Click here to load reader

3. SUBJEKTIVNI POSTUPCI TEHNIČKE DIJAGNOSTIKErgf.bg.ac.rs/predmet/RO/VI semestar/Tehnicka dijagnostika... · 21 3. SUBJEKTIVNI POSTUPCI TEHNIČKE DIJAGNOSTIKE SUBJEKTIVNI POSTUPCI

  • View
    238

  • Download
    7

Embed Size (px)

Text of 3. SUBJEKTIVNI POSTUPCI TEHNIČKE DIJAGNOSTIKErgf.bg.ac.rs/predmet/RO/VI semestar/Tehnicka...

  • 21

    3. SUBJEKTIVNI POSTUPCI TEHNIKE DIJAGNOSTIKE

    SUBJEKTIVNI POSTUPCI TEHNIKE DIJAGNOSTIKE

    1. Ispitivanje (kontrola) uma

    2. Vizuelna ispitivanja (kontrole)

    3. Ispitivanje (kontrola) mirisa

    4. Ostali postupci (opti, lokalni, specijalni, laboratorijski i dr.)

    Slika 3.1. Subjektivni postupci tehnike dijagnostike

    3.1. Ispitivanje (kontrola) uma Subjektivno ispitivanje zvuka je jedno od najstarijih dijagnostikih postupaka. Stvaranje zvuka pri radu jednog tehnikog sistema je neprijatna pojava. Samim tim zvuk predstavlja dobar i kvalitetan pokazatelj stanja jednog tehnikog sistema. esto akustike oscilacije i vibracije nastupaju istovremeno. Kako nastaju? Kao oblik mehanikih pokretnih delova maine (tehnikog sistema). Zvune oscilacije se mogu konstatovati uhom, a vibracije dodirom maine. Ovakvi oblici oscilacija nose veliki sadraj informacija o stanju jednog tehnikog sistema (maine) i mogu posluiti za donoenje subjektivne ocene o stanju. Oscilacije se uzimaju kao ocena stanja kliznih uleitenja, zglobnih osovina, pneumatskih sistema itd. (dolazi se do utvrivanja koaksijalnosti, poveanog zazora, nezaptivenosti i sl. Ureaji: tehniki elektronski stetoskopi (umovi su esto neujni za ljudsko uho). Stetoskop je veoma osetljiv tehniki ureaj za oslukivanje tehnikih sistema i njegovih delova. Neujni i veoma tihi zvuci, koji definiu odreenu anomaliju u sistemu, se stetoskopom pojaavaju tako ih je mogue registrovati ljudskim sluhom. Pomou njega je mogue locirati izvor uma ili buke otkazali leaj ili zupanik, pri isticanju gasa iz suda pod pritiskom.

    Slika 3.2. Stetoskopi

  • 22

    3.2. Vizuelna optika ispitivanja vizuelna kontrola Nezamenljiva i prva dijagnostika metoda. Ljudsko oko osea i razlikuje svetlost po boji, sjaju i intenzitetu to ga ini najpouzdanijim i najvanijim instrumentom tehnike dijagnostike. Za manje dimenzije i ograniene prostore koriste se pomoni ureaji lupe, mikroskopi i dr.

    Postupci vizuelne kontrole

    Endoskopija

    Ogledala

    Ureaji za posmatranje unutranjosti cevi i rezervoara

    Provera nivoa ulja i ostalih tenosti

    Ostale kontrole

    Slika 3.3. Postupci vizuelne kontrole 3.2.1. Endoskopija Posmatranje nepristupanih mesta bez demontae sistema maine (drugi nazivi su boroskop, fibreskop itd.). Tanki cevasti optiki instrumenti vizuelno posmatranje unutranjosti cilindara, cevi i slinih cilindrinih delova, a pogotovo onih delova koji imaju nepovoljan unutranji pritisak (kotlovi, rezervoari). Postoje dve vrste endoskopa:

    1. Kruti endoskop primena u sluajevima kada je olakan pristup mernom mestu, 2. Fleksibilan endoskop primena u sluajevima kada je otean pristup.

    Slika 3.4. Endoskopija Fibreskopi su minijaturni fleksibilni instrumenti za ispitivanje unutranjosti zakrivljenih cevi, oblikovanih upljina i mehanizama. Posmatranje detalja ije su dimenzije 250 m ili manje. Sastoje se od veoma fleksibilne, vinilom prevuene metalne cevi na ijim se krajevima nalazi po jedan okular jedan prenosi sliku do kontrolora, a drugi slui za osvetljavanje. Svetlost iz prilino jake svetlosne kutije sprovedena je do konektora na unutranjem delu prolaza svetlosti kod

  • 23

    okulara. Tako preneta slika sastoji se iz vie hiljada zasebnih komponenti vlaknastog karaktera. Rezultirajua slika se prikazuje kao visoko-kvalitetna odtampana ilustracija u tonovima.

    Slika 3.5. Endoskopi fibreskopi Primena:

    Kruti endoskopi: za preglede kondenzatorskih cevi, za preglede izmenjivaa toplote za parne turbine, kao i skupljae pare i doboe pare (ekonomajzere); otkrivanje taloga, korozije i pukotina na unutranjoj povrini cevi.

