Научная статья на тему 'ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ТЕПЛОВИЗИОННОГО АНАЛИЗА И КОНТРОЛЯ'

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ТЕПЛОВИЗИОННОГО АНАЛИЗА И КОНТРОЛЯ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
394
82
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
тепловизионный контроль / тепловизионное оборудование / техническая диагностика / thermal-imaging control / thermal imaging equipment / technical diagnostics

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Ещенко Д.В., Никитин А.Т., Белов О.А.

Процесс эксплуатации любых технических объектов неизбежно связан с изменением их технического состояния и снижением эксплуатационных характеристик. Вместе с тем постоянно возрастают требования качественного обеспечения заданных параметров надежности и безопасности различных технических систем на протяжении всего периода эксплуатации. Одним из направлений решения данной проблемы является внедрение в технологический процесс эксплуатации различных видов оборудования новых средств и методов технической диагностики [ГОСТ 20911-89; ГОСТ 13372-2013]. Одним из таких перспективных методов является термографическое исследование объектов. В статье рассматриваются основные средства тепловизионного контроля и экспериментально оцениваются методы их применения на отдельных видах оборудования

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Ещенко Д.В., Никитин А.Т., Белов О.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PRACTICAL APPLICATION OF THERMAL-IMAGING ANALYSIS AND CONTROL METHODS

The process of operation of any technical objects is inevitably associated with a change in their technical condition and a decrease in operational characteristics. At the same time, the requirements for quality assur-ance of the specified reliability parameters and safety of various technical systems throughout the entire pe-riod of operation are constantly increasing. One of the ways to solve the given problem is integration to the technological process of various types of equipment of new means and methods of technical diagnostics [GOST (State standard) 20911-89, GOST (State standard) 13372-2013]. One of such perspective methods is the thermographic study of objects. In this paper, we experimentally evaluated the main means of thermal imaging control and methods of their application on certain types of equipment

Текст научной работы на тему «ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ТЕПЛОВИЗИОННОГО АНАЛИЗА И КОНТРОЛЯ»

УДК 681.518.5 DOI: 10.17217/2079-0333-2020-54-6-19

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ТЕПЛОВИЗИОННОГО АНАЛИЗА И КОНТРОЛЯ

Ещенко Д.В., Никитин А.Т., Белов О.А.

Камчатский государственный технический университет, г. Петропавловск-Камчатский, ул. Ключевская, 35.

Процесс эксплуатации любых технических объектов неизбежно связан с изменением их технического состояния и снижением эксплуатационных характеристик. Вместе с тем постоянно возрастают требования качественного обеспечения заданных параметров надежности и безопасности различных технических систем на протяжении всего периода эксплуатации. Одним из направлений решения данной проблемы является внедрение в технологический процесс эксплуатации различных видов оборудования новых средств и методов технической диагностики [ГОСТ 20911-89; ГОСТ 13372-2013]. Одним из таких перспективных методов является термографическое исследование объектов. В статье рассматриваются основные средства тепловизионного контроля и экспериментально оцениваются методы их применения на отдельных видах оборудования*.

Ключевые слова: тепловизионный контроль, тепловизионное оборудование, техническая диагностика.

PRACTICAL APPLICATION OF THERMAL-IMAGING ANALYSIS AND CONTROL METHODS

Eshchenko D.V., Nikitin A.T., Belov OA.

Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatskу, Klyuchevskaya Str. 35.

The process of operation of any technical objects is inevitably associated with a change in their technical condition and a decrease in operational characteristics. At the same time, the requirements for quality assurance of the specified reliability parameters and safety of various technical systems throughout the entire period of operation are constantly increasing. One of the ways to solve the given problem is integration to the technological process of various types of equipment of new means and methods of technical diagnostics [GOST (State standard) 20911-89, GOST (State standard) 13372-2013]. One of such perspective methods is the thermographic study of objects. In this paper, we experimentally evaluated the main means of thermal imaging control and methods of their application on certain types of equipment.

Key words: thermal-imaging control, thermal imaging equipment, technical diagnostics.

