Speciální příloha: Časopis Technická diagnostika Termodiagnostika v české praxi

ISSN 1803 1803-4535 4535

Speciální příloha: Časopis Technická diagnostika – Termodiagnostika v české praxi

Červen/červenec 2014

Číslo 5 (41) Ročník VII

Outsourcing údržby

7

Pět způsobů, jak zajistit rentabilní provoz našich zařízení.

Tento časopis je českou mutací

www.udrzbapodniku.cz USA

9. mezinárodní veletrh obráběcích a tvářecích strojů

56. mezinárodní strojírenský veletrh

MSV 2014

29. 9.–3. 10. 2014

IMT 2014

Veletrhy Brno, a.s. Výstaviště 1 647 00 Brno

Brno – Výstaviště

Tel.: +420 541 152 926 Fax: +420 541 153 044 [email protected] www.bvv.cz/msv

Vážení čtenáři, původně jsem úvodní slova zamýšlela napsat ve sportovním stylu. Fotbal, údajně nejpopulárnější, nejglobálnější a nejpomalejší sport, vládne světu, Evropě, republice, městu, v němž žiji, i nejedné domácnosti, kterou z blízkého okolí znám. Poněvadž ale naši redakci ovládly letos v létě výhradně slečny či dámy, shrnu názor nás všech větou: Co na tom všichni vidí? A tak se raději vracíme k tomu, čemu rozumíme: ke sladkým obědovým středám v nedaleké restauraci, ke sdílení zaručených receptů na letní osvěžující mňamky, k prohlížení letních dovolených a k nekonečně absurdním úvahám typu co by – kdyby (pro ilustraci: Kam bys jela, kdybys na ulici našla ležet čtyři miliony?). Tak jako tak – za vším se vznáší letní nálada, s níž Vás vítám na stránkách speciálního letního dvojčísla. Budete-li tato slova číst tak na půl oka, vnímat tak na půl vědomí a přemýšlet či dělat cokoli jiného jen napůl, budiž Vám odpuštěno; pracovní rok je dlouhý a očekávání kýžené letní dovolené musí více či méně poznamenat každého z nás. Z aktuálního tématu z obálky na čtenáře pokukuje věčná otázka spjatá s údržbou: vlastní zaměstnanci, kteří se starají o údržbu, nebo externě najímaní odborníci? V tištěné i webové verzi časopisu popisujeme výhody, nevýhody, úskalí, problémy i přínosy obou skupin a zajímáme se i o Váš názor: Jak fungují Vaše provozy? Máte zkušenosti s oběma přístupy? Napište nám na [email protected] – o cenné názory se rádi podělíme. Věnujeme se také energetické účinnosti pneumatických systémů a přinášíme šest cenných rad k jejímu dosažení. Nekonečným příběhem časopisu Řízení a údržba průmyslového podniku je pak téma bezpečnosti, na květnové vydání navazujeme tentokrát bezpečností práce, jež se dle autorů článku ze sekce údržba a správa stává šestým „s“ v metodě 5S. Co nám v redakci udělalo velkou radost, je zamyšlení nad „řešeními na dosah ruky“, které najdete v pravidelné rubrice Zaostřeno. Nikdy není totiž pozdě a od věci učit se, jak ušetřit, pracovat efektivněji a lépe – vědí to i děti školou povinné. Každý správný manažer totiž ví, že jediné, na čem doopravdy záleží, jsou jeho vlastní pracovníci: právě jejich motivace a snaha zapojit je do vnitropodnikových procesů je klíčovým faktorem úspěchu. Nestačí jen direktivně rozhodovat „od stolu“; stěžejní je jít „mezi lid“, ptát se, motivovat k výkonům, chválit a povzbuzovat k další práci. Jaká škoda, že se selský rozum, nadhled a zájem o druhého vytrácí tak nějak do… pryč! Nosným tématem dvojčísla, které držíte v rukou, je termodiagnostika – v rámci dlouhodobé spolupráce s Asociací technické diagnostiky totiž i toto letní číslo obsahuje samostatný časopis Technická diagnostika, tentokrát zaměřený na taje a možnosti, jež skýtá právě tento obor diagnostiky. Věříme, že články odborníků na slovo vzatých pro Vás budou notnou dávkou inspirace i zkušeností do praxe. Vážení čtenáři, závěrem dovolte popřát Vám klidné a pokud možno bezstarostné léto.

Řízení a údržba průmyslového podniku @TMI_CZ Řízení a údržba průmyslového podniku

Barbora Karchová Šéfredaktorka

Trade Media International s.r.o.

ŘÍZENÍ & ÚDRŽBA PRŮMYSLOVÉHO PODNIKU

červen/červenec 2014

•

1

SAMOLEPÍCÍ ETIKETY • TERMOTRANSFER TISKÁRNY • INKJET • APLIKÁTORY ETIKET • TERMOTRANSFEROVÉ PÁSKY • ZNAČENÍ LASEREM • VERIFIKACE OCR A KÓDŮ • KAMEROVÉ SYSTÉMY

EDITORIAL

+420 774 584 357

www.LT.cz www.tiskovehlavy.cz

4

FORUM Komplexní řešení pro hydrauliku, pneumatiku a mazání

6


Příprava mezinárodní odborné

ČÍSLO 5 (41) ROČNÍK VII

konference Údržba 2014 je v plném proudu

7

TÉMA Z OBÁLKY Outsourcing údržby

11

STROJNÍ INŽENÝRSTVÍ Šest kroků vedoucích k dosažení energetické účinnosti v pneumatických systémech

16

Strategie SKF pro zvyšování efektivity výrobních prostředků

18

AUTOMATIZAČNÍ TECHNIKA PLC Modicon M241 a Modicon M251: dvojčata, která zrychlí tep každému (stroji)

20

ÚDRŽBA & SPRÁVA Bezpečnost práce: Šesté „S“ v metodě 5S

24

Nové servisní centrum pro průmyslové převodovky

26

HMI/SCADA SYSTÉMY Nová generace modulárních terminálů Magelis GTU pro náročné architektury

28

ZAOSTŘENO Nezaměřujme se na shromažďování

Outsourcing údržby

7

dat, nýbrž na odhalování, co se za nimi skrývá – řešení máme často na dosah ruky

Pět způsobů, jak zajistit rentabilní provoz našich zařízení. Současná výrobní zařízení včetně automatizovaných procesů realizace objednávek a distribučních systémů jsou provozována rychleji a po delší dobu, aby byla schopna splnit plán zvýšeného objemu výroby. Typické distribuční centrum se musí každodenně vypořádat s roztřiďováním a doručováním objednávek po dobu 18 až 20 hodin a po sedm dní v týdnu. Taková prodloužená provozní doba omezuje využitelný čas pro údržbářské skupiny, aby mohly provádět potřebné opravy, preventivní údržbu (PM) a potřebnou modernizaci zařízení, a brání při porovnávání relativního zdravotního stavu systému.

Přeložené texty jsou v tomto časopise umístěny se souhlasem redakce časopisu „Plant Engineering Magazine USA” vydavatelství CFE Media. Všechna práva vyhrazena. Žádná část tohoto časopisu nemůže být žádným způsobem a v žádné formě rozmnožována a dále šířena bez písemného souhlasu CFE Media. Plant Engineering je registrovanou ochrannou známkou, jejímž majitelem je vydavatelství CFE Media.

Zaostřeno

28

Nezaměřujme se na shromažďování dat, nýbrž na odhalování, co se za nimi skrývá – řešení máme často na dosah ruky

11 Strojní inženýrství Šest kroků vedoucích k dosažení energetické účinnosti v pneumatických systémech Přehodnocením systémových požadavků a zvolením správně dimenzovaných komponent je možné ušetřit peníze a zvýšit produktivitu práce.

20 Údržba & správa Bezpečnost práce: Šesté „S“ v metodě 5S Bezpečnost práce by měla být nedílnou součástí plánu na zvýšení produktivity podniku.

1 / ROČNÍK XXIII / 2014

ASOCIACE TECHNICKÝCH DIAGNOSTIKŮ ČESKÉ REPUBLIKY, o. s. Technická dagnostika Termodiagnostika v české praxi

Úvod do termodiagnostiky TD2 Akreditovaná kalibrace infračervených radiometrických kamer a bezkontaktních teploměrů TD3 Vliv technických parametrů termokamer na přesnost výsledků stavební termodiagnostiky TD8 Vizualizace úniků plynů TD14 Aplikace infračervené termografie v diagnostice historických staveb TD19 Eliminace odraženého záření při termografickém měření povrchových teplot TD26

4535 1803-4535 ISSN 1803

a údržb

m ším d va ní na 12 vele ntremdda e atteellsskkýý va v t te a ě o do d e ezm ním ojtec váš rggeetickou Outsourcing údržby Přev peračSp neer e en s Pět způsobů, jak zajistit rentabilní provoz c ze o řetě našich zařízení. tíí 1122 účinnost

14 n 20 Dube

Číslo

9) 3 (39)

VIIII íkk VVII ník ční Roočn Roč

Květen 2014

Číslo 4 (40)

VII íkk VII ník Ročník Ro ní


Číslo 5 (41) Ročník VII

o ickéh u graf neboť k, e form zvolt jednote ktrické ru si cent azovacích vku ele y. iOps br ch dodá ik u. cz erním í a typy zo hlivou bní úspě po dníná moodd rz bazač V m nik ován jistit spole ální výro pod az a í w. ra jší lněějš ww ud dveří. zoobbr lze za ptim U ž eeln Udddrrržit takto ergie a o vstupních en

ich v ich u vaš

pis o časo muta cí Tent ou je česk

Tento časopis mutací je českou

Tento časopis je českou mutací

zba www.udr

pod

7

niku .cz

www.udrzbapodniku.cz USA

USA

USA

REKLAMA

Šéfredaktorka Barbora Karchová

Account Manager Barbora Smužová mob.: +420 777 793 392 e-mail: [email protected]

Redaktoři Jana Poncarová

slu s průmy IT v loha: lní pří Digitá ení icí zaříz c chlad vozíků Mo lní 30 Mobi ižných mů o zdv ch systé vysoko ných žbaa atizovaný ržb st autom příloha: Časopis Technická diagnostika – Termodiagnostika v české praxi Speciální 44 Úd ečno 22 Bezp

4535 1803-4535 ISSN 1803

4535 1803ISSN 1803

ní tonom 32 Au

REDAKCE

Odborná spolupráce Martina Bojdová, Jiří Fizek, Monika Galbová, Petr Klus, Petr Moczek, Zdeněk Mrózek, Pavla Rožníčková Předseda redakční rady Zdeněk Votava Redakční rada Juraj Grenčík, František Helebrant, Tomáš Hladík, Libor Keller, Václav Legát, Vladislav Marek, Hana Pačaiová, Věra Pelantová, Miroslav Rakyta, Lubomír Sláma, Ondrej Valent, Juraj Vitkaj

Grafické zpracování Joanna Chodorowska TISK Printo, spol. s r. o. REDAKCE USA Bob Vavra Kevin Campbell Amara Rozgusová

ISSN 1210-311X

MK ČR: 5 979

TECHNICKÁ

DIAGNOSTIKA

1 ROýNÍK XXIII 2014 ASOCIACE TECHNICKÝCH DIAGNOSTIKģ ýESKÉ REPUBLIKY, o. s.

TERMODIAGNOSTIKA V ýESKÉ PRAXI Úvod do termodiagnostiky

TD2

Vliv technických parametrĤ termokamer na pĜesnost výsledkĤ stavební termodiagnostiky TD8 Vizualizace únikĤ plynĤ TD14 Aplikace infraþervené termogra¿e v diagnostice historických staveb TD19

www.atdcr.cz

VYDAVATEL Trade Media International, s. r. o. Milan Katrušák Mánesova 536/27 737 01 Český Těšín Tel.: +420 558 711 016 www.trademedia.us/cs www.udrzbapodniku.cz ISSN 1803-4535 MK ČR E 18395

REDAKCE POLSKO Tomasz Kurzacz

Redakce si vyhrazuje právo na krácení textů nebo na změny jejich nadpisů. Nevyžádané texty nevracíme. Redakce neodpovídá za obsah reklamních materiálů. Časopis je vydáván v licenci CFE Media.

FORUM Komplexní řešení pro hydrauliku, pneumatiku a mazání Společnost CHVALIS s.r.o. nabízí komplexní služby nejen v oblasti hydrauliky a pneumatiky, ale i v oblasti systémů centrálního mazání a patří mezi nejvýznamnější systémové integrátory u nás. Jejích služeb využívá mnoho významných výrobních firem automobilového, papírenského, chemického, dřevařského, hutního a stavebního průmyslu v České republice i na Slovensku. irma má uzavřenu smlouvu o distribučním zastoupení firmy Parker Hannifina v současné době získala status tzv. premier distributora. Pro výrobky firmy Parker Hannifin poskytuje servis na celém území České republiky a její prvky aplikuje do svých výrobků (hydraulické agregáty, filtrační systémy, pneumatické systémy apod.). CHVALIS s.r.o. poskytuje servisní služby a zajišťuje dodávky náhradních dílů také pro systém firmy Eaton – Vickers. Nově naše společnost získala statut certifikovaného distributora mazacích systémů společnosti SKF – mazací systémy.

F

Na otázky odpovídá ředitel a jednatel společnosti Milan Chvalina: Jaké jsou aktuální novinky v nabídce výrobků a služeb pro vaše zákazníky? Pro zvýšení rozsahu našich servisních služeb v oblasti údržby hydraulických a mazacích systémů jsme nově vyčlenili kvalifikovaného pracovníka na funkci provozního certifikovaného technika-diagnostika a zároveň tribodiagnostika. Zavedli jsme sofistikovaný systém odběrů vzorků oleje u zákazníků a jejich okamžité vyhodnocení na certifikovaných diagnostických přístrojích s následným reportingem zákazníkovi včetně doporučení, jak dále olejovou náplň provozovat, zda je třeba ihned zahájit bypass filtrace, doplnit aditiva apod. Kromě standardních filtrací olejových náplní za účelem odstranění mechanických nečistot nově provádíme odstraňování vázané i nevázané vody z olejových náplní pomocí mobilního filtračního zařízení Parker PVS 600, které pracuje na unikátním principu vakuového dehydrátoru. Zařízení lze nasadit i za provozu u zákazníka v bypass režimu – nepřetržitě za chodu 4 • červen/červenec 2014

stroje v objemu nádrže od 150 do více než 10 000 litrů při vysoké efektivitě provozu. Čím se lišíte od konkurence? Naší silnou stránkou je komplexnost poskytovaných služeb a dodávek včetně materiálu, a to vše v režimu 24hodinové služby. Flotila 20 servisních vozů zajišťujících havarijní servis i plánované opravy denně vyjíždí k zákazníkům a plní požadované úkoly. Masivní podporu těmto činnostem zajišťuje rozsáhlé výrobní a logistické zázemí v sídle společnosti v Hoštce, jež disponuje dílnou oprav vybavenou moderními zkušebními stendy hydraulických válců, čerpadel i hydromotorů, CNC obrobnou, certifikovanou svařovnou, 3D-konstrukcí s programováním, tribodiagnostickou laboratoří a vlastním certifikovaným školicím střediskem. To vše je podpořeno rozsáhlým skladem náhradních dílů čítajícím 4 500 skladových položek dostupných 24 hodin denně 365 dní v roce v sídle společnosti v Hoštce a v dalších čtyřech pobočkách v Liberci, Rokycanech, Sušici a Českých Budějovicích.


CHVALIS s. r. o. Velešická čp. 54, 411 72 Hoštka Telefon: +420 416 85 77 11 Fax: +420 416 81 41 98 24hod služby: +420 737 22 22 33 e-mail: [email protected] www.chvalis.cz

Prodejna hydrauliky a pneumatiky

HYDRAULIKA • PNEUMATIKA MAZÁNÍ • FILTRACE OLEJŮ Skladujeme pro Vás: - rychlospojky - kulové kohouty - adaptéry (přechodky) - hydraulické šroubení ERMETO original - hydraulické trubky - trubkové příchytky - pneumatické šroubení a hadičky - manometry - filtry - hydraulická čerpadla, motory, ventily, rozvaděče - pneumatické prvky Nabízíme Vám: - lisování hydraulických hadic - opravy hydraulických a pneumatických válců - opravy pístových a lamelových čerpadel - výroba a servis hydraulických agregátů a systémů - výroba a servis mazacích agregátů a systémů - filtrace a rozbory olejů - tribodiagnostika

www.chvalis.cz

Liberec Ústí n. L.

Hoštka Roudnice n. L.

D8 E55 D5

Turnov E65

E67

HAVARIJNÍ SLUŽBA - tel.: 737 222 233

Hradec Králové

Praha D1

Rokycany

Ostrava E50

Brno

Sušice

Servis hadic u zákazníka

České Budějovice

SÍDLO FIRMY CHVALIS s.r.o. Velešická 54 411 72 Hoštka tel.: 416 857 711, 737 222 233 fax: 416 814 198 e-mail: [email protected]

M A Z A C Í

S Y S T É M Y

SERVIS Souãást

divize

Hydrauliky

Parker

Hannifin

Pobočka LIBEREC

Pobočka ROKYCANY

Pobočka SUŠICE

CHVALIS s.r.o. České mládeže 708/108 460 08 Liberec VIII – Dolní Hanychov tel.: 482 400 013, 724 483 329 fax: 482 312 463 e-mail: [email protected]

CHVALIS s.r.o. Arbesova 820/III 337 01 Rokycany tel.: 371 720 461, 725 118 017 fax: 371 785 620 e-mail: [email protected]

CHVALIS s.r.o. T. G. Masaryka 151/II 342 01 Sušice tel.: 376 523 342, 725 393 251 e-mail: [email protected]

Pobočka ČESKÉ BUDĚJOVICE CHVALIS s.r.o. Pražská 497/62 370 04 České Budějovice tel.: 387 310 135, 725 516 066 fax: 387 203 173 e-mail: [email protected]

FORUM Příprava mezinárodní odborné konference Údržba 2014 je v plném proudu Letošní mezinárodní odborná konference je pokračováním v naplňování našich cílů – prezentovat nové myšlenky a umožnit výměnu zkušeností ke všem otázkám, které souvisejí s managementem péče o HM, zvláště s údržbou strojů a zařízení. ednání konference obohatí řada pozvaných odborníků z oblasti managementu majetku a jeho údržby z různých zemí. Program a jednání konference zprostředkuje objektivní a aktuální přenos informací o vývoji údržby, údržbářských systémech, organizaci údržby a informačních systémech údržby ve světě a v ČR. Konference také přispěje podnikové praxi ve využití a prosazování nových poznatků v péči o HM na cestě ke snižování nákladů a zvyšování konkurenceschopnosti.

J

Pořadatelé konference: Česká společnost pro údržbu, Technická fakulta ČZU v Praze, Svaz chemického průmyslu (SCHP) ČR Termín konání: 23.–24. 10. 2014 (středa a čtvrtek) Místo konání: Konferenční centrum Akademie věd České republiky, zámek Liblice

Konferenční jazyky: čeština, slovenština, angličtina – tlumočena Tematické zaměření konference: integrovaná péče o majetek – kvalitní údržba • Management majetk u a jeho údržby – spolupráce výroby a údržby, insourcing, outsourcing, facility management, smluvní vztahy • Výběr a poř ízení zař ízení – obslužnost, energetická náročnost, spolehlivost, rizika, kvalita • Prezentace firem – vykonávané služby, výstava zařízení a různých údržbářských technologií, IT, praxe v plánování, rozvrhování, řízení odstávek, vykonávání údržby • Provozní spolehlivost, management rizik a bezpečnost v údržbě – metody a ukazatele spolehlivosti, FMECA, RCM a další, metody hodnocení rizik, snižování rizik údržbou, spolehlivost lidského činitele v údržbě • Technická diagnostika, preventivní, prediktivní údržba, revizní

a preventivní prohlídky, diagnostické metody a přístroje, optimalizace preventivní údržby • Počítačová podpora údržby – informační systém údržby, HW a SW • Technologie údržby a oprav strojů – mytí a čištění, mazání, renovace součástí, materiály pro renovaci • Logistika ND – nákup ND a technického materiálu, řízení zásob Přihláška k účasti na konferenci a doprovodném programu bude umístěna na www.udrzba-cspu.cz. Další informace naleznete na webových stránkách www.udrzba-cspu.cz/konference/.

VÝZVAPOŘADATELŮ Vážení přátelé a kolegové, jménem přípravného výboru konference a České společnosti pro údržbu Vás zveme k aktivní účasti a zapojení do odborného programu a diskuse mezinárodní konference ÚDRŽBA 2014. Letošní mezinárodní odborná konference je pokračováním v naplňování našich cílů – prezentovat nové myšlenky a umožnit výměnu zkušeností ke všem otázkám, které souvisejí s managementem péče o hmotný majetek (HM), zvláště s údržbou strojů a zařízení. Jednání konference obohatí řada pozvaných odborníků z oblasti managementu majetku a jeho údržby z různých zemí – zařaďte se mezi ně i Vy. Pomozte zprostředkovat objektivní a aktuální přenos informací o vývoji údržby, údržbářských systémech, organizaci údržby a informačních systémech údržby ve světě a v ČR. Aktivně přispějte podnikové praxi ve využití a prosazování nových poznatků v péči o HM na cestě ke snižování nákladů a zvyšování konkurenceschopnosti. prof. Ing. Václav Legát, DrSc., předseda předsednictva ČSPÚ Ing. Zdeněk Votava, výkonný ředitel ČSPÚ

6 • červen/červenec 2014


TÉMA Z OBÁLKY

Outsourcing údržby Pět způsobů, jak zajistit rentabilní provoz našich zařízení. oučasná výrobní zařízení včetně automatizovaných procesů realizace objednávek a distribučních systémů jsou provozována rychleji a po delší dobu, aby byla schopna splnit plán zvýšeného objemu výroby. Typické distribuční centrum se musí každodenně vypořádat s roztřiďováním a doručováním objednávek po dobu 18 až 20 hodin a po sedm dní v týdnu. Taková prodloužená provozní doba omezuje využitelný čas pro údržbářské skupiny, aby mohly provádět potřebné opravy, preventivní údržbu (PM) a potřebnou modernizaci zařízení, a brání při porovnávání relativního zdravotního stavu systému. Nedefinovatelné náklady na prostoje zařízení mohou rychle eskalovat, snižovat naši marži a ohrožovat tak budoucí podnikatelské aktivity a loajalitu našich zákazníků.

S

Nicméně prevence prostojů a optimalizace provozní efektivity těchto vysoce automatizovaných systémů vyžaduje, aby byly programy preventivní údržby projektovány a realizovány kvalifikovanými pracovníky údržby, kteří jsou obeznámeni s nejnovějšími verzemi softwaru, systémů a diagnostických technik. V současné době je docela velká poptávka po pracovní síle a z tohoto důvodu je k dispozici na trhu práce stále méně vysoce kvalifikovaného personálu. Tím se zvyšuje riziko ztráty klíčových pracovníků a jejich znalostí stávajícího systému v důsledku časté f luktuace zaměstnanců. Stále více operátorů uznává hodnotu trvalého programu údržby, který nabízí garantovanou dobu provozuschopnosti, zaručené personální obsazení a neomezený přístup k technikům OEM a podpůrnému personálu.

Corey Calla Intelligrated

Obrázek 1: Jednou z přehlížených výhod, která se skrývá za outsourcingem údržby, je skutečnost, že řídící pracovníci společnosti již nemusejí dohlížet na údržbu zařízení a místo toho se mohou zaměřit na strategické cíle a plánování. Všechny obrázky poskytla společnost Intelligrated.



•

7

TÉMA Z OBÁLKY Zatímco outsourcing údržbářských prací nepředstavuje žádnou novou koncepci, zejména v období, kdy vrcholí poptávka, se náhrada interních zaměstnanců za místní odborníky a program údržby na klíč ukázaly jako nákladově efektivní model pro zajištění splnění objednávek o velkém objemu v krátkém čase. Můžeme si vyjmenovat pět základních výhod, které nabízí outsourcovaný systém údržby: • řešení personálního zabezpečení pracovníků údržby včetně jejich profesionálního výcviku; • řízení nákladů na technicky vyspělé systémy a software pro řízení údržby; • integrace systému pro počítačové řízení úd ržby (Computer ized Maintenance Management System – CMMS) se systémem pro plánování podnikových zdrojů (Enterprise Resource Planning – ERP) a systémem řízení skladu; • implementace robustního programu preventivní údržby; • zajištění a dosažení provozuschopnosti.

Rezidentní servisní program osvobozuje kmenové zaměstnance provozu od starostí ohledně doby provozuschopnosti systému a jeho prodloužené životnosti, takže se mohou plně soustředit na tok výroby a dosažení maximální spokojenosti zákazníka.

1. Personální zabezpečení a výcvik Nedostatek pracovních sil, zejména kvalifikovaných mechaniků, elektrikářů a techniků na údržbu softwaru, nadále způsobuje velké problémy provozovatelům zařízení. Rezidentní (neustále k dispozici; trvalý) servisní program nabízí atraktivní alternativu, jež spočívá v rozmístění personálu,

Obrázek 2: Přístup k novým technologiím a softwaru se řadí mezi další výhody systému údržby, která je poskytována dodavatelským způsobem.



který je zaškolen v oblasti údržby základních zařízení (OEM) a má k dispozici všechny potřebné prostředky, které mu umožní začít pracovat od prvního dne odstávky. Namísto toho, aby tým náborových manažerů dané společnosti ztrácel čas definováním požadovaných souborů dovedností, jež jsou nezbytné při náboru pracovníků údržby v daném měsíci, rezidentní servisní technici, kteří jsou rozmístěni po provozech, zajišťují provozní a servisní požadavky, včetně případných sezónních úprav poptávky. Kmenoví zaměstnanci společnosti již nenesou tíhu, která spočívá v základní odborné přípravě a následném výcviku, když dojde k navýšení počtu strojů, k jejich modernizaci či výměně. Kromě toho rezidentní servisní programy eliminují riziko ztráty nabytých znalostí v důsledku fluktuace zaměstnanců. Poskytovatel služeb se postará o rozšíření těchto důležitých informací mezi širokou základnu odborníků na daný systém v rámci své databáze. „Nábor nových pracovníků a provádění odborného výcviku je skutečně náročnou záležitostí s ohledem na všechna živnostenská oprávnění potřebná pro zajištění silného týmu pracovníků zajišťujících preventivní a havarijní údržbu,“ uvedl Kieran Ryan, ředitel servisních služeb ve společnosti Intelligrated. „Rezidentní servisní program osvobozuje kmenové zaměstnance provozu od starostí ohledně doby provozuschopnosti ssystému a jeho prodloužené životnosti, ttakže se mohou plně soustředit na tok vvýroby a dosažení maximální spokojenosti zzákazníka.“ 2 Řízení nákladů na technicky vyspělé 2. ssystémy Stále propracovanější používaný hardware a software vyžadují od servisních techniků, aby a disponovali novými a specializovanými znalostmi v oblasti údržby. Zvýšená proz duktivita d přináší potenciální riziko vyšších nákladů n spojených s údržbou. „Čím více je automatizace, tím více narůstá n potřeba doprovodných servisních zzásahů a doprovodných činností. Viděli jsme j starší mechanické zařízení, které oobsluhovalo 700 až 800 provozních zaměstn nanců a personál údržby tvořilo cca 25 lidí. Přechodem P na automatizované zařízení s vyšším výkonem se snížil potřebný počet provozních p zaměstnanců na 80, avšak došlo k navýšení personálu údržby na 50 pracovníků, n “ poznamenal K. Ryan.

Obrázek 3: Stále více operátorů uznává hodnotu rezidentního servisního programu, který nabízí garantovanou dobu provozuschopnosti, garantované personální zajištění a neomezený přístup k technikům základního zařízení OEM a k podpůrnému personálu.

Udržovat automatizovaný systém v provozu s vysokou výrobní kapacitou a jen krátkými servisními zásahy představuje velmi náročný úkol. Důraz na šetření ve všech oblastech a požadavek na splnění klíčových ukazatelů výkonnosti výrobní kapacity provozu se stále zvyšuje. S kratší dobou určenou na údržbu bývají preventivní úkoly odsunuty na neurčito, až na naléhavější opravy, což má násobný dopad na prostoje a na náklady na údržbu, jak systém časem stárne. Kromě toho musejí být v případě poruchy stroje k dispozici náhradní díly společně s komplexně vyškoleným technikem, který provede potřebnou opravu. V rámci rezidentního servisního programu jsme schopni úspěšně provádět tyto úkoly a poskytovat předvídatelné náklady na garantovanou výrobní kapacitu. Program zahrnuje nejen vyškolené mechaniky, elektrikáře, techniky MaR a softwarové specialisty, ale rovněž uskladněné náhradní díly, aby bylo možno zabezpečit rychlé opravy a získat bezprostřední přístup k prostředkům OEM a technické pomoci. 3. Plně integrovaný CMMS Udržování stovky aktiv v provozu s maximální výkonností představuje náročný úkol.

Díky zavedení systému pro počítačové řízení údržby (CMMS) si můžeme každý objekt prohlížet a sledovat na grafickém rozhraní a zajistit tak efektivní řízení po celou dobu jeho životního cyklu. Implementace CMMS má své výhody, které sahají od plánování údržby celého systému a přidělování práce až po monitorování individuálního zařízení, což umožňuje identifikaci opakujících se problémů a nákladů na vlastnictví. Plánování údržby, řízení lidských zdrojů v rámci preventivní údržby, generování pracovních příkazů, řízení zásob náhradních dílů na skladě a pracovní výkazy – to vše může být zahrnuto v rámci systému CMMS. Kromě toho je systém CMMS začleněn do systému plánování podnikových zdrojů (ERP) a systému řízení skladu (WCS) daného dist r ibučního centra za účelem sdílení dat a poskytnutí bezprecedentní schopnosti řídit aktiva a předvídat opotřebení systému, vše při optimalizaci rozpočtu a plánu na údržbu. Systém CMMS v případě krizových situací rovněž odesílá oznámení prostřednictvím textu, automatické hlasové schránky nebo e-mailu. Výsledek? Zkrácení času odezvy, zkrácení doby odstávky zařízení a nižší vnímané náklady na údržbu.

ProfiHub B5

KLÍČOVÉBODY • Díky zavedení outsourcingu údržby můžete zaměřit vaše podnikové zdroje do míst, kde je jich nejvíce zapotřebí, a zároveň ještě lépe chránit podnikové procesy. • Požadavek na prodloužení doby provozuschopnosti zařízení v podniku vyžaduje organizovaný procesní přístup k údržbě. • Náležitý program outsourcingu údržby zahrnuje potřebný výcvik a řešení záležitostí ve smyslu aktualizace softwaru a integrace systému CMMS. • Tito smluvní zaměstnanci neboli rezidentní servisní pracovníci jsou začleněni do standardního provozního personálu podniku.

24.750 Kč bez DPH

5 kanálový PROFIBUS repeater Zlepší odolnost sítě PROFIBUS proti zkratům a elektromagnetickému rušení.

www.foxon .cz

TÉMA Z OBÁLKY Rezidentní servisní program: Co můžete očekávat? Váš poskytovatel profesionálního rezidentního servisního programu by měl být: • časově efektivní, tj. zajišťovat kvalitní údržbu během omezené doby odstávky zařízení; • zaměřen na čistotu, tj. udržovat vaše systémy v čistotě; • zaměřen na kontrolu, tj. kontrolovat a identifikovat opotřebované díly a zařízení, aby se zabránilo poruchám dříve, než k nim dojde, a tím přispět ke snížení počtu neplánovaných prostojů; • představovat referenční bod, tj. poskytovat širší přístup k prostředkům a zdrojům společnosti, a to jak na dálku, tak i osobně jako zaměstnanec výrobce systému; • plně zaškolen a vycvičen, tj. absolvovat komplexní výcvik zaměřený na specifické úkoly dané společnosti, včetně znalostí průmyslových standardů a požadavků OSHA; • obeznámen se správou aktiv a uchovávat databázi nabytých znalostí, tj. udržovat kompletní systém poznatků, takže nikdy nemůže dojít k tomu, že si jednoho krásného dne prostě „vstane a odejde“, jak to známe u zaměstnanců; výrobce systémů řídí najímání, výcvik, vedení záznamů a podávání zpráv.

„Se správně zavedeným systémem CMMS získává operátor kompletní historii aktiv od kolébky do hrobu, včetně pomocných zařízení, jako jsou vysokozdvižné vozíky a použité baterie,“ tvrdí Rick Emery, správce systému CMMS ve společnosti Intelligrated. „Systém poskytuje neocenitelný přehled o skutečných nákladech a historii výkonu každého aktiva, což má vliv na to, jakým způsobem a kdy je údržba prováděna s tím, že potenciální modernizace nebo výměna je naplánována spolu s doprovodnou analýzou nákladů a výnosů pro provozovatele. Kromě toho je každé aktivum sledováno individuálně, takže identické jednotky, které mohou mít různé motory, jsou spravovány jako samostatná aktiva. Je to prostě chytřejší způsob práce s reálným dopadem na prodloužení doby provozuschopnosti zařízení.“

VÍCEINFORMACÍ Na webových stránkách časopisu hledejte další redakční obsah k tématu. Článek s názvem Výhody a nevýhody zaměstnávání smluvních pracovníků na přechodný úvazek naleznete na stránkách www.udrzbapodniku.cz.


4. Vyhraďte si čas na preventivní údržbu Maximální prodloužení životnosti zařízení a zabránění neplánovaným odstávkám jsou některé z hlavních hnacích sil programu preventivní údržby. Program preventivní údržby rovněž zajišťuje implementaci doporučených rozšíření a modernizací systému. Provozování skrovné interní údržbářské skupiny má často za následek stinné stránky, které se projevují vyhrazením minimálního, nebo dokonce vůbec žádného času na preventivní údržbu. Nut nost reagovat na neplá nova né výpadky zařízení nám odebírá všechny prostředky, které máme k dispozici, což má za následek, že drahé zařízení nesplňuje svou předpokládanou životnost, a znatelný je i nárůst neplánovaných výpadků. Chod zařízení po dobu 18 až 20 hodin sedm dní ŘÍZENÍ & ÚDRŽBA PRŮMYSLOVÉHO PODNIKU

v týdnu může rovněž ohrozit program preventivní údržby. Rezidentní servisní program zahrnuje robustní a vysoce st r ukt urovaný program preventivní údržby určený pro celkovou podporu životního cyklu. Tento typ programu preventivní údržby zajišťuje maximální život nost investic do kapit álového zařízení, stejně jako udržování doby provozuschopnosti a výrobní kapacity na optimální úrovni. „Zatímco program preventivní údržby může být přehlížen z důvodu požadavků na reaktivní údržbu, jedná se opravdu o pojištěn í d lou hodobého v ýkonu systému,“ poznamenal dále K. Ryan. „Koneckonců nedostatek preventivní údržby bude mít podobu ušlé výrobní kapacity, zvýšeného počtu prostojů a zkrácené životnosti zařízení. Nákladově efektivní preventivní údržbu vnímáme jako jeden z největších přínosů rezidentního servisního programu.“ 5. Zkraťte prostoje prostřednictvím smluvně sjednané doby provozuschopnosti Výrobní kapacita je jedním z nejdůležitějších klíčových ukazatelů výkonnosti. Schopnost splnit cíle výrobní kapacity závisí na udržení doby provozuschopnosti. Kvalitní servisní program smluvně garantuje dobu provozuschopnosti ve výši 97 % nebo ještě vyšší. Zatímco aktuální doba provozuschopnosti často překročí tuto hodnotu, tato hodnota samotná ještě nepředstavuje celou problematiku návratnosti investic. Provozní personál je osvobozen od dohledu nad údržbou a může se hlouběji zaměřit na strategické plánování a řízení. „Garantovaná doba provoz uschopnosti je obrovskou úlevou,“ dodal Ryan. „Dodržujeme a překračujeme tyto hodnoty doby provozuschopnosti díky našim kvalifikovaným technikům, našemu robustnímu programu preventivní údržby a naší schopnosti okamžitě reagovat na nouzové odstávky a poruchy zařízení tím, že máme správné techniky a náhradní díly na správném místě ve správný čas.“ Corey Calla zastává ve společnosti Intelligrated pozici ředitele týmu, který se zabývá podporou životního cyklu zařízení.

STROJNÍINŽENÝRSTVÍ Šest kroků vedoucích k dosažení energetické účinnosti v pneumatických systémech Přehodnocením systémových požadavků a zvolením správně dimenzovaných komponent je možné ušetřit peníze a zvýšit produktivitu práce. Pat Philips AutomationDirect

neumatické systémy jsou považovány za neefektivní, a tak se provádí málo opatření vedoucích ke zvýšení účinnosti. Tento článek si klade za cíl ukázat vám, jak lze systémy optimalizovat nejen za účelem zvýšení energetické účinnosti, ale rovněž zvýšení produktivity práce a prodloužení životnosti zařízení. Dobrou zprávou je, že zatímco v pneumatických systémech existuje mnoho zdrojů neúčinnosti, implementací následujících strategií můžete dosáhnout snížení spotřeby energie až o 35 %.

P

Vyhledejte a opravte netěsnosti To, že v pneumatických systémech často dochází k únikům, neznamená, že musejí být odstraněny. Statistiky amerického ministerstva energetiky ukazují, že průměrný výrobní závod se potýká s únikem stlačeného vzduchu v rozmezí 30 % až 35 % (obr. 1). Naštěstí mnohé z netěsností lze opravit nebo jim je možné dokonce zabránit. Z mnoha míst nacházejících se mezi kompresorem a zátěží, kde dochází nejčastěji k úniku, představují právě ventily a těsnění dvě hlavní oblasti, ve kterých lze dosáhnout podstatného zlepšení. Poškozené těsnění by mělo být první věcí, na kterou zaměříme svou pozornost. Je rovněž velmi důležité pochopit druh a charakter úniku, abychom pro danou aplikaci byli schopni vybrat co nejvhodnější ventil. Některá konstrukční provedení ventilu, jako jsou vícecestné šoupátkové ventily s kovovým těsněním, se vyznačují vlastním interním únikem, který je konstantní, zatímco je vzduch přiváděn do ventilu. Instalací ventilů s měkkým těsněním můžeme dosáhnout výrazně nižšího úniku.

Nicméně je důležité si uvědomit, že spotřeba vzduchu se u vícecestných šoupátkových ventilů během provozu nemění. Na druhou stranu měkké těsnění dokáže vyprodukovat stokrát větší únik než vícecestný šoupátkový ventil během otevřeného přechodu, když se vřeteno posouvá. Proto může být únik vzduchu optimalizován výběrem správného typu ventilu pro danou aplikaci. Podmínky okolního prostředí, jako je teplota, stupeň vlhkosti a aplikované mazivo, to vše přispívá k míře úniku prostřednictvím těsnění. Pneumatické systémy v oblastech s vysokým rizikem kontaminace mohou výrazným způsobem těžit z investic do těsnění vyrobených z elastických materiálů, jako je viton, teflon nebo polyuretan. Provozujte kompresor náležitým způsobem Po odstranění úniků a netěsností se jedná o kompresory, jež představují oblast, v rámci které se otevírá široký prostor pro zlepšení. Americké ministerstvo energetiky vydalo v roce 2012 studii, která uvádí, že výrobci utratí více než 5 miliard dolarů ročně za energii pro pohon systémů stlačeného vzduchu. To by nás nemělo překvapovat, jelikož kompresory tvoří páteř pneumatického systému. Výrobci, kteří optimalizují své systémy stlačeného vzduchu, byli schopni snížit spotřebu energie na výrobu stlačeného vzduchu v rozmezí od 20 % až do 35 %. Popisovat metody pro zvýšení účinnosti kompresoru jde nad rámec tohoto článku. Nicméně americké ministerstvo energetiky nabízí návod...

Obrázek 1: Na trhu je k dispozici široký sortiment válců pro různé aplikace, od malých až po skutečně velké. Pro dosažení maximální účinnosti pneumatického systému je velmi důležité správné dimenzování válců a ventilů. Všechny obrázky poskytla společnost AutomationDirect.

Pokračování článku na str. 14



•

11

TOP PRODUKT

Technická diagnostika elektromotorů – systém ABB MACHsense-P Jak přesně naplánovat údržbu elektromotru? Jakým způsobem lze ušetřit náklady spojené s nutnou odstávkou stroje? Jak předcházet neočekávaným poruchám? Ing. Tomáš Langer ABB s.r.o.

a tyto a mnohé další zásadní otázky moderní údržby výrobního podniku nabízí konkrétní odpovědi Centrální evropské ser visní středisko pro ser vis motor ů a generátorů společnosti ABB lokalizované v Ostravě. Jeho snahou totiž není pouze servisní činnost samotná, ale i posouzení provozního stavu elektromotorů a generátorů z výrobního portfolia ABB a dalších výrobců. Celosvětově zavedený diagnostický systém ABB MACHsense-P představuje velmi účinný nástroj pro sledování, posouzení stavu a detekci poruch celého hřídelového řetězce – tedy elektromotoru, převodovky a zatížení (ventilátor, kompresor, čerpadlo). Nejk r it ičtější m bodem řetězce je posouzení stavu elektromotoru, kterému se budeme věnovat obsáhleji. Běžné diagnostické systémy provádí analýzu vibrací naměřených na stroji za běžných provozních podmínek, přičemž u indukčních strojů nedovedou poskytnout zprávu o stavu rotorových tyčí v rámci jednoho měření. V tomto směr u nabízí ABB MACHsense-P výhodu, protože systém neprovádí pouze analýzu dat vibrací, ale posuzuje i kvalitu poskytovaného napájení (pomocí přímého měření napájecích proudů a napětí) a následně vyhodnocuje komplexní stav elektromotoru pomocí

N

Obr. 1 Model posuzovaného hřídelového řetězce



sofistikovaného softwaru ABB; veškeré informace jsou poskytovány v přehledné a detailní technické zprávě. Rovněž analýza vibrací je prováděna inovovaným způsobem – nahlíží totiž na stroj ze dvou úhlů. Prvním je analýza stavu ložisek, kde je sběr dat prováděn v reálném čase pomocí čtyř akcelerometrů, pomocí tzv. PCA analýzy. Druhým pohledem je posouzení stavu instalace (analýza EM), kde nejsou zohledňovány pouze odezvy ze stroje (nevyváha, nesouosost atd.), ale jsou zkoumány i vlivy plynoucí z nesprávné instalace stroje – měkká patka, rezonance základu atd. – viz tab. 1 na protější straně. I tato analýza probíhá v reálném čase za pomocí čtyřkanálového sběru dat. V rámci hřídelového řetězce umožňuje systém MACHsense-P posoudit stav návazných zařízení, jakými jsou převodovky (planetová, šneková, paralelní) a hnané zátěže – nejtypičtěji čerpadlo, ventilátor či kompresor. Ze čtyřkanálové analýzy vibrací je poté možné získat informace o stavu ložisek, mechanickém opotřebení, nesouososti, uvolnění, stavu zubů převodovek či stavu opotřebení lopatek zátěže atd. Také tyto data jsou zpracovávána pomocí stejného software společnosti ABB a výsledná zpráva je tedy kompaktním celkem, který přistupuje k diagnostikovanému soustrojí individuálně – systém MACHsense-P nepoužívá systém „one fits for all“, ale přistupuje k posuzování problémů v rámci konkrétního soustrojí. I parametry pro analýzu jsou zohledňovány reálně podle skutečných naměřených a vypočtených hodnot a jsou na ně aplikovány výpočetní algoritmy, které vychází z mnohaletých zk ušeností př i v ý voji elekt romotor ů a generátorů ABB. Jaké jsou hlavní výhody pro zákazníka? • Jeden systém a software posuzuje elektrické i mechanické závady v reálném čase.

• Posouzení kompletního hřídelového řetězce. Úspora nákladů: • vysoce spolehlivá a přesná analýza umožňuje snižovat náklady na údržbu, • tradiční metody: trendování, jednou za 14 dní, měsíc – vysoké náklady, • ABB MACHsense-P: měřicí perioda 3–6 měsíců v závislosti na zařízení, • jasně definuje, kdy a jak má být provedena specifická údržba – otevírá možnost prediktivního plánování specif ických zásahů na soustrojí, • systém MACHsense-P upozor ňuje na závadu bezprostředně, zároveň však v rámci technické zprávy jasně specifikuje závažnost závady, konkretizuje nález a z něj definuje jasná doporučení pro údržbu, • snížení nák ladů př i neplánované odstávce výrobní linky. Diagnostický systém ABB M ACHse n se -P t e dy u mož n í z jist it aktuální stav soustrojí z elektrického i mechanického hlediska a funguje jako prediktivní nástroj pro plánování údržby v podniku – Centrální evropské servisní středisko pro servis motorů a generátorů ABB Ostrava umožňuje svým zákazníkům využívat popsanou diagnostiku a zanést ji do konkrétního plánu údržby pro konkrétní podnik. Samozřejmostí je i služba pro kontinuální sledování stavu stroje v reálném čase po celou dobu jeho provozu – ABB MACHsense-R. Tento diagnostický systém je trvale nainstalován na sledovaném stroji (na rozdíl od systému P, který je přenosný a technik ABB s ním přichází přímo ke konkrétnímu stroji) a trvale monitoruje jeho provozní stav. K tomu využívá čtyřkanálové snímání vibrací a zároveň sleduje teplotní nárůsty na klíčových částech stroje, především na ložiscích. Systém je koncipován tak, aby poskytoval co nejpohodlnější a nejsrozumitelnější komunikaci se zákazníkem, potažmo s pracovníky údržby. Pomocí bezdrátového přenosu dat systém automaticky přeposílá snímaná data k vyhodnocení, přičemž z přednastavených limitů vždy správně vyhodnotí případnou poruchu a odesílá upozornění nejen do řídicího technického centra ABB, ale také přímo zákazníkovi, jenž je tak včas upozorněn na hrozící nebezpečí. Samozřejmostí je

i sledování kontrolovaných parametrů stroje on-line pomocí portálu ABB, kde je v rámci služby MACHsense-R zaregistrován a veden v rámci systému trvalého sledování provozních parametrů. Pravidelné výsledky a zaznamenané parametry jsou pravidelně zasílány zákazníkovi v podrobné písemné zprávě, která rovněž umožňuje zákazníkovi plánovat konkrétní kroky pro preventivní údržbu, a dovoluje tak snižovat náklady na provoz jeho stroje, předcházet neplánovaným odstávkám, plánovat nákupy náhradních dílů a zaznamenávat historii chodu svých technologií.

Obr. 2 Systém MACHsense-R

www.abb.cz Kontrolovaná část Kvalita napájení

Rotor

Ložiska

Instalace

Posuzovaný parametr • • • • • • • • • • • • • •

nesymetrie napájení harmonická zkreslení přepětí v síti poškození rotorových tyčí excentricita vzduchové mezery vnitřní nevyváha statické a dynamické prohnutí hřídele poškození ložiska posouzení stavu valivých i kluzných ložisek nevyváha v systému mechanická vychýlení uvolnění v systému měkká patka rezonance základu

Tab. 1 Přehled posuzovaných parametrů ŘÍZENÍ & ÚDRŽBA PRŮMYSLOVÉHO PODNIKU


•

13

STROJNÍ INŽENÝRSTVÍ Pokračování článku ze str. 11 faktorů. Avšak mnoha ztrátám lze zabránit

...na stanovení nákladů na výrobu stlačeného vzduchu v pod nik u, stejně jako tipy na to, jak snížit spotřebu energie kompresoru.

Obrázek 2: Tento shrnovač na dopravníkovém systému vyžaduje použití dvojčinného pracovního válce. Přidáním filtru-regulátoru stlačeného vzduchu jsme schopni udržovat řádný tlak v systému v předem nastavených mezích, což přispívá k zajištění větší účinnosti systému.

KLÍČOVÉBODY • Statistiky amerického ministerstva energetiky naznačují, že průměrný výrobní podnik eviduje v rámci svého pneumatického systému úniky stlačeného vzduchu v rozmezí od 30 % až do 35 %. • Budete-li ochotni věnovat určitý čas na pochopení skutečných požadavků kladených na váš pneumatický systém, můžete očekávat podstatné navýšení finančních úspor. • Dodržováním správné strategie a výběrem těch správných komponent mohou podniky očekávat zvýšení energetické účinnosti a produktivity.


Optimalizujte velikost součástí Je důležité správně dimen zovat součásti pneumatického systému, jelikož konstrukční velikost součásti výrazně ovlivňuje ostatní části. Nákupem menších regulačních ventilů ušetříte určité finanční prostředky ve fázi jejich pořízení, avšak jejich provozování vás v průběhu času vyjde podstatně dráž. Menší ventily budou vyžadovat častější provoz kompresoru, aby získaly správný tlak pro pohony, což z dlouhodobého hlediska vede ke zvýšenému odběru energie. Problémem bývá i nadměrné předimenzování pneumatických válců. Určité předimenzování je nutné pro kompenzaci kolísání tlaku vzduchu a ztrát; nicméně součásti, které jsou zbytečně velké, jsou zodpovědné za energetické ztráty v pneumatických systémech. Například 3palcový pneumatický válec vyžaduje více než dvojnásobné množství objemu vzduchu než 2palcový pneumatický válec. V praxi však extra kapacita není vyžadována. Aby se zabránilo přílišnému předimenzování, je důležité si uvědomit, že většina zátěží a rychlostí vyžaduje pouze 25% dodatečnou kapacitu pro zajištění správné funkce. Výběrem správného procenta předimenzování může být účinnost pneumatického válce zvýšena až o 15 %. Když si spočítáte počet pneumatických válců, které budou provozovány tisíckrát během své životnosti, úspory získané díky správnému dimenzování se stávají finančně velmi zajímavé. S cílem pomoci při provádění množství výpočtů, které mají vliv na dimenzování součástí, byly vytvořeny softwarové balíčky, on-line kalkulačky i aplikace pro iPhone. Tím, že strávíte více času, abyste pochopili skutečné požadavky systému, můžete do budoucna dosáhnout značných finančních úspor při provozování řádně navrženého systému (obr. 2). Aplikujte správné množství tlaku Vždy je zapotřebí počítat s určitými malými ztrátami v důsledku kolísání spotřeby, průtokového odporu potrubí a ventilů či dalších ŘÍZENÍ & ÚDRŽBA PRŮMYSLOVÉHO PODNIKU

tím, že zajistíte, aby vzdálenost mezi vzduchovým kompresorem nebo odběrným místem stlačeného vzduchu a pohonem nebyla delší, než je nezbytně nutné. Systém, který používá nejkratší soustavu potrubí a hadic, přispívá ke snižování spotřeby energie. Hadice mezi regulačními ventily a válci by měly být kratší než 10 stop, kdykoli je požadavek uskutečnitelný. Pokud je vzdálenost delší, schopnost správně umístit zátěž může být ohrožena, aniž by bylo zapotřebí vyvinout vyšší tlak. Zajistíte-li, aby měl pohon k dispozici pouze tlak, jaký potřebuje k přesnému provedení úkolu, získáte způsob, jak zvýšit energetickou účinnost systému. Často je systém navržen tak, že poskytuje vyšší tlak, než pohon vyžaduje, jelikož se nezvažuje energetická účinnost, ale hodnotí se výkon. Instalací čidel, která monitorují tlak u regulátorů tlaku, jež udržují správné hodnoty, jste schopni udržovat tlak v systému v předem nastavených mezích minima a maxima. Jednoduše jen tím, že do systému přidáte regulátory tlaku, aby ovládaly množství distribuovaného tlaku, mohou podniky dosahovat úspor energií ve výši až 40 %. Regulujte vratný chod (zdvih) Dodávání správného množství tlaku pro vratný chod je často opomíjenou záležitostí při optimalizaci pneumatických systémů za účelem zvýšení jejich energetické účinnosti. U většiny aplikací se zátěž pohybuje v jednom směru, ale stroje používají stejné množství tlaku při vratném chodu, jako je tomu u pracovního zdvihu. Existuje několik způsobů, jak zvýšit účinnost vratného chodu. Jednočinné válce s pružinovým vratným chodem řádně fungují s kratšími zdvihy. Regulační ventil v pohonu s pružinovým vratným chodem přenáší tlak pro pracovní část zdvihu a poté odsaje vzduch. Při vratném chodu přenese válec do výchozí polohy buď síla pružiny, nebo někdy váha samotného mechanismu. Příklad válce s pružinovým vratným chodem lze nalézt u systému manipulace s materiálem, kde centrální dopravník tlačí krabici k bočnímu dopravníku. Válec pracuje v jednom směru. Zatímco pracovní zdvih procesu vyžaduje pro přesunutí položky tlak 100 psi, pro vratný chod je vyžadován tlak 10 psi. Nainstalujete-li válec s pružinovým vratným chodem, nepotřebujete na vratný chod už vůbec žádné množství vzduchu

a díky tomu se sníží požadované množství práce kompresoru na polovinu. Práce je prováděna správně a zároveň se v průběhu tisíce pracovních cyklů díky tomuto opatření ušetří velký obnos peněz. Jednočinné válce s pružinovým vratným chodem mohou rovněž snížit spotřebu energie během lisování. U těchto aplikací bývá jedna položka vtlačována do druhé, například ložiska do ložiskového pouzdra nebo čepy do děr. Pro pracovní pohyb je zapotřebí vynaložit lisovací sílu, ale pro vratný chod je nutné malé množství síly. Vratná pružina poskytuje sílu potřebnou pro vratný chod. Ovládáním tlaku vzduchu šetříte energii a minimalizujete opotřebení pneumatických a příslušných součástí. Snížíte-li hodnotu tlaku pro vratný chod na minimální potřebné množství, nevystavujete stroj zbytečným vibracím a nárazům. Vypínejte přívod vzduchu u strojů, které nejsou v chodu Stlačený vzduch častokrát zbytečně uniká u strojů, které nejsou v danou chvíli v chodu, pokud u nich není nainstalován automatický

způsob zastavení proudění vzduchu. V minulosti se tyto činnosti často prováděly ručně, ale vzhledem ke snižování počtu zaměstnanců je na pracovištích stále méně pracovníků údržby, kteří by ručně zastavili přívod vzduchu k jednotlivým strojům. V minulosti se podniky převážně zaměřovaly na to, aby pneumatické systémy správně vykonávaly svou práci a dodávaly potřebný výkon. Jen okrajově se uvažovalo o správném dimenzování součástí a snaze používat pouze požadovaný tlak. Avšak podniky si v současné době nemohou dovolit plýtvat energiemi v žádné oblasti svého podnikání. Dobrou zprávou je, že pokud budete ochotni věnovat určitý čas stanovení skutečných požadavků kladených na váš pneumatický systém, výběrem a dimenzováním správných součástí může váš podnik očekávat brzké zvýšení své energetické účinnosti a produktivity. Pat Phillips je produktový manažer v oboru pneumatických systémů a pracuje pro společnost AutomationDirect.

Možnosti, jak zvýšit účinnost pneumatických systémů: Váš poskytovatel profesionálního rezidentního servisního programu by měl být: • Vyhledejte a opravte netěsnosti • Provozujte kompresor náležitým způsobem • Optimalizujte velikost součástí • Aplikujte správné množství tlaku • Vypínejte přívod vzduchu u strojů, které nejsou v chodu • Regulujte vratný chod

16. – 20. 9. 2014 I PVA EXPO PRAHA Rn]e]N¦kfY.&jgĄf±ce]raf¦jg\f±`gn]d]lj`m f]bfgnľbñ±[`lj]f\ŅngZgjmhjglahgò¦jf± YrYZ]rh]ĄgnY[±l][`facq$ kqkleŅYkdmò]Z

Nñ]gZ]rh]Ąfgkla

G\Zgjfogjck`ghqYcgf^]j]f[]

à_`%l][`l][`fgdg_a]ngZgjmrYZ]rh]ĄgnY[±l][`fac ]d]clja[cYe][`Yfa[cZ]rh]Ąfgklf±kqkleq hjglahgò¦jf±kqkleq afl]da_]flf±Zq\d]f±Y\a_al¦df±\ge¦[fgkl afl]_jgnYfkqkleqZm\gn g\Zgjfcgf^]j]f[]Yk]eaf¦ń]

17.9. Yd]ñfhghdY[`qnkqkle][`=HK%]daeafY[] YbYcbaehń]\[`¦r]l

KgmZľòfľk*-&e]raf¦jg\f±e klYn]Zf±en]d]lj`]e

ooo&^k\Yqk&[r Gj_Yfar¦lgj

?]f]j¦df±hYjlf]j

R¦ñlalY

G\Zgjf±hYjlf]ńa

HYjlf]ńa

Khgdmhj¦[]

E]\a¦df±hYjlf]j

STROJNÍ INŽENÝRSTVÍ

Strategie SKF pro zvyšování efektivity výrobních prostředků Průmyslové podniky na celém světě chápou, že účinná správa provozních prostředků v průběhu celého životního cyklu může snížit celkové náklady na vlastnictví a přinést tak velkou hodnotu. Společnost SKF se touto problematikou dlouhodobě zabývá a využívá přitom svých jedinečných a rozsáhlých znalostí v oblasti rotačních ložisek, těsnění, maziv, zařízení pro lineární pohyb, mechatroniky, mazacích systémů a široké škály servisních služeb. Ing. Jan Klement SKF CZ, a.s.

SKF analýza potřeb zákazníků (Customer Needs Analysis – CNA) srovnává získaná data s kritérii nastavenými v konkrétním průmyslovém oboru celosvětově.


Snížení nákladů systémem řízení životního cyklu SKF systém řízení životního cyklu výrobků je osvědčený způsob, jak zvýšit produktivitu na maximum a současně co nejvíce omezit celkové náklady na vlastnictví strojního zařízení. Tento systém se realizuje ve všech etapách životního cyklu. Od specifikace a konstrukce přes provoz a údržbu, případně renovaci, až po likvidaci, respektive recyklaci. SKF se při snaze pomoci svým zákazníkům optimalizovat produktivitu strojních zařízení a zvyšovat jejich efektivitu opírá o více než stoleté zkušenosti v oblasti výzkumu a inovací ložisek, o zkušenosti v oblasti aplikací ložisek a o odborné znalosti v mnoha průmyslových oblastech – ať už se jedná o prvovýrobce zařízení, koncové uživatele zařízení či zákazníky, kteří působí na trhu pozáručních oprav. Nesprávná montáž může zkrátit životnost strojního zařízení, nepříznivě ovlivnit kvalitu výrobku a výrazně zvýšit náklady na údržbu. SKF systém řízení životního cyklu zahrnuje celou řadu expertních služeb, školení a výrobků, které zamezí neplánovaným odstávkám a umožní včas uvést do provozu nové či náhradní strojní zařízení. SKF může pomoci nejen stroj správně nastavit po mechanické stránce tak, aby byl zajištěn jeho optimální chod, ale také validovat stav stroje po provedené montáži a ustavení na základě kontroly provozních parametrů a specifikací výrobce. Pro výrobce zařízení představuje tato validace základního stavu důležitý záznam v okamžiku uvádění do provozu. Pracovníci obsluhy pak mohou ŘÍZENÍ & ÚDRŽBA PRŮMYSLOVÉHO PODNIKU

využívat tento základní stav jako referenční v průběhu celé životnosti stroje. Využití správných řešení ve správnou dobu spěje ke zlepšení produktivity Na základě shromážděných správných dat a jejich analýzy může SKF pomoci stanovit potřebné činnosti prováděné v rámci údržby. Využití osvědčené metodiky nazvané optimalizace efektivity výrobních prostředků (Asset Efficiency Optimization – AEO) usnadňuje stanovit a zavést správný přístup k údržbě: reaktivní, preventivní, prediktivní nebo proaktivní. Údržba zaměřená na produktivitu Údržba zaměřená na produktivitu (Total Productive Maintenance – TPM) je japonská filozofie využívaná v mnoha odvětvích průmyslu. Snaží se integrovat údržbu zařízení do výrobního procesu s cílem eliminovat odpady nebo ztráty při výrobě výrobků s vysokou kvalitou. V případě nepřetržité výroby, kde nejsou žádné plánované prostoje, je cílem zvyšovat celkovou efektivitu a maximálně snížit míru pravděpodobnosti selhání zařízení. Společnost SKF pomocí kombinace kontroly, optimalizované strategie údržby a TPM pomáhá průmyslovým podnikům ve snižování pravděpodobnosti selhání a poškození zařízení, při snižování ztrát, zvyšování spolehlivosti strojů či redukci celkových nákladů na údržbu. Soustředí se na preventivní, prediktivní a proaktivní údržbu v oblastech, kde tato snaha přináší nejvíce užitku, a to tím, že eliminuje ztráty a vyvíjí zcela průkazný základ pro program maximálně efektivní údržby. Tento proces se

potom stává „živým programem“ a průběžně jej lze dále zlepšovat. Optimalizace efektivnosti výrobních prostředků Metodologie optimalizace efektivnosti výrobních prostředků (Asset Efficiency Optimization – AEO) SKF propojuje rozsáhlé znalosti, široké průmyslové zkušenosti a konzultační služby v globálním měřítku s produkty SKF a technologiemi světové kvality. A výsledek? Jasné pochopení ekonomických cílů zákazníků propojené s unikátní schopností nabídnout jedinečná řešení, která přinášejí opravdovou hodnotu. Využití AEO pro rychlejší návratnost investic Společnost SKF spolupracuje s výrobními podniky na určení těch oblastí, na něž je potřeba se zaměřit za účelem dosažení rychlejší návratnosti jejich investic. Program optimalizace efektivnosti výrobních prostředků (Asset Efficiency Optimization – AEO) vytvořený podle konkrétních potřeb může obsahovat vše, od školení a přehledu strategie údržby až po proaktivní spolehlivostní údržbu (Proactive Reliability Maintenance – PRM) nebo plně integrovaná řešení údržby (Integrated Maintenance Solutions – IMS), kde se využívají znalosti výrobního podniku. Rozsáhlé znalosti SKF v oblasti údržby strojů a efektivnosti provozu mohou mimo jiné pomoci snížit spotřebu energie a zlepšit tak udržitelný rozvoj podniku. Definice a měření úspěchu Součástí této fáze je hodnocení pracovních aktivit a definování parametrů, pomocí nichž bude měřen úspěch. Klíčem k úspěchu je identifikování nejkritičtějších výrobních procesů a prostředků a následný přesun od korektivní strategie ke strategii prediktivní a proaktivní údržby. Je důležité rozhodnout o ideální strategii údržby pro každý výrobní prostředek, včetně četnosti, typu a kombinace bezdemontážní diagnostiky a pravidelných inspekcí. Tímto se odhalí důvody selhání a eliminují se opakující se problémy. Zjištění výkonnosti výrobních prostředků Použitím pokročilých diagnostických nástrojů napojených na systém řízení údržby ve výrobním závodě pak společnost SKF zjistí, doporučí a případně může i provést kontroly založené na strategii vycházející z ekonomických cílů závodu. Proces

SKF Microlog přístroje využívané pro měření vibrací, sběr a vyhodnocování dat.

rozhodování je optimalizovaný pomocí celopodnikové integrace informací. Díky tomu mohou být problémy zjištěny dříve, než se nahromadí jejich důsledky. Pro bezdemontážní diagnostiku je v nabídce SKF široké spektrum produktů, služeb a řešení, včetně služeb vzdálené diagnostiky. To pro zákazníky znamená rychlý rozjezd a nižší vlastní investice do speciálních technologií a dovedností k využití bezdemontážní diagnostiky světové úrovně s podporou neustále aktualizovaných technologií a znalostí, které jsou poskytovány jako služba na bázi kontraktu. SKF analýza potřeb zákazníků Nejdříve je samozřejmě nutné zjistit, v jaké situaci se správa výrobních zařízení firmy nachází a kam je účelné a ekonomicky obhajitelné ji dostat. SKF analýza potřeb zákazníka (Customer Needs Analysis – CNA) začíná dotazníkem se čtyřiceti otázkami, který poskytne rychlou představu o tom, v jakém stavu „vyzrálosti“ se údržba v daném podniku nachází. Tato analýza se provádí za účasti klíčových manažerů výrobního podniku a specialisty (případně specialistů) SKF. SKF také bere v úvahu některé další specifické aspekty týkající se údržby a spolehlivosti v daném průmyslovém odvětví. Díky tomu dokáže nabídnout analýzu, která bude připravena přímo na míru pro konkrétní výrobní podnik, a poskytuje tím i určité porovnání s celosvětovým průměrem v daném průmyslovém odvětví. ŘÍZENÍ & ÚDRŽBA PRŮMYSLOVÉHO PODNIKU

Systém řízení životního cyklu SKF zahrnuje celou řadu expertních služeb, školení a výrobků, které zamezí neplánovaným odstávkám a umožní včas uvést do provozu nové či náhradní strojní zařízení.


•

17

AUTOMATIZAČNÍ TECHNIKA PLC Modicon M241 a Modicon M251: dvojčata, která zrychlí tep každému (stroji) Jako první z The NEXT generation vtrhla na český a slovenský trh hyperaktivní dvojčata Modicon M241 a Modicon M251. Vybavena dosud nevídaným výpočetním výkonem a posílena mnoha rozšiřujícími moduly míří – pod vlajkou MachineStruxure – vstříc náročným požadavkům výrobců strojů. Martin Linhart Schneider Electric

Nenechají chladným žádný stroj Modicon M241 a Modicon M251 mají shodný dvoujádrový procesor s taktem 22 ns na instrukci. Pro srovnání – je to třikrát až desetkrát rychlejší takt, než nabízejí konkurenční modely. Dvě jádra zajišťují bezproblémový běh jak aplikací, tak komunikace. Dále byla nová PLC vybavena také 128MB pamětí typu f lash (např. pro firmware, aplikační software nebo zálohu dat) a 64MB pamětí RAM. Programovat lze obě řady snadno – pomocí USB kabelu nebo SD karty (je-li stroj mimo dosah sítí). Pro vzdálenou správu je připraveno standardní komunikační rozhraní Ethernet, které umožní výrobci přehrát do „svého“ PLC aplikaci nebo firmware bez ohledu na to, kde se momentálně nachází. K ovládání periferních zařízení (typicky pohonů) slouží osvědčený protokol CanOpen, případně výše zmíněný Ethernet.

Modicon M241: označen viditelným QR kódem, který nese všechny potřebné informace o tomto PLC



Užitečné rozšiřující moduly Jak Modicon M241, tak Modicon M251 často využívají rozšiřujících modulů TM3 (analogové a digitální I/O nebo bezpečnostní, speciální i multifunkční karty) a TM4 (sériová linka, Profibus slave nebo ethernetové rozhraní). Kompaktní Modicon M241: nejvýkonnější PLC ve své kategorii Velmi výkonné PLC Modicon M241 má formu tzv. kompaktu. Základní CPU v sobě – společně s komunikačním rozhraním a SD slotem – integruje také digitální I/O. Připomeňme si jeho výborné komunikační schopnosti: sériová linka, Ethernet a volitelně CanOpen nebo opět Ethernet. Základní konfiguraci lze v případě potřeby rozšířit o moduly TM3 a/nebo TM4. Modicon M241 cílí jak na typizované pracovní stroje, tak na speciální aplikace. Pro složitější případy (např. balicí stroje, jeřáby nebo kaskády čer padel) jsou k dispozici zásuvné moduly TMC4, které umožní běh speciálně vyvinutých funkčních bloků. Modulární Modicon M251: skvěle komunikuje oběma směry Čistě modulární Modicon M251 představuje nové pojetí PLC pro řízení strojů. Opět se jedná o základní CPU vybavený komunikačními rozhraními a slotem pro SD kartu, ovšem zcela bez I/O. Stejně jako Modicon M241 využívá všech výhod rozšiřujících modulů (TM3 a/nebo TM4) i nadstandardní komunikační vybavenosti.

Specializací PLC Modicon M251 jsou z pohledu automatizace atypické stroje. První skupinu představují zařízení, která požadují buď velmi redukovaný počet digitálních I/O, nebo vesměs analogové, resp. speciální rozšiřující moduly. Ještě častěji pak „M251“ vystupuje v roli zastřešujícího PLC pro výrobní linku složenou z více pracovních strojů, které jsou řízeny „M241“. Zde skvěle využije svá dvě nezávislá ethernetová rozhraní – pomocí jednoho sbírá data z podřízených stanic, druhé mu slouží ke komunikaci s nadřazeným systémem (např. SCADA). Jak ale zařadit Modicon M241 a Modicon M251 do vhodné škatulky, když cenou a rozměry spadají do tzv. nižší střední třídy, ale svým výkonem, velikostí paměti a komunikačními možnostmi míří výrazně výš? V dnešní době není radno plýtvat časem na zbytečnosti – stačí přeci vybrat si to, co potřebuji. Modicon z The NEXT generation.

Modicon M251: s rozšiřujícími moduly typu TM4 (vlevo dole) a TM3 (uprostřed a vpravo dole)

www.schneider-electric.cz www.schneider-electric.sk

15

th

ABAF

B R N O 2 0 14

Advanced Batteries, Accumulators and Fuel Cells

24.8. - 28.8.2014 9\VRNpXþHQtWHFKQLFNpY%UQČ $QWRQtQVNi%UQR ýHVNiUHSXEOLND

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií ve spolupráci s americkou společností Eletrochemical Society si Vás dovolují pozvat na

15. mezinárodní konferenci Moderní baterie, akumulátory a palivové články http://www.aba-brno.cz • Nanostrukturované, vrstevnaté nebo jinak tvarované elektrodové materiály • Polymerní nebo tuhé elektrolyty • Elektrochemické interkalační pochody v elektrodových materiálech • Použití elektrochemických principů v superkapacitorech a elektrochromních prvcích • Chemické zdroje pro elektricky poháněná auta včetně ukázek • Palivové články a jiné aplikace vodných elektrolytů • Fotovoltaické systémy

ÚDRŽBA & SPRÁVA Bezpečnost práce: Šesté „S“ v metodě 5S Bezpečnost práce by měla být nedílnou součástí plánu na zvýšení produktivity podniku. Tom Semiklose SafeRack

KLÍČOVÉBODY • U úspěšných výrobních podniků se problematika bezpečnosti práce stává součástí stejných programů trvalého zlepšování, které jsou hnací silou při zvyšování produktivity, efektivity a hospodářských výsledků. • Společnosti, které mají zaveden nejlepší systém bezpečné práce ve své třídě, investují nejenom do technologií a příslušného vybavení, ale rovněž do lidí a procesů. • Provedené studie ukazují, že účast zaměstnanců na programech ochrany zdraví a bezpečnosti zvyšuje míru jejich angažovanosti a produktivity práce. • Ať už je či není součástí formálního systému 5S, řízení bezpečnosti práce by mělo být nedílnou součástí všech činností podniku.


ak jak podniky usilují o dosažení finančních cílů a dodržování příslušných bezpečnostních předpisů, vzniká často mylná domněnka, že tím dochází k oslabení a ohrožení produktivity práce. Bezpečnost práce však vůbec nemusí ohrozit produktivitu. Naopak, bezpečnost práce a produktivita se navzájem doplňují. Podle výzkumu ti výrobci, kteří kladou důraz na bezpečnost práce, často vynikají v produktivitě a efektivitě. Zatímco slučitelnost s bezpečnostními předpisy je rozhodující, vysoce výkonné podniky integrují bezpečnost svých zaměstnanců s programy produktivity a získávají silnou podporu od vedení společnosti na všech řídicích stupních.

T

Odváděný výkon a slučitelnost s předpisy Organizace mohou dodržovat bezpečnostní předpisy, a přesto neodvádět takový výkon, jaký podávají jiné organizace, které rovněž splňují všechna nařízení. Rozdíl spočívá v míře podpory ze strany samotného vedení společnosti a v úrovni firemní kultury, která integruje bezpečnost práce do všech aspektů svých programů trvalého zlepšování, jako jsou např. principy štíhlé výroby. U organizací, které dosahují vynikajících provozních výsledků, se bezpečnost práce stává součástí stejných programů trvalého zlepšování, jež jsou hnací silou při zvyšování produktivity, efektivity a hospodářských výsledků. Studie společnosti Aberdeen se zaměřila na identifikaci čtyř klíčových ukazatelů výkonnosti (KPI), aby tak rozlišila nejlepší, průměrné a podprůměrné průmyslové organizace ve své třídě ve vztahu k úrovni bezpečnosti podniku. KPI zahrnovaly celkovou efektivitu zařízení (CEZ) definovanou jako dostupnost × výkon × kvalita, dále opakovanou poruchovost, frekvenci úrazů a neplánované prostoje výrobních zařízení. Nejlepší výrobci ve své třídě neboli kategorie horních 20 % vykazovala nejvyšší CEZ (90 %) a nejnižší poruchovost a úrazovost ŘÍZENÍ & ÚDRŽBA PRŮMYSLOVÉHO PODNIKU

(0,2 % a 0,05 % v tomto pořadí). Na rozdíl od toho podprůměrné společnosti neboli kategorie spodních 30 % vykazovala nejnižší CEZ (76 %) a nejvyšší poruchovost a úrazovost (10 % a 3,0 % v tomto pořadí). Bezpečnost práce je nedílnou součástí principů štíhlé výroby Dva klíčové pilíře štíhlé výroby tvoří standardizace a posílení účasti zaměstnanců. Stejné pilíře představují základní principy kultury bezpečnosti. Bezpečnost práce v podniku je zčásti zajištěna stanovením standardních operačních postupů a pracovních návodů. Nicméně jak časem dochází v podniku ke změnám provozních podmínek, jsou to právě zaměstnanci na pracovišti, kteří si uvědomí vznik potenciálně nebezpečných situací a podmínek rychleji než někdo nahoře od stolu. Posílení jejich postavení dává zaměstnancům možnost podat námitky vůči zavedenému standardu a zajistit nápravná opatření dříve, než dojde k incidentu. „Umožněte zaměstnancům vyzkoušet si jejich vlastní nápady během krátké doby a v případě, že se jejich myšlenka osvědčila, přistupte ke změně pracovních návodů nebo standardů,“ uvedl George Biggs, manažer kvality a bezpečnosti práce ve společnosti ErectaStep, která se zabývá výrobou průmyslových schodů, přechodů, modulárních pracovních plošin a bezpečnostních zábran pro různé aplikace ve výrobních závodech a ropných rafineriích. „Ačkoli investujeme do školení v oblasti bezpečnosti práce i do zařízení, podporujeme zároveň zaměstnance v tom, aby používali zdravý selský rozum. Pokud vidíte nějaký problém týkající se bezpečnosti, který může být rychle vyřešen a zajištěn, nic neodkládejte a uskutečněte potřebná opatření,“ pokračoval dále G. Biggs. Vysvětlil, že jeho týmy rovněž prováděly kaizen aktivity v oblasti bezpečnosti, v rámci nichž bylo zapotřebí provést analýzu základních příčin, než se přistoupilo k přijetí rychlého opatření.

Vezměte v úvahu problematiku bezpečnosti práce v rámci metody 5S. Spojení efektivity provozu a bezpečnosti práce je stále zřetelnější. Zatímco někteří tvrdí, že bezpečnost práce na pracovišti by měla být šestým „S“, jiní se domnívají, že bezpečnost práce je nedílnou součástí původní metody 5S. Metoda 5S Základní principy metody 5S jsou popsány v těchto pěti krocích: 1. Seiri – Separovat (roztřídit): Ponechejte na pracovišti opravdu pouze nutné věci. Odstraňte nepotřebné nástroje z pracovního prostoru; potřebné nástroje udržujte na snadno přístupném místě. 2. Seiton – Systematizovat: Vyjasněte si posloupnost pracovních kroků. Následně určete jednotlivé pracovní kroky krok za krokem a k nim přiřaďte potřebné nástroje. Nástroje se rozloží ve sledu pracovních operací, aby byly tzv. ihned po ruce čili k okamžitému použití. Je tu místo pro všechno a všechno musí být na svém určeném místě. 3. Seiso – Stále čistit: Pracovní místo je nezbytné udržovat v čistotě, uklizené. I odpad má své místo a to není pod rukama pracovníka. 4. Seiketsu – Standardizovat: Podporujte vzájemnou zaměnitelnost prostřednictvím používání jednotných postupů. 5. Shitsuke – Sebedisciplinovanost: Zajistěte bezvýhradné dodržování postupů. Existuje souvislost mezi spolehlivostí zařízení a zvýšenou úrovní bezpečnosti. V již dříve zmíněné studii společnosti Aberdeen

se uvádí, že nejlepší společnosti ve své třídě vykazovaly o 5 % vyšší CEZ ve srovnání se společnostmi zařazenými do kategorie průměrných průmyslových podniků. Když není realizována běžná údržba, alternativou bývají havarijní opravy. Takové neplánované prostoje často vedou k ledabyle prováděnému úklidu – odpad a nepořádek, které zůstanou na pracovní ploše po provedení urgentní opravy, často vedou k úrazům a ke snížení provozní efektivity a CEZ. Většina programů spolehlivostně orientované údržby aplikuje principy štíhlé výroby nejen za účelem zvýšení CEZ, ale rovněž bezpečnosti svých pracovníků. Uplatňování metody 5S Následující příklad demonstruje, jak lze v rámci ochrany před pádem, což bývá hlavní příčina pracovních úrazů, využít metodu 5S ke snížení počtu úrazů při současném zvýšení míry účinnosti a efektivity. Pracovníci se potřebují dostat do pracovního prostoru, který se nachází v určité výšce, aby mohli provést pravidelnou údržbu. Pro některé je první volbou použití žebříku. Zatímco použití žebříku může dávat smysl pro jeho praktičnost, jeho aplikace je spojena s vlastním souborem problémů v oblasti bezpečnosti práce a nemusí se vždy jednat o zcela efektivní proces, pokud pracovníci musejí nejprve vyhledat vhodný typ žebříku a dopravit ho do příslušného pracovního prostoru. Ponechat žebřík v daném prostoru se může jevit jako dobré řešení, co se týče efektivity. Nicméně vzhledem k druhému principu metody 5S

Kapitál je považován za jeden ze tří klíčových prvků v rámci systému řízení bezpečnosti práce na nejvyšší úrovni spolu s interní kulturou a programy slučitelnosti dané společnosti.

6RVQRZL F3RODQG u

7.

International Fair of Machine Tools, Tools and Processing Technology

7KHPRVWLPSRUWDQWPHHWLQJIRUPHWDOPDFKLQLQJVHFWRULQ DXWXPQVHDVRQLQ3RODQG<28*2772%(+(5(

722/(; Agnieszka Cieślik – Project Director tel. +48 32 78 87 539, fax +48 32 78 87 522 mobil +48 510 031 475 e-mail: [email protected]

www.toolex.pl

Fair Grounds: Expo Silesia ul. Braci Mieroszewskich 124 41-219 Sosnowiec, Poland

www.exposilesia.pl

ÚDRŽBA & SPRÁVA

Obrázek 1: Vezměte v úvahu problematiku bezpečnosti práce v rámci metody 5S. Spojení efektivity provozu a bezpečnosti práce je stále zřetelnější.

U organizací, které dosahují vynikajících provozních výsledků, se bezpečnost práce stává součástí stejných programů trvalého zlepšování, které jsou hnací silou při zvyšování produktivity, efektivity a hospodářských výsledků. 22 • červen/červenec 2014

„Systematizovat“ může být zvýšení efektivnosti kompenzováno bezpečnostním rizikem způsobeným nepořádkem v pracovním prostoru. G. Biggsovi se v takových případech osvědčilo provádět tzv. ABC analýzu, čímž byly roztříděny jednotlivé položky. Například „A“ jsou položky, které jsou používány každý den. Ty by měly být snadno dostupné. Položky „B“ jsou ty, které používáme jednou týdně a měly by být přístupné, ale je vhodné je umístit poněkud stranou. „C“ položky jsou takové, které jsou používány zřídka a mohou být dobře schovány. Pokud se na předchozí příklad komplexně zaměříme z perspektivy 5S, to, co je potřeba, je zajištění bezpečného přístupu, který je efektivní, kompatibilní a decentní. Vyžadujeme řešení, které udržuje přehledný pracovní prostor (Systematizovat), splňuje bezpečnostní předpisy (Standardizovat) a činí tak konzistentně v průběhu času (Sebedisciplinovanost). Je vůbec možné, aby podnik splňoval tato kritéria a zároveň by to nemělo negativní vliv na efektivitu jeho procesů? Modulární (stavebnicové) pracovní prostředí může být odpovědí na naši otázku. Jeden bezpečnostní modul ve stejnou dobu U mnoha zařízení silně ovlivňuje výběr implementovaných systémů v podniku modularita (stavebnicovost). Stavebnicové systémy nabízejí nižší celkové náklady na vlastnictví a větší flexibilitu, aby bylo vyhověno zrychlenému tempu změn v podniku, což v konečném důsledku ovlivňuje velikost plochy zastavěné výrobními zařízeními. Změny v automatizačních systémech, systémech balicí techniky nebo přemístění výrobní linky z jednoho podniku do druhého vyžadují provedení změn v půdorysném rozestavění strojů, což vede k méně efektivnímu přístupu k zařízení. Stále více podniků zvažuje pořízení stavebnicového řešení pro získání snadnějšího přístupu k zařízení, což zdůrazňuje nejen bezpečnost, ale rovněž poskytuje flexibilitu při přestavbě prefabrikovaných modulů s cílem zpřístupnit obtížně dosažitelná místa v provoze. Modularita podporuje tři principy metody 5S – Roztřídění, Standardizaci a Sebedisciplínu. V předchozím příkladu, ŘÍZENÍ & ÚDRŽBA PRŮMYSLOVÉHO PODNIKU

kdy bylo zapotřebí zajistit bezpečný přístup k pracovnímu prostoru umístěnému ve výšce, bylo instalováno modulární schodiště, zábradlí a pracovní plošiny, čímž byl zajištěn bezpečný a efektivní přístup. Jedná se o bezpečnější řešení, než je použití samotného žebříku, zvláště když si pracovníci musejí přinést potřebné nástroje nutné k provádění údržby. Zajištěná pracovní plošina poskytuje nezbytný prostor pro uložení nářadí a zabraňuje vzniku nepořádku na pracovním místě. Prefabrikované komponenty jsou navrženy tak, že umožňují smontování rozmanitých sestav, které splňují platné bezpečnostní normy, což představuje udržitelné řešení. Patří sem také vyměnitelné díly, které se šroubují dohromady a mají výhodu snadné montáže a demontáže, když je zapotřebí provést úpravu systému anebo když splnily svůj účel a je třeba je demontovat. Standardizované komponenty, příslušné technické doplňky a montážní nářadí eliminují aktivity bez přidané hodnoty, včetně ztrátového času při přestavbě sestavy na jiném místě. Nově sestavený přístupový systém s prefabrikovanými komponenty neohrožuje bezpečnost pracovníků a je slučitelný s platnými předpisy a zároveň nevyžaduje žádnou dodatečnou validaci konstrukčního provedení. Pohled nad rámec nákladů na systém bezpečné práce Systém bezpečné práce a dodržování příslušných norem a směrnic není jen o snižování nákladů spojených s mimořádnými událostmi, pojistnými prémiemi anebo pokutami za nedodržení předpisů. Právě naopak, systém bezpečné práce a vnitropodnikové programy slučitelnosti, které berou ohled na efektivitu, podporují s větší pravděpodobností investice do zvýšení úrovně bezpečnosti práce, což má za následek snižování počtu úrazů na pracovišti a tvorbu vyššího zisku. Kapitál je považován za jeden ze tří klíčových prvků v rámci systému řízení bezpečnosti práce na nejvyšší úrovni spolu s interní kulturou a programy slučitelnosti dané společnosti; údaje pocházejí ze závěrů článku z ledna 2014 uveřejněného v časopise Rockwell Automation pod názvem Safety Maturity: Three Crucial Elements of Bestin-Class Safety. Hovoříme-li o kapitálu, máme na mysli investice do technologií, které pomáhají společnostem nejen splňovat bezpečnostní nařízení, ale také zvyšovat výkon procesů. S odkazem na náš předchozí příklad investuje společnost do systému přechodových

můstků, průmyslových schodů a pracovních plošin se zábradlím, aby získala větší užitečnost a účinnost, než by byla investice do žebříku. Obě investice podporují program slučitelnosti, nicméně žebřík s sebou nese větší bezpečnostní rizika, což má podstatný vliv na úroveň bezpečnosti práce. Společnost nemůže jít a jednoduše si někde „koupit“ bezpečnost. I když společnosti s nejlepším systémem bezpečné práce investují do technologií a vybavení, které snižují bezpečnostní rizika, investují rovněž do lidí a procesů. Tyto organizace jsou řízeny dle modelu řízení rizik, podle kterého je veden interní rozhodovací proces. Řízení rizik podle určitého modelu pomáhá společnostem posoudit a kategorizovat rizikové faktory a podporovat tak úroveň investic, které jsou úměrné míře rizika. Vývoj bezpečných, efektivních procesů a školení spolupracovníků ohledně toho, jak se jimi řídit, je praxe, kterou lze vypozorovat u nejlepších organizací ve své třídě. Vyžaduje to finanční a časový závazek. A co je důležitější, efektivní bezpečnostní programy vyžadují podporu ze strany vedení na nejvyšší úrovni. Bezpečnost práce a ochrana zdraví je záležitostí všech zúčastněných Bezpečnost práce zřídkakdy prýští zezdola směrem vzhůru. Podpora programů bezpečnosti práce ze strany vedení společnosti zajišťuje kulturu bezpečnosti a zplnomocňuje všechny pracovníky k tomu, aby identifikovali otázky bezpečnosti a přijímali nápravná

opatření. Provedené studie ukazují, že účast zaměstnanců na programech ochrany zdraví a bezpečnosti zvyšuje mír u angažovanosti a produktivity práce. Někteří naznačují, že pokud se zaměstnanci přímo podílejí na zvyšování úrovně bezpečnosti práce a úrovně bezpečnosti práce svých spolupracovníků, jsou ochotni udělat něco navíc. V tomto hyperkonkurenčním podnikatelském prostředí můžeme mít tendenci dát produktivitě a tvorbě zisku přednost před bezpečností práce. Avšak tyto důležité aspekty úspěšného podnikání mohou současně existovat, aniž by jedna oblast ohrožovala druhou. Pro podniky existují vhodné příležitosti, které jim pomáhají kombinovat zisk s nástroji na zvýšení produktivity, jako je spolehlivostně orientovaná údržba, 5S a další principy štíhlé výroby, spolu s modely řízení rizik, což umožňuje dosáhnout vyšší úrovně bezpečnosti práce a produktivity.

Obrázek 2: Jsou to právě zaměstnanci na pracovišti, kteří si často uvědomí vznik potenciálně nebezpečných situací a podmínek rychleji než někdo nahoře od stolu. Posílení jejich postavení dává těmto zaměstnancům možnost podat námitky vůči zavedenému standardu a zajistit nápravná opatření dříve, než dojde k závažnějšímu incidentu.

Tom Semiklose je výkonný viceprezident prodeje ve společnosti SafeRack a v sesterských společnostech ErectaStep, RollaStep a YellowGate.

NAOBZORU Funkce nouzového zastavení a nouzového vypnutí v jednom tlačítku Společnost Schneider Electric, celosvětový lídr v ovládacích a signalizačních přístrojích, přináší nové řešení pro nouzové zastavení resp. nouzové vypnutí. Obě funkce úspěšně integrovala do jednoho tlačítka. Tlačítka nouzového vypnutí a zastavení nové generace Harmony XB4/XB5 jsou vybavena funkcí proti přelstění a mechanickým blokováním (aretace). Plně tak vyhovují jak směrnici pro strojní zařízení 2006/42/EC (NV 176/2008 Sb.), tak normám pro nouzové zastavení (EN/IEC 60204-1, EN/ISO 13850, EN/IEC 60947-5-5) i nouzové vypnutí (IEC 60364-5-53 a EN/IEC 60947-5-5.). Ke zlepšení identifikace těchto důležitých ovládačů pak přispívají nový vzhled červených hřibových hlavic (zřetelnější symboly funkcí), 3D popisovací štítky a žlutá či černá barva těsnění (pro použití ve ztížených podmínkách). Plastové „XB5“ mají nyní navíc v jasně žluté barvě vyvedeno i tělo tlačítka. Spolehlivost ovládání – zejména strojů a strojních zařízení – zvyšuje také nový design tlačítka bezpečného zastavení. Jeho žluté tělo tentokrát doplňuje černá hřibová hlavice. Operátor tak na první pohled vidí (jasné rozlišení černé a červené barvy), zda stiskem vyvolá „pouhé“ bezpečné zastavení či zastavení resp. vypnutí nouzové. www.schneider-electric.cz www.schneider-electric.sk ŘÍZENÍ & ÚDRŽBA PRŮMYSLOVÉHO PODNIKU


•

23

ÚRŽBA & SPRÁVA

Nové servisní centrum pro průmyslové převodovky V loňském zářijovém vydání časopisu Řízení a údržba průmyslového podniku vás SEW-EURODRIVE CZ informoval o mimořádné pozornosti věnované průmyslovým převodovkám (IG) a o zahájení projektu na vytvoření sítě IG Service center. Ing. Jaroslav Fryčka SEW-EURODRIVE CZ s.r.o.


edno z těchto center funguje v Plzni. Plzeňská provozovna není uzpůsobena pouze pro servisní účely, ale díky inovovanému strojnímu vybavení jsme schopni úspěšně pokračovat nejen v modifikacích standardních IG převodovek, ale v případě požadavku zákazníka nabídnout „řešení na míru“ – vyrobit speciální IG převodovku dle zadaných parametrů. Srdcem naší speciál n í zakázkové v ý roby je 3D měřicí centrum CMM Carl Zeiss MMZ TII. Pomocí tohoto zařízení jsme schopni přesně kontrolovat rozměry výrobků a tím ověřovat kvalitu a přesnost opracování, ale také revers engineering.

J


Limitováni jsme pouze rozměry jednotlivých dílů (4 100 d × 1 900 v × 1 600 š mm). V rámci širokého servisního portfolia nabízíme našim zákazníkům kromě záručního a pozáručního servisu pohonné technologie a technické asistence při uvádění do provozu také dodávku náhradních dílů, sledování stavu pohonů pomocí termokam y a vibrodiagnostiky, mer v výměnu převodových olejů, u ustavování spojek, modul ř řízení údržby CDM a samoz komplexní školení zřejmě jak ja v našem školicím centru D DriveAcademy v Hostivici, t přímo u zákazníka. Rádi tak t také pomůžeme s modern nizací pohonné technolog (včet ně moder nizace gie

frekvenčních měničů na klíč) a navrhneme opatření ke zvýšení efektivity a snížení provozních nákladů. Společnost SEW-EU RODR I V E je přední světový výrobce pohonů a průmyslových převodovek a může se pochlubit dlouholetou t radicí. Společnost byla založena v roce 1931 a v současnosti má zastoupení ve 48 zemích, kde má celkem 15 výrobních závodů a 77 Drive Technology Center. Společnost SEW-EURODRIVE CZ dodává vše, co se týká technologie pohonů, od klasických převodových motorů, samostatných převodovek, průmyslových převodovek a elektromotorů přes elektroniku pro řízení pohonů (frekvenční měniče, servoměniče a servotechniku) až po řídicí PLC, standardní či speciální velké průmyslové převodovky.

SEW-EURODRIVE—Driving the world

Modulární servisní koncepce CDS® – kompletní servis pohonné technologie od SEW-EURODRIVE nabízí ucelenou řadu služeb pokrývající všechny potřeby v oblasti pohonné technologie. Veškeré servisní služby jsou zajišťovány zkušeným servisním týmem jak v servisních centrech SEW-EURODRIVE CZ (Hostivice, Plzeň, Horní Moštěnice), tak i na místě přímo u zákazníka. SEW-EURODRIVE–Driving the world Nonstop servisní pohotovost 800 739 739 www.sew-eurodrive.cz

HMI/SCADA SYSTÉMY Nová generace modulárních terminálů Magelis GTU

Nová generace modulárních terminálů Magelis GTU pro náročné architektury Nový Magelis GTU využívá revolučního principu modulárních terminálů s pokročilými vlastnostmi. Vzniká tak modulární koncept pro HMI nové generace. V rámci koncepce pro procesní řízení – PlantStruxure – skvěle „zapadl“ mezi tradiční odstupňovanou nabídku HMI Magelis a výkonné SCADA systémy. Michal Křena Schneider Electric


Magelis GTU: vhodný pro každou architekturu Magelis GTU umožňuje vzájemně kombinovat dvě řady displejů – Advanced a Smart – se dvěma typy procesních jednotek (boxů) – Premium Box a Open Box. Uživatel získává nebývalou volnost při výběru vlastností, které nejlépe vyhoví jeho architektuře. Optimálně omezený počet dílů navíc snižuje nároky na sklad a zjednodušuje údržbu – ať už při výměně nebo rozšiřování terminálu. Tento koncept bude nadále rozšiřován, například nabídkou samostatných průmyslových displejů s dotykovou obrazovkou. ŘÍZENÍ & ÚDRŽBA PRŮMYSLOVÉHO PODNIKU

Hybridní iPC nebo „High end“ panel? Oba typy procesních jednotek – Open Box i Premium Box – jsou vybaveny 2 × LAN Ethernet (1 Gb) s možností oddělení řídicí sítě a nadřazené IT úrovně. Každý port může mít přiřazenu samostatnou IP adresu. Čtyři USB porty na boxu (společně se dvěma na displeji) dovolují připojit až 6 USB zařízení. Dále mají oba boxy integrován sběrnicový slot, multimediální rozhraní (včetně podpory videa) a sériové linky s galvanickým oddělením. Externí průmyslový nebo běžný monitor k nim lze připojit přes video výstup DVI.

Hybridní Open Box obsahuje navíc Windows Embeded s CPU 1,3 GHz (s osmkrát vyšším výkonem oproti předchozím provedením panelu) a s předinstalovanými aplikacemi, které významně rozšiřují uplatnění terminálu: • Vijeo Designer RT, • tenký webový klient pro Vijeo Citect, • Microsoft Media Player, • Adobe Reader, • Office Reader, • CAD Viewer, • VNC Client/Server, • Net 4.0. Pro běžné HMI aplikace je ovšem vhodnější „High end“ Premium Box – skvěle spolupracuje s pokročilými displeji a plně využívá osvědčený Vijeo Designer. Precizní obraz v novém formátu Obě řady displejů – Advanced a Smart – vynikají jasným a precizním obrazem. Maximální rozlišení WXGA nabízí širokoúhlý (7", 10", 12") Advanced. Smart (10", 12", 15") s XGA a s podporou 16 M barev se oproti tomu může pochlubit integrovaným senzorem pro řízení jasu (100 úrovní) a funkcí „multitouch“. Z jeho čela je rovněž vyvedena dvojice portů USB, což dovoluje připojení externích zařízení bez nutnosti otvírat rozváděč. Zjednodušená instalace a ochrana investic Magelis GTU využívá rozšířený a osvědčený software Vijeo Designer s podporou skalárních funkcí. Displej Smart má navíc shodný tzv. výřez do rozváděče se staršími řadami Magelis XBTGT a Magelis GTW. Přechod na nový Magelis GTU je proto nejen výhodný, ale i jednoduchý a rychlý.

výhodami aplikace Vijeo Design Air (podpora Androidu nebo iOS). Pro manažery jsou snadno dostupné klíčové provozní údaje (KPI), pracovníci údržby pak zase mohou sledovat důležitá diagnostické data a alarmy. Aplikace pro řízení strojů, procesní automatizaci i telemetrii Magelis GTU obsahuje dvojici slotů pro externí paměť až 32 GB. Zvládnutí vysokých nároků na rychlost přenosu a ukládání dat zajišťuje nová implementovaná technologie pamětí CFast. Do ní lze ukládat resp. logovat důležitá provozní a/nebo uživatelská data (například receptury, teploty, průtoky, spotřeby energií nebo KPI), včetně případné zálohy aplikace. Modulární terminály Magelis GTU jsou proto logickou volbou pro komplexní řízení strojů s požadavky na výkon a zpracování velkého množství proměnných. Při procesním řízení pak lze využít například systému pro tvorbu receptur nebo zvýšit zabezpečení oddělením komunikačních sítí ethernet (řídicí a nadřazená). Možnost 12V DC bateriového napájení dovoluje nasadit Magelis GTU i v „low power“ telemetrických aplikacích. Díky multiprotokolu se jako problém nejeví ani integrace v rámci platforem PLC/PAC třetích stran.

Nový Magelis GTU využívá revolučního principu modulárních terminálů s pokročilými vlastnostmi. Vzniká tak modulární koncept pro HMI nové generace.

www.schneider-electric.cz www.schneider-electric.sk

Robustní provedení čelí drsnému nasazení Díky základnímu krytí IP 67F / IP 66F a teplotnímu rozsahu 0–60 °C zvládne Magelis GTU i nasazení v drsném průmyslovém prostředí. Stejně jako stávající řada Magelis GTO bude i Magelis GTU certifikován pro zóny 2/22 (prostředí s nebezpečím výbuchu plynu resp. prachu) stejně jako u stávající řady Magelis GTO. Vzdálený přístup z PC, tabletu i smartphonu Magelis GTU umožňuje vzdálený přístup jak z PC (přes web gate), tak prostřednictvím tabletů a chytrých telefonů – se všemi

Možnost lehce kombinovat procesní boxy a displeje ŘÍZENÍ & ÚDRŽBA PRŮMYSLOVÉHO PODNIKU


•

27

ZAOSTŘENO Nezaměřujme se na shromažďování dat, nýbrž na odhalování, co se za nimi skrývá – řešení máme často na dosah ruky Bob Vavra Plant Engineering

elikož jsou čtenáři časopisu Plant Engineering velmi laskaví a sdílejí s námi zážitky z provozů a podniků, rozhodl jsem se, že jim tento měsíc jejich laskavost oplatím. Uvádím zde několik technických údajů, které souvisejí s vydáváním časopisu: Font neboli typ písma, který byl použit při napsání tohoto článku, se nazývá Times New Roman, velikost 10 bodů; bod představuje jednu z tajemných měřicích technik, které je zapotřebí akceptovat jako skutečnost. Také si nemyslím, že příliš dumáme nad názvy, kterými jsou jednotlivá písma pojmenována, jako např. Times New Roman, prostě se nám líbí a navíc máme dojem, že se dobře čte, dokonce i těm, kteří ke čtení nutně potřebují dostatečné osvětlení a silné brýle. Každý, kdo se v průběhu let zabýval zpracováním textu, vám bude vyprávět o desítkách či stovkách různých typů písma, které jsou k dispozici pro tisk dokumentů. Podívejme se například na slovo „Výroba“ napsané písmem Times New Roman a jiným písmem s názvem Garamond; v obou ve velikosti 18.

J

Výroba Výroba Když se podíváte pozorně, uvidíte, že stejné slovo se stejnou velikostí bodu je jen o něco menší a tenčí při použití písma Garamond než u písma Times New Roman. Téměř si toho nevšimnete, pokud se na to pozorně nezaměříte. Právě na to se zaměřil čtrnáctiletý chlapec z Pittsburghu Suvir Mirchandani; v rámci vědeckého projektu totiž počítal, o kolik by se mohly snížit náklady jeho školy na tisk 28 • červen/červenec 2014

dokumentů, pokud by přešli od používání písma Times New Roman k písmu Garamond. Úspory pro školu kalkulovaly s použitím menšího množství kancelářského papíru, poněvadž tento typ písma zabírá méně místa a vyžaduje méně inkoustu. Ve svém výzkumu rovněž upozorňoval na absurdní fakt, že lahvička slavného parfému Chanel N˚5 je o polovinu levnější než ekvivalentní dávka inkoustu, ale to je problém, který pravděpodobně nikdo není schopen v dohledné době vyřešit. Suvir Mirchandani vypočítal, že díky změně typu písma by škola mohla ušetřit až 21 tisíc dolarů ročně. Aplikoval pak stejnou metodu, když vypočítával, kolik by mohly ušetřit státní instituce a vláda. Jakmile se příběh dostal do hlavních zpráv, nastoupila první vlna vzrušení a úžasu, jak mohl teprve čtrnáctiletý chlapec přijít na něco tak jednoduchého, co navíc dává docela smysl. Následně se však nevyhnutelně zvedla vlna odporu, v rámci které bylo oponováno, že úspory nebudou zase až tak velkolepé. Postačí však, když podotknu, že Mirchandaniho jednoduchý nápad je schopen ušetřit nemalé finanční prostředky. Ponaučení se skrývá v základní myšlence, že na maličkostech záleží. Podívejme se na příklad rozdílu dvou typů písem. Předpokládejme na okamžik, že rozdíl není ve velikosti písma, ale jeden cent u každého slova. Časopis produkuje každý měsíc zhruba 25 tisíc slov. To je 2 500 dolarů, které bychom mohli každý měsíc ušetřit. Nyní zkuste aplikovat podobný princip v rámci vlastních podnikatelských aktivit. Pokud byste byli schopni ušetřit jeden cent u každé položky, kterou produkujete, díky tomu, že zavedete jedno malé zlepšení, pak u deseti z nich to dělá deseticent. Maličkou sumu vynásobte vším, co produkujete. Najednou přijdete na to, že díky malým věcem a zlepšením


dokážete rychle dosáhnout významných výsledků. Máme ve zvyku měřit procesy a shromažďovat všechny údaje, ale pokud je nezačneme správně analyzovat, výsledkem budou pouhá měření a údaje. Ale ne všechny změny jsou ovlivněny jen díky získaným údajům. Musíte se získanými údaji aktivně pracovat, abyste dosáhli zdokonalení podnikových procesů. Vzpomínám si na jeden podnik, který jsem kdysi navštívil, kde ředitel nechal vyměnit všechny původní žárovky v podniku za žárovky s vysokou účinností. Díky této výměně byl schopen ročně ušetřit až 68 tisíc dolarů v nákladech na energie. Pak provedl další krok, který byl podle mého názoru mnohem důležitější. Svolal zaměstnance a diskutoval s nimi o úsporných opatřeních a o tom, kolik se jejich zavedením ušetřilo. Řekl jim, že úspory se pohybují zhruba ve výši dvou pracovních míst. Pak je vyzval, aby se snažili hledat prostor pro další úspory v rámci podniku, a zdůrazňoval přitom, že žádné dosažené úspory finančních prostředků nejsou příliš malé či bezvýznamné. Najednou nebyl v podniku jen jeden manažer, který prováděl jedno rozhodnutí, jež má vliv na jednu výrobní položku. Tři stovky lidí začaly hledat způsoby, jak ušetřit v podniku peníze. Cílem bylo snížit náklady v podniku, nikoli produktivitu nebo výrobní kapacitu. A nápady se začaly hrnout. Uvědomme si, že máme potřebné informace doslova na dosah ruky. Veškeré získané údaje jsou velmi užitečné a skrývají v sobě obrovský potenciál. Měli bychom se snažit vydolovat z nich maximum, řádně je spravovat a řídit se jimi. Vždy je zapotřebí jednat aktivně, zanechat stereotypy a nečekat, že nám vše spadne jen tak do klína.

ISSN 1210-311X

MK ČR: 5 979

TECHNICKÁ

DIAGNOSTIKA

1 ROČNÍK XXIII 2014 ASOCIACE TECHNICKÝCH DIAGNOSTIKŮ ČESKÉ REPUBLIKY, o. s.

TERMODIAGNOSTIKA V ČESKÉ PRAXI Úvod do termodiagnostiky

TD2

Vliv technických parametrů termokamer na přesnost výsledků stavební termodiagnostiky TD8 Vizualizace úniků plynů TD14 Aplikace infračervené termografie v diagnostice historických staveb TD19

www.atdcr.cz

TERMODIAGNOSTIKA

Foto z titulní strany: bostonredevelopmentauthoritynews.blogspot.cz/2010_06_01_archive.html

Vážení přátelé technické diagnostiky, údržby a všeho dalšího, co souvisí se zajišťováním provozní spolehlivostí strojů. Dostáváte do rukou již třetí pravidelné recenzované číslo časopisu Technická diagnostika, vydávané Asociací technických diagnostiků České republiky, o.s. (ATD ČR, o.s.), které opět vychází jako relativně samostatná část časopisu Řízení a údržba průmyslového podniku. Věcnou náplň předkládaného čísla tentokrát zajistila odborná skupina termodiagnostiky pod vedením Ing. Jiřího Svobody. Předpokládám, že čtenáře zaujme minimálně stejně, jako zaujala předchozí čísla zaměřená na tribodiagnostiku a diagnostiku elektrických zařízení. Můj předpoklad vychází ze současného stavu: termografie nachází čím dál širší využití nejen v technických oblastech, ale lze konstatovat, že v našem běžném životě obecně. Další komentář k této problematice ponechám na kolegovi Jiřím Svobodovi v rámci jeho úvodního slova k tomuto číslu. Na druhou stranu mi však dovolte dvě kratičké poznámky na téma, jemuž se v současné době ATD ČR, o.s. mimo svou běžnou činnost, která je vám všeobecně známa, věnuje, respektive jemuž se věnovat musí. Tím nejaktuálnějším tématem je přeměna našeho občanského sdružení (o.s.) na zapsaný spolek (z.s.); tento krok vychází z nabytí účinnosti nového občanského zákoníku. Konkrétně to pro nás znamená zpracovat veškeré potřebné podklady k dané změně – v praxi to obnáší vyplnění hromady papírů, změnu stanov, zpracování statutů nově definovaných orgánů apod. Druhým úkolem je uzavřít a vyhodnotit diskuzi o podobě naší vlajkové lodi, tedy o budoucím formátu odborné mezinárodní konference DIAGO®, aby navrhované změny vedly ke zvýšení kvality a naplnění nároků dnešní doby. Nejedná se tedy pouze o změnu místa konání a některých organizačních záležitostí, ale především jde o zvýšení odbornosti přednášek na konferenci. Nabízí se možnost vyzvat význačné odborníky z oboru k přednesení přednášek v jednotlivých sekcích, zvýšit podíl přednášek tzv. provozních praktiků s jednoduchým tématem – zkušenosti z provozních diagnostických měření. Samozřejmě se také nabízí možnost využití spolupráce s časopisem Řízení a údržba průmyslového podniku k publikaci vybraných přednášek, v jednání je možnost publikování v zahraničním časopise zařazeném do světově uznávané databáze Scopus atd. Vše, jak předpokládáme, bude projednáno na zasedání výboru ATD ČR, o.s. v červenci tohoto roku. Jsem plně přesvědčen, že již na konferenci DIAGO ® 2015 budete mít možnost posoudit změny k lepšímu na vlastní oči.

doc. Ing. František Helebrant, CSc. prezident Asociace technických diagnostiků České republiky, o. s.

TIRÁŽ ŠÉFREDAKTOR:

ING. LADISLAV HRABEC, PH.D.

GRAFICKÁ ÚPRAVA:

JOANNA CHODOROWSKA

VYDAVATEL:

ASOCIACE TECHNICKÝCH DIAGNOSTIKŮ ČR, O.S.

REDAKČNÍ RADA:

DOC. ING. FRANT. HELEBRANT, CSC.

VŠB-TU OSTRAVA

DOC. ING. KAREL CHMELÍK

17. LISTOPADU 15 / 2172

ING. JIŘÍ SVOBODA

708 33 OSTRAVA - PORUBA

ING. PAVEL RŮŽIČKA, PH.D. PROF. ING. VÁCLAV LEGÁT, DRSC.

VYCHÁZÍ:

NEPRAVIDELNĚ

PROF. ING. HANA PAČAIOVÁ, PH.D.

MK ČR:

5 979

ING. VLASTIMIL MONI, PH.D.

ISSN:

1210-311X

www.atdcr.cz TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

1/2014 •

TD1

TERMODIAGNOSTIKA

Vážení čtenáři, termografie (normovaně infračervená termografie) s využitím termografických systémů / termokamer (normovaně infračervené termografické kamery) se začala prakticky rozvíjet po uvedení termokamer na trh již v roce 1965. Termokamerami, resp. metodou nekontaktní termografie, lze sice poměrně jednoduše identifikovat teplejší místa na povrchu měřeného objektu od míst chladnějších, ale záhy bylo zjištěno, že pro zjištění skutečných teplot v těchto místech je nutné disponovat znalostmi širších souvislostí měřicích postupů. Žádná termokamera (nebo obdobně i bezkontaktní teploměr) neměří teplotu přímo, ale teplotu „vypočítává“ na základě tzv. parametrů měřeného objektu, které musí každý technik termodiagnostik znát. Je zapotřebí si uvědomit, že termografie je vědním oborem, jenž zahrnuje poznatky z šíření infračerveného záření, principů přenosu tepla, atmosférických vlivů, principů radiometrie, znalosti příslušných zařízení atd. Tím, jak termokamery stále zlevňují a jejich obsluha je stále jednodušší, ovšem vzrůstá riziko, že si tento přístroj pořídí osoba neznalá problému, načež se nazve odborníkem na termografii. V současné době existují v termografii dva základní směry: • monitorovaní a diagnostika objektů (CM – Condition monitoring), • nedestruktivní zkoušení (TT – Thermographic testing). Monitorování a diagnostika objektů jsou pevnou součástí práce Asociace technických diagnostiků České republiky, o.s. Postupně bylo v rámci ATD ČR, o.s. vytvořeno celkem pět odborných skupin podle zaměření; jednou z nich je i odborná skupina termodiagnostiky. Vlastní činnost odborné skupiny v rámci ATD ČR, o.s. lze rozdělit do několika směrů. Jde především o snahu: • poskytnout pracovníkům, kteří se zabývají problematikou bezkontaktního měření teplot a vyhodnocováním teplotních polí na měřeném objektu informace o standardech či normách zaměřených na termodiagnostiku, a to jak již vydaných ČSN (ISO, EN), tak připravovaných (ISO, EN), • umožnit pracovníkům získání certifikátu, jímž daný pracovník prokazuje dostatek požadovaných znalostí tak, jak je stanoveno či určeno v příslušných standardech, a také to, že prokázal praktické schopnosti provádět či vykonávat termodiagnostiku, • vytvořit podmínky pro případné setkání pracovníků, ať již certifikovaných nebo těch, kteří se termodiagnostikou již zabývají nebo se zabývat budou. Velký důraz v činnosti odborné skupiny termodiagnostika je stále kladen na zvyšování odborných znalostí pracovníků, kteří se touto činností profesně zabývají. Získání certifikátu v oboru termodiagnostika, který je platný ve většině evropských států, by mělo být jakousi „stavovskou ctí“ pracovníků, pokud chtějí vykonávat činnost v uvedeném oboru kvalitně a zodpovědně. V dnešní době jsou bohužel ceny některých termokamer běžně dostupné pro „širokou veřejnost“ a tzv. „odborníků“, kteří pak nabízejí například služby „Vyhodnocení tepelných ztrát vašeho domu pomocí termovize“; takových „odborníků“ existuje celá řada. Jejich nabídky jsou pak zpoplatněny – např. jeden termovizní obrázek za 100,- Kč. Ke „kvalitě“ takových nabízených služeb asi není nutné se dále vyjadřovat... Musíme však bohužel konstatovat, že také kvalita a technická úroveň některých technických zpráv, zápisů a záznamů, které byly vytvořeny některými pracovníky certifikovanými v oboru termodiagnostika, nejsou na úrovni, jaká je obecně očekávána. Proto je jistě potřebné, aby si i certifikovaní pracovníci v oboru dále zvyšovali odbornou úroveň studiem, účastí na odborných akcích a seminářích, příspěvky do odborných časopisů (např. Technická diagnostika) apod. Zde je nutné opětovně připomenout, že současná platnost certifikátu je tři roky a pro jeho prodloužení je nutné, mimo jiné, získat dostatečný počet hodnotících bodů. V opačném případě nemůže být certifikát prodloužen a ztratí svou platnost. Závěrem si dovolím parafrázovat jedno „upravené“ indické úsloví: „Chceš-li být šťasten jeden den, opij se, chceš-li být šťasten jeden týden, ožeň se, chceš-li být šťasten celý život, staň se termodiagnostikem!“

Chceš-li být šťasten jeden den, opij se, chceš-li být šťasten jeden týden, ožeň se, chceš-li být šťasten celý život, staň se termodiagnostikem!

Ing. Jiří Svoboda vedoucí odborné skupiny Termodiagnostika TD2 • 1/2014 TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

TERMODIAGNOSTIKA

Akreditovaná kalibrace infračervených radiometrických kamer a bezkontaktních teploměrů ING. JIŘÍ SVOBODA “TMV SS“ S.R.O.

V

příspěvku jsou uvedeny základní informace o kalibracích infračervených radiometrických kamer (dále TK) a infračervených bezkontaktních teploměrů (dále BT) tak, jak jsou prováděny v Akreditované laboratoři teploty (dále ALT) společnosti “TMV SS“ s.r.o.

1. ÚVOD K získání akreditace pro danou činnost je nutné splnit celou řadu podmínek stanovených a specifikovaných Českým institutem pro akreditaci, o.p.s. (dále ČIA). Akreditovaná laboratoř teploty musí mít dostatečné technické vybavení, které je umístěno v samostatné místnosti, musí mít kvalifikované pracovníky (certifikát pro termografii nebo osvědčení vydané Českým metrologickým institutem – dále ČMI) a musí vytvořit celou řadu dokumentů, jakými jsou Provozní dokumenty laboratoře a Řídicí dokumenty laboratoře. Z Provozních dokumentů laboratoře je základním dokumentem Pracovní postup pro kalibraci TK a BT (dále PP). Pracovní postup (dnes verze 08) ALT “TMV SS“ s.r.o. má celkem 10 odstavců, které jsou dále členěny do 20 pododstavců a ty ještě do 36 kapitol (celkový počet stran PP 08 je 27). V případě, že prověřovaná ALT splní všechny podmínky pro získání certifikátu, je ALT vystaveno Osvědčení o akreditaci, jehož nedílnou součástí je stanovení rozsahu kalibrace včetně měřicích schopností kalibrace (viz Obr. 1 a Obr. 2).

