Тепловизионное обследование и термографический контроль промышленного оборудования
Термография сегодня — достаточно известная и входящая в ранг ведущих методика для осмотра различного оборудования.
Следует заметить, что в России вместо одного слова «термография» чаще используются для этого же понятия сочетания из двух слов «тепловизионный осмотр» или «тепловизионный контроль» или «тепловизионное обследование» или «ИК-диагностика».
ИК-диагностика вместе с анализом вибрации становится в течение последнего десятилетия доминирующим методом для диагностики дефектов и профилактического обслуживания оборудования в промышленности. Большое преимущество этих методов состоит в том, что можно проводить диагностику оборудования, находящегося в работе. То есть процесс работы оборудования не прекращается и не нарушается.
В энергетике ИК-диагностика применяется во всех трех главных ее процессах: генерирование энергии, транспортирование энергии, распределение, — то есть во всех сферах её индустриального использования.
Тот факт, что эта диагностика проводится на работающих установках, создает естественное разделение между этими процессами. Однако в любом случае рационально проводить диагностику оборудования в периоды высоких нагрузок. Эти периоды могут различаться по времени как по странам, так и по климатическим зонам внутри одной страны. Периоды измерений могут иметь некоторые отличия и в зависимости от типа энергетического предприятия: будь то гидростанция или атомная станция, или тепловая, работающая на мазуте и так далее.
Тепловизионное обследование электрических установок
В промышленности — и в частности в странах с холодным климатом, ИК-диагностика проводится весной или осенью или в короткий срок перед длительными остановками оборудования. Таким образом, ремонт по показанию ИК-диагностики может производиться, когда оборудование так или иначе остановлено. Однако это не обязательное правило при обследовании предприятий с изменяющейся загрузкой или изменяющимися условиями технологических процессов.
Цикл обслуживания
Профилактическая программа обслуживания на базе ИК-диагностики является циклическим процессом.
Оборудование, которое планируется к осмотру, имеет некоторое температурное поведение, которое должно быть известно до начала обследования. В случае электрического оборудования физические причины неправильного определения температуры вследствие увеличенного сопротивления или повышенного электрического тока известны.
Однако следует помнить, что в некоторых случаях, например при осмотре соленоидов, «перегревание» естественно и не свидетельствует о возникновении или наличии дефекта. В случаях, подобных включенным электрическим двигателям, перегревание может зависеть от того, что двигатель берет на себя большую нагрузку и поэтому перегревается.
Также может быть, что температура дефектных частей ниже, чем нормальных компонентов. Таким образом для проведения детальной технической диагностики необходимо иметь максимум информации об оборудовании до его осмотра.
Величина температуры и нагрузка на обследуемом компоненте определяет, насколько серьезным является дефект и может ли он проявиться в других условиях.
Для правильной оценки наличия дефекта в каждом определенном случае требуется детализация информации относительно температурного поведения компонентов оборудования, то есть необходимо знать о разрешенных температурах элементов исследуемого оборудования, а также об их устройстве и положении в обследуемом объекте.
Например, электрические кабели теряют свои свойства изоляции выше некоторой температуры. Это явление увеличивает риск возникновения пожара.
В случае прерывателей при слишком высокой температуре их части могут сплавляться, и размыкание контактов становится затруднительным, что резко снижает их основное назначение.
Чем больше оператор ИК-камеры знает относительно осматриваемого им оборудования, тем выше качество осмотра. Но на практике чаще всего бывает, что оператор ИК-камеры не знает детально разные типы того оборудования, которое он обследует. Поэтому на практике при ИК-диагностике рядом с оператором присутствует человек, ответственный за осматриваемое оборудование.
Работа по контролю оборудования — циклический процесс. Период между осмотрами зависит от типа оборудования, его стратегической важности, нагрузок, которые оно несет и условий в которых оно работает. Так, например, близость к морскому соленому воздуху или кислотному окружению бумажной фабрики является более опасной в плане коррозии. Оборудование, работающее в таких условиях, требует более частого контроля. То же самое применяется и для оборудования, которое часто подвергается тяжелому и быстрому изменению нагрузки, подобно оборудованию на «горячем» металлопрокатном заводе.