    Savitljivi (fleksibilni) endoskopi (sa pokretnim objektivom za vie od 180O, sa izvorom svetlosti i ureajem za fotografisanje): mesta proputanja (pukotine) kod sistema sa poveanim pritiskom turbine, cevi pod pritiskom; generatori pare; pregled svih tipova varova kod istih sistema; pregled kuita i ostalih elemenata od elinog liva (prikljuci za merenje pritiska, naglavci regulacionih ventila i sl.); pregled ventilatora; pregled namotaja rotora i statora motora; pregled gasnih turbina;

    Noviji sistemi (pogotovo turbine) imaju specijalno predviene prikljuke za endoskopiju i to na onim mestima gde su ve bile zapaene anomalije (pukotine) ili na onim mestima gde se mogu oekivati pukotine (na osnovu iskustva).

    Endoskopija omoguava da se vri potpuna kontrola nepristupanih delova golom oku jednog tehnikog sistema (maine) samim tim daje se upozorenje na eventualnu pojavu neeljenih, iznenadnih oteenja i havarija.

    otkrivanje: pukotina, taloga, korozije, erozije, promene boje (temperaturne) itd. 3.2.2. Ogledala za posmatranje Slue za unutranju kontrolu veih predmeta koji poseduju unutranju upljinu ali i za posmatranje nedostupnih delova svih vrsta i tipova tehnikih sistema (maina).

    Slika 3.6. Ogledala

  • 24

    3.2.3. Ureaji za posmatranje unutranjosti cevi i rezervoara Posmatra unutranjosti cevi i rezervoara slui za posmatranje unutranjosti manjih cevi, buotina i rupa prenik cevi od 5 do 32 mm, a duine do 200 m. Alenov posmatra unutranjosti upljine cevi sastoji se od male sonde i uveliavajueg stakla minijaturni optiki instrument se koristi za posmatranje unutranjosti kotla.

    Slika 3.7. Alenov posmatra

    3.2.4. Provera nivoa ulja i ostalih tenosti

    1. Kontrola nivoa ulja u motoru mera nivoa ulja u karteru. 2. Provera nivoa tenosti za hlaenje motora. 3. Kontrola nivoa tenosti za koioni sistem vozila. 4. Kontrola kardanskih i homokinetikih zglobova vozila. 5. Kontrola pogonskih kaieva motora vozila. 6. Kontrola nivoa elektrolita u akumulatoru.

    3.3. Ispitivanje (kontrola) boje i mirisa Boja na osnovu boje delova, usled odreene fizike promene sistema koji se posmatra, moe se dijagnostikovati stanje tehnikog sistema. esto izraena promena boje pri promeni temperature (npr. usijanost, termografija). Miris koristi se za kvalitativne ocene stanja, jer je skoro nemogue vriti kvatitativnu ocenu stanja mirisa. Preteranim poveanjem temperature (pregrevanjem) mainskih i elektro elemenata dolazi do pojave mirisa (varnienje, guma, plastika, itd.). 3.4. Postupak merenja temperature Kada se vri analiza stanja jednog tehnikog sistema, pri emu se sagledavaju svi uticaji na taj sistem, polazi se prevashodno od uzroka nastajanja toplotne energije. Toplotna energija moe nastati zbog prirode samog tehnolokog procesa ili od samog tehnikog sistema (npr. pojava trenja).

  • 25

    Praenjem termikog stanja jednog tehnikog sistema moe se zakljuiti o nivou intenziteta razmene toplote kao i o eventualnim odstupanjima od veliina koja su unapred poznata (definisana su pravilima i uputstvima za rukovanje i odravanje). Prisustvo ili odsustvo temperature, koja je izvan nominalne vrednosti za tehniki sistem (njena visina, raspodela ili odstupanje od normalne vrednosti), daju dosta preciznu (relativno) procenu stanja tehnikog sistema. U industriji, temperatura je jedan od prvih primetnih parametara koji e ukazati na stanje operativnih procesa i opreme, toplote ili toplotne energije, odnosno ona je nusproizvod rada elektrinih, mehanikih ili hemijskih procesa. Praenjem temperature, omogueno je:

    1. Da se manuelno kontrolie temperatura ili da se vri nadzor nad pravilnim kontrolisanjem temperature,

    2. Da se otkrije promena temperature usled neispravnog rada dela sistema, 3. Da se otkrije promena u provoenju toplote kroz ili van sistema, izazvana neispravnim

    radom sistema ili stvaranjem naslaga u sprovodnim delovima. Rezultat ponaanja i stanja tehnikog sistema pri emitovanju toplote (elektrina, mehanika i druga procesna oprema), moe biti snaan trag za dijagnostikovanje problema, sa velikom pouzdanou predvianja. Praenjem temperature jednog tehnikog sistema omoguava se:

    1. Dobijanje termikog stanja tehnikog sistema, 2. Blagovremeno pronalaenje neispravnih delova u tehnikom sistemu, 3. Spreavanje teih otkaza u tehnikom sistemu, 4. Dobijanje niza vanih podataka za statistiku analizu, analizu kvaliteta, trajnost sistema,

    periodinost aktivnosti odravanja jednog tehnikog sistema. Za praenje termikog stanja mogu se primeniti sledee metode:

    1. Kontaktne (termoelementi, termistorski termometri, elektrini otporni termometri i merni elementi na principu termike ekspanzije),

    2. Beskontaktne (optiki pirometar, pirometar za zraenje i termovizijska kamera), 3. Indikatorske (osetljivost pojedinih boja, kreda, papira i kuglica na promenu temperature).