Obr. 1 Osvědčení o akreditaci Obr. 2 Rozsah kalibrace

2. TECHNICKÉ VYBAVENÍ A ROZSAH KALIBRACE V úvodu PP je uvedeno: Termokamera je definována jako zařízení, jež snímá infračervenou zářivou energii a vytváří radiometrický infračervený obraz – termogram, který je možné dále kvantifikovat (vyhodnocovat). Termokamery se používají pro zobrazení a následnou kvantifikaci teplotních polí na měřených objektech. Při kvantifikaci je nutné znát tzv. parametry měřeného objektu, jako je jeho emisivita, a další parametry, jako jsou odražená zdánlivá teplota od měřeného objektu, jeho vzdálenost od termokamery, teplota a relativní vlhkost atmosféry mezi termokamerou (dále TK) a měřených objektem, případně další výsledek hodnoty ovlivňující parametry. Infračervený bezkontaktní teploměr (dále v textu BT) je podle definice zařízení, jež snímá infračervenou zářivou energii, kterou vyhodnocuje nebo zobrazuje na stupnici jako stupně teploty. U BT se většinou zadává pouze emisivita měřeného objektu. V PP je stanoveno, že je určen pro kalibraci termokamer a bezkontaktních teploměrů pracujících v infračervené oblasti spektra. Měřitelný teplotní rozsah pokrytý soupravou černých těles (dále ČT) v prostorách společnosti “TMV SS“ s.r.o. je -10 až +1200 °C. ČT Hyperion: -10 °C až 80 °C ČT BB 400/2: 25 °C až 400 °C ČT Pegasus R: 150 °C až 1200 °C ČT BB500: 50 °C až 500 °C Pro kalibrované TK je stanoveno omezení: kalibrované body, v nichž jsou TK kalibrována, jsou pouze v bodech, kde jsou kalibrována ČT. Dalším omezením je to, že TK musí pracovat v pásmu vlnových délek 7,5 μm až 13 μm. Pro BT jsou stanovena omezení: emisivita ε BT musí být nastavitelná a zorné pole BT musí být minimálně 20:1 nebo lepší. Metrologická návaznost je zajištěna pomocí soustavy černých těles navázaných na primární laboratoř teploty Českého metrologického institutu – Oblastního inspektorátu Praha a na Laboratórium optickej radiometrie a pyrometrie SMÚ Bratislava. 3. POSTUP PŘI KALIBRACI Termokamery jsou zásadně kalibrovány pomocí dutinových ČT, bezkontaktní teploměry pomocí deskového či rovinného ČT – v seznamu výše uvedené jako BB500. Proces kalibrace by měl být uskutečňován ve stabilních vnitřních prostorách, v teplotním rozmezí 18 ÷ 30 °C TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

1/2014 •

TD3

TERMODIAGNOSTIKA

a s relativní vlhkostí prostředí mezi 40 ÷ 80 %, jestliže není v specifikaci přístroje uvedeno jinak. Kalibrované zařízení by nemělo být vystaveno nárazům, vibracím, působení vnějšího elektromagnetického pole nebo externímu zdroji záření, které by mohly ovlivňovat měření. Laboratoř nebo kalibrační místnost je vybavena speciální antistatickou (uzemněnou) podlahou, dále kombinovaným měřicím přístrojem teploty a relativní vlhkosti v laboratoři, kdy naměřené údaje teploty a relativní vlhkosti jsou zaznamenávány v pravidelných časových intervalech v průběhu kalibrace. Před vlastní kalibrací se provádí vnější prohlídka, a to u všech zařízení přijatých na kalibraci. Kontroluje se zejména: • kompletnost sady a shoda označení TK nebo BT s jejím ID, • shodu kontrolovaného zařízení s bezpečnostními požadavky uvedeným také v certifikátu a/nebo v operačním manuálu či v návodu na obsluhu, • vnější poškození zařízení (poškození může mít vliv na metrologické vlastnosti měřidla), • vlnová délka λ, • zorné pole (FOV) pro bezkontaktní teploměry. Měřicí systém, u něhož se zjistí chyba nebo nesplňuje požadavky určené předpisy, se ke kalibraci nepřijme. U BT se pro zajištění vhodné nejistoty kalibrace ověřuje zorný úhel bezkontaktního teploměru. K tomu je použita lamelová clona. Pro ověření zorného úhlu bezkontaktního teploměru je použit následující postup: • otevření lamelové clony na maximum, • nastavení vzdálenosti od rovinného ČT na 50 cm, • vložení clony ČT do vzdálenosti asi 5 cm, • spuštění měření teploty, • postupné uzavírání lamel clony do doby změny teploty zobrazující bezkontaktním teploměrem, • změření průměru otevření clony, • výpočet úhlu zorného pole. Podrobnosti o vlastním postupu včetně přesnosti měření radiační teploty TK a BT zde nejsou uvedeny. Tyto informace včetně stanovení tzv. nejistot typu B jsou know-how ALT a nejsou volně šiřitelné. Nejistota typu A (uA) se určí při měření veličiny (parametru) signálu x z opakovaného měření černého tělesa podle vztahu: n

s u A  sx   n

x  x  i 1

xi n

naměřená hodnota při i-tém měření počet měření

Celková nejistota kalibrace je potom vyjádřena vztahem: u 2 = u A 2 + u B2 Případně vztahem:

u  uA2  uB2

Kombinovaná standardní nejistota pro k =1 Rozšířená nejistota k =2 Pozn.: Standardní nejistota měření byla určena v souladu s dokumentem EA-4/02. Uvedená rozšířená nejistota měření je součinem standardní nejistoty měření a koeficientu k, který odpovídá pravděpodobnosti pokrytí přibližně 95 %, což pro normální rozdělení odpovídá koeficientu rozšíření k = 2. Pokud zákazník požaduje stanovení, zda kalibrovaná TK nebo BT vyhovuje či nevyhovuje specifikaci uváděné výrobcem pro měřenou hodnotu z rozsahu, je použita metodika ALT. Je stanoveno, že TK nebo BT vyhovuje specifikaci výrobce pouze v případě, že vyhoví ve všech bodech kalibrace. Při nesplnění kritéria alespoň v jednom bodě, TK nebo BT nevyhovuje specifikaci výrobce v měřených bodech. 4. POZNATKY Z KALIBRACE BT ALT se musí na vyžádání ČMI zúčastnit tzv. Mezilaboratorního porovnání (MPZ) nejen TK, ale také BT. Pro MPZ byl určen Infračervený teploměr FLUKE 572 (AMIR 7814) s rozsahem měřených teplot -30 až 900 °C, s optikou 60:1, s nastavitelnou vlnovou emisivitou a spektrální rozsahem / vlnovou délkou 8 až 14 μm. Tak, jak je stanoveno v PP ALT, bylo nejprve ověřeno zorné pole (FOV) BT, kdy byla použita informace uvedená v uživatelském návodu k tomuto BT.

2

(1)

kde aritmetický průměr z opakovaných n měření z hodnot x1, x2 ….xn je:

x

1 n  xi n i 1

TD4 • 1/2014 TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

(2)

(4)

kde uA nejistota typu A u B nejistota typu B

i

n  n  1

(3)

Obr. 3 Diagram FOV BT FLUKE 572

TERMODIAGNOSTIKA

I používaná technika by měla mít určitou technickou úroveň a zároveň by měla být v pravidelných intervalech ověřována či kalibrována. Pokud tomu tak není, je otázkou správnost naměřených a vyhodnocených hodnot bezkontaktním způsobem měřených teplot.

kteří se tímto oborem zabývají, aby měli dostatečné teoretické i praktické znalosti (nejlépe prověřené získání certifikátu z oboru termografie). Ale i používaná technika by měla mít určitou technickou úroveň a zároveň by měla být v pravidelných intervalech (dle doporučení ideálně jednou za dva roky) ověřována či kalibrována. Pokud tomu tak není, je otázkou správnost naměřených a vyhodnocených hodnot bezkontaktním způsobem měřených teplot.

Už ze samotného diagramu vyplývá jedna zajímavá informace – zorné pole 60:1 je stanoveno ve vzdálenosti 1150 mm od vstupní optiky BT; od této vzdálenosti je potom FOV 35:1. Pokud ten, kdo nemá dostatečné informace, co je to FOV a jak má pracovat s BT, aby byla splněna jedna ze základních podmínek pro měření s BT, tj. aby FOV byl „menší“ než je velikost měřeného objektu, potom jistě nemůže měřit správně. Nicméně při ověřování FOV tohoto BT byla zjištěno, že skutečné FOV je i ve vzdálenosti 1150 mm od ČT větší, než je uvedeno na diagramu BT. Vlastní kalibrace BT byla provedena ze vzdálenosti 250 mm od ČT (průměr plochy 58 mm), protože při větší vzdálenosti, než byla tato, BT měřená hodnota teploty se začala poměrně výrazně měnit nebo klesat, třebaže pomocný laser, který vymezuje pomocí tří paprsků „zorný úhel“ BT, byl i ze vzdálenosti 1150 m „umístěn“ ve středu plochy ČT. O dalších tzv. parametrech objektu, které je nutné znát a pracovat s nimi, lze vyhledat informace např. v některém z dalších příspěvků této přílohy. Pokud BT obecně nejsou vybaveny možnosti kompenzovat tzv. odraženou zdánlivou teplotu, nabízí se pak otázka korektnosti naměřených údajů teploty.

LITERATURA [1] Dokument OIML R 141:2008 (E): Procedure for calibration and verification of the main characteristics of thermographic instruments. [2] EN 45 001: General criteria for the operation of testing laboratories. [3] ČSN 25 8005: Názvosloví z oboru měření teploty. [4] ČSN ISO 18434-1: Monitorování stavu a diagnostika strojů. Termografie. Část 1: Všeobecné postupy. [5] ISO 10878: Non-destructive testing. Infrared thermography. Vocabulary [6] ČSN ISO 80000-7: Veličiny a jednotky. Část 7: Světlo. [7] EA 4/02: Vyjad řování nejistot měření př i kalibracích. [8] Pašek, Svoboda. Fyzikální aspekty při použití nekontaktní termografie při analýze obvodových plášťů budov. [9] VDI/VDE 3511: Technische Temperatu rmessungen. Strahlungs thermometrie, Kalibrierung von Strahlungs thermometern. [10] ČSN EN ISO/IEC 17025: Posuzování shody. Všeobecné požadavky na způsobilost zkušebních a kalibračních laboratoří.

5. ZÁVĚR Bezkontaktní měření teploty, respektive termografie, je obecně vědním oborem, jenž vyžaduje od pracovníků,

Recenzent: Ing. Jan Blata, Ph.D., VŠB-TU Ostrava, FS

„ vidíme svět v celém spektru “

SpektraVision s.r.o. Kruhová 128 251 01 Nupaky Česká republika

tel./fax: gsm: e-mail: web:

+420 312 310 258 +420 608 600 647 [email protected] www.spektravision.cz

TERMODIAGNOSTIKA

Servisní služby společnosti Eaton pro IT zařízení a elektrotechnické instalace: termovizní diagnostika či hot-line 24/7/365, zásah do 1 hodiny

S

polečnost Eaton poskytuje pro zajištění optimální funkčnosti a prodloužení doby životnosti kompletního elektrotechnického systému, IT infrastruktury a jednotlivých zařízení řadu exkluzivních servisních a inspekčních služeb zahrnující engineering, poradenství, realizaci projektů na klíč a servis na místě instalace – inspekci, údržbu a opravy. Výjimečnou součástí servisních služeb je termovizní diagnostika, která dokáže odhalit i neviditelné vady a vznikající poruchy, a to bez nutnosti vypnutí či odstavení zařízení z provozu. Zákazníci se mohou rozhodnout, zda v rámci servisních služeb zvolí standardní nebo smluvní variantu. Standardní varianta zahrnuje dostupnost v pracovní době, technickou podporu po telefonu, identifikaci problémové situace, výjezd na místo instalace, údržbu zařízení a zodpovědnost zákazníka za průběžnou kontrolu. HOT-LINE 24/7/365 A ZÁSAH DO 1 HODINY Varianta smluvní je individuální, časově omezená servisní smlouva o zařízení, která přináší výhody servisní hot-line dostupné 24 hodin denně 365 dní v roce. Dále nabízí plánovanou kontrolu a údržbu ze strany společnosti Eaton, rezervaci náhradních dílů, monitorování zařízení a dostupnost zásahu do 1 hodiny (mimo Prahu a Brno pak 1 h + doba cesty). PŘEHLED POSKYTOVANÝCH SLUŽEB Kromě běžně poskytovaných služeb, jako je instalace zařízení, nastavení a parametrizace složitějších přístrojů, uvedení do provozu, monitoring zařízení nebo preventivní prohlídka, nabízí společnost Eaton i řadu moderních služeb. Některé z nich uvádíme níže. REVIZE Revize se skládá z prohlídky, zkoušky a vypracování zprávy. Jejím účelem je ověřit stav zařízení z hlediska bezpečnosti pro lidské zdraví, užitková zvířata, majetek a okolní prostředí. Cílem je také shoda s příslušnými platnými normami. PRODLOUŽENÍ ZÁRUKY Prodloužit záruku umožňuje společnost Eaton u zařízení, kterému uplynula standardní záruční doba a které je prokazatelně v dobrém technickém stavu. TD6 • 1/2014 TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

REALIZACE PROJEKTŮ NA KLÍČ Společnost Eaton je schopna na základě potřeb zákazníka realizovat tzv. projekty na klíč. Služba zahrnuje kompletní sled úkonů, od specifikace a návrhu řešení přes instalaci zařízení, parametrizaci, nastavení, programování až po uvedení do provozu a monitoring zařízení. Individuálně vytvořený projektový tým splní požadavky zákazníka, dohlíží na dodržování termínů, koordinuje práce s dodavateli a minimalizuje rizika spojená se zpožděním spuštění, neočekávanými náklady a dalšími nepříjemnými situacemi. REPASE Repase spočívá v modernizaci nebo ve výměně některé části zařízení za účelem obnovení nebo zlepšení původních vlastností. RETROFIT Zařízení, které se již nedodává a nelze je opravit, je možné nahradit novým typem pomocí retrofitu. Retrofit a modifikace zařízení se provádí s úpravou nebo bez úpravy připojovacích míst zařízení. TERMOVIZNÍ DIAGNOSTIKA ODHALÍ I NEVIDITELNÉ VADY A VZNIKAJÍCÍ PORUCHY Výjimečnou součástí servisních (inspekčních) služeb je termovizní diagnostika, která umožňuje provádění kontroly na zařízeních bez nutnosti vypnutí či odstavení z provozu. Termovizní kamery pomocí infračerveného spektra identifikují nadměrně oteplená místa všech komponentů elektrické instalace a mohou v dostatečném předstihu rozpoznat neviditelné vady a vznikající poruchy. Na základě provedených kontrol a naměřených hodnot u zařízení vystaví servisní technik protokol s výsledky provedených zkoušek a s případnými doporučeními pro zvýšení efektivity, spolehlivosti a bezpečnosti elektrotechnické instalace. VÝHODY TERMOVIZNÍ DIAGNOSTIKY: - bezkontaktní měření teplotních rozdílů - detekce neviditelných vad - prodloužení životnosti zařízení - prevence proti vzniku poruch - prevence proti vzniku požáru - prevence proti přerušení dodávky elektrické energie - vysoká úroveň interpretace a klasifikace výsledků

TERMODIAGNOSTIKA

ZAŘÍZENÍ, KTERÁ LZE POMOCÍ TERMOVIZE MONITOROVAT: - záložní zdroje UPS - rozváděče vysokého a nízkého napětí - bateriové sestavy, tj. skříně, racky - instalační přístroje - kompaktní a vzduchové jističe - motory a generátory - přípojnicové systémy NECHTE SI ZKONTROLOVAT VAŠI UPS O 30 % LEVNĚJI Společnost Eaton ve spolupráci s autorizovaným servisním partnerem Power Electrical Services pro Vás připravila letní servisní akci, při níž si můžete nechat zkontrolovat Vaši UPS o 30 % levněji. Akce probíhá od 1. července 2014 do 31.srpna 2014. V rámci prohlídky bude provedeno kompletní vyčištění a kontrola stavu UPS i baterií. Slevu 30 % získáte i na všechny náhradní díly a výměnu baterií. Pro více informací o letní servisní akci kontakt ujte pana Marka Roubala na e-mailové ad rese [email protected].

Další informace naleznete na internetových stránkách www.eaton.cz/Czech/Services/index.htm. Eaton Elektrotechnika s.r.o. Komárovská 2406 193 00 Praha 9 Tel.: 267 990 411 e-mail: [email protected] www.eatonelektrotechnika.cz

OBCHODNÍ KANCELÁŘ OB Eato Elektrotechnika s.r.o. Eaton Kom Komárovská 2406, 193 00 Praha 9

INFOLINKA INFO Tel.: + Tel.: T +420 267 990 400 | E-mail: [email protected] UPSIn [email protected]

TECHNICKÁ PODPORA TECH Tel.: T Te l.: +42 +420 267 990 440 | E-mail: [email protected]

SERVISNÍ PODPORA SERVIS Inteligentní přístup v elektrotechnice

Máme to

POD KONTROLOU

Tel.: T Te l.: +420 267 990 411 | E-mail: [email protected]

www.eaton.cz www.eat

Inteligentní přístup v elektrotechnice

modrá znamená

SERVISNÍ SLUŽBY

6SROHþQRVW (DWRQ SRVN\WXMH SUR ]DMLãWČQt RSWLPiOQt IXQNþQRVWL NRPSOHWQtKR HOHNWURWHFKQLFNpKR V\VWpPX D SUR]DMLãWČQtGORXKpGRE\åLYRWQRVWL]DĜt]HQtYHONêSRþHW UĤ]QêFKGUXKĤLQVSHNFtD]NRXãHNMDNRMHQDSĜPČĜHQt ~E\WNĤQDSČWtWHVWRYiQtRFKUDQQêFKSUYNĤDIXQNþQtWHVW\'ĤOHåLWRXVRXþiVWtWČFKWRLQVSHNFtMHLWHUPRYL]QtGLDJQRVWLNDNWHUiXPRåĖXMHSURYiGČWNRQWURO\QD]DĜt]HQtFK EH]QXWQRVWLY\SQXWtDRGVWDYHQt]SURYR]X

Prediktivní diagnostika Servisní služby UPS Termovizní diagnostika Analýzy rizik proti úrazu Technické studie

www.eaton.cz

TERMODIAGNOSTIKA

Vliv technických parametrů termokamer na přesnost výsledků stavební termodiagnostiky DOC. ING. JAN PAŠEK, PH.D. ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

zařízení budov jako překážek měření nebo zdrojů parazitního záření.

V

3. Nutnost termosnímkování zájmových povrchů z podhledu nebo s jinak nepříznivým vlivem velkého odklonu optické osy objektivu od normálu ke snímanému povrchu, snímkování povrchů nedostupných pro kontaktní ověření hodnot zdánlivých teplot, pro stanovení emisivity povrchu apod.

současné době nabízí trh obrovskou škálu termokamer různých výrobců, technického vybavení i rozlišení detektoru. Kromě toho, že se termokamery různých tříd liší cenou, je třeba rozlišovat i účel jejich aplikací. Již v úvodu je nutné konstatovat, že aplikace stavební termodiagnostiky vyžadují termokamery vyšších tříd. Důvodem jsou specifika měření ve stavebnictví typické jednak podmínkami samotných měření, jednak požadavky na přesnost dosahovaných výsledků. V této souvislosti je třeba připomenout skutečnost, že v současné době provádí stavební termodiagnostiku řada osob, které často neovládají samotnou metodu, nejsou kompetentní v oblasti stavebně technické a nedisponují technikou dostatečné technické úrovně.

1. ÚVOD Infračervená stavební diagnostika se v řadě oblastí odlišuje od ostatních průmyslových odvětví, což klade specifické požadavky na použitou techniku, zejména termokamery. Jedná se zejména o následující specifika: 1. Požadavek na termosnímkování rozsáhlých ploch fasád v podmínkách exteriéru, často z nedostatečného odstupu vymezeného šířkou uličního prostoru, přes clonící objekty (např. vegetaci), během nepříznivých klimatických podmínek, s negativním vlivem okolních zdrojů záření atd. 2. Požadavek na termosnímkování rozměrných ploch či naopak malých detailů ve stísněných podmínkách interiéru budov, s negativním vlivem vybavení a technických

4. Termosnímkování tvarově členitých objektů a povrchů, negativně ovlivněné zejména směrovou závislostí emisivity a rozptylem, resp. odrazem záření ve 2D nebo 3D koutech s přilehlými povrchy svírajícími úhel menší než 120°. 5. Termosnímkování ploch s povrchy rozdílných parametrů v zorném poli objektivu termokamery, které vyžadují zejména dostatečnou pečlivost při rozlišení a stanovení hodnot emisivity, včetně zahrnutí vlivu její směrové závislosti. Všechna výše uvedená specifika představují potenciální riziko ohrožení požadované přesnosti dosahovaných výsledků. Podobná měření kladou nároky na vysokou odbornou zdatnost osoby technika-diagnostika nejen z hlediska jeho znalosti teorie používané metody, ale také znalosti stavebně technické problematiky. Kromě toho je potřebné zajistit, aby se riziko snížení přesnosti výsledků, způsobené vnějšími vlivy, dále nezvyšovalo použitím techniky nedostatečné kvality nebo technické úrovně. 2. SPECIFIKACE PARAMETRŮ TERMOKAMER A USPOŘÁDÁNÍ EXPERIMENTÁLNÍCH MĚŘENÍ V současnosti jsou ve stavební termodiagnostice používány termokamery velmi rozdílných technických

Tab. 1 Významné parametry vybraných dlouhovlnných termokamer použitých k experimentálním měřením Označení termokamer

Rozlišení detektoru [pix]

Rozsah zorného pole objektivu [°]

Teplotní citlivost [mK]

Prostorové rozlišení [mrad]

FOV pro vzdálenost 1 m [m]

A

60 × 60

12,5° × 12,5°

150

3,70

0,22 × 0,22

B

320 × 240

25,0° × 19,0°

50

1,36

0,43 × 0,33

C

640 × 480

25,0° × 19,0°

35

0,68

0,43 × 0,33


TERMODIAGNOSTIKA

Obr. 1 Termogram generovaný termokamerou B: zjednodušená demonstrace vlivu prostorového rozlišení detektoru termokamery na čitelnost a přesnost výsledků termogramu objektu stíněného vegetací parametrů. V Tab. 1 jsou uvedeny parametry tří vybraných zástupců dlouhovlnných termokamer, jež jsou z hlediska požadavků stavební diagnostiky považované za nejvýznamnější. Uvedené kamery byly použity pro experimentální analýzu vlivu jejich parametrů na přehlednost a přesnost dosahovaných výsledků. Na základě provedených experimentů byl zpracován tento příspěvek. Z tabulky vyplývá, že za velmi důležité parametry kamer pro stavební termodiagnostiku je třeba považovat rozlišení detektoru a třídu použité optiky. Jejich vliv na přesnost dosahovaných výsledků je prezentován níže na základě měření provedených s použitím uvedených tří typů kamer. Měřicí stanoviště termokamery A bylo nutné umístit v cca dvojnásobné vzdálenosti od měřených objektů oproti pozicím kamer B a C tak, aby v jejich zorném poli byl přibližně stejný rozsah zájmového objektu. Během procesu softwarového vyhodnocení termogramů byly v jednotlivých blocích měření, s výjimkou měřicí vzdálenosti, zadány shodné parametry okrajových podmínek. 3. VLIV PARAMETRŮ TERMOKAMER NA ČITELNOST DOSAŽENÝCH VÝSLEDKŮ První ze specifických situací stavební termodiagnostiky, v níž je výhodou co nejvyšší rozlišení detektoru, je měření skrze clonu vegetace. Na Obr. 1 je v červeném kruhu ve zjednodušené formě zobrazeno FOV pěti měřících bodů detektoru s vyšším rozlišením (černé čtverce) a detektoru s nižším rozlišením (bílé čtverce). Černý čtverec znázorňuje velikost IFOV jednoho měřícího bodu odpovídající prostorovému rozlišení detektoru cca 100 × 80 pix; plocha jednoho čtverce odpovídá cca devíti reálným IFOV (3 × 3) mikrobolometru použité termokamery. Bílý čtverec reprezentuje velikost IFOV jednoho měřícího bodu odpovídající prostorovému rozlišení detektoru cca 50 × 40 pix, jeho plocha odpovídá přibližně 36 IFOV (6 × 6) jednoho skutečného mikrobolometru. Hodnota rozlišení detektoru v příkladu na Obr. 1 má značný vliv na přesnost měření v těch měřících bodech, jejichž IFOV zachycuje jak část stínící překážky, tak část

Obr. 2 Termogramy generované termokamerami A, B a C: demonstrace vlivu prostorového rozlišení termokamer na čitelnost detailů na rozměrných plochách fasád snímaného povrchu v pozadí. Stejný problém se vyskytne v případě, kdy IFOV jednoho měřícího bodu obsahuje plochy s rozdílnými vlastnostmi (teplotou, emisivitou apod.). V případě husté clony vegetace, zachycené na Obr. 1, by u detektoru s rozlišením odpovídajícím IFOV bílých čtverců byly termogramy zájmové fasády zcela nepoužitelné v důsledku přítomnosti prvků vegetace ve většině IFOV takového detektoru. Další situací, jíž se zabývá stavební termodiagnostika, je snímkování i velmi rozměrných fasád. V takových případech je třeba, s ohledem na FOV použitého objektivu, provádět měření z odstupu až několika desítek metrů. Tím dochází ke zvětšení IFOV jednoho měřícího bodu, v jehož důsledku se snižuje čitelnost a přesnost generovaných termogramů. Měření provedené z menší vzdálenosti s použitím širokoúhlého objektivu tento problém neodstraňuje, protože IFOV je v takovém případě stále determinováno prostorovým rozlišením detektoru. Uvedený negativní efekt lze eliminovat pouze použitím termokamery s detektorem vysokého rozlišení (viz Obr. 2), v případě potřeby (např. kvůli nemožnosti dostatečného odstupu) doplněné širokoúhlým objektivem. Z Obr. 2 je patrné, že s rostoucím rozlišením detektoru, i přes větší rozsah zorného pole objektivu, jsou detaily povrchového teplotního pole čitelnější. To je podstatné zejména v případech analýzy rozsáhlého či členitého povrchu, nebo velmi nehomogenního teplotního pole způsobeného např. četnými tepelnými mosty. Efekt vyššího rozlišení detektoru pro zvyšování čitelnosti a přesnosti termogramů lze přirovnat k měření stejnou kamerou ze stále menší vzdálenosti – viz Obr. 3 (na straně TD10). Výhodou snímkování z menší vzdálenosti po výsecích zájmového povrchu je i možnost vyhnutí se měření skrze vegetaci, naopak nevýhodou je postupné zvětšování vertikálního úhlu odklonu optické osy od normály TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

1/2014 •

TD9

TERMODIAGNOSTIKA

Obr. 3 Termogramy generované termokamerou B: demonstrace vlivu vzdálenosti měřícího stanoviště termokamery od snímaného objektu na čitelnost detailů povrchových teplotních polí

Obr. 4 Termogramy generované termokamerami A, B a C: demonstrace vlivu prostorového rozlišení termokamer na čitelnost a přesnost detailů při termosnímkování z malé vzdálenosti

ke snímanému povrchu směrem k horní části stavby. Pokud je třeba sestavit termogram celé fasády z takovýchto jednotlivých detailních termogramů, je nezbytné disponovat softwarem umožňujícím sestavování dílčích termogramů do celku. V případě termosnímkování detailů budov z malé vzdálenosti nemá prostorové rozlišení detektoru takový význam. V žádném případě by ale nemělo být nižší než akceptovatelné minimum – termogramy vytvořené termokamerou velmi nízkého rozlišení nejsou dostatečně čitelné ani u snímkování z velmi malé vzdálenosti (viz Obr. 4). To může mít fatální následky zejména při analýze vad a poruch stavebních konstrukcí. 4. VLIV PARAMETRŮ TERMOKAMER NA PŘESNOST DOSAŽENÝCH VÝSLEDKŮ Provedená experimentální měření prokázala, že při zavedení shodných hodnot parametrů okrajových podmínek jednotlivých skupin měření (emisivita povrchu, teplota pozadí atd.), které umožňují srovnání výsledků generovaných jednotlivými termokamerami, se hodnoty zdánlivé teploty mohou značně lišit v závislosti na parametrech použitých termokamer. Jak ukazuje Obr. 5, rozdíly povrchových teplot detekovaných zejména termokamerou A oproti přístrojům B a C u jednotlivých variant významně překračují běžnou přesnost použitých přístrojů; tento fakt prokázala i další provedená měření a jejich vyhodnocení. Vedle technických parametrů přístroje A je důvodem i jiná poloha jeho měřícího stanoviště, tedy i snímání zájmového povrchu pod jiným úhlem optické osy. Hodnoty zdánlivých povrchových teplot detekovaných jednotlivými termokamerami lze zejména v ploše zájmového objektu během softwarové analýzy vzájemně sblížit. Za ideálních podmínek a s použitím diskrétních hodnot povrchových teplot stanovených kontaktním měřením lze tyto hodnoty i přiblížit teplotám reálným, ovšem za použití nekorektních hodnot parametrů okrajových podmínek měření (zejména TD10 • 1/2014 TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

Termokamera

Odstup cca [m]

Teplota oblasti min. [°C]

Teplota oblasti max. [°C]

A

20 m

-5,2

-8,0

B

10 m

-2,3

-3,8

C

10 m

-0,6

-2,7

Obr. 5 Termogramy generované termokamerami A, B a C: srovnání vlivu prostorového rozlišení termokamer na přesnost termogramů emisivity povrchu a teploty pozadí). Případy zobrazené v tomto příspěvku dále poukazují na skutečnost, že pole zdánlivých povrchových teplot v členitých detailech nebo v místech bez možnosti kontaktního ověření reálných teplot, se v případech použití termokamer s nízkým rozlišením detektoru mohou od skutečných teplot odlišovat i velmi významně.

