Termální zobrazování – Sledování procesů a instalace
Obvykle kontrolované části
- Žáruvzdorné materiály a izolace
- Nádrže a nádoby
- Parní systémy/odvaděče kondenzátu
- Potrubí a ventily
- Topná tělesa/pece
- Výrobní zařízení
- Zpracování plastů (lisování)
- Celulóza a papír (bubny, manipulační zařízení atd.)
- Slévání kovů
- Kotle a reaktory
- Výzkum a vývoj
Typické příčiny úniků tepla nebo odchylek
- Poškozené konstrukce způsobené opotřebeným potrubím atd.
- Nadměrný tok tepla/teplotní gradient
- Únik plynů nebo páry
Petrochemický průmysl - Výroba papíru - Lisování plastů - Potravinářství - Sklářství
Petrochemický průmysl Petrochemický průmysl je extrémně náročný na energie a vyžaduje důkladné sledování tepelných toků za účelem zajištění bezpečnosti a teplotní efektivity všech procesů. Kontrola těchto teplotních procesů infračervenými zařízeními schopnými měřit vysoké teploty poskytuje rychlou a přesnou diagnózu problémů a ušetří rafinériím vysoké náklady na nápravu škod. Rafinérie mohou dosáhnout vyšší produktivity a zvýšit ziskovost použitím infrakamer k ověřování hladiny v nádržích, diagnostice kondenzačních lopatek, údržbě pecí, správě ztráty žáruvzdornosti a elektrotechnické a mechanické údržbě.
Kontrola pecí – Infrakamery usnadňují kontrolu usazování uhlíku v topném potrubí v pecích. Tento jev se také nazývá „karbonizace“ a lze jej zjišťovat pomocí infračerveného zařízení pro vysoké teploty, protože plochy s vrstvou uhlíku jsou teplejší než ostatní plochy povrchu potrubí. To znamená, že karbon brání produktu v rovnoměrném absorbování tepla potrubí. Další zápory karbonizace jsou vyšší teploty pece a nižší životnost potrubí. Proto jsou pracovníci údržby nuceni provádět infrakamerou pravidelné kontroly, které upozorní na karbonizaci. ∑ Kontrola kondenzačního potrubí – Občas se může kondenzační potrubí v rafinériích ucpat, čímž se výrazně snižuje výkon a produktivita rafinérie. Infračervené snímky takového potrubí mohou odhalit ucpané části a tak upozornit obsluhu na problém dříve, než se rozvine do závažnějších následků.
Vysokoteplotní tlakové potrubí – V petrochemickém průmyslu se často používá vysokoteplotní tlakové potrubí. Po určité době může dojít k následným únikům a nehodám zapříčiněným rezivěním způsobeným médii, ke vzniku prasklin z důvodu vad svarů nebo napětí a degradaci materiálu. Pro zajištění bezpečného provozu potrubí je nutné zjišťovat celistvost stěn potrubí a vyměňovat pouze vážně poškozené potrubí. Protože infračervená termografie je bezkontaktní, rychlá, neškodná a snadno použitelná, je pro vysokoteplotní tlakové potrubí skvělým nástrojem pro zjišťování nerovnoměrností v teplotních mapách způsobených vadami ve stěnách.
Kontrola termočlánků – Infračervené zařízení může rovněž poskytnout skvělý bezkontaktní mechanismus pro ověření měření teploty termočlánky. Termočlánky jsou instalovány na několika místech v peci za účelem poskytování velmi přesné teploty potrubí. Když však dojde ke karbonizaci v okolí termočlánku, hrozí jeho uvolnění nebo poskytování nepřesných dat. Kontrola infrakamerou tomu může zamezit rychlým ověřením přesnosti odečtu teploty žárového potrubí pece termočlánkem. Zajistí se tím dobrá výnosnost produktu.
Výroba papíru V papírenském průmyslu panuje vysoká konkurence, snižování provozních nákladů a zvyšování zisku je proto trvalým úkolem. Proces výroby papíru, který spočívá v odvedení vody přes drenáž, mechanickém stlačení a aplikací tepla, zahrnuje několik různých fází, které vytváří tepelnou stopu. Pomocí infrakamery lze tyto jednotlivé fáze sledovat a předcházet poruchám elektroinstalací a mechanických ústrojí. Tradiční prediktivní údržba může pomocí tohoto vybavení zvýšit kvalitu výrobků a minimalizovat náklady odvrácením poruch.
Fáze sušení - Kontrola infrakamerou poskytuje vynikající metodu sledování jedné z nejobtížnějších fází výroby papíru – fáze sušení. Studený pruh směrem ke vzdálenějšímu konci role papíru je způsoben chlazením vypařováním. To odpovídá odchylkám ve vlhkosti vznikající nerovnoměrných sušením. Změny provedené v procesu sušení lze okamžitě sledovat ve všech krocích výroby.