    Kontaktna metoda merni element je u neposrednom kontaktu sa sredinom ija se temperatura meri. Primena: praenje termikog stanja vrstih sistema na osnovu koga se donosi ocena o termonaponskom stanju sistema; merenjem temperature fluida, pored ocene stanja procesa, moe se indirektno sagledati temperatursko stanje sistema. Beskontaktna metoda zasnovana je na principu merenja elektromagnetne energije zraenja. Primena: omoguavaju brzo utvrivanje radne sposobnosti odnosno termikog stanja celog sistema pri periodinim kontrolama; naroito su pogodne termovizijske kamere koje daju sliku temperaturnog polja sistema. Indikatorska metoda zasnovana na osetljivost pojedinog materijala na promenu, odnosno porast temperature. Primena: moe se ustanoviti samo priblino postignuta maksimalna temperatura neke povrine.

  • 26

    Praenje termikog stanja moe se organizovati kao: 1. Kontinualno praenje tehnikog stanja, 2. Periodino praenje tehnikog stanja.

    Termiko stanje jednog tehnikog sistema se manifestuje kao:

    1. Termiko naprezanje, 2. Termike deformacije, 3. Termike dilatacije.

    Pri promeni reima rada, odnosno promeni praenja tehnikog sistema, dolazi do znatnih termikih naprezanja usled promene intenziteta i pravca toplotnog fluksa koji sa radnog medijuma prelazi na vrste delove sistema promene su intenzivne u masivnim delovima (rotori i kuita, itd.). Kriterijumi koji definiu dozvoljeno termiko stanje:

    1. Pogonski propisi za rukovanje sistemom, 2. Praenje stanja kritinih delova, 3. Postavljanje sigurnosnih ureaja.

    U jednom sistemu izvor toplotne energije moe biti od procesa (sagorevanja goriva u kotlu, para u turbini itd.) ili od samog sistema (trenje u leajevima itd.). Praenjem termikog stanja, poznavajui izvore toplote, moe se doneti zakljuak o intenzitetu toplote u pojedinim delovima i na osnovu toga doneti zakljuci o:

    1. Umanjenju mehanikih karaketristika pojednih delova sistema, 2. Oteenju povrina za razmenu toplote, 3. Zaprljanju povrina za razmenu toplote, 4. Oteenju izolacionih materijala, 5. Oteenju leajeva i uleitenja, 6. Oteenju elektrinih komponenata i instalacija itd.

    Za utvrivanje termikog stanja jednog tehnikog sistema, potrebno je poznavati mehanike karakteristike materijala delova sistema, koji se definiu prema:

    1. Granici razvlaenja materijala, 2. Trajnoj vrstoi materijala, 3. Otpornosti na zamaranje pri malom broju ciklusa.

    3.4.1. Metode merenja temperature Odreuju se na osnovu mernog mesta merenja temperature. Mogu se izvoditi:

    Kontaktnim termometrima, Termoparovima, Termistorima, Temperaturnim kredama i bojama, Infracrvenim detektorima.

    Kontaktni senzori (termoelementi) Obezbeuju lokalnu indikaciju (termometri) ili kontroliu odreenu funkciju temperature (termostat). Uslov ostvarivanje dobrog termikog kontakta utisnuem u povrinu ili uranjanjem u fluid.

  • 27

    Termoindikatori Metoda koja je zasnovana na topljenju materijala ili promeni boje pri odreenim temperaturama. Mogu biti reverzibilni i ireverzibilni (oni koji zadravaju prvobitnu boju kada temperatura postane nia od one na kojoj reaguje termoindikator i oni koji trajno gube boju kada se premai temperatura reagovanja. Termometarski pitolji Runi prenosivi instrument, za merenje povrinske temperature predmeta u pokretu ili statikog, bez dodira. Moe se upotrebiti za:

    - Skeniranje povrine za grejne take otkazi provodnika ili spoljno oblaganjem - Kontrolu visokih pei i kotlova, kao i temperature u cevima, - Kontrolu elektrinih instalacija, motora, transformatora, - Odravanje temperature grejnih elemenata, - Oitavanje temperature topljivih metala itd.

    Slika 3.8. Termometarski pitolj

    Optiki pirometar Iskorien fenomen da se nevidljive radijacije na temperaturama iznad 50 OC pretvaraju u vidljive uestalosti. Kontrolisano zagrevanje vlakna odnosno boje vlakna uporeuje se sa bojom zagrejanog tela ili gasa gde se eli merenje temperature i na osnovu istih boja oitavaju se temperature na instrumentu. Funkcija optikih pirometara se zasniva na injenici da svako telo na temperaturi iznad apsolutne nule zrai energiju koja je srazmerna ukupnoj temperaturi tog tela i koja se moe izborom odgovarajueg detektora precizno izmeriti i pretvoriti u informaciju o temperaturi.

