CC BY
20
Михайлова Н.Л.1, Черницов Н.С.2, Логваль Д.А.3, Трофимова А.А.4, Шестаков А.А.5 ©
руководитель УЦ АНО НТЦ "ТЕХНОПРОГРЕСС"; 2инженер по обследованию ЗАО «НИЦ «ТЕХНОПРОГРЕСС»; 3инженер по обследованию ЗАО «НИЦ «ТЕХНОПРОГРЕСС»; 4эксперт ООО «ЛЕНПРОМЭКСПЕРТИЗА»;5преподаватель АНО НТЦ "ТЕХНОПРОГРЕСС"
ИНФРАКРАСНАЯ ДИАГНОСТИКА ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Аннотация
Данная статья посвящена вопросу области применения инфракрасной диагностики (ИК-диагностики) теплоэнергетического оборудования.
Ключевые слова: метод инфракрасной диагностики, неразрушающий контроль.
Keywords the method of infrared diagnostics, non-destructive testing.
Метод ИК-диагностики рассмотренный в настоящей статье, может
использоваться при диагностике энергоустановок, предназначенных для производства или преобразования, передачи, накопления, распределения или потребления тепловой энергии и теплоносителя.
При выполнении работ по ИК-диагностике, используют следующие приборы:
- переносной портативный компьютерный термограф «ИРТИС-200»;
- термоанемометр ТТМ-2;
- приборы измерения температуры (спиртовые и ртутные термометры;
пирометр);
- измерительная металлическая рулетка по ГОСТ 7502-80;
- сосуд Дъюара вместимостью от 1 до 10 л.;
- цифровая фотокамера.
Регламент проведения ИК-диагностики включает в себя периодичность и объем измерений контролируемого объекта или совокупности объектов. Периодичность ИК-
диагностики тепловых энергоустановок определяется с учетом опыта их эксплуатации, режима работы, внешних и других факторов.
Выявление дефекта должно осуществляться по возможности на ранней стадии развития, для чего прибор должен обладать достаточной чувствительностью при воздействии ряда неблагоприятных факторов, наблюдающихся в эксплуатации.
При анализе результатов ИК-диагностики осуществляется оценка выявленного дефекта и прогнозирование возможностей его развития и сроков восстановления. После устранения выявленного дефекта необходимо провести повторное диагностирование для суждения о качестве выполненного ремонта.
Тепловизионные измерения производят при перепаде температур между наружным и внутренним воздухом (температурном напоре), превосходящим минимально допустимый перепад.
Минимально допустимое приближение оператора тепловизора к обследуемой поверхности составляет 1 м, электрических ламп накаливания - 2 м.
Тепловизор градуируют по модели абсолютно черного тела (эталонный источник) и вводят коррекцию на коэффициент излучения реальных объектов. В излучательных свойствах объектов диагностики могут служить дополнительными признаками их идентификации на термограмме.
При определении теплопотерь и сопротивления теплопередаче следует вводить поправку на коэффициент излучения объекта.
© Михайлова Н.Л., Черницов Н.С., Логваль Д.А., Трофимова А.А., Шестаков А.А., 2016 г.
Тепловизионные измерения не следует производить, если значение интегрального коэффициента излучения поверхности объекта менее 0,7.
Простым способом оценки коэффициента излучения является размещение на исследуемой поверхности пленки из материала с высоким коэффициентом излучения. Если значение коэффициента излучения неизвестно с требуемой точностью, то его влияние на измерение значения температуры можно оценить путем изменения значения коэффициента излучения, вводимого с пульта управления тепловизором, при одновременном визировании одного и того же участка объекта контроля. Диапазон отсчетов температуры, полученной с помощью тепловизора, будет соответствовать диапазону изменения коэффициента излучения. Истинное значение коэффициента излучения объекта контроля можно определить, измеряя истинную температуру поверхности объекта с помощью контактного термометра; при этом вводимую в тепловизор поправку е следует изменять до тех пор, пока показания тепловизора не будут совпадать с показаниями контактного термометра.
Классификацию обнаруженных тепловых аномалий должен производить обученный оператор-термографист. Наилучшие результаты достигают при использовании цветных и черно-белых термограмм, которые оператор анализирует. Предпочтительность использования цветного изображения перед черно-белым зависит от объекта контроля, примененной палитры и опыта оператора. Черно-белые изображения имеют более естественный вид и наиболее пригодны, когда тепловую аномалию обнаруживают на фоне множества «тепловых отпечатков», носящих шумовой характер. Черно-белые изображения легче интерпретировать, чем цветные, при наличии отраженной солнечной засветки. Цветное представление термограмм эффективно, если анализируемая тепловая аномалия по температуре отличается от окружающего температурного фона незначительно. При
качественной оценке тепловых аномалий (анализе термограмм дефектов) решающими факторами являются сведения о тепловом режиме объекта, опыт оператора и вид изображения соседних зон, на фоне которых обнаруживается данная аномалия.
Применяют следующие правила качественного анализа термограмм:
- инфракрасную съемку следует дополнять визуальным осмотром или фотографированием. Видимое и инфракрасное изображения, как правило, не совпадают по текстуре. Эффективным результатом диагностики является компьютерное совмещение видимого и теплового изображения одного и того же участка конструкции, или оконтуривание дефектных зон на видимом изображении после их обнаружения на термограммах;
- оценку тепловых аномалий следует производить как по температурному перепаду в зоне аномалии, так и путем сравнения с эталонной зоной.
Эталонная зона должна выбираться аналогично контролируемой и находится в тех же условиях теплообмена;
- поверхности, визируемые под большим углом, кажутся холоднее. При съемке под большим углом удаленные зоны кажутся холоднее ближних. На больших расстояниях объекты контроля кажутся более холодными за счет поглощения в атмосфере;
- неокрашенные металлические элементы сооружений выглядят, как правило, более холодными, чем они есть на самом деле, за исключением, когда есть интенсивная внешняя подсветка;
- изображение тепловых аномалий с резкими границами часто соответствуют поверхностным эффектам или неравномерному солнечному нагреву, что легко идентифицируются при визуальном осмотре;
- изображения солнечных бликов перемещаются при перемещении оператора относительно объекта контроля, тогда как температурные эффекты не изменяют существенного вида теплового поля при изменении ракурса съемки;
- тепловые аномалии отображаются на термограммах в виде областей повышенной или пониженной температуры.
Количественную оценку тепловых аномалий производят с целью оценить степень их опасности для нормального функционирования объекта.
При проведении измерений, тепловизор устанавливают на выбранном месте, включают, настраивают и проводят съемку в соответствии с настоящей методикой и инструкцией по его эксплуатации.
Тепловое изображение поверхности объекта просматривают, снимают обзорные термограммы и выбирают базовый участок. Участки с нарушенными теплозащитными свойствами подвергают детальному термографированию.
Сведения, необходимые для дальнейшей обработки результатов съемки, оператор-термографист записывает и в последующем передает необходимую информацию в банк данных компьютера.
Литература
1. ГОСТ 26629-85. Метод тепловизионного контроля качества. Теплоизоляция ограждающих конструкций.
2. ГОСТ 26254-84. Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.
3. СНиП П-3-79*. Строительная теплотехника.
4. ГОСТ 25380-82. Здания и сооружения. Метод измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающую конструкцию.
5. Международный стандарт ISO 6781-83. Теплоизоляция. Качественное выявление теплотехнических нарушений в ограждающих конструкциях. Инфракрасный метод.
