آموزش نیروگاه| سعید کردی زاده

ترموگرافی چیست : آموزش کامل + تکنیک های ترموگرافی

ترموگرافی چیست

در این مقاله یاد می گیریم که ترموگرافی چیست؟ کاربرد ترموگرافی چیست ؟  نقش انتقال حرارت در ترموگرافی چیست ؟ مادون قرمز در ترموگرافی چیست؟ تکنیک‌های ترموگرافی چیست ؟ روش شناسایی آسیب‌های ناشی از خوردگی به کمک ترموگرافی چیست ؟ تعمیرات پیشگیرانه تجهیزات الکتریکی به کمک ترموگرافی چیست ؟ روش بازرسی تله‌های بخار و خطوط به کمک ترموگرافی چیست ؟

همانطوریکه در تست‌های فراصوتی (Ultrasonic) از انتشار امواج صوت و در تست‌های رادیوگرافی (Radiography) از انتشار امواج ایکس (X) و گاما (γ) جهت بررسی رفتارهای ساختاری و زیرساختاری هدف تحت بازرسی در واکنش به این امواج استفاده می‌شود،

در ترموگرافی (Thermography) نیز با جریان دادن امواج حرارتی در درون هدف (Target) و دریافت پاسخ آن بصورت امواج مادون قرمز (IR) برای تست و بازرسی استفاده می‌گردد.

تکنولوژی IR بر این پایه استوار است که همه اجسام از خودشان انرژی منتشر میکنند و تابش فروسرخ یا  (Infrared Radiation(IR یک فرم از این انرژی می باشد. سیستم تصویر برداری حرارتی مادون قرمز ( اینفرارد) یا دوربین های مادون قرمز تجهیزاتی هستند که با اندازه گیری شدت تابش مادون قرمز گسیل شده از سطح سوژه، تصاویری از دمای سطح سوژه تهیه می کنند که به آن ترموگرام می گویند.

همانند سایر روش‌های تست و بازرسی دیگر، ترموگرافی نیز بطور مستحکمی بر پایه برخی اصول و قوانین فیزیکی قرار گرفته است. از این لحاظ انتقال حرارت نقشی اساسی را در یک بازرسی ترموگرافیک (Thermographic) ایفا می‌کند.

درک مفاهیم حرارتی چون دما، گرما، گرمای ویژه، گرمای نهان، ضریب هدایت حرارتی، پخشندگی گرمائی، ضریب صدور و مکانیزم‌های انتقال حرارت از مهم‌ترین ملزومات انجام یک بازرسی ترموگرافی و پاسخ به سوال ترموگرافی چیست می‌باشد.

کاربردهای ترموگرافی چیست ؟

در پاسخ به سوال کاربرد ترموگرافی چیست ؟ می‌توان به کنترل فرآیند ساخت مخازن زباله‌های هسته‌ای اشاره نمود. در این فرایند مرحله تزریق مذاب سرب به مابین جداره فولادی مخزن توسط ترموگرافی تحت کنترل قرار گرفته است تا از ایجاد عیب ناشی از گرادیان‌های دمائی بزرگ جلوگیری شود.

کنترل لایه‌های چسبنده در لامینت‌های چوبی و کنترل لامینت‌های آلومینیمی و کامپوزیت‌ها (Laminates & Composites) در جهت شناسائی جدایش‌های ناخواسته از سایر کاربری‌های اصلی ترموگرافی می‌باشد.

از دیگر کاربردهای ترموگرافی می‌توان به بازرسی‌های بدنه هواپیما اشاره نمود که قبلا توسط تست التراسونیک صورت می‌گرفت؛ اما اخیرا به علت سرعت و دقت بیشتر ترموگرافی، توسط این روش بازرسی می‌شود.

از کاربرد ترموگرافی در زمینه صنایع وابسته به عمران و سازه نیز می‌توان به بازرسی بتن، بازرسی جوش، بازرسی لایه بالاست (Ballast) ریل‌های قطار و بازرسی نفوذ رطوبت به ساختمان‌ها و اماکن تاریخی اشاره نمود.