    Slika 3.9. Optiki pirometar

  • 28

    Primena: U sluajevima gde je nemogue obezbediti direktan kontakt sa objektom ija se temperatura meri, bilo zbog toga to se on kree ili zato to je pod visokim naponom ili je iz drugih razloga nepristupaan kao i tamo gde je prenos toplote sa kontrolisanog medija na senzor (npr. termoelektrini) lo, pirometri su idealano, a esto i jedino reenje.

    Slika 3.10. Fiksni optiki pirometar Radijacioni pirometar Imaju optiki sistem koji energiju zraenja usmeravaju na senzor, a vidljivo zraenje na okular da bi se time tano lokalizovalo mesto merenja temperature. U zavisnosti od temperature, na senzoru se pojaava izlazna veliina i dovodi na instrument kalibrisan za direktno oitavanje temperature. Opsezi merenja su od oko 50 OC do 4000 OC.

    Slika 3.11. Radijacioni pirometar 3.4.1.1. Infracrvena termografija termovizija Kao bezkontaktna temperaturna merna metoda, infracrvena termografija omoguuje otkrivanje raznolikih potencijalnih greaka i to bez potrebe prekida procesa proizvodnje i trokova koji su povezani tim prekidom. Infracrveno slikanje ili termografija je prvenstveno poznata za nono gledanje. Elektromagnetski spektar podeljen je na vie podruja talasnih duina koji se nazivaju pojasevi. Nema temeljne razlike izmeu radijacije u razliitim pojasevima, budui da su svi upravljani istim zakonitostima. Jedina razlika je talasna duina; infracrveni spektralni pojas deli se na kratke talasne duine i duge talasne duine. Za pojaseve kratkih talasnih duina, granica je na granici ljudske percepcije u podruju crvenog. Na kraju dugih talasnih duina infracrveni pojas spektra se spaja s talasnim duinama radio mikrotalasa u milimetarskom rasponu.

  • 29

    Slika 3.12. Termovizijska kamera Za mnoge kategorije proizvoda infracrveni pojas je podeljen na etiri manja pojasa; gotovo infracrveni (0.75 do 3 mikrona); srednji infracrveni (3 do 6 mikrona); daleki infracrveni (6 do 15 mikrona); i krajnje infracrveni ( 15 do 100 mikrona).

    Slika 3.13. Elektromagnetni spektar

    Infracrveno zraenje je toplota koja se prenosi putem elektro-magnetskih talasa kroz prazan prostor (ili sa manjim uincima putem zraka). U industrijskoj termografiji obino se belom bojom pokazuju vrui objekti (elementi tehnikog sistema), a hladniji delovi sa crnom bojom. Ako je u pitanju spektar boja, crvenom i utom bojom se prikazuju elementi sa povienom temperaturom, a plavom i ljubiastom nijansom hladniji elementi. S ovim novim mogunostima odravanja postrojenja, infracrvena termografija je prepoznata kao jedan od najvanijih, svestranih i uinkovitih alata za prediktivno odnosno proaktivno odravanje. Svi mehaniki sistemi generiraju toplotnu energiju, koja ustvari omoguava normalan rad infracrvenoj termografiji. Na osnovu toga moe se oceniti trenutno operativno stanje tog sistema. Jedan od najveih problema u mehanikim sistemima je preterana, previsoka, neadekvatna temperatura za taj sistem.

  • 30

    Ove preterane vruine mogu biti generirane od strane trenja, rashladne degradacije sistema, materijalnih gubitaka ili blokade rada sistema. Preteranu koliinu trenja moe uzrokovati habanje, nesaosnost, nepodmazivanje ili preterano podmazivanje i funkcionalne zloupotrebe sistema. Veina opreme ili radni procesi su dizajnirani tako da se toplota koja se emituje od strane sistema moe tumaiti kao normalan rad sistema. Jednostavno, termalna identifikacija rada sistema ne znai da je na taj nain lociran problem ili uzrok problema. Zbog toga dijagnostiar (u ovom sluaju termografer) mora biti upoznat sa svim mehanikim komponentama sistema koje se vrednuju sa aspekta emitovanja tolpote. Za jedan tehniki sistem ili njegov deo, postoji takozvani termiki potpis koji na taj nain definie ispravan rad. Odstupanje od ovog normalnog stanja (termikog potpisa), moe pruiti dokaze o anomalijama u radu jednog tehnikog sistema, a koje mora da snimi i kasnije analizira dijagnostiar odnosno termografer. U mehanikim aplikacijama, termografija je vie koristan alat za lociranje problema prostora (povrine) od ukazivanja na uzrok nastanka pregrevanja. arite poveane temperature, koja je proizvedena unutar sistema, ne moe se detektovati termovizijskom kamerom. Termovizijska kamera opaa emitovanje toplote na povrini tela, one toplote koje je prola kroz materijal (kondukcija, konvekcija). Ostale dijagnostike metode kao to su analiza vibracija, analiza ulja ili ultrazvuk moe se dalje iskoristiti za utvrivanje problema gde je zapravo problem odnosno izolovati problem. ta je infracrvena termografija? Infracrvena je nevidljivi deo spektra svetlosti u opsegu od 0,75 do 1000 mikrona. Svi objekti topliji nego apsolutna nula (0 po Kelvinu ili -275,15 C) emituju energiju negde unutar tog raspona. Kao to je ve reeno bela boja je topla, a crna hladna. Primena termografije:

    Elektrina inspekcija zgrada, postrojenja, objekata, rafinerija. Inspekcija gubitaka toplote zgrada, postrojenja, objekata, rafinerija. Istraivanje kontaminacije vlage u zgradama. Inspekcija postojanosti betona. Otkrivanje curenja u zgradama (krovovi), postrojenjima, objekatima. Inspekcija generatora za proizvodnju elektrine energije. Detekcija proputanja pare i gasova u kotlovskim postrojenjima elektrana. Elektrina inspekcija podstanica, transformatora, kondenzatora. Distribucija elektrine energije u urbanom i ruralnom podruju. Inspekcija elektromotora i njegovih mehanikih komponenti. Inspekcija emitovanja toplote pri ventilaciji i klimatizaciji. Inspekcija gubitaka u hladnjaama. Otkrivanje gubitaka izolacije u rafinerijama kao i detekcija curenja. Proces vrednovanja rafinerija. Vrednovanje kvaliteta i uinkovitosti izmenjivaa toplote. Inspekcija izolacije vatrostalanih pei. Inspekcija plamenih cevi pei.

  • 31

    Analiza plamena eksplozije. Istraivanje i razvoj aplikacija termografije. Ocenjivanje uinkovitosti performansi motora i koionih sistema kao i sistema hlaenja. Medicina. Inspekcije cevnih sistema i cevovoda, otkrivanje curenja, naponske korozije. Inspekcije zatite ivotne okoline, zagaenje voda, odlaganje otpadnih voda. Mapiranje poara, inspekcija poarnih puteva. Inspekcija visokonaponskih antena. Pretraivanje i spaavanje. Tajni nadzori.

    Temperatura je daleko najvie izmerena veliina u bilo kojem industrijskom okruenju. Iz tih razloga, operativno praenje stanja emitovanja toplote kod elektrine i elektromehanike oprema se smatra kljunim za poveanje operativne pouzdanosti.

    Termografija elektro sistema Glavni zahtev termografije je uvek bio i jo uvek je inspekcija elektro ureaja, aparata i maina elektro tehnikih sistema. Infracrvena termografija je koriena kao jedan od uslova praenja prediktivnog odravanja elektrinih sistema, ak i pre termina "condition monitoring" i "prediktivno odravanje". Do 2000. godine, gotovo svaka proizvodnja i distribucija elektrine energije kao i svaki veliki proizvodni proces i elektro pogon koristi infracrvenu termografiju kao uslov praenja, u cilju poveanja pouzdanosti i smanjenja zastoja. Infracrvena inspekcija elektrinih sistema ima dosta prednosti. Dve glavne su:

    1. Definisanjem dobrog operativnog stanja sistema smanjuje se vreme svih eventualnih intervencija smanjenje vremena demontae, obnove ili popravak komponenti. Nadalje, nije garantovano da e biti bolje stanje sistema nakon popravke, jer nije definisana lokacija, problem ili uzrok. Infracrvena termografija prepoznaje samo ono to treba popravljati.

    2. Problemi koji zaista postoje e biti brzo identifikovan, dajui vremena za popravak sistema pre eventualnog zastoja. U veini sluajeva problem je identifikovan i pre nego to postane kritian problem.

    U druge prednosti infracrvene inspekcije spadaju:

    1. Sigurnost neuspeh rada elektrinih sistema mogu biti katastrofalni. 2. Lokacija problema pre kvara uveliko smanjuje neplanski kvar, oteenja opreme i zastoje. 3. Prihod je povean sa neprekidnim radom, prihod je maksimalan. S manjim vremenom

    utroenim na odravanje, duim vremenom trajanja elemenata sistema i brom opravkom neispravnih komponenti, trokovi odravanja su smanjeni.

    4. Smanjeni trokovi ispada trokovi hitnih intervencija su deset puta vei nego to su usled planiranog odravanja.

    5. Efikasnija inspekcija od svih zajednikih problema, kod elektrinih se najvie manifestuju problemi kao poveanje temperature, one se lako otkrivaju u vrlo kratkom vremenu.

    6. Poboljano i jeftinije odravanje: a. precizno definisanje problema sa minimizarenjem vremena potrebnog za

    prediktivno i preventivno odravanje, b. umanjeni su napori usmereni na korektivne mere, c. smanjenje vremena za popravak i zamene sa dobrim komponentama.

  • 32

    7. Smanjena koliina rezervnih delova u magacinu poboljanjem inspekcijskih naprednih tehnika (davanje upozorenja za mogui ispad sistema), dovodi do manje rezervnih delova koji su potrebni u magacinu.

    8. Smanjenjem trokova sa korienjem ove tehnike i unapreenjem inspekcije pri odravanju, rezervni delovi i inventar e smanjiti ukupni troak poslovanja.

