آنالایز ترموگرافی (Thermography) که به نام‌های دمانگاری، گرمانگاری، ترموویژن و تصویربرداری حرارتی نیز شناخته می‌شود، تکنیک مهمی است که دامنه کاربردهای آن بسیار گسترده و فراتر از بحث پایش وضعیت (CM) تجهیزات و ماشین‌آلات است.عملیات داده برداری به کمک دوربین ترموگرافی (ترمو ویژن) انجام می‌گیرد. از این طریق کلیه اشکالاتی که منجر به تغییر در الگوی توزیع دمای سطحی می‌شوند، قابل شناسایی خواهند بود.
دسته‌بندی کاربردهای ترموگرافی
به طور کلی می توان کاربردهای ترموگرافی (گرمانگاری) را در شش موضوع دسته‌بندی کرد:
- کاربرد در بحث مدیریت ساختمان (نشت‌یابی، ارزیابی اتلاف‌های گرمایش/سرمایشی و ...)
- کاربرد در بخش تحقیق و توسعه صنایع (مثلاً در صنایع الکترونیک، مطالعه رفتار مواد و ...)
- کاربرد در بخش کنترل کیفی صنایع
- کاربرد در نت پیش‌بینانه/پیش‌گویانه
- کاربردهای پزشکی
- کاربردهای نظامی و دید در شب
کاربردهای ترموگرافی در برنامه پایش وضعیت (CM)
جدول زیر برخی از زمینه‌های کاربردی این تکنیک برای مراقبت و پایش وضعیت و عیب‌یابی سیستم‌ها و تجهیزات صنعتی (اعم از مکانیکی، الکتریکی و فرآیندی) را نشان میدهد.
گروه | نام تجهیزات | بخشهای مورد نظر برای تصویربرداری |
تجهیزات الکتریکی | سوئیچ گیر و MCC | اتصالات |
خطوط فشار قوی | اتصالات | |
پست برق | ترانسفورماتورها (بدنه، سیستم خنک کاری، تب چنجرها، اتصالات، . . .)، رله‌ها و بریکرها | |
تجهیزات فرآیندی | پایپینگ و اجزاء آن | وضعیت عایق، ولوها، تله های بخار، تشخیص ساییدگی و خوردگی لوله‌ها |
تجهیزات انتقال حرارت | کوارها و هیترها، برجهای خنک کن، بویلرها، مشعلها | |
تجهیزات دوار | الکتروموتور | هوزینگ بیرینگها، بدنه موتور |
پمپ، فن، گیربکس | هوزینگ بیرینگ |
(کاربردهای ترموگرافی در برنامه پایش وضعیت (CM))
ترموگرافی تجهیزات الکتریکال:
ترموگرافی (در کنار دیگر تکنیک‌های پایش وضعیت مانند: آنالیز ارتعاشات، آنالیز جریان، آنالیز التراسونیک و ترموگرافی) می‌تواند یک پارامتر مناسب جهت بکارگیری به عنوان یک تکنیک پایش وضعیت (CM) باشد.
گسترده‌ترین دامنه کاربرد ترموگرافی در ارزیابی وضعیت حرارتی تجهیزات الکتریکی است. در بازرسی ترموگرافی، بدون نیاز به تماس مستقیم با تجهیزات برق‌دار و از فاصله ایمن، می‌توان وضعیت حرارتی اتصالات و المان‌های الکتریکی را مورد ارزیابی قرار داد. با توجه به اینکه افزایش دما و تمرکز حرارت از اولین نشانه‌های بروز عیب در اغلب تجهیزات الکتریکی است، در نتیجه دوربین‌های ترموگرافی بهترین و توانمندترین ابزار برای تشخیص عیوب حرارتی در این تجهیزات به شمار می‌روند.
از آنجا که افزایش دما و تمرکز حرارت، از اولین نشانه‌های بروز وضعیت غیرعادی در تجهیزات و اتصالات الکتریکی است، تشخیص به موقع و زود هنگام موارد افزایش دما و الگوهای توزیع حرارت غیرعادی، تأثیر قابل توجهی در جلوگیری از بروز حوادث ناشی از عیوب حرارتی در تجهیزات الکتریکی خواهد داشت.
برخي از عیوب مهم و پر تکرار در تجهیزات الکتریکی، شل بودن اتصالات یا Loose Connection، آنبالانسي، عبور جريان غير مجاز، سطوح تماس ناقص در اتصالات و بسياري مشكلات ديگر را مي‌توان نام برد كه از نشانه‌های وجود آنها افزايش دما و تمركز حرارت می‌باشد. درصورت وجود چنین عیوبی در نقاطی مانند اتصالات، ترمینال‌ها، ورودی و خروجی کلیدها و کنتاکتورها و بطور کلی، انشعابات و اتصالات الکتریکی، عبور جریان از نقاط معیوب، با محدودیت مواجه شده و باعث تولید حرارت خواهد شد.
در چنین حالتی روند افزایش دما پس از مدت کوتاهی سیر صعودی یافته و عدم رفع عیب، منجر به توسعه خرابی، سوختن و ذوب شدن اتصالات و تجهیزات خواهد شد.
نتایج این بازرسی در قالب تصاویر حرارتی، تصاویر دیجیتالی متناظر و تحلیل عیوب مرتبط با هر تجهیز به همراه اقدام اصلاحی پیشنهادی، در متن گزارش قید خواهد گردید.
با استفاده از تکنیک ترموگرافی در یک واحد صنعتی موارد ذیل را می توان مورد ارزیابی قرارداد:
۱- پست های اصلی و فرعی
بخش نسبتاً زیادی از تجهیزات الکتریکی و کنترلی در داخل پست‌ها واقع شده است. کلیه تابلوها، پانل‌ها و باکس‌هایی که امکان باز نمودن درب آنها در حالت برق‌دار وجود داشته باشد، در بازرسی ترموگرافی مورد ارزیابی قرار می‌گیرند. تجهیزاتی مانند: مدارات فرمان، مدارات قدرت، سیستم‌های حفاظتی، رله‌ها و بسیاری تجهیزات دیگر که هر یک وظیفه خاصی را در تداوم تولید و پایداری عملکرد مجموعه برعهده دارند.
شکل (1) و (2) نمونه ای از وجود مشکل حرارتی در یکی از تجهیزات الکتریکال داخل پست را به دلیل ناقص بودن سطوح اتصال بین شین مسی و ترمینال‌های خروجی نشان میدهد.
۲- بازرسی ترموگرافی از تابلوهای الکتریکی محلی در سطح کارخانه
-بازرسی مداوم فازهای ورودی پنل‌ها و تجهیزات الکتریکی تغییرات دمایی را به وضوح نمایش میدهد.
۳-ترانسفورماتورها
این تجهیزات جزو اصلی‌ترین و گران قیمت‌ترین تجهیزات هر واحد صنعتی می‌باشند. به همین دلیل روش‌های مختلفی برای حفاظت و نگهداری آنها ارائه شده است. عبور جریان از ترانس‌ها موجب گرم شدن سیم پیچ‌ها و روغن، و نتیجه آن تبادل حرارتی روغن از طریق سطوح رادیاتورها با محیط خواهد شد. در برخی از ترانس‌ها فرایند سیرکولاسیون و خنک کاری به طور گردش طبیعی و متناسب با میزان درجه حرارت خواهد شد.
ترموگرافی تجهیزات فرایندی
کوره مهم‌ترین و بزرگ‌ترین تجهیز در مجموعه دپارتمان پخت است. کنترل مقادیر دما و وضعیت توزیع حرارت بر روی نقاط مختلف بدنه کوره ، تاثیر مستقیم و مهمی بر کیفیت تولید نهایی دارد. اهمیت پارامترهای دمایی بدنه کوره تا حدی است که برای تحت نظر داشتن دائمی این پارامترها، یک لاین اسکنر دائمی برای ارزیابی وضعیت توزیع حرارت و مقادیر دمای بدنه، روبروی کوره نصب می‌گردد و اطلاعات آن را به اتاق کنترل ارسال می‌نماید. اما کارکرد لاین اسکنر با محدودیت‌هایی مواجه است که به‌کارگیری تکنیک بازرسی ترموگرافی، این محدودیت‌ها را به طور کامل جبران می نماید.