همچنین می‌توان توسط بازرسی‌های ترموگرافیک عرشه پل‌ها را تحت بازرسی قرار داد و جدایش در لایه‌های بتن و افزایش رطوبت نفوذی در پل‌ها را شناسائی نمود.

دوربين های پيشرفته مادون قرمز با دقت 2 درصد دارای قابلیت اندازه‌گیری محدوده دمای 20- تا 400 درجه سانتی‌گراد با  حساسیت حرارتی 0.08 درجه سانتی‌گراد است.

تاسیسات و صنایع وابسته، از زمینه‌هائی می‌باشد که ترموگرافی بیشترین نقش را در بازرسی‌های انجام یافته در آن ایفا نموده است. طی تحقیقاتی که انجام یافته است، ترموگرافی برتری خود نسبت به سایر روش‌ها را در شناسائی خوردگی لوله‌ها و جداره‌ها و بازرسی، شناسائی تله‌های بخار معیوب و شناسائی عایق‌های معیوب در کوره‌ها و دیگ‌ها؛ چه از نظر سرعت و چه از نظر دقت به اثبات رسانده است. توسط این روش می‌توان نواحی معیوب از نظر عایقکاری را شناسائی نمود و از اتلافات هزینه‌بر انرژی جلوگیری نمود.

اولین بار ترموگرافی تجهیزات برقی به منظور عیب یابی در سال 1965 و در کشور سوئد انجام گرفت.
ترموگرافـی بـه عنـوان یـک روش دادهبـرداری و آنالیـز اطالعـات حرارتـی بـا اسـتفاده از تجهیـزات تصویربـرداری حرارتـی غیرتماسـی در اسـتاندارد ISO تعریـف شـده اسـت.
 اطلاعات حرارتـی، توزیعـی از تابش حرارتی شـیء هدف بـه میـدان دیـد یـک دوربیـن مـادون قرمـز اسـت.
ترموگرافـی هم برای سـوژه و هـم بـازرس بسـیار ایمـن اسـت، چـرا کـه روش غیرتماسـی اسـت.
مهمتریـن مزیـت آن این اسـت کـه دادههـای حرارتی دو بعدی هسـتند و می‌توانند برای آنالیـز قابـل مشـاهده باشـد.
در‌ سیسـتمهای مکانیکـی ایـرادات معمـوال ناشـی از اصطـکاک بـه علـت روانـکاری نادرسـت، ناهمراسـتایی، اجزای سـاییده شـده یـا بارهـای غیـر عـادی مکانیکـی اسـت.
ایـرادات در سیسـتمهای عایقبنـدی معمـوال ناشـی از فقـدان یـا مـواد معیـوب، تاسیسـات نادرسـت و مقـدار ناکافی مواد اسـت.
تمامـی ماشـین‌آلات از قبیـل گیربکس، کمپرسـور، موتـور، فن، پمـپ، نوارنقاله، از آزمـون ترموگرافـی بهرهمنـد میشـوند زیـرا آنهـا شـامل قطعاتـی ماننـد بلبرینـگ، چرخدنـده، شـفت، کوپلینـگ، تسـمه V شـکل، محـرک زنجیـری و غیـره هسـتند کـه همـه آنها بـرای موثـر انتقـال انـرژی مکانیکی با بـه حداقل رسـاندن تلفـات ماننـد اصطـکاک طراحـی شـده‌اند.
اصطـکاک نـه تنهـا انـرژی حرارتـی تولیـد میکنـد بلکـه باعث کاهش عمـر مفید اجـزای دسـتگاه با توجه بـه سـایش میشـود.
بـا این حـال، اصطـکاک را هرگـز نمیتـوان به طـور کامل حـذف نمـود و انـرژی حرارتـی همیشـه در نقطـه انتقـال تولیـد میشـود، و این مـوارد دسـتگاه را بـرای بازرسـی مـادون قرمز ایـده آل میسـازد.
عواملی که منجر به اصطکاک بیش از حد میشوند عبارتند از:
– ناباالنسی
– ناهمراستایی محرکها (به عنوان مثال موتورها)
– ناهمراستاتی بیرینگها
– روانکاری کم یا بیش از حد بیرینگها
– نصب نادرست کوپلینگها
– تسمههای V شکل بیش از حد سفت یا شل
– نگهداری و تعمیرات و بهره‌برداری ضعیف

نقش انتقال حرارت در ترموگرافی چیست ؟

هر روش بازرسی غیر مخرب، بر پایه برخی اصول فیزیکی بنیان نهاده شده است. در این میان، ترموگرافی نیز بطور مستحکمی بر پایه انتقال حرارت قرار دارد.

در اینجا به طور سریع، به برخی مفاهیم انتقال حرارتی که در بازرسی ترموگرافی نقش عمده‌ای دارند؛ اشاره خواهد شد.

ضریب هدایت حرارتی (K)

ضریب هدایت حرارتی جزو خصوصیات فیزیکی مواد است.

هر ماده بسته به جنس و ساختار کریستالی خود دارای ثابتی در تناسب فوریه می‌باشد که این تناسب را به تساوی تبدیل می‌کند.

این عدد ثابت که برای هر ماده منحصر به فرد می‌باشد، ضریب هدایت حرارتی نام دارد و قابلیت گذردهی حرارت از ماده را به نمایش می‌گذارد و با حرف K نشان داده می‌شود:

البته K می‌تواند متغیر با دما هم باشد، اما تغییرات آن در رنج‌های دمائی مطلوب ما چندان زیاد نیست.

هر چه میزان K یک ماده زیاد باشد، این ماده سریع‌تر حرارت را از خود عبور خواهد داد و میل سریع‌تری به تعادل دمائی با محیط از خود نشان خواهد داد.

غیر فلزات کریستالی مانند الماس و گرافیت، بیشترین میزان K را دارند و آب جزو مواد با کمترین مقدار K می‌باشد.

هوا هم تقریبا جزو بهترین عایق‌های حرارتی محسوب می‌شود.

ظرفیت گرمائی (C)

ظرفیت گرمائی یک ماده، مقدار انرژی گرمائی است که آن ماده جذب می‌کند تا یک درجه واحد تغییر دما دهد.

هر ماده‌ای که دارای ظرفیت گرمایی بالائی باشد، حرارت بیشتری را در خود جذب و ذخیره خواهد کرد و دیرتر به تغییرات دمائی محیط پاسخ خواهد داد.

در این رابطه می‌توان آب را مثال زد که به علت ظرفیت گرمایی بالای خود، دیرتر به تعادل دمائی با محیط اطراف خود می‌رسد.

پخش حرارتی ( )

پخش حرارتی یا پخشندگی گرمائی نسبت بین چند پارامتر مهم فیزیکی می‌باشد که اطلاعات مفید بسیاری در رابطه با رفتار حرارتی ماده تحت بررسی در اختیار قرار می‌دهد.

چنانچه معادله دیفرانسیل انتقال حرارت در یک دیواره به طور زیر باشد:

در صورتیکه دیواره دارای چاه یا چشمه حرارتی نباشد عبارت q حذف خواهد شد.

همچنین با فرض ثابت بودن K و یک‌بعدی بودن انتقال حرارت خواهیم داشت:

اگر انتقال حرارت از نوع یکنواخت باشد، طرف دوم معادله نیز صفر خواهد شد.

اما در حالتیکه انتقال حرارت ما از نوع گذرا باشد، معادله به شکل فوق باقی خواهد ماند.

ترم مورد نظر ما در معادله فوق، برابر است با:

که همان ضریب پخش گرمائی می‌باشد.

چنانچه مقدار این ضریب برای یک ماده بالا باشد (به معنی K بالا و C پائین)، یعنی آن ماده با تغییر شرایط در محیط، سریع‌تر به تعادل دمائی با محیط خود خواهد رسید.

