Przykłady zastosowań badań termowizyjnych do analizy wybranych węzłów procesów technologicznych

Instytut Metali Nieżelaznych - GliwiceInstytut Metali Nieżelaznych - GliwicePracownia Przemysłowych Pracownia Przemysłowych

Zastosowań Termowizji Zastosowań Termowizji Doc. dr hab. inż. Zbigniew Rdzawski Doc. dr hab. inż. Zbigniew Rdzawski

tel.(032) 2380252; 2380652 tel.(032) 2380252; 2380652 e-mail: e-mail:

[email protected]@imn.gliwice.pl

Przykłady Przykłady zastosowań badań zastosowań badań termowizyjnych do termowizyjnych do analizy wybranych analizy wybranych węzłów procesów węzłów procesów technologicznychtechnologicznych

System termowizyjny System termowizyjny Inframetrics 760 BInframetrics 760 B

Ze strumienia energii E padającego na powierzchnię ciała, część zostaje zaabsorbowana (EA), część ulega odbiciu (ER), część przenika przez ciało (EP)

E = EA + ER + EP

Po podzieleniu równania przez E otrzymuje się

A + R + P = 1

gdzie: A = EA/E - absorbcyjność

R = ER/E - refleksyjność (odbicie)

P = EP/B - przepuszczalność.

Większość ciał stałych i ciekłych jest nieprzepuszczalna dla promieniowania cieplnego. Dlatego praktycznie można przyjąć że :

P = 0 , stąd A + R = 1

Absorbcja promieniowania zachodzi w ciałach stałych i ciekłych w bardzo cienkiej warstwie przy powierzchni. Dlatego przyjmuje się że powierzchnia ciała absorbuje i emituje

promieniowanie. Ciało doskonale czarne ma absorbcyjność równą jedności A = 1 i R = 0.

Przykłady zastosowania promieniowania Przykłady zastosowania promieniowania podczerwonegopodczerwonego

• KosmonautykaKosmonautyka

• LotnictwoLotnictwo

• MarynarkaMarynarka

• PolicjaPolicja

• Straż pożarnaStraż pożarna

• Ochrona środowiskaOchrona środowiska

• Służby ratowniczeSłużby ratownicze

• MedycynaMedycyna

• Prace naukowo-badawczePrace naukowo-badawcze

• Zastosowania przemysłoweZastosowania przemysłowe

• inneinne

Przykłady zastosowań Przykłady zastosowań promieniowania podczerwonego promieniowania podczerwonego

w przemyślew przemyśle

• Systemy rozdziału energiiSystemy rozdziału energii

• Linie przesyłowe, transformatory, podstacjeLinie przesyłowe, transformatory, podstacje

• Systemy mechaniczne, silniki, łożyska, sprzęgła, przekładnieSystemy mechaniczne, silniki, łożyska, sprzęgła, przekładnie

• Systemy ciepłownicze, magistrale, zawory, grzejnikiSystemy ciepłownicze, magistrale, zawory, grzejniki

• Diagnostyka budowli, „ucieczki” ciepła przez ściany, dachyDiagnostyka budowli, „ucieczki” ciepła przez ściany, dachy

• Analiza procesów technologicznychAnaliza procesów technologicznych

• Wyprawy ogniotrwałe Wyprawy ogniotrwałe

• itp..itp..

ZASTOSOWANIE BADAŃ TERMOWIZYJNYCH

W ANALIZIE PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH

krystalizator

płaskownik

Widok pieca odlewniczego, krystalizatora oraz fragmentu odlewanego płaskownika

ANALIZA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH

OSProf. 1

90,6

90,6

82,7

82,7

Spot 1 46,7

Spot 2 51,8

Spot 3 72,4

Spot 4 71,6

>118,0°C

<18,3°C

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

55,0

60,0

65,0

70,0

75,0

80,0

85,0

90,0

95,0

100,0

105,0

110,0

115,0

Rozkład temperatury na

powierzchni czołowej

krystalizatora(linia 2)

