Dołącz do czytelników
Brak wyników

Termowizyjna diagnostyka stanu technicznego obiektów i elementów energetyczno-przemysłowych

Artykuł | 21 grudnia 2020 | NR 4
0 70

Wszystkie maszyny na skutek swojej pracy wydzielają ciepło będące nieuniknionym skutkiem ich ograniczonej sprawności. Podobnie jak w przypadku wibracji ta uciekająca z maszyn energia niesie niewielką, ale znaczącą informację o ich stanie technicznym.

 

Obrazowanie termiczne nie jest technologią nową. Od kilkudziesięciu lat termowizja ma zastosowanie militarne, a od wielu również używana jest do diagnostyki maszyn i urządzeń, kontroli izolacji cieplnej budynków i rurociągów. Kamery termowizyjne mają zastosowanie w ratownictwie do wykrywania żywych ofiar wypadków wśród zgliszcz lub zaginionych osób w trudnym terenie.

 

Rys.1. Pomiar temperatury łożysk tocznych o typowej temperaturze w różnych warunkach i pozycjach pomiaru

 

Diagnostyka maszyn – łożyska

W praktyce diagnostyki maszyn obrazowania termicznego używa się w wielu obszarach. Jednym z nich jest szybka ocena stanu łożysk. Metoda pomiaru temperatury nie jest specjalnie skuteczna, jeżeli stosuje się ją sporadycznie, ponieważ uszkodzone łożyska wchodzą w fazę termiczną dopiero w ostatniej fazie uszkodzenia – tuż przed awarią.  W związku z tym nie pozwala ona na wczesne ostrzeżenie o zbliżającej się usterce. Metoda ta może natomiast być bardzo skuteczna w prewencji katastrofalnych uszkodzeń łożysk, jeżeli stosowana jest regularnie z krótkim interwałem, np. dziennym lub ośmiogodzinnym. Badania termowizyjne pozwalają za to na szybkie wykrycie nieprawidłowości montażu, problemów z osiowaniem czy smarowaniem, łożysk obciążonych nadmiernie lub w niekorzystnym kierunku, które będą generować więcej ciepła.

 Diagnostyka przy pomocy obrazowania termicznego świetnie sprawdza się jako metoda porównawcza. Pomiar równoczesny wielu identycznych łożysk pozwala na łatwe wytypowanie maszyny pracującej nieprawidłowo. Dokonanie takiej identyfikacji innymi metodami zajęłoby kilka godzin. Kamera pozwala na wyszukanie przegrzanego łożyska w ciągu kilkunastu sekund.

 

Rys.2. W rzędzie pomp dwa łożyska wyróżniają się podwyższoną temperaturą, przy czym przedostatnie wyraźnie odbiega od średniej

 

W rzędzie pomp przedstawionych na rys. 2. dwa łożyska wyróżniają się podwyższoną temperaturą, przy czym przedostatnie wyraźnie odbiega od średniej. Wytypowana do dodatkowych testów maszyna okazała się niewyosiowana, a sprzęgło ściśnięte na skutek niewłaściwego dystansu między silnikiem a pompą. Łożysko nie było uszkodzone, ale nadmiernie obciążone osiowo.

Niejednoznaczność diagnozy to jeden ze słabych punktów termowizyjnej metody oceny stanu łożysk. Zwiększona emisja ciepła może być spowodowana uszkodzeniem zmęczeniowym w ostatniej fazie, ale też niewłaściwym montażem, złym ustawieniem, złym smarowaniem, niekorzystnymi warunkami pracy, gorącym medium lub niskim przepływem, a nawet innym rodzajem farby zastosowanej do pomalowania oprawy łożyska. Emisyjność powierzchni jest wszak kluczowym parametrem dla każdego pomiaru temperatury za pomocą pomiaru w podczerwieni.

 

Rys.3. Seria pomiarów temperatury łożysk sześciu identycznych silników takich samych maszyn, z założenia pracujących w tych samych warunkach

 

Na rys. 3. przedstawiono serię pomiarów temperatury łożysk sześciu identycznych silników takich samych maszyn, z założenia pracujących w tych samych warunkach.

W przypadku łożyska o temperaturze 95° maszynę wystarczyło dosmarować. Silnik, który miał 82°, był słabo wyosiowany, ma też lekko uszkodzone sprzęgło, ale wciąż pracuje. W obydwu przypadkach szybko i trafnie wytypowano maszyny, w których wystąpiły błędy montażu i utrzymania. Niedoświadczony diagnosta, bez dodatkowych narzędzi do pomiaru wibracji, mógłby w tych przypadkach łatwo narazić właściciela maszyn na zbędny koszt wymiany wciąż dobrych łożysk. Obrazowanie termiczne zadziałało, ale ponownie nie dało precyzyjnej odpowiedzi.

Badania stanu maszyn trudno dostępnych dla innych metod pomiaru to kolejny obszar, w którym stosujemy kamerę termowizyjną. Silniki pracujące na dużych wysokościach i niewyposażo...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy