrometara

Princip rada IC ureaja



*Tehnika dijagnostika*Princip rada IC ureajaGlavni delovi svih termovizijskih kamera su:

Optika soivaElementi za pretvaranje slike Detektor infracrvenog zraenjaElektronsko pojaalo

IC kamera hvata signal infracrvenog zraenja koji najpre prolazi kroz optiko soivo. Nakon prolaska zrake signali se soivom dovode u paralelni snop koji se fokusira na IC detektor koji odreuje temperaturu objekta

Detektor je mikroip na koji je nanesena matrica zasebnih IC detektora



*Tehnika dijagnostika*Princip rada IC ureaja Trmografska kamera svojim karakteristikama utie na mogunost oitavanja termograma, a osnovni parametri kamere su sledei:

Podruja merenja temperatureRazdvajanje temperaturnih razlikaProstorna razdvojivostTanostBrzina skeniranja

Temperaturna merna podruija: - 40C - 120C 0C - 500C 350C - 1500C



*Tehnika dijagnostika*Praenje termikog stanja sistema moe se organizovati kao

Kontinualno praenje tehnikog stanja

Periodino praenje tehnikog stanja




*Tehnika dijagnostika*

UTICAJ TERMIKOG STANJA NA DELOVE TEHNIKOG SISTEMAPOGONSKI USLOVIKONSTRUKTIVNO-TEHNOLOKO IZVOENJEKARAKTERISTIKE I SVOJSTVAMATERIJALATERMIKO STANJE TEHNIKOG SISTEMA



*Tehnika dijagnostika*UTICAJ TERMIKOG STANJA NA DELOVE TEHNIKOG SISTEMAU delovima tehnikih sistema, termiko stanje manifestuje se kao:

Termiko naprezanje

Termike deformacije, i

Termike dilatacije



*Tehnika dijagnostika*UTICAJ TERMIKOG STANJA NA DELOVE TEHNIKOG SISTEMADa bi se ostvarila odgovarajua pouzdanost i gotovost tehnikih sistema, neophodno je definisati kriterijume dozvoljenog termikog stanja.Ovi kriterijumi se mogu realizovati:

Pogonskim propisima za rukovanje sistemom

Praenjem stanja kritinih delova

Postavljanjem sigurnosnih ureaja



*Tehnika dijagnostika*UTICAJ TERMIKOG STANJA NA DELOVE TEHNIKOG SISTEMAPraenjem termikog stanja, poznavajui izvore toplote u sistemu moe se doneti zakljuak o intenzitetu toplote u pojedinim delovima i na osnovu toga zakljuiti o:

Umanjenju mehanikih karakteristika pojedinih delova sistema

Oteenju povrina za razmenu toplote

Zaprljanju povrina za razmenu toplote

Oteenju izolacionih materijala

Oteenju leaja i leita

Oteenju elektrinih komponenata i instalacija



*Tehnika dijagnostika*UTICAJ POVIENIH TEMPERATURA NA MATERIJALE DELOVA SISTEMAU pogledu mehanikih karakteristika materijala delova sistema, definiu se ogranienja kao kriterijumi pouzdanosti, odnosno delovi sistema dimenzioniu se prema:

Granici razvlaenja materijala

Trajnoj vrstoi materijala

Otpornosti na malociklino zamaranje



*Tehnika dijagnostika*UTICAJ POVIENIH TEMPERATURA NA MATERIJALE DELOVA SISTEMAGranica razvlaenja materijala (obino 0.2 ) koristi se kao odgovarajui kriterijum za dimenzionisanje onih delova koji su u radu izloeni temperaturama niim od 450 C

U delovima izloenim temperaturi veoj od 460 C i dejstvu unutranjeg pritiska pare dolazi do kontinualne plastine deformacije poznate kao puzanje. Trajna vrstoa kao mera koju materijal prua propisanoj deformaciji puzanja pradstavlja polaznu osnovu za proraun delova sistema



*Tehnika dijagnostika*UTICAJ POVIENIH TEMPERATURA NA MATERIJALE DELOVA SISTEMAUtroak radnog veka u stacionarnom radnom stanju moe se izraziti preko stepena zamora materijala: -vreme trajanja naprezanja pri temperaturi Tj i naponu j-vreme nastupanja loma pri temperaturi Ti i napnu i



*Tehnika dijagnostika*UTICAJ POVIENIH TEMPERATURA NA MATERIJALE DELOVA SISTEMAUtroak radnog veka u nestacionarnim radnim stanjima moe se izraziti preko stepena zamora materijala: - broj istih promena optereenja Pi pri istim deformacijama i- broj ciklusa pri kojem za posmatranu promenu optereenja Pi i pri istim deformacijama i nastupa pojava prskotina