OSProf. 1

255,3

255,3

194,2

194,2

OSProf. 2

255,3

255,3

206,7

206,7

>255,3°C

<111,5°C

120,0

130,0

140,0

150,0

160,0

170,0

180,0

190,0

200,0

210,0

220,0

230,0

240,0

250,0



powierzchni płaskownika ze stopu CDA792

(linia 2)


profil 1

117,9 117,9

82,2 82,2

profil 5

97,0

97,0

49,1

49,1

>126,1°C

<26,3°C

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

110,0

120,0


powierzchni czołowej

krystalizatora(linia3)


OSProf. 1

200,6

200,6

151,0

151,0

OSProf. 2

200,6200,6

154,8154,8

>200,6°C

<101,0°C

105,0

110,0

115,0

120,0

125,0

130,0

135,0

140,0

145,0

150,0

155,0

160,0

165,0

170,0

175,0

180,0

185,0

190,0

195,0

200,0


powierzchni płaskownika M70

(linia 3)

OSProf. 1

87,887,8

74,174,1

>106,4°C

<4,7°C

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0


Rozkład temperatury

na powierzchni płaskownika

Ag800, pomiar w odległości około 20 cm od wyjścia z krystalizatora.

Linia do topienia i odlewania

w sposób ciągły – RAUTOMEAD

OSProf. 1

1 220,5

1 220,5

182,5

182,5Spot 1 1 236,1

Spot 2 1 138,6

>1 401°C

<74,4°C

100,0

200,0

300,0

400,0

500,0

600,0

700,0

800,0

900,0

1 000

1 100

1 200

1 300

1 400


Rozkład temperatury wzdłuż osi

wałka rozrządu po nagrzaniu

indukcyjnym na chwilę przed

hartowaniem.

Rozkład temperatury na krzywkach wałka rozrządu przed hartowaniem

300

500

700

900

1100

1300

1 12 23 34 45 56 67 78 89 100 111 122 133 144 155 166 177 188 199 210 221 232 243 254 265 276

punkty na osi wałka

tem

pe

ratu

ra w

[°C

]

1 sekunda po nagrzaniu 2 sekundy po nagrzaniu 5 sekund po nagrzaniu 7 sekund po nagrzaniu

9 sekund po nagrzaniu 10 sekund po nagrzaniu 11 sekund po nagrzaniu



Mufla ochronna

Bateria pieców kołpakowych do wyżarzania taśm w atmosferze ochronnej


Spot 1 43,8

Spot 2 31,0

Spot 3 47,9

Spot 4 40,0

>47,9°C

<28,0°C

28,0

29,0

30,0

31,0

32,0

33,0

34,0

35,0

36,0

37,0

38,0

39,0

40,0

41,0

42,0

43,0

44,0

45,0

46,0

47,0


powierzchni obudowy pieca kołpakowego

EBNER, przeznaczonego do wyżarzania taśm

w zwojach w atmosferze

ochronnej.

OSProf. 1

413,3

413,3

337,7

337,7

OSProf. 2

412,4

412,4

341,3

341,3

>440,3°C

<-59,2°C

-40,0

-20,0

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

160,0

180,0

200,0

220,0

240,0

260,0

280,0

300,0

320,0

340,0

360,0

380,0

400,0

420,0

440,0



powierzchni mufli ochronnej pieca

kołpakowego EBNER,

przeznaczonego do wyżarzania taśm

w zwojach w atmosferze

ochronnej

OSProf. 1

413,3

413,3

379,2

379,2

>426,6°C

<227,1°C

240,0

260,0

280,0

300,0

320,0

340,0

360,0

380,0

400,0

420,0



powierzchni mufli

ochronnej

OSProf. 1

925,7 925,7

870,9 870,9

>942,6°C

<843,0°C

850,0

860,0

870,0

880,0

890,0

900,0

910,0

920,0

930,0

940,0


Rozkład temperatury

wzdłuż osi wlewka Cu po nagrzaniu

w nagrzewnicy indukcyjnej

Rozkład temperatury wzdłuż osi wlewka w zależności od czasu oczekiwania na podajniku prasy

850

900

950

1 51 101 151 201 251 301

punkty pomiarowe wzdłuż osi wlewka

tem

pera

tura

[°C

]

czas 0 sek. czas 9 sek. czas 20 sek. czas 30 sek.

czas 40 sek. czas 50 sek. czas 60 sek.