Важность оборудования — также весомый коэффициент для определения частоты осмотров. Своевременное нахождение зарождающегося дефекта (места нагрева) на линии электропередачи районного значения сокращает время на ремонт.
Дефект на высоковольтной линии электропередачи, повлекший её отключение, может причинить тяжелые экономические и другие потери. Поэтому частота осмотров высоковольтных линий, как правило выше, чем линий низкого напряжения.
Окружающие условия и рабочее состояние оборудования также как и его значимость определяют график его осмотров. При составлении графика учитывается также срок эксплуатации оборудования, количество и серьезность дефектов, найденных при предыдущих осмотрах.
Подготовка отчета должна включать выбор правильного типа шаблона, что бы сделать квалифицированный отчет. Также часто необходимо использовать дополнительное оборудование, подобно амперметрам, чтобы зафиксировать ток (нагрузку) в найденных дефектных элементах. Кроме того необходимо решить вопрос о применении анемометра, если требуется зафиксировать скорость ветра в случае обследования высоковольтного оборудования при наружном осмотре.
Во всех случаях при обследовании собираются общие параметры. Они могут быть зафиксированы с использованием программного обеспечения IRBIS в комментариях к отчету. Также необходима информация относительно окружающих условий
После сбора общей информации оператор просматривает оборудование ИК-камерой.
В современных камерах автоматические функции позволяют оператору тепловизионного контроля наблюдать ИК-изображение осматриваемых элементов с высокой контрастностью, чтобы достаточно просто идентифицировать дефект или горячее пятно. Пропустить горячее пятно на обследуемом оборудовании практически невозможно. Функция измерения также автоматически укажет самую горячую точку в пределах выбранной оператором области на изображении объекта или различие между максимальной температурой в выбранной области и областью с температурой окружающей среды, выбираемой также оператором для сравнения.
Когда дефект точно идентифицирован, и термограмма подтверждает, что это не отраженное тепло и не естественно встречающееся тепловое пятно, а также другие совокупные данные по объекту контроля учтены правильно, сообщение (отчет) о дефекте будет корректен. Коэффициент излучения, технологические названия, фактическое рабочее состояние, измеренная температура будут использоваться в отчете. Для более быстрой идентификации объекта к отчету прилагается его визуальная фотография, сделанная примерно с того же места, откуда производилась съемка термограммы.
Голосовой комментарий, сопровождающий запись дефекта, делает регистрацию отдельных параметров намного проще.
Идентификация и комментарии, являющиеся частью сообщения об ошибке, регистрируются в голосовом комментарии. Большое преимущество, используемое в программном обеспечении IRBIS — это включение в запись о дефекте голосового комментария. Голосовой комментарий является частью записи изображения дефекта, то есть они как бы склеены вместе, и их невозможно перепутать с другими голосовыми комментариями в других записях.
Классификация дефектов и отчет
Подготовка отчета занимает много времени и составляет определенную часть самого понятия «тепловизионное обследование». Раньше такое обследование с подготовкой отчета могло занимать один или два дня работы до выдачи отчета с классификацией дефектов.
Подготовка отчета с использованием средств обслуживания и инструментария подобно упомянутым выше шаблонам, комментариям в отчете, голосовым комментариям — часть программного обеспечения IRBIS — экономит много времени и повышает качество отчета.
Классификация дефектов настолько упрощена, что можно, используя температурную информацию файла с ИК-изображением, автоматически выполнить вычисления для прогнозирования температур при определенных условиях.
Например, просто вычислить температуру наблюдаемого элемента для других значений электрической нагрузки или окружающей температуры, используя параметры, которые были собраны в течение осмотра.
