Termisk billedoptagelse ved procesovervågning og installationer
Almindeligt inspicerede komponenter
- Ildfast isolering
- Tanke og beholdere
- Dampsystemer/-fælder
- Rør og ventiler
- Varmere/ovne
- Produktionsudstyr
- Plastindustri (støbning)
- Pulp og papir (ruller, håndteringsudstyr osv)
- Metalstøberi
- Kedler og reaktorer
- Forskning og udvikling
Typiske årsager til overophedede områder eller temperaturafvigelser
- Beskadigede strukturer på grund af slidte rør osv.
- Unormal varmegennemstrømning/unormale varmestigninger
- Gas- eller damplækage
Petrokemisk fremstilling - Papirfremstilling - Sprøjtestøbning af plast - Fødevarebehandling - Glasfremstilling
Petrokemisk industri Den petrokemiske raffineringsproces er ekstremt energiintensiv og kræver omhyggelig termisk overvågning for at sikre sikkerheden og den termiske effektivitet for hver proces. Undersøgelse af disse termiske processer med infrarødt udstyr, der kan foretage måling af høje temperaturer, kan give en hurtig og præcis diagnose af problemer og spare raffinaderier store udgifter, der er forbundet med skader. Raffinaderier kan nå et højt produktivitetsniveau og forøge rentabiliteten ved at anvende infrarøde kameraer til at udføre verifikation af tankniveau, diagnose af kondensatorlameller, vedligeholdelse af ovne, forvaltning af tab af ildfast materiale og elektrisk og mekanisk vedligeholdelse.
Ovninspektion – Infrarøde kameraer gør det muligt at inspicere varmerør i ovn for dannelse af lag af kul. Dette fænomen, der også kendes som "tilkoksning", kan nemt detekteres med egnet infrarødt udstyr til høje temperaturer, fordi områder med koksdannelse vises som varmere end andre områder på rørs overflade. Det viser, at koksen forhindrer, at produktet kan absorbere rørets varme ensartet. Yderligere ulemper ved tilkoksning omfatter højere fyringsrater og reduceret levetid for rør. Det giver vedligeholdelsespersonale mere motivation til at gennemføre regelmæssige infrarøde scanninger for at beskytte mod tilkoksning. ∑ Inspektion af kondensatorrør - Sommetider kan kondensatorrørene i et raffinaderi blive tilstoppede. Det kan forringe kapaciteten betydeligt og have en negativ påvirkning af raffinaderiets effektive drift. Infrarøde billeder af disse rør afslører de sektioner af røret, som er tilstoppede, og advarer dermed vedligeholdelsespersonalet om problemet, før det kan medføre mere alvorlige konsekvenser.
Trykledninger til høje temperaturer – Trykledninger til høje temperaturer anvendes i stor udstrækning i petrokemiske anlæg. Som følge heraf kan der af og til forekomme lækage og uheld efter en bestemt tidsperiode på grund af korrosion som følge af mediet, revner på grund af svejsedefekter eller belastning og forringelse af materialet. For at sikre sikker drift af rørene er det nødvendigt at få en idé om rørvæggenes integritet og derefter kun udskifte de kritiske beskadigede. Da infrarød termografi er kontaktfri, hurtig, uskadelig og nem at anvende, er det et fantastisk værktøj til observation af afbrydelser i varmeflowmønstrene, der skyldes vægdefekter i trykrørledninger til høje temperaturer.
Validering af termoelementer – Infrarødt udstyr kan også udgøre en fantastisk kontaktfri mekanisme til validering af temperaturmåling med termoelementer. Termoelementer installeres på flere punkter i en ovn for at give meget præcise rørtemperaturer, men hvis der forekommer tilkoksning omkring termoelementet, er det tilbøjeligt til enten at løsne sig eller at give upræcise data. En infrarød scanning kan forebygge dette ved hurtigt at validere præcisionen af en temperaturaflæsning for ovnrøret, som leveres af et termoelement. Det sikrer et godt produktudbytte.
Papirfremstilling Papirfremstilling er en konkurrerencepræget industri, hvor reduktion af driftsudgifter og forøgelse af fortjeneste er en konstant udfordring. Papirfremstillingsprocessen, som er baseret på afvanding, mekanisk presning og anvendelse af varme, har flere forskellige trin, som kan give et termisk aftryk. Brug af infrarødt udstyr til overvågning af hvert af disse trin og undgåelse af elektriske og mekaniske fejl ved at udføre traditionelt forebyggende vedligeholdelse med dette udstyr kan medføre et produkt med højere kvalitet og minimere udgifter ved at afværge fejl.