مثال قابل ذکر برای این حالت فلزات خالص می‌باشند. در حالت عکس، مانند آب؛ ماده دیرتر به تغییرات حرارتی محیط خود پاسخ می‌دهد و دیرتر هم به تعادل دمایی با محیط اطراف خود می‌رسد.

ضریب صدور ( )

طبق رابطه استفان-بولتزمن، میزان انرژی تشعشعی در حالت ایده‌آل برابر است با:

که این میزان برای جسم سیاه صادق است.

ضریب صدور، ضریبی بین ۰ و ۱ می‌باشد که میزان انحراف تشعشع از سطح یک ماده از جسم سیاه هم­دمای آن را نشان می‌دهد.

لذا برای جسم سیاه برابر ۱ می‌باشد و همواره بزرگ‌تر از صفر است.

در نتیجه، رابطه فوق به شکل زیر در خواهد آمد:

میزان برای برف تازه به زمین نشسته برابر 0.97 و برای پوست انسان برابر 0.98 است که در نتیجه بطور تقریبی جسم سیاه فرض می‌شوند.

در حالی که میزان این ضریب برای سطح یک آلومینیم برابر 0.2 است. این بدین معنی است که تنها 20 درصد تشعشعات رسیده به سطح آلومینیم جذب آن می‌شوند.

مادون قرمز در ترموگرافی چیست؟

مادون قرمز گستره‌ای از طیف‌های الکترومغناطیسی با طول موجهای 0.7 الی ۱۰۰ میکرومتر ( m ) را دربر می‌گیرد.

این گستره، در حوزه ناحیه سیاه حرارتی قرار دارد (شکل 1). چنانچه امواج مادون قرمز به جسمی متمرکز شوند، موجب گرم شدن آن ماده خواهند شد.

از سوی دیگر، هر ماده‌ای که در دمای بالاتر از صفر کلوین قرار داشته باشد، از خود امواج مادون قرمز تشعشع خواهد نمود.

این دو اصل در کنار هم، مبنای دیگری از فیزیک ترموگرافی را تشکیل می‌دهند.

دریافت تشعشعات مادون قرمز مواد تحت بازرسی بوسیله دوربین‌های مادون قرمز (IR Cameras) و تشکیل تصویرهای موسوم به ترموگرام (Thermogram) از روی این تشعشعات، امکان تفسیر پاسخ حرارتی هدف تحت بررسی را خواهد داد.

شکل ۱: گستره امواج الکترومغناطیسی و جایگاه مادون قرمز در آن

 ترمومتر مادون قرمز فقط میتواند یک نقطه واحد را اندازه گيری کند اما دوريبن حرارتی هزاران نقطه ماشین را به یکباره اندازه گيری مینماید.

تکنیک‌های ترموگرافی چیست ؟

بازرسی ترموگرافی در صورتی امکان‌پذیر است که جسم تحت بازرسی، با محیط بیرون از خود درگیر انتقال حرارت باشد و یک گرادیان دمایی طبیعی با محیط اطراف خود داشته باشد.

از نقطه نظر سخت‌افزاری، بسته به اینکه این گرادیان دمایی را ما ایجاد کنیم و یا ناشی از کارکرد جسم، بطور طبیعی وجود داشته باشد؛ بازرسی به دو روش بازرسی فعال (Active) و غیر فعال (Passive) تقسیم‌بندی می‌شود.

در بازرسی فعال (Active) تحریک حرارتی جسم به عهده ما می‌باشد و ما با ایجاد یک گرادیان دمایی بین جسم و محیط و حالت انتقال حرارت گذار بین این دو، نحوه پاسخ جسم را به این شرایط بررسی می‌کنیم.

در بازرسی (Passive) به دلیل شرایط کاری جسم، این گرادیان دمایی بطور طبیعی وجود دارد و ما تنها به دریافت تشعشعات مادون قرمز و تحلیل آنها، اکتفا می‌کنیم (مانند بازرسی یک ترانسفورمر).