В работе использованы приборы Центра коллективного использования научного оборудования КамчатГТУ, приобретенные по межправительственному российско-японскому соглашению (In this paper, we used the equipment obtained due to Russian-Japanese intergovernmental agreement and maintained in the Center for Collective Use of Scientific Equipment of Kamchatka State Technical University).

ВВЕДЕНИЕ

Рабочий процесс большинства механизмов, систем и устройств характеризуется выделением тепла. В нормальных режимах работы температура рабочих поверхностей не превышает установленных инструкцией по эксплуатации пределов. Однако при возникновении внутренних дефектов или превышении допустимых эксплуатационных параметров температура может существенно возрастать, что приводит к перегреву и нарушению работоспособности объекта [Белов 2015а, б]. Таким образом, значение температуры является важным диагностическим параметром, по величине которого можно оценить техническое состояние контролируемого объекта. С этой целью применяются специальные средства контроля температуры, наиболее функциональным из которых является термографический контроль. Последний используется во многих сферах промышленности, в том числе в системе диагностики судового оборудования [Ря-бинин, 1997].

Существует большое разнообразие приборов для термографической съемки. Наиболее распространенными и доступными на территории России являются средства тепловизионного контроля BALTECH и TESTO. Технические характеристики этих приборов позволяют выполнять большой объем тепловизионных измерений. Тепловизоры серии BALTECH TR-0170 являются новым уникальным решением для проведения теплового неразрушающего контроля на любом расстоянии до объекта с большой точностью. Широкий диапазон измерения и комплект сменных объективов позволяют выполнить с их помощью диагностику оборудования или энергоаудит любых объектов. Тепловизор TESTO 875 идеально подходит для профессиональной

промышленной и строительной термографии, в то же время позволяет работать легко и быстро. Он отличается легкостью и универсальностью в эксплуатации и может использоваться, например, при техническом обслуживании промышленного и механического оборудования, для выявления дефектов ограждающих конструкций зданий, а также для контроля технического состояния различного работающего электрооборудования.

Оба указанных тепловизора могут быть применены для реализации как активных методов контроля, так и для пассивных методов термографии. Первые основаны на предварительном нагреве и последующем измерении температурного поля поверхности объекта и используются для обнаружения дефектов, изменений в структуре и физико-химических свойствах объектов, связанных с анизотропией теплопроводности, теплоемкостью и величиной коэффициента поглощения. Также широко применяются в строительстве и ремонте зданий, когда с помощью тепловизоров проводится обследование стен, кровли, перекрытий на предмет выявления мест утечки тепла, накопления влаги, оценивается состояние скрытых коммуникаций.

Пассивные методы предполагают использование собственного излучения контролируемого объекта и применяются в целях обнаружения отклонений от заданных форм, геометрических размеров и теплового режима работы объектов. С их помощью проводится обследование энергосистем и инженерных сетей, оценивается состояние дымоходов, котельного оборудования, выявляется утечка хладагента, а также проводится контроль промышленных линий и оборудования. С помощью тепловизора можно точно определить уровень наполненности резервуара, установить утечку газа из трубопровода, прове-

рить герметичность различных емкостей и цистерн [Северцев, 1989]. Проведенные контрольные замеры показали эффективность данного метода при проверке работающего электрооборудования. Путем диагностики выявляется утечка электротока, обрыв проводов, повреждение изоляционной оболочки, места сильного нагрева, ошибки монтажа. Это подтверждается результатами термографического анализа некоторых видов электрооборудования.

Цель настоящей работы - рассмотреть основные средства тепловизионного контроля и экспериментально оценить методы их применения на отдельных видах оборудования, в том числе используемом на рыбопромысловом флоте. Полученные авторами результаты приведены ниже.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Сравнительный анализ основных рабочих характеристик тепловизоров серии BALTECH TR-0170 и TESTO 875 приведен в таблице 1. Рассматриваемые приборы обладают широким набором функций, позволяющих качественно и безопасно осу-

ществлять тепловизионный контроль различных технических объектов, зданий, сооружений и работающего электрооборудования. Несколько большими возможностями обладает тепловизор серии BALTECH TR-0170, но для контроля локальных объектов, особенно в условиях ограниченного доступа, более функциональным является тепловизор TESTO 875.

Исследования проводили на СРТМ «Ленинец» ОАО «Колхоз имени Ленина» в октябре 2020 г. с использованием тепловизора TESTO 875. В качестве программного комплекса для автоматизированной обработки данных и построения тепло-грамм применяли штатную программу TESTO. В качестве объектов тепловизион-ной диагностики на СРТМ «Ленинец» использовали электроприводы судового пожарного насоса и холодильного агрегата.

Методика тепловизионного контроля с использованием тепловизора BALTECH TR-0170 отрабатывалась на термографии 12-секционного бытового радиатора отопления. Условия проведения термографического исследования представлены в таблице 2.

Параметр Функция БЛЬТБСИ ТЯ-0170 TESTO 875

Формирование изображений Поле зрения/ мин дистанция фокуса 24°х18°/ 0,4т (стандартно), 45°х33°/ 0,2т (опционально), 6°х4,5°/ 1т (опционально) < 0,5 м

Мгновенное поле зрения 1,3мрад (24°х18°) 42°х30°

Чувствительность < 65мк@30°С 60 мк

Частота 50 Гц/60 Гц 9 Гц

Фокусировка Авто/Механизированная/Ручная Ручная

Цифровое масштабирование 1~8х продолжительное 2х; 4х

Цифровая камера 5,0 мегапикселей 5,0 мегапикселей

Режим изображения Термальное, цифровое, термальное наложение, картинка в картинке, функция W-I-W Термальное, цифровое, термальное наложение, картинка в картинке

Детектор ИК-разрешение 388x284 320x240

Спектральный диапазон 8-14 мкм 7,5-14 мкм

s

Таблица 1. Основные технические характеристики тепловизоров Table 1. Technical parameters of thermal imagers

Окончание табл. 1

Параметр Функция BALTECH TR-0170 TESTO 875

Изображение дисплея Дисплей 5" цветной ЖК, вращающийся на 270 градусов, 800x480 пикселей 8,9 см (3,5") TFT, QVGA 320x240 пикселей

Измерение Диапазон температуры ^"с^+то^ -30°C ...+650°C

Точность измерения температуры ±2°С или ±2% от показаний ±2°С или ±2% от показаний

Коррекция измерения Автоматическая/ручная Ручная

Изотермический анализ Определение высокой/низкой температуры, интервала Определение высокой/ низкой температуры, интервала

Разность температур Есть Есть

Цветовая палитра 12 цветов 10 цветов

Система питания Продолжительность работы аккумулятора 3 часа 4 часа

Рабочие условия Диапазон рабочей температуры -20°С ... +50°С -15°C ... +50°C

Диапазон температуры хранения -20°С ... +70°С -30°C ... +60°C

Влажность (эксплуатация и хранение) < 95% без конденсации +20 ... +80% без конденсации

Класс защиты №54 (^£60529) IP54

Таблица 2. Условия проведения термографии радиатора отопления

Table 2. Conditions for thermography of the heating radiator

Параметр Значение

Модель тепловизора BALTECHTR-0170

Серийный номер 900039012162

Коэффициент излучения 96%

Дистанция 2,00 m

Влажность 70%

Температура 20,0°C

Точка росы 14,4°C

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Первыми в нашей работе рассматриваются исследования, проведенные с использованием тепловизора TESTO 875 на СРТМ «Ленинец». На рисунке 1, а показан общий вид электропривода судового пожарного насоса и его тепловизионное изображение (рис. 1, б), полученное с помощью тепловизора TESTO 875. На теплови-зионном снимке выделена исследуемая область, охватывающая нижний подшипниковый узел и статор электродвигателя. С помощью программы TESTO исследуемая поверхность преобразована в термо-