TERMODIAGNOSTIKA

5. ZÁVĚR Vedle odbornosti a kompetentnosti technika diagnostika závisí přesnost dosahovaných výsledků termografie na úrovni použitého přístrojového vybavení. Zejména výběr typu termokamery nelze podmiňovat její prodejní cenou, ale účelem jejího budoucího použití. Na základě provedených experimentálních měření i zkušeností z praxe je možné formulovat následující požadavky na technické parametry termokamer používaných pro účely infračervené stavební termodiagnostiky, které by měly být považovány za minimální standard: • dlouhovlnný systém, rozsah a poloha spektrální oblasti cca 7,5 ÷ 13 μm; • měřicí rozsah nejméně -20 ÷ +80 °C, pro měření prvků technického zařízení budov i větší; • pracovní teploty nejméně -15 ÷ +50 °C; • přesnost maximálně ± 2 °C / ± 2 %; • citlivost resp. teplotní rozlišovací schopnost maximálně 0,05 °C (50 mK); • rozlišení detektoru minimálně 320 × 240 měřících bodů; • rozsah zorného pole cca 25° × 19° resp. dle rozlišení detektoru max. 1,5 mrad; • možnost osazení výměnných objektivů; • dostatečná citlivost ostření; • nezbytné nastavení proměnné emisivity; • nezbytná kompenzace odražené teploty; • nezbytná kompenzace teploty a vlhkosti vzduchu; • nezbytné nastavení proměnné měřicí vzdálenosti; • dostatečné měřicí funkce (dle účelu měření); • dostatečně vybavený vyhodnocovací software. LITERATURA: [1] Pašek, J. Fyzikální principy nekontaktní termografie. In Sborník mezinárodní konference Poruchy a rekonštrukcie obvodových plášťov a striech, TU Košice, 2004, s. 51–56, ISBN 80-232-0225-1. [2] Pašek, J., Svoboda, J. Fyzikální aspekty použití nekontaktní termografie při analýze obvodových plášťů budov. In Stavební obzor, 2004, roč. 13, č. 3, s. 82–91, ISSN 1210-4027. [3] Pašek, J. Nekontaktní termografie ve stavebnictví. In: Sanace a rekonstrukce staveb, ČVTVS Praha, 2004, s. 365–370, ISBN 80-02-01683-1. [4] Pašek, J. Infračervená termografie jako metoda moderní stavební diagnostiky. In Materiály pro stavbu, 2007, roč. 13, č. 3, s. 42–46, ISSN 1213-0311. [5] Minkina, W., Dudzik, S. Infrared Thermography: Errors and Uncertainties, Wiley, 2009, 212 s., ISBN 978-0-470-74718-6. [6] ČSN EN 13187 (73 0560) Tepelné chování budov. Kvalitativní určení tepelných nepravidelností v pláštích budov. Infračervená metoda. ČNI Praha, 1999.

NAOBZORU Systém Fluke Connect™ přináší řadu možností Přenáší naměřená data od měřicích přístrojů do chytrých telefonů a do cloudu, zlepšuje udržování týmové komunikace, bezpečnost a produktivitu. Údržbáři dělají lepší, rychlejší rozhodnutí, když mají přístup z pracoviště přímo k záznamům o údržbě a když mohou kontrolovat měření v reálném čase a probírat ho spolu s kolegy a nadřízenými. Přesto bývají záznamy obvykle uschovány v kanceláři a členové týmu jen zřídka bývají na stejném místě ve stejnou dobu. Systém Fluke Connect™ tyto problémy řeší a zároveň zvyšuje bezpečnost techniků pracujících se zařízením pod napětím. Systém Fluke Connect umožňuje pracovníkům údržby bezdrátově přenášet naměřená data ze svých přístrojů do jejich chytrých telefonů, odkud je možné je bezpečně uložit do cloudu. Zároveň různí členové týmu k nim mohou získat přístup přímo ze svého pracoviště. Bezdrátově lze pomocí této aplikace připojit až 20 přístrojů Fluke, včetně digitálních multimetrů, infračervených kamer, testerů izolace, procesních měřičů a specifických napěťových, proudových i teplotních modulů. Technici mohou odesílat měření AutoRecord™ a infračervené snímky do úložiště Fluke Cloud™ přímo z terénu, aniž by si museli cokoli zapisovat. Data může sledovat každý člen týmu prostřednictvím chytrého telefonu a dané aplikace. Díky videohovorům ShareLive™ je zaručena snadná spolupráce, kdy technici mohou měření sdílet s jinými členy týmu v reálném čase, získat schválení pro provedení potřebných oprav nebo mohou získat odpovědi na otázky, aniž by přitom museli opouštět své pracoviště. Aplikace Fluke Connect má funkci záznamu historie EquipmentLog™, která technikům umožňuje zadat měření pro konkrétní zařízení a vytvořit jeho historii měření v cloudu, snadno přístupnou během řešení problémů a údržby. Funkce TrendIt™ technikům umožňuje okamžitě vytvářet grafy na základě dat, lépe identifikovat trendy a rychle provádět informovaná rozhodnutí. Cloudové úložiště Fluke je založeno na nejmodernější technologii včetně zabezpečeného přístupu, elektronického dozoru, řídicích systémů s multifaktorovou autorizací, integrovanými firewally a šifrováním datových úložišť. Aplikaci Fluke Connect si lze zdarma stáhnout z obchodu Apple App Store nebo Google Play Store. www.fluke.cz

Recenzent: Ing. Zdeněk Peřina, Ph.D., VŠB-TU Ostrava, FAST TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

1/2014 •

TD11

TERMODIAGNOSTIKA

Novinky v sortimentu termovizních kamer a jiných měřicích přístrojů FLIR

S

příchodem měsíce července představuje společnost TMV SS, jakožto oficiální autorizovaný distributor firmy FLIR Systems pro celou ČR a SR, další novinky z oblasti termovizní techniky a jejího příslušenství. Velký zájem vzbudila termovizní technika nejnižší třídy, a to Ex-řada. Od konce loňského roku, kdy se tyto kamery objevily na trhu, se těší veliké oblibě v oblasti elektroenergetiky a stavebnictví. Řada „Ex“ obsahuje celkem čtyři typy kamer, jež se liší převážně rozlišením detektoru. Velkou výhodou této nové řady oproti typově podobným kamerám i-řady je, že již zmíněná řada „Ex“ disponuje spolu s infračervenou kamerou také zabudovanou digitální kameru pro pořizování reálných snímků a pro tvorbu prolnutí dvou obrazů (IR a DC), včetně patentové funkce společnosti FLIR MSX.

Obr. 1 Přenosná termovizní kamera FLIR E50 Další novinkou v oblasti ručních termokamer FLIR je upgradování již známých přenosných termovizních kamer FLIR Exx-řady (příp. Ebx-řady pro stavebnictví). Tuto techniku opustila parametrově nejslabší kamera FLIR E30 a zbylá trojice termokamer FLIR E40, E50 a E60 se může těšit z nového vylepšeného kabátu, včetně změn ovládacích tlačítek, plus dovybavení vnitřního firmwaru o funkci automatického natáčení displeje, jež reaguje na způsob držení kamery. Dále je nově tato řada kamer také dovybavena již zmíněnou funkcí MSX. Novinky ale nalezneme také u kamery FLIR T-řady (T400řada a T-600-řada). Tyto kamery jsou obohaceny o nový vnitřní software, který získal nový vzhled pro ještě snadnější orientaci při práci s kamerou. Kamery lze obsluhovat buď klasicky pomocí intuitivních tlačítek, nebo skrze dotykový displej, kterému nyní vývojáři přidali na kontrastu a citlivosti. Dále samozřejmě nechybí také natáčecí displej, jako je tomu u již zmíněné Exx-řady. TD12 • 1/2014 TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

Obr. 2 Přenosná termovizní kamera FLIR T640 Dalšího překvapení jsme se dočkali u T600-řady, kdy dvojici kamer FLIR T620 a T640 doplnila již dříve velmi osvědčená FLIR T600 s profesionálním rozlišením detektoru 480 × 360 px. Vlajkovou lodí přenosných termovizních kamer pracujících v dlouhovlnném pásmu však stále zůstává kamera FLIR T640 s rozlišením 640 × 480 px. Tato kamera také jako jediná disponuje automatickým kontinuálním ostřením bez potřeby zásahu uživatele. Dále se kamery FLIR T600 mohou pochlubit velikostí rozsahu měřené teploty, která je v případě těchto kamer od -40 °C do 2 000 °C. Změny u přenosné termovizní techniky společnosti FLIR jsou nyní drobného charakteru. Ale i tyto maličkosti posouvají kamery k ještě pohodlnější a příjemnější práci v infračervené termografii, a to i díky funkcím, které jsou dnes již u většiny termovizních kamer FLIR standardem. Za zmínku stojí například Bluetooth pro bezdrátovou komunikaci s dalším příslušným měřicím přístrojem FLIR (vlhkoměr, klešťový multimetr) nebo pro bezdrátovou komunikaci s head-set sadou sloužící pro nahrávání hlasových komentářů. Dále pak Wi-fi připojení pro dálkové ovládání kamery, laserový zaměřovač s lokalizací přímo na displeji kamery, led přisvícení a mnoho dalšího. Poslední horkou novinkou společnosti FLIR je rozšíření sortimentu v oblasti měřicích přístrojů sloužících ať už jako doplněk k infračervené termografii nebo jako samostatný měřicí přístroj pro běžné využití. K dispozici je klešťový multimetr CM78 s možností měření až do 10 000 A (AC/DC) a do 1 000 V (AC/DC), dále teploměr/ vlhkoměr MR77 se zabudovaným bezkontaktním IR teploměrem, bezkontaktní voltstick VP52 s vibračním Obr. 3 Klešťový multimetr FLIR CM83

TERMODIAGNOSTIKA

vybavena akreditovanou laboratoří pro kalibraci infračervených (IČ) kamer dle normy IEC 17025, kde se provádí nejen pravidelné kalibrace IČ kamer a teploměrů. Společnost TMV SS pořádá také odborné semináře a konference zaměřené na různé problémy z oblasti prediktivní údržby (PM), stavebnictví O SPOLEČNOSTI TMV SS (Building), vědy a výzkumu (R&D), Již od roku 1991 je společnost TMV SS optického zobrazování úniků plynů připravena svým zákazníkům nabíd- Obr. 4 Endoskop FLIR VS70 (OGI) a celou řadu dalších zajímanout nejen služby po stránce obchodní a servisní, ale díky svým bohatým zkušenostem a neustálému vých aplikací. Firma TMV SS vždy přistupuje ke svým rozvoji také v oblasti školení, akreditace, kurzů, poradenství zákazníkům otevřeně a se snahou pomoci, podpořit a nalézt atd. nejvhodnější řešení v závislosti na konkrétních požadavcích. Samozřejmostí je záruční i pozáruční servis veškeré dodávané techniky, odborné školení uživatelů v moderní školicí místnosti (příp. i přímo v sídle uživatelů na jejich aplikacích), přípravné kurzy pro akreditaci osob v oblasti termografie, díky učebně vybavené vhodnými přípravky pro tyto kurzy, včetně organizování zkoušek a udělování certifikátů a v neposlední řadě rovněž poskytuje poradenství ke konkrétním aplikacím a pomáhá navrhnout metodiku měření Podrobné informace naleznete na www.tmvss.cz, nebo v oblasti termografického měření. Dále je firma TMV SS kontaktuje přímo společnost TMV SS na [email protected]. a světelným indikátorem a s LED přisvícením nebo např. endoskop VS70 s rozlišením 640 × 480 px. Vybrané přístroje disponují také možností dálkového odečtu pomocí chytrého telefonu nebo tabletu, popřípadě bezdrátové komunikace s termovizní kamerou.

Přístroje pro měření, diagnostiku a monitoring Termovizní kamery

Monitoring WUDQVIRUPiWRUĤ

j 'HWHNFHþiVW 'HWHNFH þiVW DC a VLF zdroje Y\VRNpKRQDSČWt \VRNpKRQDSČWt YêERMĤ

NOVINKA

Diagnostika 'LDJQRVWLNDY\StQDþĤ Diagnostika el. WUDQVIRUPiWRUĤ WU UDQVIRUPiWRUĤ nn,vn, vvn a zvn n ochran

Korónové kamery

Diagnostika baterií a UPS

Vysokorychlostní kamery

Diagnostika plynu SF6

Laserové GiONRPČU\

Nyní nově nabízíme i kalibrace infračervených radiometrických kamer a infračervených teploměrů v naší akreditované laboratoři K 2372.

Víme, který produkt splní Vaše nároky.

“TMV SS“ spol. s r. o. Studánková 395 149 00 Praha 4 Tel.: +420 272 942 720 E-mail: [email protected] http://www.tmvss.cz

FLIR, Megger, GE Syprotec, KELMAN, WIKA GAS, b2 elektronic, G.JOST, LaserTechnology, UViRCO, EA Technology, Maschek, SAGAB, LumaSense, AOS

TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

1/2014 •

TD13

TERMODIAGNOSTIKA

Vizualizace úniků plynů ING. JIŘÍ SVOBODA, ING. VÁCLAV STRAKA, ING. DAVID KUBOŠ “TMV SS“ S.R.O.

V

současnosti se neustále zvyšuje tlak na nakládání se skleníkovými plyny. Tlak je způsoben jak technickými, tak legislativními požadavky, přehlédnout nelze ani bezpečnostní aspekty. Mezi tyto plyny patří nejenom uhlovodíkové sloučeniny a mediálně popularizované CO a CO2 , ale například i plyny používané v chladírenství či energetice, jako například SF6 – hexaf luorid sírový. Ten je stále ve větší míře využíván jako izolační médium nejen na úrovni ZVN (zvlášť vysoké napětí) a VVN (velmi vysoké napětí), ale i na hladině VN (vysoké napětí). I přes značné množství aplikací není jednoduché odhalit místo úniku pouze použitím tzv. čichaček. Vzhledem k rozlehlosti objektu není tato indikace dostatečně efektivní. V některých případech ani není možná, neboť se například jedná o prvek pod napětím na úrovni VVN a vyšší. Řešením se (nejen) pro tyto případy jeví použití vizualizace úniku pomocí speciálních infračervených kamer. Součástí materiálu je nejen popis koncepce, ale i konkrétní příklady vizualizace. Doplněním materiálu jsou i příklady vizualizace dalších plynů s vazbami na bezpečnostní a technologické aspekty, společně s návazností na legislativní aspekty a trendy v této oblasti. 1. ÚVOD Pro vizualizaci úniku plynů je možno využít několik funkčních principů. V minulosti byl využíván odraz rozptýleného laserové signálu od plynu rozptýleného v atmosféře (využívalo se laserů s laditelnou vlnovou délkou), dále pak principu akustické emise z plynu excitovaného externím zdrojem energie (využívalo se jako excitačního zdroje opět laserového paprsku). Oby tyto postupy byly laboratorně, a částečně i v praxi, i ověřeny, avšak byly velmi často omezeny aplikovatelnou vzdáleností od zdroje (akustická emise i odraz laserového signálu), či nutností dostatečně reflexního pozadí (odraz laserového paprsku). Maximální použitelná vzdálenost se pohybovala mezi 2–5 metry, což se z hlediska praktického nasazení jevilo jako omezující parametr. Jako další alternativní postup bylo využití rozdílné propustnosti různých plynů v infračervené oblasti. Plynné sloučeniny mají tyto charakteristiky poměrně dobře zmapovány a lze je najít v různých pramenech, například databázích NIST. Většina plynných sloučenin má sníženou propustnost ve specifické oblasti TD14 • 1/2014 TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

infračerveného pásma středních (2–5 μm) a dlouhých vlnových délek (8–14 μm). Zdálo by se tedy přirozené, že tyto úniky, respektive pokles transparentnosti atmosféry, mohou být poměrně snadno detekovány, avšak jedná se sice významné poklesy propustnosti v řádech desítek procent, ale často ve velmi úzkém vlnovém pásmu, někdy i o šíři desetin μm. Jako příklad může sloužit kombinovaná charakteristika propustnosti SF6 a H 2O (plynné skupenství) na následujícím obrázku (spektrální závislost je ve vědeckých kruzích často vyjadřována nikoliv jako vlnová délka, ale jako takzvané vlnové číslo [1/cm]):

Obr. 1 Kombinovaná charakteristika propustnosti SF6 a H2O Zatímco voda vykazuje pokles propustnosti napříč celým infračerveným pásmem, SF6 vykazuje poměrně vysokou absorpci výhradně v úzkém okolí vlnové délky 10,7 μm. Obdobné charakteristiky jsou běžné i pro další plyny, takže z hlediska praktické detekce z tohoto chování vyplývají dva zásadní požadavky na praktické použití této metody: 1. Spekt rální f ilt race, tzn. pou žití vhod ných spektrálních filtrů o úzkém a přesně zvoleném pásmu propustnosti. 2. Velmi vysoké nároky na teplotní citlivost detektoru, obvykle max. v rozsahu 15 ÷ 25 mK (parametr je obvykle označován jako NETD). Tento požadavek je v současné době možno splnit pouze chlazenými detektory bez ohledu na fakt, zda je možno žádaný plyn sledovat ve středněvlnné či dlouhovlnné oblasti

TERMODIAGNOSTIKA

infračerveného spektra. Stejně tak je velmi často spektrální filtr nutno integrovat přímo do chladicího okruhu detektoru. Použití systémů, které využívají nechlazené mikrobolometry, není tedy z hlediska požadované citlivosti v současnosti možné. Při volbě technického vybavení (vlnového pásma kamery i specifické vlnové délky spektrálních filtrů) je tedy nutno zohlednit vlnové pásmo absorpce plynu, jenž je požadován pro vizualizaci. Nelze tedy požadavek zobecnit pouze na volbu dostatečně citlivého termografického systému, ale je nutno brát v potaz právě výše zmíněné spektrální charakteristiky. V souvislosti s výše zmíněnými podmínkami je nutno brát v potaz i dvě následující podmínky: 1. Pokud se ve snímaném prostoru vyskytují dva (nebo více) plynů vykazujících zvýšenou absorpci signálu ve vlnové délce vymezené spektrálním filtrem, není možno jejich odezvu dostatečně přesně oddělit a bez dodatečných chemických měření není možno určit, o jaký plyn se přesně jedná. Výhodou je, že pokud detekujeme únik z prvku naplněného zemním plynem pod tlakem, nepředpokládáme, že uniká například čpavek. Autoři však považují za vhodné na tento fakt upozornit. 2. Zvolená metoda neumožňuje sama o sobě přímou kvantifikaci koncentrace úniku či množství unikajícího plynu. Je však možné (a praxe to potvrzuje) dané množství poměrně spolehlivě odhadnout. Doporučuje se, aby daná měření byla prováděna pokud možno za málo větrného počasí bez srážek či nadměrného odparu vlhkosti, ideálně za slunečního svitu, který pomáhá zvyšovat teplotní kontrast pozadí a současně excituje unikající plyn, což zvyšuje jeho absorpci. V praxi je v současnosti možno stávajícím technickým vybavením detekovat následující hlavní plyny: • Chladicí plyny: R404A, R407C, R410A, R134A, R417A, R422A, R507A, R143A, R125, R245fa, (8,0 ÷ 8,6 μm) • SF6, Acetyl Chloride, Acetic Acid, Allyl Bromide, Allyl Chloride, Allyl Fluoride, NH 2 , Bromomethane, Chloride Dioxide, Ethyl Cyanoacrylate, Ethylene, Furan, Hydrazine, Methylsilane, Methyl Ethyl Ketone, Methyl Vinyl Ketone, Propenal, Propene, Tetrahydrofuran, Tichloroethylene, Uranyl Fluoride, Vinyl Chloride, Vinyl Cyanide, Vinyl Ether (10,3 ÷ 10,7 μm) • Butane, Ethane, Methane, Propane, Ethylene, Propylene, Benzene, Ethanol, Ethylbenzene, Heptane, Hexane, Isoprene, Methanol, MEK, MIBK, Octane, Pentane, 1-Pentane, Toluene, Xylene (3,2 ÷ 3,4 μm) • CO, NO x , Ketene, Ethenone, Butyl, Isocyanide, Hexyl Isocyanide, Cyanogen Bromide, Acetonitrile, Acet yl Cyanide, Chlor ine Isocyanate, Bromine Isocyanate, Methyl Thiocyanate, Ethyl Thiocyanate, Chlorodimethylsilane, Dichloromethylsilane, Silane, Germane, Arsine, vysokopecní plyn, koksárenský plyn a další (4,52 ÷ 4,67 μm, chlazený filtr)

• Vhodnost ostatních plynů pro detekci je možno ověřit na základě spektrálních charakteristik. V naprosté většině případů lze nalézt vhodné vlnové pásmo pro jejich vizualizaci, vždy však v případě zájmu doporučujeme provést ověřovací měření na vzorku plynu. V dané oblasti se vyskytuje ještě jedna velmi zajímavá aplikace, kterou lze považovat za „inverzní“ vůči výše zmíněným aplikacím, a to je měření teploty vyzdívek a komponent vnitřních stěn spalovacích prostor spalujících například zemní plyn. Pro kontrolu rozložení teploty například na trubkách rozvádějících média určená k ohřevu uvnitř spalovacího prostoru je zapotřebí „odfiltrovat“ plameny, tzn. provádět měření ve vlnovém pásmu, kde jsou plameny transparentní. Ve středním vlnovém pásmu je toto měření provádět a je aplikovatelné na systémy spalující například zemní, koksárenský či vysokopecní plyn. 2. APLIKAČNÍ ROZSAH V dalším textu zaměříme pozornost na plyn SF6, který je používán zejména jako izolační plyn v energetice a elektrotechnice. Neznamená to, že by ostatní aplikace byly méně významné, v tomto materiálu pouze klademe důraz na jednu z aplikací. Příklady a postupy je možno použít jako vzorové pro další aplikace v oblasti vizualizace úniku plynů. Plynotěsné oddíly vysokonapěťových prvků jsou konstruovány nejen s ohledem na užitné vlastnosti prvku, ale i s ohledem na minimalizaci úniku izolačního média, v tomto případě SF6. Případný únik plynu má značný vliv nejen na životní prostředí (skleníkový efekt), ale i na bezpečný a spolehlivý chod prvku plněného SF6. Detekce úniku plynu se tedy používá nejen v případě zaznamenaného úniku SF6 (poklesu tlaku v plynotěsném oddíle) pro lokalizaci místa úniku a následnou cílenou opravu, ale například i jako metoda ověření těsnosti při uvádění do provozu či v případě oprav nebo údržby. Pro spektrum diagnostiky lze použít celou škálu metod či přístrojového vybavení. V současné době je možné rozdělit obor termografie do dvou základních kategorií: CM (monitorování stavu) a IR NDT (infračervené nedestruktivní testování). Normy týkající se CM, včetně normy na požadavky na kvalifikaci a posuzování pracovníků v termografii, jsou zpracovávány v ISO/TC/SC5 (Monitorování stavu a diagnostika systémů strojů); normy pro IR NDT jsou zpracovávány v ISO/TC135/SC8 (Nedestruktivní testování/Infračervená termografie pro nedestruktivní testování) a CEN/TC138/WG 11 (pracovní skupina 11). 3. METODY DETEKCE ÚNIKŮ PLYNŮ 3.1 „Mechanické“ metody detekce Ač se to zdá paradoxní, tyto metody přicházejí v potaz v okamžiku selhání obvyklých metod (čichaček). Jedná se o metody obalování plynotěsných oddílů do igelitových pásů či natírání mýdlovou pěnou. Obvykle mají za cíl TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

1/2014 •

TD15

TERMODIAGNOSTIKA

koncentrovat únik do malého prostoru (v případě igelitových pásů) nebo tvořit bubliny v případě použití mýdlové vody. Nejprve několik poznámek o ISO; tato mezinárodní organizace je rozdělena do několika částí, z toho jednu část tvoří tzv. TC. 3.2 Detektory úniku plynu Za dnes již standardní prostředky jsou považovány tzv. čichačky. V současnosti se na trhu vyskytují v obecné rovině dvě verze: standardní čichačky a čichačky infračervené. Standardní čichačky jsou poměrně levné, avšak mezi jejich negativní vlastnosti patří citlivost nejen na SF6, ale i vlhkost či proudění vzduchu. Infračervená varianta není citlivá na vlhkost ani proudění vzduchu, naopak umožňuje automatickou kvantifikaci koncentrace úniku plynu. Oba koncepty mají společnou vlastnost: nutnost měření v místě úniku. Je tedy zapotřebí provádět měření v místě skutečného úniku, neboť se vzrůstající vzdáleností dochází ke značnému poklesu koncentrací až na měřitelnou úroveň. 3.3 Monitoring úniku plynu Pro uzavřené prostory jsou konstruovány monitoringy úniku plynu. Pracují na identickém principu jako infračervené čichačky. Obvykle se nasazují do objektů zapouzdřených rozvoden, skladů SF6 či místa s velkým počtem plynem izolovaných prvků, například rozvaděčů VN. Primárním úkolem monitoringů je ochrana pracovníků, plynem izolované prvky jsou obvykle monitorovány vůči ztrátě tlaku. 3.4 Vizualizace úniku plynu Nejnovějším trendem jsou systémy pro vizualizaci. Prvním takovým systémem, dnes již nevyráběným, byl systém emitující laserové záření. Využívalo se útlumu signálu odraženého od pozadí, a tím zobrazení úniku. Celosvětově bylo prodáno několik desítek kusů, princip nezaznamenal výraznější rozšíření, ať již vzhledem ke své ceně či rozměrům.

Obr. 3 Spektrální propustnost SF6 TD16 • 1/2014 TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

Dalším směrem byly systémy založené na ovlivnění akustické stopy signálu emitovaného zkušebním zařízením. Opět je zapotřebí odrazivého pozadí, přičemž systém neumožňoval přesnější lokalizaci a vyžadoval práci na poměrně malé vzdálenost. Princip nedošel valného rozšíření a podle názoru autorů nepřekročil stádium prototypu. Nejnovějším trendem jsou infračervené kamery pracující v dlouhovlnném pásmu. Využívají útlumu signálu ve velmi úzkém vlnovém pásmu, jenž je typický právě pro SF6. O aplikaci tohoto systému v praxi pojednává i následující text. 3.5 Vizualizace úniku SF6 pomocí termokamery FLIR GF 306 S využitím termokamery FLIR GF 306, kterou na českém a slovenském území vlastní zatím pouze společnost „TMV SS“ spol. s r.o., byl vyhledán a zaměřen únik SF6 na 220 kV měřicím transformátoru proudu (dále MTP). 3.5.1 FLIR GF 306

Obr. 2 Kamera FLIR GF 306

TERMODIAGNOSTIKA

Termografická kamera FLIR GF 306 je určena pro dvojí použití: • pro radiometrická kvantitavní měření (vyhodnocování teplotních polí s výpočtem teplot v konkrétních bodech); • pro neradiometrická kvalitativní měření/zobrazování případných úniků vybraných plynů. Výběr z technické specifikace GF 306 Zorné pole: 24° × 18° /0,3 m Detektor: chlazený (Stirlingovým chladičem) mozaikový detektor QWIP, 320 × 240 pixelů Spektrální rozsah: 10 ÷ 11 μm Rozsah měřených teplot: - 40 °C až + 500 °C Teplotní citlivost: < 25 mK při + 30 °C Zvýšení rozlišení obrazu: filtr pro snížení šumu, režim HSM (High Sensitivity Mode) Rozsah pracovních teplot: - 20 °C až + 40 °C Hmotnost (včetně baterie): 2,48 kg Právě díky spektrálnímu pásmu kamery GF 306, s její vysokou citlivosti a při použití tzv. režimu HSM je možné kvalitativně (bez možnosti kvantitativního vyhodnocení) zobrazovat vybrané plyny (SF6, čpavek, Obr. 4 220kV MTP TAG 245 etylen a 21 dalších plynů). Využívá se skutečnosti, že na určitých vlnových délkách jsou uváděné plyny buď Kamerou GF byl kontrolován celý MTP, únik plynu částečně, či úplně netransparentní, jak je patrné např. ze by zaměřen na „hlavě“ MTP, v místech vývodu z MTP spektrální propustnosti hexafluoridu sírového SF6 – viz směrem k transformátoru 220/110 kV. Zaměření úniku Obr. 3 (na protější straně dole). Tento plyn je možné SF6 na MTP (v době měření byl normálně provozován) zobrazit pro představu jako dým/oblak dýmu/proužek bylo provedeno na vzdálenost cca 6 m. (Celková výška dýmu v místě výskytu/úniku SF6. MTP je cca 5 m). Podle údaje provozovatele / správce zařízení byl MTP odstaven z provozu, bylo kolem něj postaveno lešení 4. PROVEDENÉ MĚŘENÍ Vyhledání, zaměření a vizualizace úniku SF6 bylo a dne 19. září provedla servisní organizace dotažení provedeno na jednopólovém MTP TAG 245, výrobce matic spojovacích šroubů příruby MTP (spojení podpěrNuova Margini Galileo/Italy, z roku 1995. MTP je izo- ného izolátoru a hlavy MTP) – a to až „o dva závity“. lován plynem SF6 ( jmenovitý tlak plnění 0,50 MPa, Následně byla provedena kontrola těsnosti příruby provozní tlak je 0,4 MPa při teplotě 20 °C, hmotnost pomocí čichačky – žádný únik SF6 nebyl zjištěn. SF6 v MTP je cca 7,5 kg). MTP se sestává z těchto Při dalším měření, které proběhlo 21. září 2011, bylo základních součástí: však zataženo, teplota vzduchu vystoupala k cca 17 °C • patice z hliníkové slitiny (zahrnuje sekundární a byl zaznamenán obdobný proměnlivý nárazový vítr svorkovnici, dva vstupní plynové ventily a přístroj pro jako v době prvního měření. Kamerou GF 306 byl ze země opět zaměřen únik měření tlaku), SF6, a to v obdobném místě, kde byl zaměřen 15. září • porcelánový izolátor, • hlava z hliníkové slitiny (zahrnuje pojistný ventil, 2011. Další měření s kamerou GF 306 bylo provedeno změna primárního převodu a dva kryty – chrání změnu primárního převodu), Za dnes již standardní prostředky jsou pova• měděné primární svorky (připojené k hlavě), žovány tzv. čichačky. V současnosti se na trhu • sekundární vinutí (v horní části MTP). Výška MTP je 3330 mm, hlava MTP je spojena s podvyskytují v obecné rovině dvě verze: standardpěrným izolátorem přírubou se spojovacími šrouby s maticemi (M 12). ní čichačky a čichačky infračervené. StanByla provedena dvě měření. Při prvním měření (ze dne 15. září 2011) bylo jasné počasí, teplota vzduchu se dardní čichačky jsou poměrně levné, avšak pohybovala kolem cca 18 °C, ze západu vál proměnlivý mezi jejich negativní vlastnosti patří citlivost nárazový vítr do rychlosti cca 1 m/s (vývody MTP jsou situovány přibližně v ose jih–sever). nejen na SF6, ale i vlhkost či proudění vzduchu. TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

1/2014 •

TD17

TERMODIAGNOSTIKA

Obr. 5 Termogram úniku

Obr. 6 Místo úniku a sonda čichačky byly naměřena koncentrace SF6 cca 80 ppmv, na přírubě, která je vzdálena cca 195 mm od místa úniku, nebyl naměřena žádná hodnota ppmv SF6.