Spot 1 675,7

Area1Min Mean Max 669,9677,7684,3

Area1Min Mean Max 669,9677,7684,3

OSProf. 2

681,4 681,4

668,4 668,4

>695,3°C

<600,0°C

600,0

610,0

620,0

630,0

640,0

650,0

660,0

670,0

680,0

690,0



wlewku nr 3 (MO59Pb2.5) po

dogrzaniu

w termosie.

Rozkład temperatury na długości pręta.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89

Czas [sec]

Tem

pera

tura

[C

]

Pręt 3

Pręt 4

pręt 7


Rozkład temperatury (ujęcie dynamiczne) na powierzchni wyciskanych prętów z mosiądzu MO59Pb

(pomiar temperatury około 400 mm po wyjściu z matrycy)


OSProf. 1

687,3

687,3

573,6

573,6

Spot 1 772,6

OSProf. 2

682,4

682,4

610,5

610,5

OSProf. 3 631,8

631,8

556,2

556,2

>803,4°C

<304,9°C

350,0

400,0

450,0

500,0

550,0

600,0

650,0

700,0

750,0

800,0


powierzchni drugiej części

wlewka mosiężnego w gat. M66. (Przed modernizacją pieca

grzewczego)


OSProf. 1

752,5 752,5704,7 704,7

OSProf. 2

749,7749,7

690,9690,9

Spot 1 736,9

>822,7°C

<-189,6°C

-100,0

0,0

100,0

200,0

300,0

400,0

500,0

600,0

700,0

800,0

Rozkład temperatury na powierzchni

wlewka mosiężnego w gat. M66,

po pierwszym przepuście.

(Po modernizacji pieca grzewczego)

PRACE NAUKOWO-BADAWCZE

BADANIA NAUKOWE

Badana próbka

Nagrzewnicaindukcyjna

chłodzona wodą

prof1

814,0 814,0

403,9 403,9

>838,8°C

<403,9°C

450,0

500,0

550,0

600,0

650,0

700,0

750,0

800,0

Spot 1 819,2

OSProf. 2

786,2 786,2

295,0 295,0

>827,5°C

<295,0°C

300,0

350,0

400,0

450,0

500,0

550,0

600,0

650,0

700,0

750,0

800,0

Prędkość skręcania - 10 obr/min

Termagram próbki ze stopu Ti-6Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe.

Kalibracja.

Obraz termowizyjny próbki po 10 sec skręcania.

BADANIA NAUKOWE

Próba plastometryczna. Stop Ti-6Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe prędkość skręcania 10 obr/min.

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

1 13 25 37 49 61 73 85 97 109 121 133 145 157 169 181 193 205 217 229 241

Względna długość próbki

Tem

p [C

]