граммы (рис. 1, в, г), наглядно отражающие распределение температурных ингредиентов в исследуемой области. Термограммы отражают количество (далее: п) точек на поверхности объекта с данной температурой и числовые значения температуры некоторой совокупности этих точек. Для анализа элементов электронасоса с более высокой температурой необходимо выделить область в районе подшипникового узла (рис. 1, б) и также построить термограмму данной области (рис. 1, в). Исследуемая область может характеризоваться не только площадью, но и набором точек, расположенных на прямой, или отдельными,

произвольно выбранными точками. На рис. 1, б обозначена прямая Р, пересекающая исследуемую область. Программа TESTO позволяет построить отдельную линейную термограмму для обозначенной прямой Р, отражающей распределение температур вдоль длины n этой прямой (рис. 1, г). На данной термограмме четко отображается пиковое значение температуры в области трения подшипника и распределение значений температуры вдоль прямой Р. В целом анализ всех рассмотренных термограмм позволяет сделать вывод, что температура подшипника в норме, оборудование работает в штатном режиме.

Для анализа технического состояния более крупных объектов, например электроприводов холодильных агрегатов (рис. 2, а), целесообразно использовать различные виды термограмм. В этом случае обеспечивается возможность контроля температурных аномалий как на заданной области, так и по отдельным осям. Например, на рисунке 2, б оси Р1 и Р2 расположены в продольном направлении в верхней и нижней части статора, ось Р3 расположена в поперечном направлении в средней части статора асинхронного двигателя. Оси Р4 и Р5 расположены в верхней и нижней части подшипникового щита. Отдельно на подшипниковом щите выделена область с более высокой температурной аномалией. Построенные программой по выбранным осям и в заданной области термограммы позволяют оценить температурный режим работы данного электропривода. Продольные линейные термограммы по осям Р1 и Р2 представлены на рисунке 2, в, г. Несмотря на их внешнее различие, температурные значения практически совпадают и имеют максимальное значение в средней части статора, в районе расположения рабочей части трехфазной обмотки. Большее среднее значение тем-

пературы по оси Р2 можно объяснить неравномерностью охлаждения статора в верхней и нижней части. Линейная термограмма по поперечной оси Р3 (рис. 2, д) позволяет оценить температурный режим в зоне максимальной температуры поверхности статора. Пиковая структура термограммы отражает конструкцию внешней поверхности статора электродвигателя и характеризует его теплоотдачу. При этом пиковые значения соответствуют внутренней части вентиляционных каналов, а минимальные значения - внешней грани ребер поверхности. Температурные аномалии в отдельных каналах могут свидетельствовать о неравномерной загрузке фазных обмоток, неравномерном охлаждении поверхности статора или нарушении свойств изоляции в одной из секций трехфазной обмотки. В целом нагрев статора работающего электродвигателя проходит равномерно и среднее значение температуры находится в пределах нормы.

Из тепловизионного изображения (рис. 2, б) следует, что в рабочем режиме электродвигателя более интенсивному нагреву подвергается крышка переднего подшипникового щита. На изображении выделена эллипсоидная область контроля и две оси, Р4 и Р5, в верхней и нижней части. Термограмма эллипсоидной области представлена на рисунке 3, а. Учитывая, что для подшипников качения большинства асинхронных двигателей критической является температура 100°С, из данной термограммы видно, что рабочая температура не превышает предельных значений и поверхность подшипникового щита имеет равномерный нагрев. Отсутствие в исследуемой области температурных аномалий свидетельствует о нормальной работе подшипникового узла и достаточном охлаждении поверхности электродвигателя.