Vlhké pruhy na papíru - K čištění tkaniny lisu se používají vysokotlaké rozstřikovače. Občas se mapa toku rozstřikovače přenese na papírový pás a tyto mapy lze rozeznat pomocí infrakamery. Tento stav může způsobit problémy ve fázi sušení, např. rezivění vratných bubnů, které dále vede k předčasnému opotřebení tkaniny sušičky. Dále může mít papír obsahující vlhké pruhy škodlivý vliv na kvalitu a pevnost papíru v následném procesu konverze a tisku. Proto mohou hrát infrakamery zásadní roli při identifikaci a eliminaci příčiny takových map dříve, než dojde k závažnějším škodám.
Úniky páry - Úniky páry na strojním vybavení pro výrobu papíru v parních spirálách pro větrací systém sekce sušení lze zjistit kontrolou infrakamerou. Tyto úniky mohou způsobovat časté přetržení papíru ve stroji, což může mít negativní vliv na výrobu. Jedinou kontrolou infrakamerou lze nejen předejít budoucím nepříjemnostem, ale papírna získá značné prostředky díky zvýšení výroby.
Elektroinstalace – V papírnách může stejně jako v jiných závodech docházet k neočekávaným prostojům následkem poruch elektrosoučástek, např. sběrnic, síťových spojů, rozpojení spínačů, transformátorů, jističů a deskových rozvaděčů. Tyto poruchy lze snadno zjistit včas pomocí infrakamer a napravit dříve, než porucha zastaví výrobu.
Mechanické systémy – Lze provádět pravidelné kontroly infrakamerou v mechanických systémech, např. vinutích motoru, válečkových ložiscích a převodovkách a v případě zjištění horkých bodů naplánovat jejich opravu.
Lisování plastů Lisování plastů představuje ukázkový příklad použití infrakamery – jak při sledování výrobního procesu, tak tradiční prediktivní údržbě. Výrobní proces je tepelný. Termosnímek nového plastového dílu opouštějícího formu lze použít k diagnostice problémů s kvalitou a ke snížení zmetkovosti a zároveň ke zvýšení produktivity a ziskovosti. Průmysl zpracování plastů, v němž je vysoká mezinárodní konkurence, se velmi silně musí zaměřovat na hledání způsobů zvyšování ziskovosti. Infrakamery pomáhají ve výrobě dosáhnout vyšší produktivity.
Jádra a dutiny – Sledováním teplotního profilu jader a dutin lze předvídat problémy s výrobním procesem. Infrasnímek jádra lze použít k určení nadměrné teploty. Velký rozdíl teplot mezi jádry přesahující 11 °C obvykle značí, že systém je nestabilní.
Chladicí vedení – Nesprávný přenos tepla na nesprávném místě v nesprávném okamžiku může mít za následek krátké vstřiky, oděr, úkos, zablokování dílů, střih, znehodnocení materiálu nebo křehkost. Občasná změna forem má za následek nesprávné připojení chladicího vedení. Porovnáním termosnímků plastových dílů při opuštění formy lze použít k posouzení správného připojení chladicího vedení a správného odvodu tepla.
Skupiny topných těles – Vodicí hrdlo nesmí přesáhnout určitou teplotu, aby nedošlo k ucpání. Infrakamerou lze snadno sledovat skupiny topných těles v blízkosti vodicího hrdla.
Sušičky – V sušicích systémech používaných k odvlhčování sil se musí sledovat teplota. Analýza infrakamerou je velice rychlou metodou zajišťující správnou funkci procesu sušení.
Elektroinstalace – Termosnímky elektromotorů a spojení pomáhají předcházet předčasným poruchám a nákladným prostojům.
PotravinářstvíPotravinářství je přirozenou aplikací termálního zobrazování. U zaneprázdněných zákazníků si stále více získává oblibu předpřipravené maso. Obilniny, pečivo a svačinové pokrmy vyžadují přesné dodržování teplot při pečení. V těchto potravinářských (a mnohých dalších) aplikacích se musí při přesných teplotách vařit nebo péct velká množství potravin.
Hranice určené bezpečností, kvalitou a hospodárností
Výrobní technici musí neustále řešit hranice určené bezpečností, kvalitou výrobku a hospodárností. Bezpečnost vyžaduje udržování všech součástí potravinářského výrobku po určitou dobu nad mezní teplotou, aby se zničily potenciálně nebezpečné bakterie. Pokud však bude teplota příliš vysoká nebo bude působit příliš dlouho, výrobek se vysuší a spálí – což je nepřijatelné z hlediska kvality. Hospodárnost výroby nařizuje, aby linka „jela“ rychle a dosáhlo se tak žádoucích objemů, a aby pec pracovala při minimální teplotě a dosáhlo se tak snížení nákladů na energii. Každodenní hospodaření ve výrobním procesu je v protikladu s faktem, že porušení jediného bezpečnostního požadavku může mít katastrofické hospodářské a morální následky pro celou společnost. Stejně tak může krátký výpadek v hlídání kvality výrobku zničit léta úsilí věnovaná budování pozice na trhu.
Faktory ovlivňující teploty výrobků
Termální zobrazování poskytuje možnosti měření, které pomáhají bezpečně a hospodárně dosahovat vysoké kvality výrobků. Termální zobrazování poskytuje možnost nepřetržitě sledovat teplotu samotného výrobku. Moderní regulátory v peci a na pásu jsou užitečné, ale nejkritičtější je teplota výrobku. Teploty výrobku se mohou výrazně měnit podle různých vlivů, např.:
- Teplota pece
- Rychlost pásu
- Objem výrobku
- Složení výrobku
- Počáteční podmínky
- Separace nebo umístění výrobku.