Obr. 7 Místo úniku (nad přírubou)

Pomocí čichačky (WIKA SF6-IR-Leak) bylo ověřeno místo úniku a následně byl proveden přibližný výpočet, jak je velká prasklina či díra, kde dochází k úniku. z plošiny postaveného lešení a únik SF6 – únik byl zjištěn ne u příruby, nebo na přírubě, ale na těle hlavy! Viz obrázky 5–7. Pomocí čichačky (WIKA SF6-IR-Leak) bylo ověřeno místo úniku a následně byl proveden přibližný výpočet, jak je velká prasklina či díra, kde dochází k úniku. Z obrázků 5 a 6 je patrné, že k úniku dochází z díry pravděpodobně kruhového tvaru, jejíž velikost nebo průměr je asi menší než 0,5 mm. (Tento výpočet byl proveden na základě známé velikosti / průměru těla sondy čichačky, resp. vnitřního průměru sondy, kde se nasává plyn, jejíž velikost je cca 3 mm). Při vyhledávání místa úniku pomocí čichačky bylo ověřeno, že ve vzdálenosti cca 10 cm od místa úniku TD18 • 1/2014 TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

5. DOPLŇUJÍCÍ INFORMACE Obdobná zařízení, jako je FLIR GF 306, byly zařazeny do techniky OGI (Optical GAS Imaging). Hlavními přínosy zařízení je: • zvýšení bezpečnosti obsluhy, případně obyvatelstva v případném dosahu unikajících plynů, případně ohrožené jejich explozemi či požárem; • zvýšení spolehlivosti technických prvků; • snížení zátěže životního prostředí (často se jedná nejen pro zdraví škodlivé plyny, ale například i o skleníkové plyny); • plnění legislativních požadavků nejen v rámci České a Slovenské republiky, ale i Evropské unie; • ověření technických řešení u nových prvků či kvality technických zásahů v případě uvedení do provozu nebo údržby v rámci řádu preventivní údržby (ŘPÚ). 6. ZÁVĚR Prostředky OGI jsou nejen vysoce efektivním nástrojem pro zvýšení bezpečnosti, ale i pro zajištění technické spolehlivosti technických prvků. Pro uživatele jsou tedy přínosem nejen z bezpečnostního hlediska, ale i z hlediska vazby na orgány Ministerstva životního prostředí České republiky a další standardy z environmentální oblasti. Zde je také upozorněno na připravovanou legislativu v rámci Evropské unie, jež je zaměřena na snižování úniků plynů, které mají vliv na životní prostředí. LITERATURA [1] FLIR – GF 306. [2] Záznam z provedených měření na 220 kV MTP v rozvodně XXX, Jiří Svoboda, „TMV SS“ s.r.o. [3] Detekce a vizualizace úniků SF6 , CIRED 2011, sekce 1, referát 4, Václav Straka, David Kuboš. Recenzent: Ing. Filip Čmiel, VŠB-TU Ostrava, FAST

TERMODIAGNOSTIKA

Aplikace infračervené termografie v diagnostice historických staveb DOC. ING. JAN PAŠEK, PH.D. ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

N

ekontaktní infračervená termografie nachází v diagnostice historických staveb a stavebních památek vedle ostatních diagnostických metod stále širší uplatnění. Nejvíce oceňovanou vlastností metody je šetrný přístup k monitorovaným konstr ukcím, které mohou být v případě potřeby zkoumány zcela bez dotyku lidské ruky nebo jakéhokoliv přístroje. Tato skutečnost je významná zejména u konstrukcí s cennými povrchovými úpravami nebo v případech, kdy zájmová část stavby není přístupná pro kontaktní měření. Dalším důvodem je poměrně velký rozsah detekovatelných parametrů – s využitím teplotní dynamiky obklopujícího prostředí lze provést analýzu i dalších parametrů stavebních konstrukcí, než pouze tepelně izolačních. 1. ÚVOD Historické stavby a stavební památky mají ve stávajícím stavebním fondu České republiky v celosvětovém měřítku poměrně malý podíl zastoupení z hlediska objemu, ovšem z hlediska kulturního významu jde o podíl velmi významný. Nejen proto je věnována značná pozornost údržbě a péči pro zachování budoucím generacím. Podstatnou součástí tohoto přístupu je i diagnostika a monitoring technického stavu, statického chování a důsledků působení vnějších vlivů. Významným inhibitorem rozvoje aplikací infračervené termografie v oblasti péče o stavební památky je i skutečnost, že tzv. nesilové účinky, mezi něž patří teplotní změny, jsou jednou z nejčastějších příčin poruch staveb. Riziko porušení historických konstrukcí cyklickými teplotními změnami je navíc zvýšeno jak způsobem jejich stavebně technického provedení a vlastnostmi použitých materiálů, tak často vysokým stářím a opotřebením. Jedním z důsledků dosavadní dlouhé historie těchto staveb je značný počet teplotních cyklů, kterým byly jejich konstrukce do současné doby vystaveny; poruchy tak mohou vznikat i jako následek nízkocyklické únavy použitých stavebních materiálů. 2. ZÁSADY APLIKACE INFRAČERVENÉ TERMOGRAFIE V PAMÁTKOVÉ PÉČI Nekontaktní infračervená termografie v diagnostice historického stavebního fondu využívá zejména základního principu snímání zářivého toku emitovaného z povrchu snímaného tělesa. Dalším efektivním nástrojem je využití

teplotní dynamiky okolního prostředí a následného nestacionárního průběhu teplot v konstrukci v důsledku její tepelné setrvačnosti. Výhodné je i účelově proměnné zavádění emisivity povrchu snímané konstrukce nebo teploty okolních zdrojů během vyhodnocení termografického měření. V této souvislosti je třeba jako přednost vnímat skutečnost, že ve většině případů těchto aplikací postačuje použití principů kvalitativní termografie. Aplikace metody nekontaktní termografie v diagnostice historických staveb v současné době nejčastěji směřuje do následujících oblastí: 1. Analýza tepelně izolačních vlastností a tepelně vlhkostního režimu konstrukcí historických staveb, zejména pokud je užívání těchto staveb spojeno s vytápěním alespoň části interiéru. 2. Analýza teplotního režimu historických stavebních konstrukcí a jejich částí, zejména z hlediska jejich zatížení teplotními cykly vnějšího prostředí. 3. Analýza stavebně technického provedení historických staveb bez nutnosti destruktivního zásahu (sond) do jejich konstrukcí. 4. Analýza vlhkosti stavebních materiálů na povrchu historických konstrukcí. 3. ANALÝZA VYBRANÝCH TEPELNĚ IZOLAČNÍCH PARAMETRŮ HISTORICKÝCH KONSTRUKCÍ V případě použití infračervené termografie pro analýzu tepelně izolačních vlastností zejména obalových konstrukcí historických staveb se postupuje stejně jako u běžných staveb. V této souvislosti je třeba připomenout, že nekontaktní termografií nelze v běžných podmínkách stanovit součinitel prostupu tepla příslušné konstrukce. Avšak jednoduchou logickou úvahou a znalostí technického řešení obvodových konstrukcí historických staveb lze odvodit, že jejich tepelně izolační parametry nebudou současným kritériím vyhovovat. Proto je cíl takového měření odlišný – z rozdílů teplot zájmových povrchů lze detekovat tepelné mosty a vyhodnotit jejich závažnost. Využití se týká zejména staveb realizovaných v minulosti nepříliš vzdálené – viz Obr. 1, 2 a 3. Protože tepelné ztráty historických a zejména památkových staveb jsou obvykle podružným problémem, účelem použití infračervené termografie v těchto případech je zejména analýza tepelně vlhkostního režimu jejich konstrukcí a tepelných mostů. Cílem je předcházet riziku poškození těchto konstrukcí, například v důsledku koroze výztuže železobetonových prvků nebo hniloby prvků dřevěných (viz Obr. 1). Vzhledem k tomu, že TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

1/2014 •

TD19

TERMODIAGNOSTIKA

fasády historických staveb až na výjimky není možné opatřit dodatečným vnějším zateplením, slouží dosažené výsledky zejména k návrhu opatření v interiéru staveb (způsob a režim vytápění, rozmístění vnitřního vybavení apod.).

Obr. 1 Cheb, Náměstí Krále Jiřího z Poděbrad, Špalíček; analýza tepelně vlhkostního režimu hrázděných konstrukcí V žádném případě by navrženým sanačním opatřením historických staveb nemělo být zateplení obalových konstrukcí ze strany interiéru. Přestože toto řešení v současnosti řada dodavatelů nabízí, je nutné jej v klimatických podmínkách České republiky považovat za velmi rizikové a pro historické stavby zcela nepřijatelné. V případě realizace takto nevhodných řešení pak infračervená termografie slouží k prokázání jeho nesmyslnosti. I přes snahy některých stavebních fyziků a energetiků dosahovat energetických úspor budov za každou cenu, je třeba hájit zachování autenticity historických staveb a zajistit jejich budoucí spolehlivost a statickou bezpečnost. Aplikace nekontaktní termografie, jež je v tomto článku popisována, je závislá na sezóně resp. na klimatických podmínkách. Stejně jako v případech termografických měření běžných staveb je nezbytné provádět měření při teplotách exteriéru pod bodem mrazu. To vyplývá jednak z principů metody, ale zejména z účelu dosahovaných výsledků, jímž je charakteristika tepelně vlhkostního režimu konstrukcí v zimním období. Jak dokazuje Obr. 2, výsledky dosažené měřením v zimním období jsou nejen průkaznější než měření v jiných ročních obdobích, ale průběh měření mimo zimní sezónu může komplikovat i vegetační aktivita okolních rostlin a dřevin. S ohledem na požadovanou vypovídací schopnost výsledků je doporučeno provádět měření z vnější i vnitřní strany; u vnitřních měření je třeba se soustředit zejména na rizikové detaily zájmových konstrukcí.

Obr. 2 Praha, Muzeum hlavního města Prahy, Müllerova vila – jihozápadní průčelí; diagnostika tepelných mostů v obdobích zima / léto TD20 • 1/2014 TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

Nezbytnou součástí termodiagnostiky tepelně izolačních vlastností historických konstrukcí je správné uspořádání měřícího stanoviště a příprava měření, zejména je třeba eliminovat vliv parazitního záření okolních zdrojů. Doprovodnými postupy jsou standardní měření teploty a relativní vlhkosti okolní atmosféry, stanovení emisivity zájmových povrchů a kontaktní ověření povrchových teplot ve vybraných bodech. Obvykle je třeba také stanovit teplotu rosného bodu v rizikových místech; pokud je to na základě výsledků termodiagnostického měření nezbytné, je vhodné zvážit i provedení destruktivních zásahů do stavby (např. vrtané maloprůměrové sondy) pro stanovení vlhkosti uvnitř konstrukcí. V takovém případě je účelné sondy využít i pro analýzu technického stavu konstrukce v příslušném místě – boroskopicky či rozborem odvrtaného materiálu. Systematické tepelné mosty nebo tepelné vazby shodného charakteru v historických stavbách při vyhodnocení zdánlivých povrchových teplot nemusejí vždy nutně vykazovat stejnou závažnost. Detailní analýzou je třeba vyhodnotit, zda nestandardní zdánlivý povrchový teplotní profil odpovídá skutečnosti a příčina je v technickém provedení konstrukcí, nebo jsou příčinou nestandardní podmínky měření. Takový příklad přibližuje fasáda stavby na Obr. 3, jejíž zdánlivé povrchové teploty se v jednotlivých principiálně shodných a prostorově blízkých tepelných mostech a tepelných vazbách liší i o 2 °C. Před návrhem sanačních opatření je třeba této skutečnosti věnovat pozornost.

Obr. 3 Praha, Ministerstvo zahraničních věcí ČR, funkcionalistická přístavba Černínského paláce; rozdílná závažnost tepelných mostů projevující se rozdílnými povrchovými teplotami 4. ANALÝZA TEPLOTNÍHO REŽIMU HISTORICKÝCH KONSTRUKCÍ A JEJICH ČÁSTÍ Nesilové účinky teplotních změn, působící na stavební konstrukce, patří mezi nejtypičtější příčiny poruch staveb. Nejčastěji se jedná o teplotní změny vnějšího prostředí, které souvisejí jednak s denními a ročními cykly v místě zeměpisné lokace stavby, jednak s okamžitou klimatickou situací. Jejich důsledkem je odezva konstrukce ve formě dilatačních pohybů a zvýšeného namáhání. Pokud hodnoty napětí dosáhnou meze pevnosti použitého materiálu, v konstrukci začnou vznikat poruchy. Cílem aplikace termografické analýzy v této oblasti je zejména nalézt mezní hodnoty teplot, jimž může

TERMODIAGNOSTIKA

balustrády a stěny způsobuje rozdílná dynamika průběhu jejich ohřívání a vychládání v důsledku jejich rozdílné tepelné setrvačnosti.

Obr. 4 Praha, Karlův most; povrchový teplotní profil tělesa mostu v zimním a letním období, z osluněné strany (jižní – vlevo) a zastíněné strany (severní – vpravo) být vystavena sledovaná stavba nebo její část během své životnosti. Proto je třeba termín termografického měření stanovit na období takových klimatických situací, při kterých lze očekávat výskyt nejméně příznivých podmínek. Pro zvýšení pravděpodobnosti zastižení klimatických situací blízkých těm mezním proto může být účelné měření opakovat – viz Obr. 4. Pro požadovaný účel obvykle postačuje znalost povrchových teplot, v některých případech ale mohou být vyžadována další doprovodná měření pro stanovení průběhu teplot uvnitř konstrukce. V rámci měření a analýzy dosažených výsledků je třeba vnímat i charakter zájmové stavby – zejména jeho konstrukční a materiálové řešení, otevřenost nebo uzavřenost vůči vnějšímu prostředí a míru vzájemné interakce jejich jednotlivých částí. Proto u měření nutně musí být přítomen odborník na stavebně technickou problematiku. Výsledky termografického měření i případných doprovodných měření jsou následně obvykle podkladem pro další analýzy, např. tvorbu numerického modelu konstrukce pro simulaci jeho chování za rozdílných podmínek. Na druhou stranu už samotné termografické měření může prokázat teplotní změny jako příčiny poruch. Příklad na Obr. 5 definuje mj. příčiny destrukce subtilních balustrádových kuželek v nikách masivní stěny. Nestejné dilatometrické chování

5. TERMOGRAFICKÁ ANALÝZA STAVEBNĚ TECHNICKÉHO PROVEDENÍ HISTORICKÝCH KONSTRUKCÍ Tato aplikace se používá zejména v případech, kdy ke stavbě neexistuje relevantní technická dokumentace, zájmová konstrukce není jednoduše přístupná nebo do konstrukce nelze provádět sondy. Jejím cílem je např. diagnostikovat nehomogenity konstrukce skryté pod povrchovou úpravou, charakter uspořádání a velikost zdících prvků skrytých ve zdivu (a odvodit tak jejich typ), odlišné materiály povrchových úprav apod. Význam této metody se zvyšuje tím, že historická stavba během své dosavadní životnosti obvykle prošla řadou stavebních úprav, zpravidla nedokumentovaných. Vhodným uspořádáním měřícího stanoviště a využitím proměnných okrajových podmínek měření lze také „nahlédnout“ pod povrchové úpravy.

Obr. 6 Pražský hrad, jižní stěna chrámu sv. Víta, mozaika Poslední soud; detekce zazděného otvoru; termogram použit s laskavým svolením společnosti TMV SS, s.r.o. Příklad na Obr. 6 dokumentuje nedestruktivní detekování přítomnosti historického okna ve stěně z kamenného zdiva, jehož existence se na základě historických pramenů pouze předpokládala, neboť bylo v pozdější době zazděno a překryto cennou historickou mozaikou. Jak je patrné z fotografií, přítomnost zazděného okna není na povrchu konstrukce nijak čitelná. Při diagnostickém postupu bylo použito kontinuální snímkování zájmového povrchu s využitím rozdílné tepelné setrvačnosti původního zdiva a zazdívky bývalého okna při změně klimatických podmínek.

Obr. 5 Kambodža, Archeologický park Angkor, chrám Obr. 7 Uhlířské Janovice, románský kostel sv. Jiljí, Angkor Wat, stěna severní galerie; mezní povrchové jihov ýchodní stěna presbytáře; detekce teplotní teploty zjištěné v rozmezí jednoho dne nehomogenity TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

1/2014 •

TD21

TERMODIAGNOSTIKA

Podobný postup jako v předchozím případě byl aplikován v příkladě prezentovaném na Obr. 7. I v tomto objektu byla diagnostikována anomálie v povrchovém teplotním profilu konstrukce po změně oslunění dotčené stěny. Dotčené místo bude cílem dalšího zkoumání. 6. ANALÝZA VLHKOSTI STAVEBNÍHO MATERIÁLU NA POVRCHU HISTORICKÉ KONSTRUKCE Metoda infračervené diagnostiky povrchové vlhkosti stavebních konstrukcí je dosud ve stadiu vývoje a je třeba s ní pracovat značně obezřetně. Aplikace metody v oblasti diagnostiky historických staveb je velmi specifická, přesnost dosahovaných výsledků je pouze orientační. Použití metody je velmi omezené, využití je opodstatněné zejména v případech nepřístupnosti zájmové konstrukce pro kontaktní měření vlhkosti. Pokud se v budoucnu potenciálně podaří dostatečně optimalizovat metodiku měření a zpřesnit dosahované výsledky, vznikne velmi efektivní a šetrný nástroj pro diagnostiku povrchové vlhkosti stavebních konstrukcí. V rámci specifického přístupu k aplikaci infračervené metody v této oblasti je třeba zavádět některé zjednodušující předpoklady. Zejména se uvažuje shodná teplota všech povrchů v zorném poli termokamery, stejně jako jejich vlastnosti a zejména emisivita v suchém stavu. V případě platnosti okrajových podmínek se vlhký povrch jeví obvykle jako zdánlivě chladnější (viz Obr. 8); na druhou stranu v případě silného záření okolních zdrojů se zdánlivá teplota vlhkého povrchu jeví ve srovnání s povrchem suchým jako vyšší. Rozdíl hodnot zdánlivých teplot vlhkého a suchého povrchu se zvyšuje s rostoucí vlhkostí. Nicméně jak již bylo uvedeno výše a je podrobněji zdůvodněno dále, dosahované výsledky jsou pouze orientační a jejich přesná kvantifikace není vůbec zaručena.

Obr. 8 Zdánlivý povrchový teplotní profil suchého a vlhkého povrchu s homogenními vlastnostmi Zavedení výše uvedených zjednodušujících předpokladů pro teplotně vlhkostní nekontaktní diagnostiku historických konstrukcí naráží na zásadní problém – povrch historických konstrukcí v ploše FOV obvykle nemá homogenní vlastnosti, ať už je opatřen omítkou, nebo nikoliv. Důvodem je zejména rozdílná patinace (zvětrávání) dílčích ploch, výkvěty vyluhovaných solí nebo biologické povlaky na povrchu – viz Obr. 9. V jejich TD22 • 1/2014 TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

důsledku je velmi obtížné z termogramů jednoznačně odlišit místa vlhká, místa s narušeným nebo jinak odlišným povrchem, ale i místa s rozdílnou skutečnou povrchovou teplotou. Přesná kvantifikace povrchové vlhkosti je tak v běžných podmínkách dosud prakticky nemožná. Rovněž je nutné zdůraznit, že povrchovou vlhkost způsobenou jinak než kondenzací vzdušné vlhkosti obvykle nelze detekovat za použití alarmu vlhkosti.

Obr. 9 Praha, Karlův most; povrchový teplotní profil líce zdiva jednoho z oblouků napadeného zvětráváním, výkvěty solí, biologickými povlaky a prosakující vlhkostí 7. ZÁVĚR Každý technik diagnostik termografie obecně musí být dostatečně kompetentní k ovládání techniky, tj. zejména termokamer y a doprovodných měřicích přístrojů, a ovládat teoretické principy, na nichž je nekontaktní infračervená termografie založena. Technik provádějící diagnostiku historických stavebních konstrukcí vedle toho musí být stavebním odborníkem, jenž je schopen vyhledat riziková místa takových konstrukcí, vhodně aplikovat specifické metody nekontaktní termodiagnostiky, odborně analyzovat a relevantně vyhodnotit údaje dosažené terénním měřením. Získané výsledky jsou pak obvykle podkladem pro další analýzy, konzervaci nebo sanaci historických staveb. Pokud výsledky nebudou dostatečně kvalifikované, či dokonce nesprávné, může v důsledku jejich aplikace dojít k nenapravitelným škodám na historicky a kulturně cenných stavbách a jejich konstrukcích.

V případě platnosti okrajových podmínek se vlhký povrch jeví obvykle jako zdánlivě chladnější; na druhou stranu v případě silného záření okolních zdrojů se zdánlivá teplota vlhkého povrchu jeví ve srovnání s povrchem suchým jako vyšší. LITERATURA [1] Madding, R., Lyon, B. R. Environmental inf luences on IR thermography surveys. In Maintenance technology, 12/1999. [2] Cawlfield, S. Infrared inspection methods and data collection techniques. In Maintenance technology, 10/2000.

TERMODIAGNOSTIKA

[3] Pašek, J. Fyzikální principy nekontaktní termografie. In Sborník mezinárodní konference Poruchy a rekonštrukcie obvodových plášťov a striech, TU Košice, 2004, s. 51–56, ISBN 80-232-0225-1. [4] Pašek, J., Svoboda, J. Fyzikální aspekty použití nekontaktní termografie při analýze obvodových plášťů budov. In Stavební obzor, 2004, roč. 13, č. 3, s. 82–91, ISSN 1210-4027. [5] Pašek, J. Nekontaktní termografie ve stavebnictví. In Sanace a rekonstrukce staveb, ČVTVS Praha, 2004, s. 365–370, ISBN 80-02-01683-1. [6] Pašek, J. Infračervená termografie jako metoda moderní stavební diagnostiky. In Materiály pro stavbu, 2007, roč. 13, č. 3, s. 42–46, ISSN 1213-0311. [7] Minkina, W., Dudzik, S. Infrared Thermography: Errors and Uncertainties, Wiley, 2009, 212 s., ISBN 978-0-470-74718-6. [8] Pašek, J., Gaya, H. P. Numerical simulations of the static behavior of stone temples in Angkor, Cambodia. In Zpravodaj WTA CZ, 2011, roč. 9, č. 3, s. 16–21, ISSN 1213-7308. [9] K randa, K., Pašek, J., Svoboda, J., Gaya, H. P. Time-resolved thermo-imaging of sandstone structures. Nepublikovaná přednáška, 19th Technical Session of ICC-Angkor Meeting, Siem Reap, 2011-06-08.

[10] ČSN EN 13187 (73 0560) Tepelné chování budov. Kvalitativní určení tepelných nepravidelností v pláštích budov. Infračervená metoda. ČNI Praha, 1999. Recenzent: Ing. Václav Straka, "TMV SS" spol. s r.o., Praha

Technik provádějící diagnostiku historických stavebních konstrukcí vedle toho musí být stavebním odborníkem, jenž je schopen vyhledat riziková místa takových konstrukcí, vhodně aplikovat specifické metody nekontaktní termodiagnostiky, odborně analyzovat a relevantně vyhodnotit údaje dosažené terénním měřením. Získané výsledky jsou pak obvykle podkladem pro další analýzy, konzervaci nebo sanaci historických staveb.

¶ȱxQUH2YHRV]7VSZRV

4(05;,5(5*, ==,3,;9/Ø+9ù)@796=6A< 73Í56=Í5Ð(67;04(30A(*,=ø96)@

KYüIHZ[YVQȽHaHȱxaLUx H\[VTH[PRHYVIV[PRHKPHNUVZ[PRH TLJOHUPRHHUmȱHKx WUL\TH[PRHHO`KYH\SPRH LULYNL[PJRmPUMYHZ[Y\R[\YH

]ûYVIUxSVNPZ[PRH RVU[YVSHR]HSP[`HTVUP[VYPUN )6A7HWYV[PWVümYUxVJOYHUH ZLY]PZ]ûYVIUxPUMYHZ[Y\R[\Y` V\[ZV\YJPUNKYüI`WYV]Va\

76ǵ(+(;,3! LHZ`-HPYZ®7VSHUK:WaVV WVSHUK'LHZ`MHPYZJVT ^^^LHZ`MHPYZJVTWS

4Ð:;6! 4LaPUmYVKUx]LSL[YüUx HRVUNYLZV]tJLU[Y\T ,?762YHR}^ \S.HSPJ`QZRH 2YHR}^

265;(2;

76+A045Ð÷263(Ø+9ù)@796=6A< 2H[HYaÙH)HUHJO =LKV\JxVKKȓSLUxVYNHUPaHJL]LSL[YOȽ

[LS TVI RH[HYaÙHIHUHJO'LHZ`MHPYZJVT

TERMODIAGNOSTIKA

Spolehlivá a rychlá kontrola strojů a zařízení vedoucí ke snížení nákladů a provozních ztrát ING. ŠTĚPÁN SVOBODA SPEKTRAVISION S.R.O.