Линейные термограммы по осям Р4 и Р5 (рис. 3, б, в) подтверждают сделанные выше выводы, показывая равномерность нагрева поверхности и практически одинаковые температурные максимумы и средние значения по верхней и нижней оси. Линейными термограммами также удобно пользоваться при тепловом анализе линейных объектов, например контактных групп распределительных устройств. Пример их построения представлен на рисунке 4. В этом случае оси Р1 и Р2 пересекают соответственно вводную и выводную контактные группы. Линейная термограмма по оси Р1, характеризующая вводную контактную группу, представлена на рисунке 4, в. Пики термограммы показывают темпе-

ратуру в местах входных контактных соединений и характеризуют как состояние конкретных контактов, так и режим работы данной линии. Минимумы на данном графике соответствуют значениям температуры в межконтактном пространстве и характеризуют режим охлаждения автоматического выключателя. На вводной контактной группе в правой части графика пиковые значения температуры выше, чем на контактных соединениях слева. Это может быть связано с большей нагрузкой на данной группе контактов или с ослаблением и, соответственно, перегревом этих контактных соединений. В этом случае требуются дополнительные данные по режиму работы и по величине тока нагрузки в линиях.

Минимум 35,3°С. Максимум 53,5°С. Среднее значение 40,0°С

Минимум 35,7°С. Максимум 52,8°С. Среднее значение 40,0°С

51.6

Г* и

47.6

03

Б 4"

н

Л «.в

Си 1>

с 4,5 S

(U 39.6

н

37.6

38.9 40.8 42.6 . 44,4 46.? 48.0 49.9 51,7

в

Температура (С°)

Показания точек прямой

Рис. 1. Судовой электропожарный насос (а), его тепловизионное изображение (б) и термограммы, снятые при помощи тепловизора TESTO 875 (в, г): в - общая термограмма исследуемой области (эллипса); г - линейная термограмма прямой P. Шкалой на рисунке б показан градиент температуры

Fig. 1. Marine electric fire pump (а), its thermal-imaging picture (б) and thermograms taken with TESTO 875 thermal imager (в, г): в - general thermogram of the investigated area (ellipse); г - linear thermogram of line P. Scale in figure б shows the temperature gradient

Минимум 29,6°С. Максимум 32,9°С. Среднее значение 31,7°С

и

н

U i"

н

Показания точек прямой

Минимум 31,0°С. Максимум 33,9°С. Среднее значение 32,7°С

Показания точек прямой

Минимум 31,8°С. Максимум 35,8°С. Среднее значение 34,1°С

Показания точек прямой

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рис. 2. Электропривод судового холодильного агрегата (а), его тепловизионное изображение (б) и термограммы, снятые при помощи тепловизора TESTO 875 (в - д); в, г - продольные линейные термограммы по осям Р1 (в) и Р2 (г); д - поперечная линейная термограмма по оси P3. Указанные оси P1, P2, P3 показаны на тепловизионном изображении (б). Шкалой на рисунке б показан градиент температуры

Fig. 2. Marine electric drive (a), its thermal-imaging picture (6) and thermograms taken with TESTO 875 thermal imager (e - d); e, s - longitudinal linear thermograms along P1 (e) and P2 axes ^); d - transverse linear thermogram along P3 axis. The indicated axes P1, P2, P3 are shown in the thermal image (6). Scale in figure 6 shows the temperature gradient

Минимум 35,2°С. Максимум 40,3°С. Среднее значение 38,2°С

ш и:

Ч)

т о

§

35,2 35.7

а

36,7 37.2 37.7 38,2

Температура (С°)

Минимум 36,3°С. Максимум 38,2°С. Среднее значение 37,4°С

Минимум 36,4°С. Максимум 38,4°С. Среднее значение 37,1°С

U 37,9

ГЗ

О.

С 5 и Н

О

Показания точек прямой

Показания точек прямой

Рис. 3. Термограммы, снятые при помощи тепловизора TESTO 875 на судовом электроприводе: а - термограмма температурных показаний эллипса; б, в - линейные термограммы по осям Р4 (б) и Р5 (в). Указанные оси Р4 и Р5 показаны на тепловизионном изображении (рис. 2, б)

Fig. 3. Thermograms taken with TESTO 875 thermal imager on a marine electric drive: а - thermogram of temperature readings of an ellipse; б, в - linear thermograms along P4 (б) and P5 axes (в). The indicated axes Р4 and Р5 are shown in the thermal imaging image (Fig. 2, б)

Косвенно о техническом состоянии контактной группы может свидетельствовать линейная термограмма по оси Р2, характеризующая температурный режим выводных контактов (рис. 4, г). Пики термограммы показывают температуру на выходе, при этом ориентируясь на предельную температуру в 100°С, среднее значение температуры находится в пределах нормы. Максимальная температура фиксируется на контактах и межконтактных соединениях в левой части термограммы. Учитывая разнонаправленность термограмм вводной контактной группы (рис. 4, в) и выводной контактной группы

(рис. 4, г) следует обратить внимание на надежность фиксации контактных соединений в этих точках, а также на состояние автоматических выключателей.