Классификация дефектов приобретает большое значение не только во время осмотра, который, конечно, имеет большую важность. Кроме того существует возможность нормализовать превышение температуры дефектного элемента к номинальной нагрузке и определенным окружающим температурным условиям. Зачастую температура элементов указывается при 100 % нагрузке на них. Это не всегда удобно. Целесообразно иметь температурный стандарт элементов оборудования. Стандарт упрощает работу по сравнению дефектов, их развитию и таким образом позволяет более полно собирать и классифицировать информацию о дефектах.
Типичная классификация делит дефекты на три группы:
- зеленая
- желтая
- красная
Красная группа объединяет серьезные дефекты, в зеленую группу попадают зарождающиеся дефекты. В последнем случае рекомендации, как правило не даются, но дефектный элемент держится под контролем. Решение о ремонте такого элемента должно базироваться не только на температурных данных, но и других негативных технических показаниях. Поэтому такое решение принимается лицом с более широким техническим кругозором и полномочиями подобно администратору обслуживания.
Принимая во внимания классификацию дефектов ответственный за обслуживание оборудования устанавливает дефектам приоритет ремонта. Часто информация, собранная в период тепловизионного обследования оборудования, объединяется с информацией, собранной другими средствами диагностики, например, вибрационными, ультразвуковыми или в результате профилактического обслуживания.
Несмотря на то, что ИК-осмотр становится наиболее используемым и безопасным способом сбора информации относительно электрического оборудования, имеется много других источников информации обязательных для рассмотрения.
Поэтому определение приоритета ремонта в обычном случае не является задачей оператора ИК-камеры. Если же ситуация во время осмотра или определяющийся в период классификации дефект оказываются критическими, то на это обязательно обращается внимание администратора обслуживания. Ответственность за безотлагательность мер лежит на нем.
Восстанавливать обнаруженные дефекты — наиболее важная функция в пределах профилактического обслуживания. Информация, полученная в результате ИК-обследования, может использоваться для увеличения эффективности ремонта, а так же для достижения иных целей с расчетным риском.
Наиболее обычным результатом идентификации и классификации обнаруженных ошибок является рекомендация немедленной замены дефектного элемента.
Восстановленный или замененный элемент должен контролироваться также после проведения ремонта. Ошибочно ждать следующий намеченный ИК-осмотр, чтобы включить в него осмотр восстановленных элементов. Статистика по эффекту ремонтов показывает, что до трети восстановленных элементов могут показывать перегревание вновь. То есть в части таких дефектов можно сказать, что они представляют потенциальный риск отказа.
Ожидание следующего намеченного ИК-обследования представляет потенциальный риск для предприятия. Этого можно избежать, используя ИК-термометр, подобный PhotoTemp. Как только место дефекта становится известно, использование ИК-камеры для его контроля нецелесообразно, так как температура восстановленного элемента не строго необходима. Помимо увеличения эффективности цикла обслуживания, измеренного в терминах более низкого риска для предприятия, немедленный контроль произведенных восстановительных работ дает и другие преимущества непосредственно для ремонтного персонала.
Когда отремонтированный элемент все еще показывает перегревание после ремонта, вновь проведенный поиск причин и их анализ улучшает не только технологию последующих ремонтов, но позволяет в будущем выбирать лучших поставщиков комплектующих и запасных частей, а также обнаруживать недостатки проекта в электрической установке.
Многие дефекты, обнаруженные в ходе ИК-обзора, имеют низкую степень опасности. Вместо их восстановления, которое потребует большие затраты, целесообразнее осуществлять периодический контроль этих дефектов. Для этого обслуживающий персонал должен иметь собственные ИК-средства контроля.
Информация, собранная в течение цикла обслуживания часто сохраняется в базе данных для увеличения точности анализа состояния оборудования при последующих ИК-осмотрах и уменьшения затрат на обслуживание.
В течение осмотра некоторое оборудование и элементы могут не осматриваться ввиду их отключения или слишком низкой нагрузки на них (последнее не позволит правильно провести
Хранение статистики эффективности ремонта, технологии выполненного ремонта, типов используемых компонентов увеличивает безопасность технологий производств на предприятии и уменьшает стоимость обслуживания посредством внедрения инфракрасного контроля.