P

okud má být zajištěna maximální efektivita a kontinuita výrobního či zpracovatelského procesu, je nezbytné provádět pravidelnou diagnostiku strojů a zařízení. Jednou z efektivních metod je termodiagnostika. Pro tyto účely se používají kvalitní přenosné termokamery, které umožňují zobrazit skryté problémy. TERMODIAGNOSTIKA – SNÍMÁNÍ POVRCHOVÝCH TEPLOT Termodiagnostika, bezkontaktní snímání povrchových teplot pomocí termokamery, má oproti standardním kontaktním diagnostickým metodám zásadní výhodu, protože se provádí za plného provozu (zatížení) stroje. Hlavním cílem je odhalení nadměrného oteplení či nehomogenity povrchových teplot, kde jsou tyto jevy nežádoucí. Lze dokázat, že nadměrné oteplení strojů a zařízení vede k chybné činnosti, kratší životnosti a mnohdy i k poškození. Pravidelně prováděná termodiagnostika má pozitivní vliv na snížení výrobních a provozních ztrát a zvýšení spolehlivosti a životnosti strojů a zařízení. Termodiagnostiku je proto vhodné zavádět ve všech průmyslových podnicích a zejména v podnicích s důrazem na kontinuitu provozu. Termodiagnostika je velmi komplexní metoda; její výhodou je, že ji lze uplatnit v řadě odvětví. Drtivá většina závad se navíc vyvíjí dlouhodobě a je tedy možno je odhalit s dostatečným předstihem, než dojde k vlastní poruše nebo poškození stroje či zařízení. Níže stručně popisujeme nejdůležitější oblasti využití termodiagnostiky v průmyslových provozech. • Rozvod elektrické energie: I když si to mnohdy ani neuvědomujeme, drtivá většina všech zařízení i strojů je poháněno elektrickou energií. Její kvalita a zejména nepřerušovaná dodávka je nezbytná pro vlastní provoz celého podniku. Přerušení dodávky vlivem poruchy na rozvodu elektrické energie má za následek výpadek jednoho nebo více strojů či celého provozu či podniku. Aby k těmto situacím nedocházelo, běžně se provádí termodiagnostika elektrických rozvodů. Typické příklady využití termodiagnostiky v rozvodech elektrické energie jsou: přechodový odpor (vlevo), nadměrné zatížení vodičů (uprostřed), přehřívání svazkových vodičů (vpravo).

• Elektrické stroje: Další podstatnou skupinou jsou vlastní výrobní a provozní elektrické stroje. Termodiagnostika povrchových teplot strojů a kontrola jejich provozních stavů předurčuje jejich spolehlivý provoz i dlouhou životnost. Typické příklady využití termodiagnostiky na elektrických strojích jsou: přehřívání připojovacích svorek (vlevo), přehřívání elektromotorů (uprostřed), přehřívání transformátorů (vpravo).

• Elektrická zařízení: Většina elektrických strojů je řízena elektrickými zařízeními, která v případě nesprávné činnosti zásadně ovlivňují chod k nim připojených technologií. Mezi hlavní elektrická zařízení, která jsou z pohledu termodiagnostiky důležitá, patří zejména: spínací, jistící a vypínací zařízení (vlevo), výkonová elektronika, desky plošných spojů (uprostřed), fotovoltaické moduly (vpravo).

• Mechanické stroje a zařízení: Dalším významným okruhem, kde lze efektivně využít termodiagnostiku, jsou mechanické stroje a zařízení. Na rozdíl od elektrických strojů zde nedochází k nadměrnému oteplení z důvodu zvýšeného odporu v proudové cestě, ale hlavně vlivem vyššího mechanického tření nebo namáhání. Kvůli tomu pak dochází k jejich nadměrnému opotřebení, a tedy zkrácení životnosti či přímo nebezpečí poškození. Nejčastější příklady využití termodiagnostiky: kontrola ložisek (vlevo), detekce nadměrného oteplení převodovek (uprostřed), detekce nadměrného oteplení kompresorů, dmychadel, čerpadel (vpravo).

• Kontrola tepelné izolace: Dalším možným využitím je termodiagnostika stavebních objektů či výrobních strojů TD24 • 1/2014 TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

TERMODIAGNOSTIKA

z pohledu detekce závad na izolaci. V oblasti výroby je termodiagnostika velmi užitečná z pohledu kontroly povrchových teplot, jejichž překročení signalizuje snížení izolačních vlastností. V případě stavebních objektů se jedná zejména o sledování maximálních přípustných tepelných ztrát z měřeného objektu a zabezpečení snížení provozních nákladů. Hlavní příklady využití při kontrole tepelné izolace: nedostatečná izolace zdiva stavebních objektů (vlevo), detekce stavu izolace výrobních objektů (uprostřed), kontrola vyzdívek hutních pánví (vpravo), cementárenských pecí atd.

SYSTÉM ZAVEDENÍ TERMODIAGNOSTIKY Termodiagnostika není závislá jen na termokameře a rozsáhlém příslušenství; jde spíše o komplexní systém a přístup odpovědných pracovníků. Aby byla termodiagnostika přínosná, je třeba stanovit a provést několik základních kroků: 1. soupis klíčových strojů a zařízení 2. stanovení přípustných max. (min.) teplot s ohledem na měřený objekt či aplikaci 3. návrh četnosti diagnostiky na zařízeních 4. stanovení klasifikace nalezených závad 5. stanovení nápravných opatření Výše uvedené kroky jsou základním vodítkem pro zavedení a provádění termodiagnostiky. Nicméně aby bylo možno tyto kroky provádět, je nezbytné zajistit vlastní termovizní měření. K tomu je nezbytné: 1. pořídit kvalitní a kalibrované termokamery s dostatečným rozlišením a citlivostí; 2. určit personál pro provádění termodiagnostiky; 3. provést profesionální školení v oboru termodiagnostiky a ovládání termokamery a softwaru; 4. sledovat nové trendy v oblasti termodiagnostiky. TERMOKAMERY FLIR Pro zajištění kvalitně prováděné termodiagnostiky jsou nejvhodnější odolné a profesionální ruční termokamery FLIR. Nabídka termokamer je rozsáhlá a uspokojí jakékoli požadavky na bezkontaktní měření teplot. Nabízejí se v širokém spektru rozlišení (640 × 480 bodů) a využívají nejmodernější technologie zajišťující rychlé a spolehlivé bezkontaktní měření teploty. Mezi hlavní

přednosti termokamer FLIR patří odolnost, záruka 10 let na snímač, snadné ovládání menu v češtině a unikátní měřící a obrazové funkce. Široký rozsah měřených teplot (-40–2000 °C) pokrývá všechny účely využití. Termokamery FLIR umožňují pořizovat termovizní snímky spolu s foto snímky. Speciální obrazovou funkcí, kterou nabízejí jen termokamery FLIR, je funkce MSX (multispektrální zobrazení), jež umožňuje pořídit kvalitnější snímky s důrazem na maximální detail, což zjednodušuje identifikaci vadné části stroje nebo zařízení. Pro komplexní diagnostiku je možné zaznamenat další data (např. elektrické veličiny – napětí, proud aj.) přes bezdrátové Bluetooth rozhraní z kompatibilních externích měřicích přístrojů FLIR. Pro snadnější identifikaci zařízení lze využít Bluetooth hands-free k uložení zvukové poznámky. Bezdrátovou komunikaci (Wi-Fi) lze také využít pro on-line přenos obrazu do mobilních zařízení, jako je tablet, smartphone nebo PC. Uložené snímky lze vyhodnotit v dodávaném softwaru FLIR, který nabízí intuitivní a rychlou tvorbu zprávy z měření. Jelikož lze termokamerou pořídit termovizní i standardní foto snímek spolu s hlasovou poznámkou a dalšími externími daty (relativní vlhkost atd.), zpráva může obsahovat kompletní údaje z měřeného místa v daném čase. Zprávu lze uložit v rozšířeném formátu PDF, v případě využití softwaru FLIR Reporter lze zprávu vyhodnotit v prostředí MS Word. Většina termokamer nabízí standardní rozhraní USB, které lze využít i pro on-line diagnostiku měřeného stroje či zařízení. Při spojení termokamery s počítačem lze uložit plně vyhodnotitelný termovizní (radiometrický) videozáznam s možností exportu naměřených dat do MS Excelu a kompletním výpisem měřených hodnot v čase. To je užitečným pomocníkem pro rozbor r ychlých t e p el nýc h d ě j ů právě při výrobních procesech či při zátěžových zkouškách a analýze termodynamického st av u měřeného objektu. Rozsah článku nemůže zdaleka zohlednit výhody a využití této unikátní metody, nicméně má za cíl seznámit zájemce se základními aspekty termodiagnostiky jako efektivního nástroje, který velmi významně a prokazatelně pomáhá snížit provozní náklady a zvýšit spolehlivost a životnost provozovaných strojů a zařízení průmyslových podniků. Termokamery FLIR s bezkonkurenční desetiletou zárukou na snímač včetně profesionálního poradenství, školení a kompletním záručním a pozáručním servisem a další diagnostické přístroje jako vysokorychlostní kamery, analyzátory elektrických sítí, spolu s profesionálním zaškolením, záručním a pozáručním servisem a zcela bezplatným odzkoušením přímo u zákazníka, nabízí autorizovaný zástupce pro ČR a SR, společnost SpektraVision s.r.o., tel.: +420 312 310 258, [email protected], www.spektravision.cz. TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

1/2014 •

TD25

TERMODIAGNOSTIKA

Eliminace odraženého záření při termografickém měření povrchových teplot DOC. ING. JAROSLAV SOLAŘ, CSC., ING. FILIP ČMIEL, ING. ZDENĚK PEŘINA, PH.D., ING. RADEK FABIAN, PH.D. VŠB-TU OSTRAVA, FAKULTA STAVEBNÍ

P

ři zjišťování hodnot povrchových teplot stavebních konstrukcí pomocí infračerveného radiometrického dlouhovlnného systému v exteriéru působí negativně, mimo jiného, také odražené infračervené záření vyzařované okolními objekty (např. obloha, okolní zástavba, vegetace, apod.). Vzhledem k tomu, že na měřenou plochu dopadá záření zpravidla nerovnoměrně, je určení jeho vlivu při infračerveném termografickém měření poměrně problematické. Příspěvek pojednává o nové možnosti určení vlivu zdánlivě odražené teploty na výsledky kvantitativního zjišťování povrchových teplot u obvodových konstrukcí budov v exteriéru. ÚVOD Při zjišťování hodnot povrchových teplot stavebních konstrukcí pomocí infračerveného radiometrického dlouhovlnného systému (dále termokamerou) [1] v exteriéru působí celá řada okolních vlivů. Jedním z nich je i odražené záření, které ovlivňuje výsledky kvantitativního termografického měření [2]. Spadá sem například záření oblohy, které často vykazuje velmi nízké teploty – někdy mohou být i mimo měřicí rozsah termokamery. Z toho vyplývá, že v některých extrémních případech nelze relevantní termografická kvantitativní měření vůbec provádět. Proto v průběhu roku 2012 vzniklo na Fakultě stavební VŠB-TU Ostrava technické zařízení (Obr. 1), které jednoduše a spolehlivě eliminuje odražené záření při měření termokamerou. Funkčnost zařízení byla ověřena praktickými měřeními. Pro eliminaci negativního vlivu odraženého záření při termografickém měření v exteriéru byl navržen následující postup. K měřené stěně se těsně přiloží a zafixuje výše zmíněné zařízení, a to otevřenou částí (5). Tím dojde odfiltrování okolního záření (např. oblohy, okolní zástavby vegetace, osob atd.), jenž negativně ovlivňuje výsledky měření. Zařízení je zhotoveno z kovu tak, aby byla možná snadná manipulace. Je zde umístěn fixační prvek (3), který umožňuje jeho fixaci a aretaci. Manipulaci usnadňuje dvojice protilehlých úchytů (2). Vnitřní povrch technického zařízení je opatřen materiálem s vysokou hodnotou emisivity. Kvůli těsnému TD26 • 1/2014 TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

přilnutí k povrchu obvodové zdi je po obvodě otevřené části (5) instalováno těsnění. Po fixaci zařízení a jeho těsném přilnutí k měřenému místu otevřenou částí (5) se termokamera nasune do otvoru (4), který je umístěn na zadní uzavřené části (6).

Obr. 1 Zařízení pro eliminaci vlivu odraženého záření Použití zařízení umožňuje vložit hodnotu zdánlivě odražené teploty rovnu hodnotě teploty venkovního vzduchu. Dochází tak k úplné eliminaci vlivu okolního záření, které negativně ovlivňuje výsledky měření, čímž dochází ke zvýšení přesnosti výsledného stanovení povrchových teplot na obvodové stěně. Teplotu venkovního vzduchu změříme pomocí externího teploměru či pomocí teploměru, který je součástí termokamery. Po nastavení parametrů v ovládacím prostředí termokamery pořídíme termogram předmětného místa. OVĚŘENÍ FUNKCE TECHNICKÉHO ZAŘÍZENÍ Pro ověření správné funkce technického zařízení určeného pro eliminaci vlivu odraženého záření bylo provedeno měření povrchových teplot na obvodové zdi v exteriéru (a jejich následné porovnání), a to: 1. pomocí kontaktních teplotních čidel; 2. pomocí termokamery bez využití výše uvedeného technického zařízení; 3. pomocí termokamery s využitím výše uvedeného technického zařízení. Měření povrchových teplot bylo provedeno na západní fasádě Fakulty stavební v Ostravě. V tomto příspěvku jsou prezentovány výsledky jednoho z provedených měření. Snímání povrchových teplot bylo provedeno kontaktním termočlánkem ALMEMO GOF120-K1 typu NiCr-Ni (Obr. 3b). Povrchová teplota činila tkont = -9,2 °C. Pro určení povrchové teploty termokamerou bez využití zmíněného technického zařízení bylo zapotřebí

TERMODIAGNOSTIKA

Tab. 1 Okrajové podmínky měření povrchová teplota tkont [°C]

teplota vzduchu t vzd [°C]

relativní vlhkost ø [%]

emisivita povrchu ε [-]

rychlost větru [m.s -1]

počasí

-9,2

-6,9

85,0

0,94

0,0

jasno

stanovit emisivitu měřeného povrchu fasády. Proto byl proveden lokální postřik černým sprejem (Obr. 2b), jenž má výrobcem deklarovanou emisivitu 0,96 a jenž byl pak dále využíván jako etalon [2]. Aby byla stanovena povrchová teplota pomocí termokamery podle bodu 2, bylo provedeno měření zdánlivé odražené teploty. To proto, aby byla zjištěna míra jejího vlivu na výsledné hodnoty povrchových teplot na obvodové zdi v exteriéru. Měření zdánlivé odražené teploty bylo provedeno dvojím způsobem: a) nepřímo, b) přímo. Pro určení zdánlivé odražené teploty atmosféry nepřímou metodou [2] byla osazena na fasádě aluminiová lepicí páska, která působí jako reflexní vrstva. Na této reflexní

vrstvě byly náhodně zvoleny tři referenční teplotní body (Obr. 2a) a po stanovení teplot v těchto bodech byla z nich následně vypočtena průměrná hodnota zdánlivé odražené teploty atmosféry todr = -33,8 °C, která byla dále použita pro určení hodnoty povrchové teploty zjištěné termokamerou tir = -8,6 °C (Obr. 3a, resp. Tab. 2). Průměrná teplota v ploše zmíněné reflexní vrstvy činila todr = -33,5 °C, přičemž povrchová teplota vykazovala hodnotu tir = -8,6 °C (Tab. 2). Přímá metoda stanovení zdánlivé odražené teploty atmosféry [2] spočívá v měření při zacílení termokamery na okolní objekty a na oblohu se zohledněním úhlu dopadu zjišťovaného záření na snímaný objekt. Při praktickém měření byly taktéž zvoleny tři referenční body, jejichž

Obr. 2 a) Termogram se znázorněním tři referenčních teplotních bodů (nepřímá metoda) b) Osazení kontaktního teplotního čidla na fasádě, resp. místo měření

Obr. 4 a) Termogram se znázorněním tři referenčních teplotních bodů (přímá metoda) b) Pohled na oblohu a okolní objekty v místě měření

Obr. 3 a) Termogram se znázorněním výsledné povrchové teploty (nepřímá metoda) b) Místo měření

Obr. 5 a) Termogram se znázorněním výsledné povrchové teploty (přímá metoda) b) Místo měření TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

1/2014 •

TD27

TERMODIAGNOSTIKA

hodnoty teplot byly zprůměrovány pro zjištění hodnoty zdánlivé odražené teploty atmosféry přímou metodou, která činila todr = -39,6 °C (Obr. 4a). Zjištěná povrchová teplota pak vykazovala hodnotu tir = -8,4 °C (Obr. 5a, resp. Tab. 2). Průměrná teplota v ploše termografického snímku činila todr = -43,9 °C, přičemž povrchová teplota vykazovala hodnotu t ir = -8,2 °C (Tab. 2). Následně bylo k povrchu obvodové zdi přiloženo technické zařízení (Obr. 1), aby byl eliminován vliv zdánlivé odražené teploty. Při použití tohoto technického zařízení byla použita jako hodnota zdánlivé odražené teploty teplota okolního vzduchu todr = -6,9 °C. To proto, že technické zařízení zcela eliminuje vlivy odraženého záření oblohy a okolních objektů (například oblohy, budovy, vegetace). Takto zjištěná povrchová teplota pak vykazovala hodnotu t ir = -9,2 °C (Obr. 6).

Pomocí simulace softwaru termokamery byl zjišťován také vliv nepřesností zadané hodnoty emisivity ε [-] a nepřesnosti v zadání hodnoty odražené teploty na výslednou hodnotu povrchové teploty. Jak plyne z výsledků v Tab. 3 a Tab. 4 (resp. Graf 1), je vliv minimální, a to z výše uvedených důvodů. Určité nepřesnosti v zadání výše uvedených veličin neovlivní výrazně výsledné hodnoty povrchových teplot. Jejich přesnost je pro termografickou diagnostiku ve stavební praxi dostačující. Zde je třeba podotknout, že vliv emisivity ε [-] je malý při jejich vysokých hodnotách (cca ε > 0.90) klesající hodnotou se její negativní vliv na přesnost výsledných hodnot povrchových teplot zvyšuje. Vzhledem k tomu, že většina vnějších povrchů obvodových konstrukcí budov vykazuje vysoké hodnoty emisivity (cca ε > 0.90), je požadovaná přesnost výsledných hodnot povrchových teplot dostačující. Také bylo zjištěno, že před vlastním měřením za pomocí technického zařízení je nutno zařízení ponechat volně v exteriéru po určitou dobu tak, aby došlo k vyrovnání jeho teploty s teplotou venkovního vzduchu. To proto, že teplota technického zařízení, pokud je odlišná od teploty venkovního vzduchu, ovlivňuje teplotu vzduchu v místě měření, což má negativní vliv na výsledné určení teploty povrchu (viz Tab. 3 a Tab. 4 na protější straně).

Obr. 6 Diagnostická měření v terénu při použití technického zařízení (t odr = t vzd)

Při použití technického zařízení byla také nastavena v termografickém systému hodnota emisivity povrchu ε = 1, kdy zdánlivá odražená teplota okolního vzduchu nemá na výslednou povrchovou teplotu vliv. Takto zjištěná povrchová teplota následně vykazovala minimálně rozdílnou hodnotu tir = -9,0 °C (Obr. 7, resp. Graf 1 – viz strana TD30).

Z porovnání hodnot povrchové teploty změřené pomocí kontaktních povrchových čidel, která činila tkont = -9,2 °C (viz Tab. 1 na straně TD27), a povrchové teploty zjištěné termokamerou s využitím technického zařízení určeného pro eliminaci vlivu odraženého záření, kde tir = -9,2 °C (Tab. 2), vyplývá, že se neliší, což potvrzuje správnou funkci výše uvedeného technického zařízení. Tato skutečnost má výrazný dopad na praktická zjišťování povrchových teplot stavebních konstrukcí.

Významný dopad z hlediska diagnostiky obvodových konstrukcí pomocí infračerveného termografického systému má skutečnost, že pokud určíme za pomocí technického zařízení povrchovou teplotu obvodové konstrukce v jednom konkrétním místě, pak jsme schopni po zadání do termografického systému zpětně určit skutečnou hodnotu zdánlivě odražené teploty (Tab. 4). Tu následně použijeme pro termografické měření celé plochy obvodové konstrukce při zachování stejného hodnoty úhlu snímání.

Tab. 2 Výsledky měření odražené teploty a povrchové teploty Metoda určení odražené teploty

Se štítem tIodr = t vzd

Přímá metoda (3 body)

Nepřímá metoda (3 body)

Přímá metoda (plocha)

Nepřímá metoda (plocha)

Kontaktním čidlem

Povrchová teplota t ir [°C]

-9,2

-8,4

-8,6

-8,2

-8,6

-9,2

Odražená teplota todr [°C]

-6,9

-39,6

-33,8

-43,9

-33,5

-22,0


TERMODIAGNOSTIKA

Tab. 3 Výsledky měření povrchové teploty v závislosti na různých hodnotách zdánlivě odražené teploty a emisivity povrchu při použití technického zařízení Emisivita ε [-]

0,85

0,86

0,87

0,88

0,89

0,90

0,91

0,92

Povrchová teplota zjištěná termokamerou t Iir [°C]

Odražená teplota (se štítem) t Iodr [°C] +3

-3,9

-10,0

-9,9

-9,8

-9,8

-9,7

-9,6

-9,6

-9,5

+2

-4,9

-9,8

-9,7

-9,7

-9,6

-9,6

-9,5

-9,5

-9,4

+1

-5,9

-9,6

-9,6

-9,5

-9,5

-9,4

-9,4

-9,4

-9,3

t vzd [°C]

-6,9

-9,4

-9,4

-9,4

-9,3

-9,3

-9,3

-9,2

-9,2

-1

-7,9

-9,2

-9,2

-9,2

-9,2

-9,2

-9,2

-9,1

-9,1

-2

-8,9

-9,1

-9,1

-9,1

-9,1

-9,1

-9,0

-9,0

-9,0

-3

-9,9

-8,9

-8,9

-8,9

-8,9

-8,9

-8,9

-8,9

-9,0

-12,5

-13,5

-14

-14

-15

-15

-17

-18

Odražená teplota (bez štítu) t IIodr [°C]

Tab. 4 Výsledky měření povrchové teploty v závislosti na různých hodnotách zdánlivě odražené teploty a emisivity povrchu při použití technického zařízení Emisivita ε [-]

0,93

0,94

Odražená teplota (se štítem) t Iodr [°C]

0,95

0,96

0,97

0,98

0,99

1,00

Povrchová teplota zjištěná termokamerou t Iir [°C]

+3

-3,9

-9,4

-9,4

-9,3

-9,3

-9,2

-9,1

-9,1

-9,0

+2

-4,9

-9,4

-9,3

-9,3

-9,2

-9,2

-9,1

-9,1

-9,0

+1

-5,9

-9,3

-9,2

-9,2

-9,2

-9,1

-9,1

-9,1

-9,0

t vzd [°C]

-6,9

-9,2

-9,2

-9,1

-9,1

-9,1

-9,1

-9,1

-9,0

-1

-7,9

-9,1

-9,1

-9,1

-9,1

-9,1

-9,1

-9,0

-9,0

-2

-8,9

-9,0

-9,0

-9,0

-9,0

-9,0

-9,0

-9,0

-9,0

-3

-9,9

-9,0

-9,0

-9,0

-9,0

-9,0

-9,0

-9,0

-9,0

-20

-22

-26

-31

-40

-65

-

-

Odražená teplota (bez štítu) t IIodr [°C]

Takto zjištěná skutečná zdánlivě odražená teplota následně vykazovala hodnotu tIIodr = -22,0 °C (Obr. 8). Pokud by snímání povrchu obvodové konstrukce bylo prováděno pod jiným úhlem (horizontálně či vertikálně), pak je nutno provést nové stanovení skutečné hodnoty zdánlivě odražené teploty výše popsaným způsobem. ZÁVĚR Přesnost hodnot povrchových teplot zjištěných infračerveným radiometrickým dlouhovlnným systémem je

výrazně ovlivněna přesností stanovení odražené teploty, která má na výsledky měření zásadní vliv. Existuje několik způsobů jak tuto odraženou teplotu určit [2]. Přesnost určení zdánlivé odražené teploty však závisí na zkušenostech obsluhy infračervené kamery. Použití výše uvedeného technického zařízení přináší dvě následující přednosti: 1. Při zjišťování povrchové teploty v jednom bodě dojde k odstranění vlivu sálání (resp. zdánlivě odražené TECHNICKÁ DIAGNOSTIKA

1/2014 •

TD29

TERMODIAGNOSTIKA

Obr. 7 Diagnostická měření v terénu při použití technického zařízení (ε = 1) teploty) mezi měřeným povrchem a okolím. To má za následek vyšší přesnost při určení zmíněné povrchové teploty v jednom bodě. 2. Následné určení hodnoty zdánlivě určené teploty vykazuje vyšší přesnost. Důsledkem toho je také vyšší přesnost při určování hodnot povrchových teplot v celé ploše obvodové konstrukce. LITERATURA [1] ČSN EN 13187 (73 0560) Tepelné chování budov. Kvalitativní určení tepelných nepravidelností v pláštích budov. Infračervená metoda. ČNI Praha, 1999. [2] ČSN ISO 18434-1: Monitorování stavu a diagnostika strojů. Termografie. Část 1: Všeobecné postupy. ČNI Praha, 2009.

Z A D A V AT E L É re kla m y

Recenzent: Ing. Jan Blata, Ph.D., VŠB-TU Ostrava, FS

Obr. 8 Diagnostická měření v terénu / určení zdánlivě skutečné odražené teploty po odstranění technického zařízení

Graf 1 Grafické znázornění výsledků měření povrchové teploty v závislosti na různých hodnotách odražené teploty a emisivity povrchu při použití technického zařízení

název společnosti

strana

www stránky

telefon

ABB, s.r.o.

12–13, III. strana obálky

www.abb.cz

+420 597 468 940

easyFairs Poland Sp. z o.o.

TD23

www.easyfairs.com/pl

+48 12 651 95 24

Eaton Elektrotechnika s.r.o.

TD6–TD7

www.eatonelektrotechnika.cz

+420 267 990 411

Expo Silesia

21

www.exposilesia.pl/toolex

+48 32 78 87 539

EXPO CENTER a.s.

TD II. strana obálky

www.elosys.sk

+421 327 704 332

Foxon s.r.o.

9

www.foxon.cz

+420 484 845 555

CHVALIS s. r. o.

4–5

www.chvalis.cz

+420 416 85 77 11

Leonardo Technology s.r.o.

1

www.lt.cz

+420 777 584 636

MASCOTTE s.r.o.

15

www.fsdays.cz

+420 222 353 846

SEW-EURODRIVE s.r.o.

24–25

www.sew-eurodrive.cz

+420 255 709 601

Schneider Electric CZ, s. r. o.

18–19, 23, 26–27

www.schneider-electric.cz

+420 382 766 333

SKF CZ, a.s.

16–17, IV. strana obálky

www.skf.cz

+420 234 642 111

®

SpektraVision s.r.o

TD5, TD24–TD25

www.spektravision.cz

+420 312 310 258

TMV SS spol. s r.o.

TD12–TD13

www.tmvss.cz

+420 272 942 720

Veletrhy Brno, a. s.

II. strana obálky

www.bvv.cz/msv

+420 541 152 926

Vysoké učení technické

19

www.aba-brno.cz

+420 607 285 434


ABB MACHsense-P. Vyhodnocení stavu motoru lépe a komplexněji. Pro včasnou detekci závad.

Život je plný různých překvapení. Čekají na nás doma, v práci, na každém kroku. K těm příjemným jistě patří i diagnostický systém ABB MACHsense-P, určený pro monitorování stavu Vašeho elektromotoru tak, aby vypovídal o kondici kompletního hřídelového řetězce – tedy motoru, převodovky a hnané zátěže (čerpadla, ventilátoru či kompresoru). MACHsense-P analyzuje elektrická data, vícekanálové snímání vibrací a vliv točivého momentu pro rozpoznání kritických hodnot a detekci závady. Včasná varování poskytují dostatečný čas pro preventivní údržbu. A porucha vás nepřekvapí. Více na www.abb.com/motors&generators

ABB s.r.o. Servis motorů a generátorů Ostrava Tel.: 597 010 701 E-mail: [email protected]

Nový SKF Wireless MicroVibe

Proměňte svůj tablet na nástroj pro bezdemontážní diagnostiku Údržbu vašeho strojního zařízení můžete vylepšit jednoduše, bezpečně a bezdrátově.

• Cenově efektivní řešení pro analýzu vibrací • Hodnotící kritéria založená na standardech ISO a odborných znalostech SKF v oblasti ložisek • Umožňuje bezdrátový sběr dat z bezpečné vzdálenosti • Data lze přenést do počítače pro určení trendů a další analýzu • Ideální pro každého, kdo chce přejít od údržby podle časového plánu k údržbě na základě stavu a k prediktivní údržbě. Více informací o tomto nástroji pro bezdemontážní diagnostiku naleznete na stránce skf.com/MicroVibe.

The Power of Knowledge Engineering

® SKF je registrovaná obchodní značka SKF Group | © SKF Group 2014

S novým SKF Wireless MicroVibe můžete svůj tablet nebo smartphone použít pro bezdrátové monitorování a vyhodnocování stavu rotačních zařízení. Tento všestranný a snadno použitelný nástroj vás nejen upozorní na problémy spojené s vibracemi, ale díky zobrazení FFT spektra a časové vlny vám pomůže určit základní příčinu problému.

Speciální příloha: Časopis Technická diagnostika Termodiagnostika v české praxi

Recommend Documents