Издательский Центр Аква-Терм

Термография: возможности применения

Опубликовано: 23 декабря 2010 г.

336

Н. Егоров

При всей своей сложности уходящий год оказался удачным для компаний, предлагающих на российском рынке такие приборы как тепловизоры. Их продажи шли в рост естественным образом, без ставших привычными в других сегментах ценовых войн и прочих атрибутов обострившейся конкуренции. Это во многом обусловлено вступлением в действие Федерального закона № 261 «Об энергосбережении», официальным введением в обиход таких понятий как «класс энергетической эффективности здания», «энергетический паспорт объекта» и «энергетическое обследование». Но не только... Потребность в снижении энергозатрат становится все реальнее и побуждает предпринимателей, да и частных лиц, пользоваться услугами специалистов по аудиту. Впрочем, область применения тепловизоров не ограничена выявлением «узких мест» в рациональном расходовании тепла.

Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.

Термография (отечественным специалистам привычнее термин «тепловизионное обследование») – метод дистанционной неразрушающей диагностики, позволяющий получить информацию о степени нагрева поверхности или элементов конструкции на основе невидимого человеческому глазу инфракрасного излучения. Оставив в стороне военную и научноисследовательскую деятельность, можно говорить о двух основных направлениях ее применения: строительство и промышленность.

В строительной области, куда отнесем и эксплуатацию зданий, термография позволяет, прежде всего, выявить дефекты ограждающих конструкций, места с повышенной теплопроводностью (так называемые мостики холода), нарушения герметичности здания. Потери тепла здесь могут быть очень велики, доходя до 50 %. Кроме того, в аномальных с точки зрения температуры зонах часто происходит повышение влажности из-за образования конденсата внутри помещения и талой воды – снаружи. Это приводит к образованию плесени, разрушению строительных элементов. Благодаря внешнему и внутреннему тепловизионному обследованию здания проблемные участки несложно определить как на этапе сдачи объекта, его реконструкции, так и при эксплуатации.

Актуальна для нашей страны возможность обнаружить с помощью тепловизора места нарушения гидроизоляции плоской кровли: участки крыши с повышенной влажностью дольше удерживают тепло, исходящее от солнечного света. Поэтому к вечеру конструкция крыши охлаждается неравномерно, что и позволяет определить зоны, требующие ремонта.

При неправильно установленных дверях и окнах существует риск проникновения холодного воздуха или утечки теплого воздуха помещения в зимнее время. Это приводит к сквознякам, потерям тепла через усиленную вентиляцию, а также к высоким энергозатратам. В качестве эффективного мероприятия зарекомендовало себя сочетание термографии и метода диагностики герметичности здания с помощью теста Blower door. Данная процедура заключается в создании пониженного давления, при котором прохладный воздух, поступающий из внешней среды, проникает в здание через неплотные швы и трещины. Использование тепловизора облегчает процесс обнаружения мест утечек до облицовочных работ, установки и пуска различных инженерных систем, что, в обратном случае, привело бы к дорогостоящим и трудоемким исправлениям.

Применительно к системам жизнеобеспечения зданий, термография в первую очередь делает возможным поиск повреждений трубопроводов, скрытых в строительных конструкциях, без штробления. В частности, тепловизор позволяет вовремя выявить и локализовать место утечки в системах «теплого пола», предотвратить развитие дефекта, устранить его с минимальными затратами.

Кроме того, благодаря тепловизионному обследованию можно быстро проверить состояние систем обогрева вентиляции и кондиционирования. Неправильное распределение тепла на полученной термограмме – свидетельство скопления шлама, накипи, воздуха в трубопроводах и отопительных приборах, повреждения теплоизоляции, разгерметизации воздуховодов, нарушения распределения воздушных потоков.

В странах, где использование солнечной энергии уже стало распространенным, тепловизоры применяют для мониторинга и инспекции фотоэлектрических батарей. Своевременное выявление неисправных элементов предотвращает снижение эффективности всей системы, аномальный нагрев батареи, исключает риск возгорания.

Применение методов термографического измерения в промышленности в первую очередь обусловлено возможностью обнаружить с их помощью места чрезмерного нагрева электро- и механического оборудования при проведении плановопредупредительных и ремонтных работ. Тепловизор визуализирует данное повышение температуры, что позволяет принять своевременные меры и избежать дорогостоящих простоев в работе, снизить риск возгорания. Важно, что такая инспекция производится бесконтактным способом, то есть не требует отключения техники и вывода ее из эксплуатации.

В электрических системах инфракрасные измерения возможны на всех уровнях напряжения – низкого, среднего и высокого. Дефекты электропроводки и предохранителей, ослабленные винты или клеммные соединения, перегруженные выключатели, нарушения изоляции – неполный список причин, которые могут привести к повреждению оборудования, простоям технологических линий, возгораниям. По оценке немецких экспертов, примерно 35 % всех пожаров на производстве вызваны чрезмерным перегревом электрических компонентов. Термографические проверки гарантируют быструю и точную поддержку системы, предупреждая опасность сбоя или пожара. Второе тестирование системы снижает риск сбоя уже на 80 %.

При помощи термографии можно точно выявить «слабые места» трансформаторов, двигателей, турбин. Она применяется на нефтеперебатывающих, металлургических, цементных заводах, в нефтехимической и химической отраслях и т.д. Например, для того чтобы контролировать целостность теплоизоляции, обмуровки промышленных печей, исправности дымовых труб и т.д.

Надежная диагностика и распознание дефектов в работе механических компонентов оборудования на раннем этапе – важнейшее условие для гарантии высокой степени безопасности и надежности промышленных агрегатов. Аномальный нагрев агрегатов и отдельных деталей может указывать на повышенный уровень нагрузки, вызванный, например, некорректной настройкой, разбалансировкой, недостаточной смазкой. Тепловизорное обследование дает возможность точной диагностики.

Еще одна область промышленного приложения термографии – контроль уровней заполнения герметичных резервуаров с жидкостями. Он необходим для того, чтобы избежать повреждения оборудования и, как следствие, производственных потерь. Зачастую резервуары оснащаются системой автоматического контроля. Однако она может дать сбой. В таких случаях реальный выход из положения – использование тепловизора.

Остроумным стало решение одной из отечественных компаний организовать тепловизионный контроль сохранности нефтепродуктов, транспортируемых в железнодорожных цистернах. Регулярная инспекция позволит определить, на какой именно станции произошло хищение горючего, если оно случится.

Также тепловизоры используются для мониторинга процессов охлаждения при производстве и литье пластмассовых компонентов. Если получаемые путем литья детали охлаждаются неравномерно, это может привести к неодинаковой плотности материала, что, в свою очередь, скажется на его прочности и ухудшит качество подгонки одних элементов под другие. С помощью тепловизора можно выполнять мониторинг процессов охлаждения, а также осуществлять документирование, что позволит выявить проблемные участки и неисправности на ранней стадии и принять соответствующие меры по их устранению.

Отметим, что выше перечислены далеко не все возможности применения тепловизоров. Конечно, термография не заменяет ни визуальный осмотр с функциональным тестом, ни электрические проверки. Тем не менее, она предоставляет надежное и безопасное дополнение к традиционным методам измерения, обладая при этом очень существенными достоинствами.

В настоящее время, вместо применявшихся ранее громоздких тепловизоров с охлаждаемой азотом матрицей, в распоряжении специалистов – компактные, легкие и удобные в использовании приборы. Отображение информации, полученной при обследовании объекта, в цифровом формате открывает широкие возможности для ее передачи, обработки и архивирования.

Так, тепловизор testo 882, вывод которого на рынок анонсирован немецкой компанией Testo в конце октября текущего года, оснащен детектором изображений с разрешением 320×240 пикселей. Отображая 76 800 температурных точек, он позволяет получать четкие и детальные изображения объектов даже при измерении на значительном расстоянии. Объектив с углом зрения 32° обеспечивает получение снимка обширного участка, дающего полное представление о распределении температуры на поверхности объекта. Благодаря температурной чувствительности NETD < 60 мК на полученных снимках будут видны даже незначительные перепады температур.

Прибор оснащен функцией записи голосовых комментариев, сохраняемых вместе с соответствующими ИК-изображениями, встроенной фотокамерой (параллельно инфракрасному создается реальный снимок объекта) с мощной подсветкой.

Предусмотрены также: режим отображения распределения поверхностной влажности – для выявления участков, подверженных риску образования плесневого грибка (необходимо ввести параметры окружающей среды), функция изотермы (оптическая цветовая «сигнализация» отображает области объекта с критической температурой), возможность измерения высоких (до 550 °C) температур. Минимальное и максимальное значения температуры для отдельного сегмента изображения определяются автоматически и могут быть просмотрены в режиме реального времени непосредственно на месте замера. Вместе с прибором поставляется программное обеспечение для обработки результатов измерений и подготовки отчета.

Другая новинка компании – тепловизор testo 876 – внешне больше похожа на любительскую видеокамеру. Она имеет откидной поворотный дисплей и моторизованный фокус (пользователь управляет им той же рукой, которой держит прибор). Детектор изображений у этой модели имеет разрешение 160×120 пикселей. Ее температурная чувствительность – < 80 мК. Верхняя граница диапазона измерений составляет 280 °С. Масса этого и предыдущего прибора – всего 900 г.

По материалам Testo AG.

Статья напечатана в журнале «Аква-Терм» #6(58) 2010

 




Поделиться:

вернуться назад