    Toplotna energija generirana iz elektrinih komponenti je direktno u srazmeri s kvadratom struje koja trenutno prolazi kroz tu elektrinu komponentu, pomnoenom sa komponentom otpora to je I2R gubitak. Kao uslov za pogoranje rada sistema, njen otpor moe poveati i generirati vie toplote. Tada, temperatura kao sastavni deo procesa se poveava i samim tim dodatno poveava otpor. Pomou termografije pregledani elektrini sistemi i komponente koji su klasifikovani kao neispravni mogu biti identifikovani i klasifikovani prema teini. Takoe, i zbog trenutnog proporcionalnog gubitka toplote, uslovi koji su doveli do preoptereenja ili neuravnoteenja sistema mogu biti identifikovani (I2R gubitak). Pri obavljanju infracrvene inspekcije jednog elektrinog sistema, vano je shvatiti da sva opaena zraenja povrine nisu iskljuivo od temperature povrine. Ovo iziskuje dobro poznavanje sistema i procesa rada od strane dijagnostiara termografera elektro sistema. Emitovanje toplote se manifestuje preko sledeih varijacija:

    1. Stvarna temperaturna razlika to je toplota koja je uzrok infracrvenog isijavanje povrine objekta u odnosu na nominalno stanje sistema.

    2. Prividna temperaturna razlika to je toplota koju definie drugi spoljni uzrok poveanja temperature, a ne objekat opaanja koji prihvata tu temperaturu.

    U stvarnom toplotnom sistemu varijacija, samo tri e dati indicije problema na elektro sistem: 1. I2R gubitak, 2. Harmonijski problem, 3. Indukovano grejanje. Ostale tri (konvekcija, toplotna kapacitivnost i evaporacija) uinie pravu promenu temperature na povrini posmatrane komponente, ali to ne daje naznake o elektro greci. U stvari, oni mogu zapravo dati lane podatke. Elementi stvarnih indicija elektro problema 1) I2R gubitak Najei gubitak snage u elektrinom vodu je toplota proizvedena usled otpora prolaza struje kroz elektrini vod. Taan odnos izmeu koliine toplote, struje i otpora se odreuje po jednaini: P = I2R gde je P snaga usled brzine prenosa ili usled brzine po kojoj se proizvodi toplota. To se vidi iz jednaine da iznos proizvedene toplotne energije se poveava ili smanjuje poveanjem ili smanjenjem trenutne struje ili otpora.

  • 33

    1a) optereenje Ako se otpor sistema poveava, snaga kao izlaz e se poveati, i to kao kvadrat optereenja, ali i temperatura celog sistema i komponenti e se poveati. Sa termografske take gledita, optereenje se obino posmatra kao posebna vrsta problema sa specifinim termalnim indikacijama. Ova toplotna slika identifikuje zagrejani prekida. Ne postoji problem sa prekidaem, postoji samo varijacija optereenja izmeu tri prekidaa.

    Slika 3.14. Zagrejani prekida 1b) lokalizovan otpor Primer otpornika. Otpornik u elektrinom vodu (krugu) moe biti veza, osigura, prekida itd. Pod standardnim radnim uslovima svaka komponenta e imati neke "normalne" pridruene otpore. Kada se menjaju otpori dolazi do promene temperature koje se identifikuju. Pregrevanje komponenti moe imati nekoliko izvora. Mali kontaktni pritisak moe se pojaviti kada se montira veza ili kroz troenje materijala, naprimer kada je toplo vreme moe doi do slabljenja veza (zakovicama ili zavrtnjevima). Drugi izvor moe biti usled pogoranja provoenja u namotajima motora. Ovaj tip greke moe biti identifikovan jer je "najtoplija taka" na termalnom prikazu. Poveanja optereenja takoe e imati znaajan uticaj na poveanje temperatura (I2R).

    Slika 3.15. Termalni prikaz poveanog otpora kontakta emitovanje toplotne energije 2) Harmonijski problem Harmonici struje i napona su definisani na osnovu frekvencije elektro distributivne mree frekvencije 50 Hz (60 Hz). Moda najvie izazivaju problem harmonici koji su raspareni harmonici, poznati kao trostruki. Trostruki harmonici se dodaju na osnovnu frekvenciju i mogu uzrokovati ozbiljne prenapone, prekostrujne vrednosti i pregrevanja. Frekvencija nije neprijatelj elektrinih sistema. Stvarni neprijatelj je poveanje vee uestalosti harmonika koji uzrokuju pojavu poviene emisije toplote.

  • 34

    To moe dovesti do drastinih pregrevanja, pa ak i take topljenja neaktivnih provodnika, veza, kontakt povrina i prikljunih ina. Ostala oprema na koju mogu da utiu vee uestalosti harmonika su transformatori, stand-by generatori, motori, telekomunikacijska oprema, elektrine table, prekidai i sabirnice.

    Slika 3.16. Harmonijski problem napajanja strujnog kola 3) Indukovano grejanje Naizmenine struje u elektro sistemima prirodno indukuju trenutni magnetski tok i tok u okolne predmete kao to su metalna cev, metalne ograde, pa ak i strukturnu elinu osnovu. Ovaj fenomen se javlja u podrujima elektromagnetskih poljima kao to su visokonaponska oprema, mikrotalasni predajnici i indukcijsko grejanje opreme. Taj odnos moe biti indukovan i kada su u pitanju obojeni metali, kada je elektro indukcija elektro-magnetskog polja prisutna. Polje koje uzrokuje vrtlona struja uzrokuje i naknadne grejanje i tako stvara povrinske promene temperature. Primer: aluminijski zavrtnjevi elektro sabirnice. To je stanje teko identifikovati i pojavie se kao neto izmeu neispravnih komponenti i emisione promene.