10 sec 60 sec 110 sec 160 sec 210 sec 300 sec

Zestawienie zbiorcze rozkładów temperatury po różnych czasach skręcania

OSZCZĘDNOŚĆ ENERGII

NIEZAWODNOŚĆ PRACY

OCZĘDNOŚĆ ENERGII - NIEZAWODNOŚĆ PRACY

*>91,7°C

*<14,4°C

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

55,0

60,0

65,0

70,0

75,0

80,0

85,0

90,0

Rozkład temperatury na bocznej ścianie

pieca grzewczego

przed modernizacją


Spot 1 73,9

OSProf. 1

48,8

48,8

29,6

29,6

Spot 2 50,8

Spot 3 46,8

OSProf. 2

50,4

50,4

29,8

29,8

>74,0°C

<24,2°C

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

55,0

60,0

65,0

70,0

Rozkład temperatury na bocznej

ścianie pieca grzewczego po modernizacji


Spot 1 176,0

Spot 2 189,9

Spot 3 187,5

Spot 4 184,2

>215,6°C

<15,4°C

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

160,0

180,0

200,0


obudowie induktora pieca

topielnego JUNKER

OSProf. 1

84,5 84,578,6 78,6

OSProf. 2

104,6 104,6

92,5 92,5

>111,1°C

<61,3°C

70,0

80,0

90,0

100,0

110,0


Rozkład temperatury na tylnej obudowie pieca topielnego


Spot 1 270,0

Spot 3 240,1

>304,3°C

<204,7°C

205,0

210,0

215,0

220,0

225,0

230,0

235,0

240,0

245,0

250,0

255,0

260,0

265,0

270,0

275,0

280,0

285,0

290,0

295,0

300,0


powierzchni obudowy pieca topielnego linii

Demag-Technica

MEDYCYNA

Pacjent z zaawansowanymi

zmianami nowotworowymi na prawym ramieniu

Area1Min Mean Max 35,736,1 36,7


>37,7°C

<35,7°C

36,0

36,5

37,0

37,5



>37,7°C

<35,7°C

36,0

36,5

37,0

37,5

Badania rozkładu temperatury na

powierzchni gałki ocznej

Konserwacja zabytków

Sapientia Dei, fragment - maska otrzymana

z termogramu (0 % przezroczystości) nałożonego na zdjęcie w świetle widzialnym.

Sapientia Dei, fragment - maska otrzymana z termogramu (50 %

przezroczystości) nałożonego na zdjęcie w świetle widzialnym.

Św. Jan Ewangelista, Św. Jan Ewangelista, fragment - maska fragment - maska

otrzymana otrzymana z rentgenogramu (90 % z rentgenogramu (90 %

przezroczystości) przezroczystości) nałożonego na nałożonego na

termagram.termagram.

Św. Anna Samotrzeć, termagram - obraz figurki z góry Św. Anny

Budownictwo

Rozkład temperatury na ścianie szczytowej

budynku mieszkalnego częściowo ocieplonej (widoczna wyraźna różnica temperatur między obszarem z

zabudowaną izolacją cieplną a obszarem bez

izolacji)

Rozkład temperatury na ścianie bocznej budynku mieszkalnego. Widoczny brak izolacji i ucieczki

ciepła na dolnej powierzchni lewego

skrzydła

>14,6°C

<4,6°C

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

Rozkład temperatury na budynku mieszkalnym

przed ociepleniem i wymianą okien

Energetyka

Rozkład temperatury na elementach rozdzielni energii elektrycznej z

widocznymi miejscami podwyższonej

temperatury jest to przykład badania

prewencyjnego mającego na celu określenie stanu

urządzenia.

Spot 1 30,6

Spot 2 26,5

OSProf. 1

29,9

29,9

17,6

17,6

Spot 3 20,0

Spot 4 16,3

>33,3°C

<13,4°C

15,0

20,0

25,0

30,0

Rozkład temperatury na powierzchni dolnej części

komina stalowego

OSProf. 1

19,4

19,4

14,0

14,0

OSProf. 2

21,121,1

13,513,5

Spot 1 18,6

>28,7°C

<8,8°C

10,0

15,0

20,0

25,0

Rozkład temperatury na powierzchni dolnej części

komina betonowego

Kontakt

Instytut Metali NieżelaznychInstytut Metali NieżelaznychUl. Sowińskiego 5 Ul. Sowińskiego 5

44-100 Gliwice44-100 GliwicePracownia Przemysłowych Zastosowań Termowizji Pracownia Przemysłowych Zastosowań Termowizji

Doc. dr hab. Zbigniew Rdzawski Doc. dr hab. Zbigniew Rdzawski tel. (032) 238 02 52tel. (032) 238 02 52

fax: (032) 238 04 12 fax: (032) 238 04 12 e-mail: e-mail: [email protected]

Grzegorz MuziaGrzegorz Muziatel. (032) 238 06 52tel. (032) 238 06 52

fax: (032) 238 04 12 fax: (032) 238 04 12 e-mail: e-mail: [email protected]

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

Documents

Przykłady zastosowań badań termowizyjnych do analizy wybranych węzłów procesów technologicznych