*Tehnika dijagnostika*UTICAJ POVIENIH TEMPERATURA NA MATERIJALE DELOVA SISTEMAUkupan zamor rauna se kao:

Z = Zs + Zn Teoretska vrednost stepena zamora pri kraju radnog veka iznosi 1

Izraunavanjem stepena zamora rauna se direktno utroak radnog veka



*Tehnika dijagnostika*UTICAJ POVIENIH TEMPERATURA NA MATERIJALE DELOVA SISTEMA

Prikupljanje i obrada mernih vrednosti potrebnih za procenu radnog veka delova sistema

Procesnim raunarimaElektronskim ureajima za registrovanjeRuno



*Tehnika dijagnostika*METODE MERENJA TEMPERATURE

Merenje temperatura moe se izvesti: Kontaktnim termometrima Termoparovima Termistorima Temperaturnim kredama i bojama Infracrvenim detektorima




Ovi senzori obezbeuju lokalnu indikaciju ( termometri ) ili kontroliu odreenu funkciju temperature ( termostat )1.Kontaktni senzori2.Senzori koji koriste irenje tenosti3.Termoindikatori4.Optiki pirometar5.Radijacioni pirometari6.Infracrvene kamereNajei i najjednostavniji oblici merenja temperature koriste osobinu irenja ive i alkohola.Bimetalni senzori se upotrebljavaju za merenje visokih temperatura.Termoindikatori su jednostavne metode za praenje temperature koje se baziraju na topljenju materijala ili promeni boje pri odreenim temperaturama.Fenomen da se nevidljive radijacije na temperaturama iznad 50 C pretvaraju u vidljive uestalosti iskorien je u optikom pirometru.U sebi imaju optiki sistem koji energiju zraenja usmeravju na senzor a vidljivo zraenje na okular da bi se time tano lokalizovalo meso merenja temperature.Ovi instrumenti su vrlo sloeni i imaju velike mogunosti primene.




Termovizija se nezamenljivo potvrdila i nala svoju primenu u svakodnevnoj praksi: industriji elika, cementa i slinim industrijama postoje brojni postupci koji su vezani za stvaranje, ouvanje i distribuciju toplotne energije.




Zahvaljujui termoviziji nainjen je veliki korak u dijagnosticiranju stanja ozida u visokim peima, livnim loncima, konvertorskim posudama za teni metal, rotacionim peima, stanje ozida kod vagona i sl.Tank level thermal inspection / FSi Thermal FLIR infrared image of US Military F117 Stealth



*Tehnika dijagnostika*METODE MERENJA TEMPERATUREMnogi nedostaci i otkazi nisu mogli u industriji biti lokalizovani u samom radu, ve se proces morao najpre zaustaviti i tek onda vriti kontrola. Primenom termovizije omoguena je kontrola ne prekidajui proces rada sistema.



*Tehnika dijagnostika*PREPORUKE I KRITERIJUMI ZA PROCENU DOBIJENIH REZULTATA TERMOVIZIJSKIM MERENJEMSluaj pregrevanja spojnica , prikljunih stezaljki aparata i eljusti rastavljaa

Temperaturne razlike (pregrevanja) do 10C mogu se tolerisati due vremena, bez bojaznosti da ce doi do neeljenih posledica.

U sluaju temperaturnih razlika izmeu 10 i 30C neophodna je revizija toplih mesta u roku od 3 do 60 dana.

Ako su temperaturne razlike vee od 30C tada treba to hitnije pristupiti reviziji i proveri spoja uklanjanju uzroka pregrevanja.




Sluaj pregrevanja spojnica , prikljunih stezaljki aparata i eljusti rastavljaa

Kod izme i slinih stezaljki, kod kojih se provodnik ne prekida ve samo prolazi, mogu se tolerisati i znatno vea pregrevanja.

Zavareni, ili lemljeni spojevi potpadaju pod navedene kriterijume.

Navedene granine vrednosti izmedju pojedinih podruija su iskustvenog porekla, i ne treba ih tretirati kao strogo fiksirane.



*Tehnika dijagnostika*SLUAJ PREGREVANJA KOMPLETNIH PREKIDAA, POJEDINIH MERNIH TRANSFORMATORA IZ ISTOG POLJA Sluaj meusobnog poreenja temperature kompletnih polova prekidaa mnogo je komplikovaniji za procenu, ali treba znati da i najmanje razlike od 3-5C mogu da budu opasne.Prilikom ove procene treba imati u vidu da dozvoljena vrednost pregrevanja zavisi od:

Veliine aparata;Njegove konstrukcije;Mase toplotne izolacije; Vrste toplotne izolacije. Problem kod povezivanja elektrinih ureaja



*Tehnika dijagnostika*NAPOMENE U VEZI SA PRIMENOM NAVEDENIH KRITERIJUMA Prilikom primene datih kriterijuma treba imati u vidu dva sledea uslova:

Prvo, da navedeni kriterijumi i preporuke imaju svoju vrednost samo ako su kontrolisana mesta bila dovoljno strujno optereena.