    Slika 3.17. Aluminijski zavrtnjevi elektro sabirnice Elektro aplikacija Tabela 3.1

    Primena u elektro sklopovima Utvreno stanje

    Distribucija energije, kondenzatori, provodnici, spojevi, iskljuivai, sklopke itd.

    Neprivrene, zarale, nepodeene veze i spojevi; kondenzatori nemaju uinka; prekomerno grejanje; prekomerno optereenje; kablovi provodnika u prekidu itd.

    Raznovrsni elektrini aparati, prekidai, konice itd.

    Neprivrene ili zarale veze; lo kontakt; debalans optereenja; prekomerno optereenje; prekomerno grejanje itd.

    Transformatori

    Neprivrene, oteene veze; prekomerno grejanje izolacije; lo kontakt; prekomerno optereenje; debalans trofaznog optereenja; blokirani i ogranieni elementi hlaenja itd.

    Motori i generatori

    Prekomerno grejanje leajeva; debalans optereenja; kratki ili otvoreni namotaji; prekomerno grejanje etkica; klizanje prstenova i komutatora; prekomerno grejanje; prekomerno optereenje; blokiranje elemenata hlaenja itd.

  • 35

    Termalna anomalija kod indukovanog

    zavrtnja

    Slab kontakt B faze prekidaa

    Ugaona konekcija sabirnice

    Slika 3.18. Primeri

    Termografija mainskih sistema

    Infracrvena termografija je odlian alat za praenje termo stanja jednog mainskog sistema kako bi pomogla u smanjenju trokova odravanja na mainama (mehanizaciji). Ova tehnika omoguuje praenje temperature i toplotne emisije, a oprema moe da radi online i da radi pod punim optereenjem. Kod veine maina poznata je unapred granica dozvoljene radne temperature koje se mogu koristiti kao smernice za tehniku termografije. Za razliku od mnogih drugih test metoda, infracrvena termografija se moe koristiti na irok izbor opreme, ukljuujui pumpe, motore, leajeve, remenice, vitla, ventilatore, reduktore, transportere, motore sa unutranjim sagorevanjem itd. Svi mehaniki sistemi vremenom generiraju toplotnu energije ovaj proces kasnije omoguava normalan rad infracrvenoj termografija koja daje ocenu operativnog stanja. Jedan od najveih problema u mehanikim sistemima je preterana temperatura. Ove preterane emisije toplote mogu biti generirani od strane trenja, rashladne degradacije, materijalnih gubitaka ili blokade rada sistema. Preterana koliina trenja moe biti uzrokovana habanjem, nesaosnou, nepodmazanou ili preteranom podmazanou i ostalim pogrenim primenama. Veina opreme ili radni procesi su dizajnirani tako da se toplota koja se emituje od strane sistema moe tumaiti kao normalan rad sistema. Jednostavno, termalna identifikacija rada sistema ne znai da je na taj nain lociran problem ili uzrok problema. Zbog toga dijagnostiar (u ovom sluaju termografer) mora biti upoznat sa svim mehanikim komponentama sistema koje se vrednuju sa aspekta emitovanja tolpote. Za jedan tehniki sistem ili njegov deo, postoji takozvani termiki potpis koji na taj nain definie ispravan rad. Odstupanje od ovog normalnog stanja (termikog potpisa), prua dokaze o anomalijama u radu jednog mainskog tehnikog sistema, a koje mora da snimi i kasnije analizira dijagnostiar (termografer). U mehanikim aplikacijama, termografija je vie koristan alat za lociranje problema prostora (povrine) od ukazivanja na uzrok nastanka pregrevanja. arite poveane temperature, koja je proizvedena unutar sistema, ne moe se detektovati termovizijskom kamerom. Termovizijska kamera opaa emitovanje toplote na povrini tela, one toplote koje je prola kroz materijal (kondukcija, konvekcija). Ostale dijagnostike metode kao to su analiza vibracija, analiza ulja ili ultrazvuk moe se dalje iskoristiti za utvrivanje problema gde je zapravo problem odnosno izolovati problem.

  • 36

    Mainska aplikacija Tabela 3.2

    Primena u mainskim sklopovima Utvreno stanje Pogonske grupe, transporteri, transporteri sa gumenom trakom, spojnice, prenosnici snage, vitla, bubnjevi, vratila, osovine, kainici, valjci itd.

    Prekomerno grejanje leajeva u svim sklopovima; grejanje valjaka na transporterima; nesaosnost vratila (osovina), remenica i spojnica; nedovoljno podmazivanje; nedovoljan pritisak itd.

    Motori (mehaniki delovi) Prekomerno grejanje vazuha i leajeva; trenje; vlaenje, deformacije materijala; kontakt etkica; rotorski problemi itd.

    Pumpe, kompresori, ventilatori Prekomerno grejanje leajeva; emitovanje toplote kompresora visokog pritiska; visoka temperetura ulja; slomljeni ili defektni ventili itd.

    Agregati sa unutranjim sagorevanjem Nefunkcionalnost ventila i dizni; nepravilan rad hladnjaka i nemogunost pravilnog kretanja ulja; emitovanje toplote itd. Ventili: nepovratni, sigurnosni itd. Curenje; proputanje; blokiranje itd.