Rozložení teplot ve výrobku
Jak výrobky opouští pec, mají v různých místech povrchu nebo uvnitř obvykle určitý rozsah teplot. Toto rozložení teplot je ovlivňováno řadou faktorů, které jsou uvedeny výše. Ti, kdo měří „teplotu“ (jednotné číslo) výrobku jedním teploměrem by asi byli překvapeni při pohledu na rozdíly teplot viditelné na termosnímku. Termosnímek nahradí tisíce teplotních sond umístěných všude na povrchu výrobku a uspořádá výsledná data do formátu obrázku. Rozložení teplot namísto jedné teploty výrobku je výhodnější z hlediska obvyklých situací, jako jsou spálené okraje pečiva nebo polosyrové středy. Protože bezpečnost, kvalita a hospodárnost platí pro všechny části výrobku, je vhodné měřit teplotu v celém výrobku.
Po změření rozložení teploty lze řídit a optimalizovat výrobní proces. Pokud jsou v rozložení teploty velké výkyvy, bude pravděpodobně třeba o něco snížit rychlost pásu, aby mohly všechny části výrobku dosáhnout požadované teploty. A naopak, pokud je rozložení příliš konstantní, rychlost pásu lze zvýšit a přitom stále udržet bezpečnost a kvalitu výrobků.
Silné stránky termálního zobrazování v potravinářství
Termální zobrazování v základní podobě poskytuje přesné měření povrchové teploty. To je ideální pro měření tenkých výrobků, jako jsou plátky brambor nebo slaniny. Kalibrované snímky z radiometrické infrakamery fungují dobře i bez dalšího zpracovávání.
U výrobků s větší tloušťkou se povrchové teploty používají jako vstup pro matematický model popisující tepelné vlastnosti výrobku. S tímto modelem lze volumetrické tepelné vlastnosti a statistické analýzy rozšířit na mnoho dalších produktů. S dostatečným výkonem následného zpracování lze tato měření provádět v reálném čase.
Sklářství Sledování teploty v kritických místech výroby je nezbytné pro plné pochopení a účinné řízení výroby skla. Protože výroba skla je tepelný proces, kvalita skla závisí na získávání přesných hodnot teploty různých komponent, např. formy, skloviny, ocelového pásového dopravníku a pece. Pomocí snadno instalovatelné infrakamery lze sledovat tyto teploty, stejně jako předcházet poruchám elektroinstalací a mechanických ústrojí. Tradiční prediktivní údržba může pomocí tohoto vybavení zvýšit kvalitu výrobků a minimalizovat náklady odvrácením poruch.
Teplota skloviny – Sklo se přemísťuje z pece do formy kanálem. Na konci kanálu je plunžrový dávkovač, který vytlačuje sklo v koulích zvaných kapka (skloviny) do žlábků vedoucích do formy. Je nanejvýš důležité sledovat teplotu kapek, protože ta ovlivňuje hmotnost skla, jeho viskozitu a formování nádoby ve formě. Proto lze kvalitu koncového výrobku zajistit infrakamerou – prováděním bezkontaktních kontrol kapek opouštějících dávkovač.
Teplota pásu – Skleněné nádoby jsou přepravovány na ocelovém pásovém dopravníku z formy do tunelové chladicí pece. Aby se zamezilo nerovnoměrnému ochlazování dna nádob pásem a následnému praskání výrobků, pás je před dosažením lahvovacího stroje zahříván plynem. Výrobce tedy musí pravidelně měřit teplotu pásu, aby se zamezilo praskání a byl zaručen dostatečný výnos a následně zisk v tomto vysoce konkurenčním průmyslu. Infrakamera je pro toto použití ideální.
Forma na sklo – Výrobce skleněných nádob musí důkladně sledovat teplotu formy na sklo, protože tato teplota ovlivňuje kvalitu nádob. Pokud se forma řádně nechladí, nádoba si neuchová po opuštění formy tvar. Pokud je forma příliš chladná, nádoba se řádně nevytvaruje. Proto je pro výrobce skleněných nádob výhodné používat infrakamery k občasnému získávání teplot forem, aby se chlazením zajistila správná teplota.
Sledování pecí – Hospodárné tavení surovin do skla vyžaduje nepřetržitý dohled a sledování. V závislosti na velikosti mohou sklářské pece vyrobit denně od 50 do 600 tun skla. Většina pecí se vytápí zemním plynem pomocí bočních výpustí a tavná teplota je přibližně 1 200 °C. Roztavené sklo vytéká z pece žlabem do formovacích strojů připojených k jednotlivým pecím. Stav a bezpečnost žáruvzdorné konstrukce celé pece a čeřicí části jsou velmi důležité. Pomocí infrakamery pro vysoké teploty lze provádět kontroly velmi snadno a minimalizovat tak možnost protavení skla nebo poškození žáruvzdornosti. |