Drugo, date granine vrednosti za (pregrevanje) T vrede samo ako su apsolutne vrednosti temperatura u doputenim granicama za odreenu vrstu materijala.



*Tehnika dijagnostika*OTKRIVANJE UZROKA PREGREVANJA, I REVIZIJA NA BAZI TERMOVIZIJSKE KONTROLE Osnovni cilj termovizijske kontrole je omoguavanje uspene revizije neispravnih tehnikih sistema.Da bi kvalitetno sproveli potrebnu reviziju, neophodno je poznavanje stvarnog uzroka pregrevanja tj. pravog mesta otkazaTermovizija otkriva jedino topla mesta mesta pregrevanja.Mesta pregrevanja ne moraju da budu i stvarna mesta otkaza.Bez obzira to se pravo mesto otkaza i mesto pregrevanja ne poklapaju ipak je sigurno da postojanje toplih mesta govori o neispravnosti ispitivanog aparata.




OTKRIVANJE UZROKA PREGREVANJA, I REVIZIJA NA BAZI TERMOVIZIJSKE KONTROLEJedan od najprostijih, ali i najeih sluajeva, je sluaj pregrevanje spojeva na jednostrukim provodnicima tzv. redna veza. Druga grupa sluajeva obuhvata sva mesta koja su predviena za proticanje bilo cele struje, bilo jednog njenog odredjenog dela koji se u sluaju kvara preusmerava na ta mesta.




OTKRIVANJE UZROKA PREGREVANJA, I REVIZIJA NA BAZI TERMOVIZIJSKE KONTROLE

U sluaju kvara ovakva mesta mogu da se ponaaju razliito u pogledu zagrevanja, mogui su sledei sluajevi

Moe da nastupi pregrevanje samo neispravnog mestaMoe da nastupi pregrevanje ispravnih strujnih putevaMoe da nastupi pregrevanje i kod samog otkaza, i kod drugih obilaznih strujnih puteva




OTKRIVANJE UZROKA PREGREVANJA, I REVIZIJA NA BAZI TERMOVIZIJSKE KONTROLEOvi zakljuci su mnogo razumljiviji ako se visokonaponski aparati posmatraju kroz sklop od niza delova koji su u meusobnoj rednoj ili paralelnoj elektrinoj vezi.Tako da svaki aparat moe da se predstavi i svede na niz sloenih elektrinih kola (I, II, III,...) gde je svako kolo vezano na red sa sledeim sloenim kolom.



*Tehnika dijagnostika* OTKRIVANJE UZROKA PREGREVANJA, I REVIZIJA NA BAZI TERMOVIZIJSKE KONTROLEMala analiza kola dovodi do sledeih zakljuaka:u principu su svi otpori vrlo mali po apsolutnoj vrednosti;ukupan otpor izmeu susednih vorita je po apsolutnoj vrednosti vrlo mali, naroito u odnosu na ukupan otpor celog strujnog kruga.

Odatle proizilazi vaan zakljuak da promene (pregrevanja) usled neispravnosti mogu da se trae i nastanu samo unutar sloenog kola u kome se dotino mesto otkaza nalazi.




OTKRIVANJE UZROKA PREGREVANJA, I REVIZIJA NA BAZI TERMOVIZIJSKE KONTROLEZnai da ako se u nekom sloenom kolu konstatuje pregrevanje nekog mesta, tada mesto otkaza mora da se nalazi i trai unutar tog sloenog kola, tj. Izmeu odgovarajuuih vorova.



*Tehnika dijagnostika* OTKRIVANJE UZROKA PREGREVANJA, I REVIZIJA NA BAZI TERMOVIZIJSKE KONTROLEIz predhodnih zakljuaka proizilaze preporuke kojih se teba pridravati da bi odgovarajua revizija bila uspeno sprovedena u praksi:

Na osnovu lokacije mesta pregrevanja treba pronai na aparatu najblia vorita kako bi se ustanovila granica podruija revizije;

Dalja selekcija unutar ovog samog podruija se ne isplati , jer postoji mogunost da prilikom revizije propusti ba mesto otkaza;