    Motori generatori Svi motori imaju normalnu termiku emisiju, kao i poznate maksimalne radne temperature. Ova temperatura je obino izraena na tablici motora i obino se daje kao porast OC iznad ambijentalne temperature okoline. Veina motora je napravljena da rade u ambijentalnoj temperaturi koja ne prelazi 40 OC. Problemi kao to su neadekvatan protoka vazduha, parcijalno proticanje vazduha, neuravnoteenost napona, poputanje leajeva, degradacije izolacije rotora i statora, mogu se identifikovati sa infracrvenim monitoring sistemom. Prekomerna toplota moe se pojaviti ako postoji nesaosnost spojnih elemenata (spojnica) u pogonskoj grupi koji su u sistemu sa elektromotorom.

    Slika 3.19. Komparacija dva motora Remenice Interakcije izmeu toka i remena stvara trenje koje je posledica kontakata kasnije se naputa kontakt zbog beskonanog obrtanja remena. Uz to, optereenje i neprekidan pritisak uzrokuje unutranje trenje. Oba ova procesa rezultiraju pojavom toplotne emisije koja se generira i koja se moe videti sa infracrvenom kamerom. Uporeivanje termalnih boja nekoliko remenica (tokova), mogu se dobiti uzroci koji su doveli do nepravilnog ponaanja.

    Slika 3.20. Remenica

  • 37

    Leajevi Trenje u leajevima, nepodmazanost (suv leaj), nepravilno dimenzionisanje leajeva u uleitenju (aksijalni, radijalni, radijalno-aksijalni, jednoredni, dvoredni itd.), kritian broj obrtaja, poloaj uleitenja (vertikalan, horizontalan) itd. leaj je uvek posledica odreene anomalije.

    Slika 3.21. Leajevi Odvaja pare Para je efikasan nain za transport toplotn energije. Latentna toplota potrebna za pretvaranje vode u paru, izuzetno je velik. To znai da velike koliine toplote moe biti prenesena s minimalnom razlikom temperature u okolinu.

    Slika 3.22. Odvaja pare Vatrostalne pei Vatrostalni materijal je u osnovi izolator visoke temperature. Oni su obino napravljeni od nemetalnih vrsta keramikih materijala i najee se isporuuju u obliku cigle. Koriste se unutar visokih pei, pei, kotlova, toplih skladita rezervoara i cisterni, i druge opreme koja proizvodi ili sadri izuzetno toplu temperaturu. Idealni sistem (sud) e imati savrenu spoljanju temperaturu na njegovoj povrini. Ako ispucalost ili druge neispravnosti postoje u izolacijskom sistemu, porast temperature na spoljanjem zidu bi srazmerno i tano lokalizovao kvar. Nalaenje kvara je zasnovano na oitoj nejednakoj provodnosti toplote.

    Slika 3.23. Curenje

  • 38

    Obrtne pei U proizvodnji cementa, grejanje je obino izvedeno u rotacijskim peima koji izgledaju kao ogromne rotirajue cevi, ponekad i vie desetine metara duge. Ove cevi su pod malim nagibom, a sirovina se uvedi u gornjem delu cevi, bilo u formi stenskog suvog praha ili kao vlaan polutean kompozit sastavljen od materijala i vode. Budui da je pod uglom, smesa napreduje prema dole kroz pe, sui se i prolazi kroz zagrejani vrui gas (plamen) na donjem kraju. Nakon to naputa pe, klinker se brzo hladi, prelazi u kompresor za pakovanje, pa skladitenje u silose. Vatrostalne obloge vremenom se habaju i mora se zameniti. Ako se ne zamene na vreme, elina obloga se moe pregrejati i polomiti (prekinuti). Termografija je idealna za lociranje i merenje temperature vatrostalnih podruja gdje jo nije dolo do loma.

    Slika 3.24. Obrtni cilindar Toplotni cevni sistemi Ovi sistemi se koriste za kretanje materijala kroz cevi iz jednog procesa ili lokacije u drugi proces ili lokaciju. Primer moe biti i sistem za isporuku ugljene praine u kotao. Proces i stanje u cevi esto se moe pratiti sa kamerom. Razliita stanja u cevi obino e se pojaviti kao razliite temperature u delu cijevi. Nakon uklonjanja nedostataka u cevi (naprimer kamenac), termografija se koristi kako bi proverili da je posao zadovoljavajue zavren.

    Slika 3.25. Cev

  • 39

    Ostali primeri:

    T i ij k j bl k t C i N14 3.26. Termovizijsko opaanje bloka motora Cummins N14

    Termovizijsko opaanje poklopca glave motora Cummins 3.27. Termovizijsko opaanje poklapca glave motora Cummins K19 i sistema za dovod goriva

    Naela: Kao to je ve spomenuto infracrvene kamere ne vide temperaturu nego infracrveno zraenje. Ova zraenja s povrine nekog objekta mogu doi iz tri razliita izvora:

    1. Energija emitovana s povrine kao funkcija temperature, 2. Energija reflektovana sa povrine kao funkcija pozadinskog izvora, 3. Ili, kao u sluaju nekih plastinih i drugih poluprozirnih materijala, energija kroz objekat

    dolazi od izvora toplote iza predmeta posmatranja.