Далее рассмотрим методику теплови-зионного контроля с использованием тепловизора BALTECH ТК-0170, отработанную на термографии 12-секционного радиатора отопления. На рисунке 5, а, б представлен общий вид объекта исследования и его тепловизионное изображение. В программном комплексе ВАЦГЕСН на тепловизионном изображении (рис. 6) построены контрольные линии L1, L2 и L3.

lil М Ш<)1 «ItMP^ctteiei

а

56.7

54,7

52.7

__s

о и 50.7

CO

c^ 48.7

Я

H

46.7

D,

<u

С

s 44.7

H

42.7

40.7

38.7

Минимум 38,8°С. Максимум 56,7°С. Среднее значение 45,4°С

и

« 59,6

О.

ES

О. 54 6

0J

с

S 49.6

Н

Показания точек прямой

Минимум 34,7°С. Максимум 72,3°С. Среднее значение 46,1°С

Показания точек прямой

Рис. 4. Контактная группа распределительного щита (а), его тепловизионное изображение (б) и термограммы, снятые при помощи тепловизора TESTO 875 (в, г); в, г - линейная термограмма по осям P1 (в) и P2 (г). Указанные оси показаны на тепловизионном изображении (б). Шкалой на рисунке б показан градиент температуры

Fig. 4. Contact group of the switchboard (a), its thermal-imaging picture (б) and thermograms taken with TESTO 875 thermal imager (в, г); в, г - linear thermogram along the axes P1 (в) and P2 (г). These axes are shown in the thermal imaging image (б). Scale in figure б shows the temperature gradient

Рис. 5. Бытовой радиатор отопления (а), его тепловизионное изображение (б) и термограммы, снятые при помощи тепловизора BALTECH TR-0170 (в - е): в - е - термограммы радиатора отопления: в - общая термограмма; г - термограмма секции R1; д - термограмма секции R2; е - термограмма секции R12. Указанные секции показаны на тепловизионном изображении (рис. б)

Fig. 5. Household heating radiator (a), its thermal-imaging picture (б) and thermograms taken with BALTECH TR-0170 thermal imager (в - е): в - е - heating radiator thermograms: в - general thermogram; г - thermogram of section R1; д - thermogram of section R2; е - thermogram of section R12. These sections are shown in the thermal image (Fig. б)

Программа позволяет сразу определить среднее значение температуры по каждой из этих линий. Кроме того, она позволяет произвольно выбирать контрольные точки на усмотрение оператора, и вместе с параметрами других исследуемых элементов данные автоматически вносятся в таблицу. Имеется возможность одновременного ис-

пользования нескольких контрольных зон, что позволяет оценить работу каждой секции R1 - R12 с табличным отражением результатов измерений (табл. 3), с построением общей термограммы радиатора отопления (рис. 5, в), а также с построением термограммы для каждой отдельной секции (рис. 6).

Рис. 6. Линейные термограммы радиатора отопления, снятые при помощи тепловизора ВАЬТЕСН TR-0170: а - по оси Ь1; б - по оси Ь2; в - по оси Ь3

Fig. 6. Linear thermograms of the heating radiator taken with BALTECH TR-0170 thermal imager: a - on axis L1; 6 - on axis L2; e - on axis L3

Таблица 3. Числовые значения температуры по контрольным элементам термограммы Table 3. Numerical values of temperature by control elements of the thermogram