از نقطه نظر تکنیکی نیز، در بازرسی ترموگرافی تکنیک‌های زیادی در جهت کاهش نویز یا انجام تحلیل‌های متنوع بکار برده می‌شود که از آن جمله می‌توان به معدل‌گیری تصاویر، نقاط ایزوترم، ترموگرافی نقطه‌ای، خطی، ناحیه‌ای و غیره اشاره نمود.

در بسياری از موارد، ترموگرافی می تواند از يك فاصله ايمن وقتی تجهيز در مدار است استفاده شود.

مثال های واقعی از کاربرد ترموگرافی چیست ؟

در پاسخ به سوال مثال های واقعی از کاربرد ترموگرافی چیست ؟ میتوان به موارد زیر اشاره نمود:

بازرسی آسیب‌های ناشی از خوردگی به کمک ترموگرافی

خوردگی، از هزینه‌برترین و موذی‌ترین مشکلات صنایع می‌باشد. جلوگیری از خوردگی نیز بسیار هزینه‌بر است.

در بسیاری از موارد، اطلاع از وجود خوردگی در یک مسیر یا قطعه و اطلاع از میزان عمر باقیمانده‌ی آن می‌تواند از میزان حوادث و هزینه‌ها بکاهد.

از روش‌های رایج بازرسی غیر مخرب خوردگی می‌توان به تست‌های رادیوگرافی و التراسونیک اشاره نمود.

تست رادیوگرافی در تخمین ضخامت باقی‌مانده دقت کافی ندارد و از نظر ایمنی نیز عیوب بسیاری بر آن وارد می‌باشد.

تست التراسونیک نیز، همواره از سرعت پائین خود در رنج است.

در این میان، ترموگرافی از سرعت بازرسی قابل توجهی برخوردار است و دقت قابل قبولی از ضخامت باقیمانده ارائه می‌دهد.

 

روش شناسایی آسیب‌های ناشی از خوردگی به کمک ترموگرافی چیست ؟

در این بازرسی، با ایجاد یک انتقال حرارت گذرا بین دیواره لوله و محیط، یک بازرسی فعال (Active) انجام می‌دهیم.

روش تحریک حرارتی ناحیه تحت بازرسی می‌تواند خارجی و بوسیله لامپ‌های پروژکتور یا جت سیال گرم یا سرد باشد.

یا اینکه بصورت داخلی و از طریق عبور دادن سیالی با گرادیان دمائی اولیه با لوله انجام پذیرد.

در آزمایش صورت گرفته بدین منظور، از تحریک حرارتی داخلی استفاده شده است. بدین منظور، در بازرسی خوردگی یک زانوئی، سیالات گرم (°۴۰) و سردی (°۶) بصورت کنترل شده از زانوئی عبور داده شده است و سپس دبی این دو سیال بطور ناگهانی تغییر داده شده است.

این تغییر در دبی سیالات گرم و سرد، موجب ایجاد یک گرادیان دمائی بین زانوئی و سیال مخلوط و سپس بین دیواره زانوئی و محیط بیرون شده است.

تشعشعات حاصله از این انتقال حرارت توسط دوربین مادون قرمز دریافت شده و نهایتا ترموگرام‌های مربوطه تولید شده است.

بر روی ترموگرام‌ها، نواحی با ضخامت کم سریع‌تر از سایر نواحی ظاهر می‌شوند.

بعد از از بین رفتن گرادیان دمائی بین سیال و دیواره، و بعد از اینکه کل دیواره‌ی زانوئی به یک دمای پایداری رسید، کنتراست‌های حاصله بر روی ترموگرام‌ها از بین خواهد رفت.

پیکره‌بندی مربوط به این آزمایش را در شکل ۲ می‌بینید. در شکل ۳ نیز ترموگرام‌های حاصله قابل مشاهده است.

شکل ۲: پیکره‌بندی بازرسی خوردگی یک زانوئی بوسیله ترموگرافی فعال

شکل 3: ترموگرام‌های بازرسی خوردگی زانوئی بوسیله ترموگرافی فعال

ضخامت باقیمانده از لوله را می‌توان با استفاده از رابطه زیر بطور تقریبی تخمین زد:

که در آن Z ضخامت بر حسب میلیمتر، آلفا ضریب پخشندگی حرارتی برحسب (m2/s) و t زمان بر حسب ثانیه می‌باشد.