ثابت بودن فاصله لاین اسکنر از کوره و عدم امکان جابجایی آن، محدودیت میدان دید، بروز خطا در صورت وجود عواملی مانند گرد و غبار، بارندگی، مه و سایر عواملی که بین کوره و اسکنر قرار گیرند، از جمله محدودیت‌های لاین اسکنرها به شمار می‌روند. عایق‌کاری تجهیزات و مسیرها در واحدهای فرآیندی، عموماً با سه هدف اصلی انجام می‌گردد.
هدف اول، جلوگیری از تلفات حرارتی و در نهایت افزایش راندمان حرارتی سیکل است.
هدف دوم، جلوگیری از تنش حرارتی و لذا پیشگیری از آسیب‌دیدگی تجهیزات است.
هدف سوم، آراستگی محیط و تجهیزات و همچنین افزایش ایمنی در برابر سطوح داغ می‌باشد.
انتظار می‌رود پس از رفع این عیوب، در میزان مصرف سوخت و راندمان حرارتی کارخانه، بهبود حاصل شده و زمینه‌های آسیب دیدگی بر اثر تمرکز تنش حرارتی نیز کاهش و یا از بین برود.
ترموگرافی تجهیزات دوار
یکی از مزایای دوربین های ترموگرافی در مقایسه با ترمومترهای لیزری این است که توزیع حرارتی سطحی را به شکل یک تصویر یکپارچه نشان می‌دهند و الگوی توزیع دما می تواند در عیب‌یابی مفید باشد. درحالیکه ترمومتر لیزری دمای هر نقطه را به صورت جداگانه به دست میدهد و نمی توان به کمک آن الگوی توزیع دما را به دست آورد.
ارزیابی وضعیت بیرینگ‌های تجهیزات دوار، توزیع حرارت بدنه گیربکس، توزیع حرارت بدنه موتورهای الکتریکی به منظور ارزیابی وضعیت عایقی و … از جمله کاربردهای ترموگرافی در حیطه تجهیزات دوار است.
از جمله عیوب قابل شناسایی در تجهیزات دوار به کمک ترموگرافی:
- ناهمراستایی کوپلینگ یا پولی و تسمه ها
- لقی و خرابی بیرینگ
- عیوب در الکتروموتورها
- خرابی گیربکس ها، بلورها و کمپرسورها و...
با استفاده از تکنیک ترموگرافی می‌توان وضعیت توزیع حرارت و مقادیر دمای سطوح بدنه پمپ‌ها، فن ها و رادیاتورهای روغن ترانس ها را از زوایای مختلف مورد ارزیابی قرار داد. همچنین بررسی وضعیت حرارتی اتصالات ورودی و خروجی ترانس در حالت برق‌دار که به دلیل محدودیت‌های ایمنی امکان نزدیک شدن وجود ندارد، بازرسی آنها تنها به وسیله دوربین ترموگرافی امکان پذیر است.
در بازرسی ترموگرافی ترانسفورماتورها، عمده‌ترین عیوبی که به کمک آنالیز تصاویر ترموگرام می توان تشخیص داد عبارتند از :
- بررسی وضعیت سیرکولاسیون روغن در کولرها و مسیرهای ورودی و خروجی
- تشخیص نقاط داغ بر روی بدنه ترانس‌ها (بررسی وجود نقطه داغ در تجهیزات داخل ترانس مانند سیم پیچ‌ها و … در صورت انتقال به سطح دیواره ترانس)
- تشخیص اتصالات معیوب در سمت فشار ضعیف و فشار قوی
- بررسی وضعیت دمایی بوشینگ‌ها، برقگیرها ومقره‌ها
پیشنهاد ما:
دستگاه Testo 865
- اندازه گیری تماسی و غیرتماسی دما
- ترمومتر IR با لنزهای قابل تغییر در فواصل دور و نزدیک
- لیزر به منظور اندازه گیری دقیق
- اتصال پروب تماسی ترموکوپل
- هشداردهنده دیداری و شنیداری (انحراف از محدوده مجاز)
- اتصال پروب رطوبت هوا و محاسبه رطوبت سطح، دمای نقطه شبنم
- کاربرد دستگاه: در ساختمان ها، سیستم های تهویه هوا، نگهداری و تعمیر سیستم های صنعتی
دیدگاه خود را بنویسید