№ Температура (°C) min Температура (°C) max Температура (°C) средняя

L1 24,6 30,5 27,1

L2 25,1 31,9 28,6

L3 26,0 31,9 30,2

R1 24,9 32,0 28,4

R2 25,1 32,3 28,6

Окончание табл. 3

№ Температура (°С) шш Температура (°С) шах Температура (°С) средняя

R3 24,8 32,6 28,5

R4 25,3 32,5 28,6

R5 25,3 32,5 28,4

R6 24,9 32,7 28,6

R7 25,3 32,9 28,6

R8 25,0 32,7 28,5

R9 25,2 32,8 28,4

R10 24,2 32,5 28,0

R11 24,2 32,2 27,9

R12 24,2 32,9 28,1

На термограмме кроме реквизитов съемки дублируются базовые значения температур, что облегчает проведение анализа и позволяет более точно сравнивать однотипные термограммы большого количества исследуемых объектов.

На рисунке 5, г - е приведены выборочно термограммы трех из двенадцати секций радиатора. Идентичность термограмм и близкое значение температур говорят о работоспособности их всех и равномерном нагреве радиатора. На термограммах также виден небольшой ингредиент температур в нижней и верхней части секций. Это явление более наглядно отражено на линейных термограммах (рис. 6). На представленных термограммах визуально просматривается не только равномерная работа отдельных секций радиатора, но и общее накопление тепла в межсекционном пространстве в его верхней части. При практически одинаковой температуре самих секций, изменение значения температуры в межсекционном пространстве происходит скачкообразно. С одной стороны, это подтверждает нормальное функционирование объекта и объясняет более высокую среднюю температуру по верхней линии Ь3 (рис. 6, в), а с другой стороны - демонстрирует высокую чувствительность и точность прибора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, проведенный анализ показывает высокую эффективность методов тепловизионного контроля для диагностики различных видов электрического оборудования и энергетических объектов. Особенно важным преимуществом такого контроля является то, что на период диагностирования оборудование остается в действии и полностью используется по назначению. Соответственно, можно диагностировать не только техническое состояние объекта, но и режимы его работы.

Компактность тепловизоров и их высокая функциональность позволяет проводить термографические исследования в условиях ограниченного пространства, что является важным фактором при диагностике судового оборудования. Выбор типа тепловизора при этом не имеет решающего значения, поскольку все модификации обладают высокой функциональностью и требуемой чувствительностью.

Качественное построение термограмм исследуемых объектов и их первичный анализ обеспечивается автоматизированным программным комплексом, который входит в комплектацию каждого тепловизора. Кроме того, программы являются универсальными и позволяют обрабатывать термограммы, полученные с тепловизоров других производителей. С точки

зрения функциональности и удобства пользования программа BALTECH является более предпочтительной.

Эффективная диагностика судового электрооборудования, систем и устройств требует построения и анализа большого количества термограмм различных видов, которые должны охватывать все элементы поверхности объекта как на заданной площади, так и по отдельным температурным осям. При этом дополнительно необходимо производить точечные измерения. Термограммы должны пересекаться и накладываться друг на друга, что позволит частично исключить влияние внешних факторов и повысить точность тепловизи-онного контроля объекта. Для повышения точности диагностических выводов целесообразно дополнять материалы теплови-зионного исследования другими контрольными параметрами. Например, замерять значение силы тока в отдельных линиях или на автоматических выключателях. Это дает возможность согласовать рабочий режим диагностируемого объекта или его элементов с температурным полем, фиксируемым тепловизором.

Также для повышения качества диагностики необходима разработка специальных методик тепловизионной съемки объектов в судовых условиях. Это вызвано компактным расположением оборудования, высокой теплопроводностью материалов судовых конструкций и взаимным влиянием температурных полей смежных объектов. Кроме того, широкий диапазон рабочих режимов судового оборудования также существенно влияет на параметры термографии. Данные методики должны включать четкий алгоритм анализа термограмм, определять совокупности параметров, на основании которых возможно делать выводы о техническом состоянии объектов контроля.