 

کنترل کیفی در حین تولید به کمک تکنیک ترموگرافی

از مهم‌ترین کاربردهای ترموگرافی می‌توان به کنترل لایه چسبی بین قطعات پلاستیکی و لامینت‌های چوبی اشاره کرد.

در شکل ۴ یک دریچه لوازم آرایشی مشاهده می‌شود که از دو بخش مجزا تشکیل یافته است و توسط یک لایه چسبی به هم چسبانده شده است.

با استفاده از ترموگرافی و اختلاف در مشخصه‌های حرارتی لایه چسبی و بدنه پلاستیکی و لایه هوائی (و به همین طریق در لامینت‌های چوبی)، می‌توان مساحت ناحیه حاوی چسب را مشخص کرده و استحکام آن را با مقایسه با تصاویر مرجع، تعیین کرد.

مکانیسم این بازرسی به همراه ترموگرام‌های آن به ترتیب در شکل‌های ۵ و ۶ قابل مشاهده است.

لازم به ذکر است که ترموگرافی انجام یافته از نوع فعال (Active) می‌باشد، بدین صورت که هدف قبل از رسیدن به دوربین مادون قرمز توسط منبع خارجی تحت تحریک حرارتی قرار می‌گیرد و سپس سریعاً تصویربرداری می‌گردد.

شکل ۴: تصویر غیر حرارتی هدف تحت بررسی

شکل ۵: پیکره‌بندی سیستم بازرسی

  1. شکل ۶: تصویر حرارتی هدف تحت بررسی

    a) نقاط سیاه نشان‌دهنده ناحیه چسبی b) نقاط سفید نشان‌دهنده ناحیه غیر چسبی

به کمک ترموگرافی ميتوان اجسام يا پديده‌های متحرك را بازرسی نمود.

تعمیرات پیشگیرانه تجهیزات الکتریکی به کمک ترموگرافی چیست ؟

از آنجایی که طبق معادله VI =P توان رابطه شدیدی با جریان الکتریکی دارد؛ لذا تغییری کوچک در جریان الکتریکی موجب تغییرات بزرگ در بار می‌شود؛

لذا مثلا در مورد یک اتصال الکتریکی بار بیش از حد موجب افزایش دمای اتصال خواهد شد.

همچنین يك اتصال شل و يا زنگ زده موجب افزايش مقاومت در محل اتصال شده و اين افزايش مقاومت منجر به افزايش حرارت می شود.

این تغییر دما در يك تصوير حرارتی قابل تشخيص می باشد.

این افزایش دماها علاوه بر اتلاف انرژی می‌توانند نهایتا موجب از کارافتادگی سیستم گردند.

سستی اتصالات الکتریکی نیز می‌تواند سبب اتلاف انرژی الکتریکی از طریق افزایش دمای اتصال گردد که بوسیله ترموگرافی قابل تشخیص می‌باشد.

در مورد سیستم‌های الکتریکی سه‌فاز که بطور عمده‌ای در صنعت بکار گرفته می‌شوند آنبالانسی‌های بار را می‌توان با استفاده از ترموگرافی شناسایی کرد.

 NETA (انجمن بين المللی تست های الكتريكی) می گويد:

وقتي اختلاف دما در دو تجهيز الکتریکی مشابه بيش از 15 درجه سانتيگراد شود، و یا اختلاف دمای تجهيز با دماي محيط از 40 درجه سانتيگراد تجاوز کند، بايد تعميرات سريع و آني تجهيز انجام شود.

نکته بسیار مهم: وقتی تجهيزات الكتريكی کاملا گرم شده اند و در شرايط پايدار با حداقل 40 %بار کامل هستند، شما بايد بازرسی ترموگرافی  را انجام دهید.

