Nekonvenční metody nedestruktivního testování
Termografie
http://www.mmspektrum.com ČSN ISO 18434-1 Monitorování stavu a diagnostika strojů - Termografie - Část 1: Všeobecné postupy
Termografie Termografie je nedestruktivní metoda založená na zobrazení a vyhodnocení teplotního pole povrchu testovaného objektu. Fyzikálním základem bezdotykové termografie je měření teploty povrchu těles
termografickou
kamerou
(termovizí)
a
to
na
základě
infračerveného
spektra
elektromagnetického záření, vyzařovaného povrchem tělesa v oblasti vlnových délek
od 0,75 m do 15 m. Pro monitorování technického stavu objektu během provozu a pro nedestruktivní testování (defektoskopii) materiálu objektu se využívá infračervené záření v krátkovlnné oblasti od 2 m do 5 m
v dlouhovlnné oblasti od 7 m do 13 m.
Termovize infračervený systém přenosu záznamu pomocí televizního signálu, umožňující zobrazení rozdělení teplot povrchu pozorovaného objektu. Termovizní systém pracuje velmi rychle, teplotní pole je snímáno termovizní kamerou a zobrazuje se na obrazovce speciálního monitoru ve velikosti celého sledovaného objektu, což umožňuje lépe sledovat souvislosti pozorovaných jevů, případně zkoumat dynamický vývoj teplotního pole na celém objektu. Monitory termovizních systémů zobrazí teplotní pole měřeného povrchu na obrazovce pomocí termogramu, tj. plochou s různým stupněm šedi - od černé do bílé, popř. barevně. Jednotlivým rozmezím teplot jsou přiřazovány různé barvy. Po stranách obrazu jsou pak stupnice umožňující identifikaci konkrétních teplot v obraze.
Při určování teplot je nutné znát a respektovat emisivitu objektu v daném místě, podobně jako u pyrometrů.
Hlavní přednosti termografie bezkontaktní – měření probíhá pod elektrickým napětím nebo za chodu zařízení na vzdálenost až několika metrů rychlá – velice krátká doba snímkování, výsledky ihned k dispozici, možnost měření několika objektů najednou digitální – snadný přenos a archivace snímků, možnost zobrazení na PC, tisku, promítání
přesná – termokamery s citlivostí méně než 0,1 °C univerzální – zjišťování problémů v elektrických obvodech, přetížení nebo závady mechanických dílů, naplněnost nádrží, stav tepelných izolací atd.
Termovize je určena pro měření v rozsahu teplot -40 až +2000 °C s rozlišením až 0,1 °C. Teplotní pole je snímáno kamerou vybavenou detektorem záření a pak je zobrazeno černobíle nebo barevně na monitoru.
Pasivní termografie
Pasivní termografie je zobrazování teplotních polí povrchů elektrických nebo mechanických objektů, kdy se během jejich provozu vyvíjí nebo absorbuje teplo.
Hodnotící veličinou jsou teplotní rozdíly ve vybraných místech na povrchu objektu mezi teplotami změřenými a teplotami referenčními (přípustnými).
Programové vybavení kamer umožňuje vyhodnocení teploty v libovolném bodě obrazu, vyhodnocení střední a maximální teploty a vykreslení teplotního profilu ve zvolené oblasti obrazu volitelným barevným zobrazením izoterem (v infračerveném spektru barvy neexistují).
Na termogramu lze zjistit opotřebení mechanického prvku jako je např. převodovka nebo ložisko vlivem tření, v elektrických zařízeních lze diagnostikovat nepřípustný ohřev ztrátovým výkonem způsobený elektrickým proudem např. na spojovacích svorkách kontaktů, na kontaktech silových spínačů, na izolátorech vysokého napětí, na vinutích elektromotorů atd. Pro nedestruktivní testování lze uvést např. lokalizaci poškození tepelné izolace a koroze potrubí, vyzdívek pecí aj.
http://www.mmspektrum.com/clanek/termografie-v-prumyslovych-provozech
Výška hladiny v zásobnících …
http://www.mmspektrum.com/clanek/termografie-v-prumyslovych-provozech
Ve skutečnosti se jedná o nepravé barvy. Smyslem je jasná a přehledná vizualizace rozložení povrchových teplot na objektu. Snímek z termokamery lze jednoduše porovnat se snímkem z běžného digitálního fotoaparátu.
Propracovaná metodika umožní stanovit stupeň nebezpečnosti a termín odstranění závady. Výrazně se tak snižují výpadky z důvodů havárií, ale i pro unáhlené odstraňování banálních závad. http://www.mmspektrum.com/clanek/termografie-v-prumyslovych-provozech
Reálný obraz
Termogram
Kontrola elektrorozvaděčů
http://www.termovize.com/ukazky-kontrola-rozvadecu/
Výrobní technologie Reálný obraz
Termogram
http://www.termovize.com/ukazky-vyrobni-technologie/
Plísně v interiéru - termovizní měření
Spojením termokamery a vlhkostní sondy lze získat jedinečný nástroj pro detekci míst s rizikem tvorby alergenních plísní http://www.termovize.com/plisne-v-interieru/
Dva vadné segmenty na FV panelu
http://www.termogram.cz/img/galery/termovize%20FV%20panelu.jpg http://www.termogram.cz/img/galery/termosnimek%20podlahoveho%20topeni%201.jpg
Viditelné nedostatky podlahového topení - přerušené části
http://www.ndt.net/article/defektoskopie2010/proceedings/141%20Kostel.pdf
Měření skrz plameny nebo kouřové plyny
Pro měření „skrz“ plameny musí být použita infrakamera s vysokým teplotním rozsahem a filtrem, který umí odfiltrovat plamen, který se pohybuje ve vlnové délce 3,7 μm až 3,9 μm. Díky této speciálni technice můžeme měřit teplotu na povrchu trubek – vlasenek uvnitř pece nebo kotle s přesností 2% na 100°C
http://www.ndt.net/article/defektoskopie2010/proceedings/141%20Kostel.pdf
Měření skrz plameny nebo kouřové plyny
Situace, kdy dochazi k velkému místnímu oteplení povrchu vlásenek díky špatnému nastaveni hořáku. Teplota oblasti v době měření dosáhla 608,4°C. Vlásenky mimo měřenou oblast však dosahovaly teploty kolem 500°C. To znamená, že rozdíl byl až 100°C. http://www.ndt.net/article/defektoskopie2010/proceedings/141%20Kostel.pdf
http://www.mmspektrum.com/clanek/metody-bezdotykoveho-mereni-teploty-2
Aktivní termografie
Aktivní termografie je založena na řízeném vyvolání tepelné vlny v tělese a následném snímání rozložení teploty termografickou kamerou na povrchu tělesa spojeném s analýzou signálu.
Defekty v podpovrchové vrstvě se projeví diferencemi v rozložení povrchové teploty.
Zdrojem tepla (nejčastěji umístěném vně tělesa) je halogenová lampa, pulzní laser, výkonový blesk, xenonová výbojka nebo teplý proudící vzduch.
Zkoušení netěsnosti
Těsnost je odpor stěn a spojů z různých materiálů proti pronikání tekutin (plynů, par a kapalin) ze strany jejich větší koncentrace na stranu menší koncentrace.
Netěsnost Je ztráta, nebo zhoršení těsnosti. Netěsnost je tedy vada materiálu nebo montáže, umožňující průnik tekutiny. Netěsnost může být jednotlivá vada, ale také plošný shluk milionů mikrokomunikací.
Oblast zkoušení těsnosti je vymezena mezi dvěma hraničními případy: 1) přirozeným průnikem plynné fáze fází pevnou (permeace) 2) obor neřeší velké netěsnosti, jejichž projevy jsou nezaměnitelně patrné (trhliny, praskliny a defekty) a kterými uniká plyn a nebo kapalina s nepřehlédnutelnou intenzitou.
Oblast aplikace zkoušek těsnosti: Pokud vznikne prasklina na palivové nádrži tahače a viditelně uniká nafta, není třeba dalších informací a je možno ihned přikročit k nápravě. Toto jde zcela mimo obor zkoušení netěsností. Pokud je ale třeba doložit, že palivová nádrž shodného tahače splňuje normy EU pro ochranu ovzduší před unikajícími uhlovodíky, je to již úkol pro obor zkoušení těsností, neboť se musí aplikovat vhodná technika, zkušební postup a vyčíslit velikost netěsnosti.
Oblast aplikace zkoušek těsnosti: Obor se zabývá netěsnostmi, způsobujícími úniky plynů, par a kapalin z hermetických systémů. Zkoušení je zaměřené na hledání poloh netěsností, na změření jejich velikosti, případně polohu a velikost současně. Netěsnosti se měří v průběhu výroby, montáže, uvádění do provozu a během provozování dílů, sestav a technologických celků.
Pro zkoušení se vypracovávají písemné předpisy, postupy a instrukce.
Definice netěsnosti – intenzita proudu – velikost Velikost vady (netěsnosti) je definována intenzitou průtoku a nikoliv geometrií. Při zkoušení netěsnosti je velikost proudu plynu netěsností uvnitř intervalu o rozpětí 15 řádů. Např. pokud jako přijatelnou netěsnost vodovodního kohoutku označíme číslem 1, je přijatelná netěsnost nitrožilního termočlánku definována číslem 0,00000000001. Přijatelný proud plynu netěsností se liší podle toho, co a kde se na těsnost zkouší – těleso říčního remorkéru vs. kardiostimulátor. Tekutina proudí skulinou, která je 10x větší než průměr molekuly.
Netěsnost tvoří shluky o průměrech různé velikosti. Velikost průtoku každou netěsností určuje nejmenší průřez vady.
Měření netěsnosti, hledání netěsností Při měření netěsnosti se snažíme zjistit její velikost (průtočné množství tekutiny), ale informace o poloze vady je zanedbána. 1)
Nulová netěsnost je nereálná. Je možné se k ní přiblížit, ale ne jí dosáhnout. Z hlediska technologických potřeb je potřeba, aby netěsnost byla pod určitou hranicí.
2) Při hledání netěsnosti se snažíme lokalizovat polohu výtoku tekutiny z netěsnosti, nebo vtoku dovnitř. Velikost proudu je druhořadá. Pokud je to možné, místo netěsnosti nehledáme, protože to spotřebuje mnoho času a peněz. Hledat netěsnost lze rychle jen na malém úseku. Na větší ploše se nejdříve stanoví úseky bez netěsností a poté se podrobně zkoumají úseky s indikacemi.
Některé postupy a metody umožňují netěsnost nalézt a současně změřit její velikost.
Místa, kde nelze najít netěsnost Lze prokázat existenci úniků, ale nikoliv jejich polohu: • Netěsnost na trubce ve svazku trubkového aparátu – lze stanovit, která trubka je netěsná, ale pro nepřístupnost nelze určit přesnou polohu vady. • Netěsnost svarů příruby navařené na trubku dvojicí svarů (vnitřní a vnější). Vnitřní svar je při tlakování nepřístupný a vnější nelze vystavit tlaku, protože je jeho kořen oddělen vnitřním svarem • atd…
Hledání netěsností – metody a instrumentace Akustická metoda (AE) – výtok plynu, pokud dosáhne dostatečné výtokové rychlosti, generuje ultrazvukové vlnění nad 20kHz, které lze zachytit a následně dohledat místo zdroje. Vhodné pro parní a plynová potrubí, armatury, přírubové spoje, petrochemii. Penetrační metoda – aplikací penetrantu na jedné straně zkoušeného spoje a vývojky na straně druhé vytvoříme podmínky pro vzlínání penetrantu netěsností. To se projeví tvorbou barevných skvrn ve vývojce. Vhodné pro velké netlakové a otevřené nádoby, nádrže a tělesa lodí. Fluorescenční metoda – umožňuje spojit hydraulickou pevnostní zkoušku a zkoušku těsnosti. Zkušební voda se obarví fluorescenčním barvivem, které se na povrchu hledá při osvitu pomocí UV světla. Metoda kolorimetrická – na zkoušený spoj se nanese bílá barva s činidlem reagujícím na čpavek změnou barvy. Zkoušená součást se naplní čpavkem o zkušebním tlaku. Průnik čpavku do barviva vyvolá změnu chemického složení a projeví se barevnými skvrnami na bílém podkladě. Bublinková zkouška – obecně zviditelňuje místo výtoku plynů tvorbou bublinek. Jako detekční prostředí slouží voda, nebo pěnivý roztok. Používá se přetlak, vakuum, roztažnost plynu teplem a kumulace plynu v omezeném prostoru.
Hledání netěsností – metody a instrumentace Metody měření změn tlaku za čas vedou k výpočtu velikosti vady, ale nenajdou její polohu – např.: 1. měření poklesu tlaku proti referenčnímu dílu, který je shodný velikostí, tvarem a materiálem se zkoušeným kusem. 2. Měření poklesu tlaku udržováním konstantního tlaku 3. Atd…
Metody s aplikací zkušebního plynu – prokazují místo výtoku, nebo vtoku zkušebního plynu zesílením signálu detektoru příslušné látky. Jako zkušební plyn lze použít každý plyn, pro který existuje detektor. Tyto metody mají největší rozsah aplikací. 1. 2. 3. 4.
Metoda hledání úniku zkušebního plynu atmosférickou sondou Metoda hledání úniků uhlovodíků Metoda hledání úniků par chladiv Metoda hledání úniků hélia - nejvíce používaná metoda