Тепловизор является самым универсальным и практичным прибором для оценки технического состояния судового электрооборудования и других энергетических объектов. Широкое применение методов тепловизионного контроля позволяет качественно решить вопрос диагностики и оценки технического состояния различных промышленных объектов. Особенно важно развитие и внедрение данных методов в систему диагностики судового электрооборудования, судовых систем и устройств. Это позволит не только оптимизировать затраты на эксплуатацию судов, но и существенно повысит надежность работы оборудования и безопасность эксплуатации судна в целом.

ЛИТЕРАТУРА

Белов О.А. 2015 а. Методология оценки технического состояния электрооборудования при развитии параметрических отказов. Вестник Астраханского государственного университета. Серия: Морская техника и технология. № 3. С. 96-102. Белов О.А. 2015б. Методология анализа и контроля безопасности судна как сложной организационно-технической системы. Вестник Камчатского государственного технического университета. № 34. С. 12-18. ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика и контроль технического состояния изделия. Основные термины и определения. Москва: Стандартинформ. 2009. 11 с.

ГОСТ 13372-2013. Контроль состояния и диагностика машин. Термины и определения. Москва: Стандартинформ. 2014. 20 с.

Рябинин И.А. 1997. Надежность, живучесть и безопасность корабельных электро-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

энергетических систем. Санкт-Петербург: ВМА. 430 с.

Северцев П.А. 1989. Надежность сложных систем в эксплуатации при наработке. Москва: Высшая школа. 428 с.

REFERENCES

Belov O.A. 2015a. Methodology for evaluation the technical condition of electrical equipment in the development of parametric failures. Vestnik Astrahanskogo gosudarstvennogo universiteta. Serija: Morskaja tehnika i tehnologija (Bulletin of Astrakhan State University. Series: Marine Engineering and Technology). № 3. p. 96-102.

Belov O.A. 2015b. Methodology for analysis and control of ship safety as a complex organizational and technical system.

Vestnik Kamchatskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta (Bulletin of Kamchatka State Technical University). № 34. p. 12-18.

GOST (State standard) 20911-89. Technical diagnostics and control of the technical condition of the product. General Terms and Definitions. Moscow: Standard-inform. 2009. 11 p.

GOST (State standard) 13372-2013. Monitoring of state and diagnostics of machines. Terms and Definitions. Moscow: Stan-dardinform. 2014. 20 p.

Ryabinin I. A. 1997. Reliability, survivability and safety of shipboard electric power systems. Saint-Petersburg: BMA. 430 p.

Severtsev P.A. 1989. Reliability of complex systems in operation during operating time. Moscow: Vysshaya Schola. 428 p.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ INFORMATION ABOUT AUTHORS

Ещенко Дмитрий Владимирович - Камчатский государственный технический университет; 683003, Россия, Петропавловск-Камчатский, курсант; dimitriy_10@mail.ru. SPIN-код: 3189-3914; Author ID: 1094645.

Etschenko Dmitriy Vladimirovich - Kamchatka State Technical University; 683003, Russia, Petropav-lovsk-Kamchatskу; Cadet; dimitriy_10@mail.ru. SPIN-code: 3189-3914; Author ID: 1094645.

Никитин Александр Тимофеевич - Камчатский государственный технический университет; 683003, Россия, Петропавловск-Камчатский, курсант; Sashanikitin2018@mail.ru.

Nikitin Alexandr Timofeevich - Kamchatka State Technical University; 683003, Russia, Petropavlovsk-Kamchatskу; Cadet; Sashanikitin2018@mail.ru.

Белов Олег Александрович - Камчатский государственный технический университет; 683003, Россия, Петропавловск-Камчатский; кандидат технических наук, доцент; заведующий кафедрой «Энергетические установки и электрооборудования судов»; boa-1@mail.ru. SPIN-код: 2734-0085; Author ID: 841844.

Belov Oleg Alexandrovich - Kamchatka State Technical University; 683003, Russia, Petropavlovsk-Kamchatskу; Candidate of Technical Sciences, Associate professor; Head of сhair Power plants and electrical equipments of vessels; boa-1@mail.ru. SPIN-code: 2734-0085; Author ID: 841844.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.