داده های اماری نشان میدهد، خرابی اتصالات عامل اصلی ایجاد اشکال در تجهیزات الکتریکی بوده و ترموگرافی تنها راه شناسایی سریع آن می‌باشد.

مثال واقعی:

در یک اتصال برق سه فاز یک موتور سه فاز، چنانچه سیم‌پیچ مربوط به یک ‌فاز معیوب باشد در بین فازها آنبالانسی رخ خواهد داد.

البته این آنبالانسی می‌تواند ناشی از بارگذاری بیش از حد روی یک‌ فاز هم رخ دهد.

در شکل ۷ شل بودن اتصال سرکابل به سکسیونر در یک پست زمینی باعث داغ شدن اتصال گردیده است.

بازرسي گراديان حرارتی تمامي سه فاز در تصویر مادون قرمز به وضوح قابل تشخیص است.

جزئیات مربوط به این بازرسی در جدول ۱ آورده شده است.

شكل ۷: تصویر مادون قرمز مربوط به اتصال سرکابل و سکسیونر یک پست زمینی.

 

جدول 1: اطلاعات مربوط به بازرسی اتصال سرکابل و سکسیونر یک پست زمینی

 

کاربرد اصلی تصوير برداری حرارتی بازرسی سيستم های الكتريكی است.

 

استاندارد NEMA MG1-12.45) NEMA) در رابطه با بهره برداری هر موتور با آنبالانسی ولتاژ بیش از يك درصد این طور توصیه کرده است:
 اگر آنبالانسی ولتاژ از یک درصد بیشتر است، بايد موتور در توان کمتری بهره برداری شود.

در شکل ۸ نیز سستی اتصال شینه به بوشینگ ترانس موجب داغ شدن این اتصال گردیده است که در طی بازرسی‌های پیشگیرانه این تجهیزات ثبت شده است.

در صورت عدم استفاده از ترموگرافی هیچ روش بازرسی غیر تماسی دیگری نمی‌توان جهت شناسائی این عیوب بکار برد.

اطلاعات مربوط به این بازرسی در جدول ۲ گردآوری شده است.

شكل ۷: تصویر مادون قرمز مربوط به اتصال شینه به بوشینگ ترانس یک پست زمینی.

 

جدول ۲: اطلاعات مربوط به بازرسی اتصال شینه به بوشینگ ترانس پست زمینی

بازديد های دوره ای مادون قرمز سيستم های الكتريك زير بار باید به‌صورت سالانه قبل از هر توقف اجراشود.

روش بازرسی تله‌های بخار و خطوط به کمک ترموگرافی چیست ؟

مطابق با گزارش سازمان انرژی آمريكا ( DOE) بيش از 45 درصد سوخت استفاده شده توسط توليد کنندگان آمريكايی برای توليد بخار مصرف شده است.

تله‌های بخار بطور گسترده‌ای مستعد از کارافتادگی و آب‌گرفتگی بوده و اغلب هم توسط اشعه مادون قرمز قابل شناسایی می‌باشند.

البته بررسی معیوب بودن یک تله بخار توسط فراصوت‌های هوایی هم قابل انجام است، اما مزیت مادون قرمز به این روش این است که اولا سرعت بالایی دارد و هم اینکه از مسافت‌های طولانی قابل انجام است.

یک تله بخار در کارکرد عادی خود یک اختلاف دمای عادی و طبیعی بین بخش بخار و آب دارد و این اختلاف دما در طی چرخه‌هایی موقتا حذف شده و دوباره ایجاد می‌شوند.

چنانچه این اختلاف دما در دو سوی تله بخار از بین برود و دیگر ایجاد نشود یعنی تله بخار وظیفه خود را به درستی انجام نمی‌دهد.

با استفاده از دوربين های ترموگرافی می توان تصاوير دوبعدی حرارتی از الگوی دمای سطح تله بخار را تهیه کرد.

شکل ۹ تصویر معمولی و حرارتی یک سری تله بخار را نشان می‌دهد.