*Tehnika dijagnostika* OTKRIVANJE UZROKA PREGREVANJA, I REVIZIJA NA BAZI TERMOVIZIJSKE KONTROLEPrilikom revizije posebna panja teba da se obrati na ispravnost elemenana koji su predvieni za proticanje struje;Posebnu panju treba obratiti i na sama mesta pregrevanja jer postoji mogunost da su oteena prilikom pregrevanja;




OTKRIVANJE UZROKA PREGREVANJA, I REVIZIJA NA BAZI TERMOVIZIJSKE KONTROLERevizija e imati najvei uspeh ako se prvo izvri demontaa svih provodnih delova koji mogu da budu mesto otkaza, zatim dobro oiste, podmau, nameste i pritegnu;Prilikom demontae treba detaljno ispitati u kakvom se stanju nalaze delovi koji se skidaju, a naroito stanje spojeva;





Preporuuje se voenje odgovarajue evidencije o ustanovljenim uzrocima i mestima otkaza, jer e ona dati niz veoma vrednih podataka, i za proizvoaa opreme i za samog korisnika;

Termogrami o izvetajima mogu da budu veoma korisni za onoga ko sptovodi reviziju. Sa njh se moe ustanoviti:mesto pregrevanjau kojim smerovima se prenosi toplotado kojih delova se prenosi toplotata je sve zahvaeno pregrevanjem





U sluaju provodnih delova koji su pokriveni debljim slojem termike izolacije (kod kontaktnih komora prekidaa, mernih transformatora) neophodan je detaljan pregled i revizija svih delova unutar izolacije.OsiguraiIzlaz iz Transformstorske stanice 35/10 kVTransformator ispravljaa 24V



*Tehnika dijagnostika* OBLASTI PRIMENEMainstvo

IC termografija ima veoma iroku primenu u mainstvu. Primenjuje se za kontrolu: elemenata u spojevima (leajevima), zavarenih spojeva, ventila u gasnim instalacijama, za otkrivanje anomalijatoplovodne mree i parna postrojenja i dr. Dotrajala izolacija oko cevi ipostrojenja moe se otkriti godinu dana pre vidljivog oteenja.Spojno mjesto gasovoda

Toplotna slika reduktoraSpojno mjesto cevovoda



*Tehnika dijagnostika* OBLASTI PRIMENEElektrotehnika i elektronika

Kako bi se osiguralo sigurno i trajno snabdevanje el.energijom elementi za proizvodnju i distribuciju moraju se nadzirati u odreenim vremenskim razmacima da bi se uoile nastale nepravilnosti koje bi mogle dovesti do veih kvarova. Nepravilnosti su uglavnom vezane zapoveanje otpora to dovodi do poveane disipacije el.energije.Osigurai u NN delu u transformatorskoj staniciTrafostanica



*Tehnika dijagnostika* OBLASTI PRIMENEGraevinarstvo

Izolacija zgrade odvaja mikroklimatski kontrolisani prostor od okoline. Unutranjost objekta moe biti grejana ili hlaena. U cilju smanjenja potronje energije spoljni zidovi se izoluju. Nepravilnosti poput akumulacije vlage, oteenja izolacije, toplotnii mostovi i proputanje vazduha menjaju temperaturno polje u okolini nepravilnosti.Loa izolacija dimnjaka

Pojava gubitaka toplote oko prozoraZaepljenje radijatora



*Tehnika dijagnostika*OBLASTI PRIMENEMedicina i veterina

Kako u neivoj tako i u ivoj materiji dijelovi u kojima osjeamo boloveili druge nelagode, takoer manifestiraju povienom temperaturom.Na taj nain se mogu vidjeti upale miia, problemi sa koom, cirkulacijom, kostima itd.IC termografija za detekciju propusnosti plina i plinskih instalacija

Primenom najnovije tehnologije za detekciju propusnosti plina i plinskihinstalacija, kako nadzemnih tako i podzemnih, mogua je detekcija 28vrsta plinova! Ta tehnoloka novost zove se GasFindIR kamera.



*Tehnika dijagnostika* OBLASTI PRIMENEKao bezkontaktna temperaturna merna metoda infracrvena termografija omoguava korisniku otkrivanje raznih potencijalnih greaka i to bez potrebe prekida procesa proizvodnje i trokova koji su povezani tim prekidom. Sama metoda infracrvene termografije zbog svog principa rada (ic zraka) je veoma karakteristina, lako primenljiva pa je zbog toga nala iroku primenu i u sledeim oblastima: Toplovodnih mrea i industrijskih parnih postrojenja;Zatita okoline;Istraivanje i razvoj;Termotehnika i procesna tehnika.



*Tehnika dijagnostika* HVALA NA PANJI !OBLASTI PRIMENE


Documents

Infracrvena Termografija