در تصویر حرارتی به وضوح مشخص است که تله‌ بخار سمت چپ گرادیان دمائی خود را از دست داده و باز مانده است که نشان‌دهنده از کارافتادگی این تله بخار می‌باشد.

شکل ۹ تصویر معمولی و حرارتی یک سری تله بخار را نشان می‌دهد.

تشخیص سرطان پستان و مشکلات خونی مانند آرتریو اسکلروز از کاربردهای ترموگرافی در پزشکی است.

مزایا و معایب ترموگرافی چیست ؟

 

مزایای ترموگرافی

1- امکان اندازه گیری دمای اجسام متحرک و پایش وضعیت آنها.

2- امکان بازرسی تجهیزات غیر قابل دسترس و تجهیزات نصب شده در ارتفاع.

3- ترمگرافی کاملا یک تست غیر مخرب است. (non-destructive test method).

4- زمان انجام ترموگرافی به اندازه زمان گرفتن یک عکس کوتاه است.

 

معایب ترموگرافی

1- دوربین ترموگرافی تجهیز گران قیمتی است. به عنوان مثال قیمت یک دوربین ترمویژن با کیفیت 1280*1024 در حدود 3000 دلار است.

2- عوامل بیرونی متعددی از قبیل: کالیبره نبودن دوربین، فاصله تا سوژه، دما و رطوبت محیط و … باعث میشود دما اندازه گیری شده توسط دوربین ترموگرافی با دمای واقعی سوژه متفاوت باشد.

3- تصاویر دوربین ترموگرافی براساس تابش فروسرخ سوژه به دوربین تولید میشود. حال آنکه ممکن است این تابش فروسرخ در اثر بارتاب نور خورشید از سوژه باشد و ارتباطی با دمای سوزه نداشته باشد.

4- به طور کلی ±2 درصد خطای اندازه گیری دوربین ترموگرافی میباشد.

5- در نهایت دوربین ترموگرافی دمای پوسته سوژه را اندازه گیری میکند و از داخل سوژه خبر ندارد.

 

نتیجه‌گیری

ترموگرافی اگرچه علمی نوین محسوب می‌شود، اما در این مدت کوتاه از عمر خود شایستگی‌های بسیاری از خود نشان داده است.

از مهم‌ترین مزایای ترموگرافی نسبت به سایر روش‌های بازرسی می‌توان به سرعت بالای آن نسبت به مساحت تحت بازرسی و نیز غیر تماسی بودن آن اشاره کرد.

از آنجائیکه ترموگرافی با حرارت سر و کار دارد و در صنایع نیز نشت حرارت نشانگر اتلاف انرژی می‌باشد، لذا می‌توان چنین نتیجه گرفت که بکار بردن این شیوه سبب صرفه‌جوئی‌های قابل توجهی در مصارف انرژی صنایع خواهد شد.

از اینکه مقاله امروز کمی طولانی شد از شما عذر می‌خواهم اما اگر واقعا بخواهید بدانید که پاسخ سوالات زیر چیست، باید به خواندن چنین مقاله‌ای راضی شوید.

ترموگرافی چیست؟

کاربرد ترموگرافی چیست ؟

نقش انتقال حرارت در ترموگرافی چیست ؟

مادون قرمز در ترموگرافی چیست؟

تکنیک‌های ترموگرافی چیست ؟

روش شناسایی آسیب‌های ناشی از خوردگی به کمک ترموگرافی چیست ؟

تعمیرات پیشگیرانه تجهیزات الکتریکی به کمک ترموگرافی چیست ؟

روش بازرسی تله‌های بخار و خطوط به کمک ترموگرافی چیست ؟

منبع: مهدی ملک پور، سجاد پور رحیمی آذر،”ترموگرافی و نقش آن در بازرسی های پیش گیرانه، پیش گویانه و غیرمخرب “، چهارمین کنفرانس تخصصی پایش وضعیت و عیب ­یابی ماشین آلات، آبادان، دانشکده نفت، اسفند 1388

دیدگاه‌ها (0)

*
*

*

code