Tørretrin - Infrarød billedoptagelse giver en fremragende metode til at overvåge en af de vanskeligste dele af papirfremstillingsprocessen, tørretrinnet. Den kolde stribe mod den fjerneste ende af papirrullen skyldes fordampende køling. Det svarer til variationer i fugt fra uensartet tørring. Ændringer i tørreprocessen for at korrigere dette problem kan overvåges med det samme på alle trin i produktionen.
Fugtstriber på papir - Højtryksbrusere anvendes til at holde pressesektionens stoffer rene. Sommetider overføres brusermønstrene til papirbanen, og disse mønstre kan identificeres med infrarød billedoptagelse. Dette forhold kan medføre problemer i tørresektionen, som f.eks. at returruller ruster, hvilket derefter fører til for tidligt slid på tørrestoffet. Derudover kan papir, der indeholder våde striber, have en skadelig virkning på papirets kvalitet og funktion i en efterfølgende konverterings- og printningsproces. Infrarøde kameraer kan derfor spille en afgørende rolle i identifikationen og fjernelse af årsagen til disse mønstre, før der opstår betydelig skade.
Damplækager - Damplækager på dampspoler til tørresektionens lommeventilationssystem kan identificeres under en infrarød inspektion af papirmaskinen. Disse lækager kan medføre, at papirmaskinen tit er udsat for, at papir rives over. Det kan have en negativ virkning på produktionen. Ved hjælp af en enkelt infrarød scanning undgås ikke kun fremtidige problemer, men papirmøllen tjener mange penge i forøget produktion.
Elektrisk udstyr – Papirmøller kan som andre anlæg opleve uventet stilstandstid på grund af fejl ved elektriske komponenter som f.eks. elektriske samleskinner, ledningssamlinger, kontaktafbrydere, transformere, kredsløbsafbrydere og fordelingstavler. Disse fejl kan nemt findes forinden med infrarødt udstyr og ordnes, før en driftsafbrydelse standser produktionen.
Mekanik – Der kan udføres regelmæssig infrarød inspektion af mekaniske systemer som f.eks. motorviklinger, rullelejer og gearkasser, og der kan planlægges vedligeholdelsesarbejde, hvis der konstateres afvigende 'overophedede områder'.
Sprøjtestøbning af plastik Plastfremstilling er en fantastisk anvendelse for infrarøde kameraer, både i overvågning af fremstillingsprocessen og traditionel forebyggende vedligeholdelse. Fremstillingsprocessen er af natur termisk. Ved at tage et termisk billede af en nyligt formet plastdel, når den kommer ud af støbeformen, kan det anvendes til at diagnosticere kvalitetsproblemer og reducere kassering og samtidig forøge produktivitet og rentabilitet. Plastindustrien, der er hårdt ramt af international konkurrence, har et ekstremt fokus på at finde mulige måder, som kan forøge rentabiliteten. Infrarøde kameraer understøtter fremstillingsprocessen for at opnå et højere produktivitetsniveau.
Kerner og hulrum – Overvågning af kerners og hulrums termiske profil kan forudsige problemer ved processen. Et infrarødt billede af en kerne kan anvendes til at afgøre, om den bliver for varm. En stor temperaturforskel mellem kerner på over 20 F betyder normalt, at systemet er ustabilt.
Køleledninger – Den forkerte varmeoverførsel på det forkerte sted på det forkerte tidspunkt kan medføre korte skud, rivning, smig, fastklemte dele, forskydning, forringelse af materialet og skørhed. Nogle gange medfører udskiftning af støbeforme ukorrekt tilslutning af køleledninger. Ved at sammenligne termiske billeder af plastdele, når de kommer ud, kan støbeformen anvendes til at afgøre, om køleledningerne er tilsluttet korrekt og overfører den rigtige mængde varme.
Varmebånd – Tilførselsåbningen må ikke overskride en specifik temperatur, ellers tilstoppes den. Varmebåndenes temperatur i nærheden af tilførselsåbningen kan nemt overvåges med et infrarødt kamera.
Tørrere – Tørresystemer, der anvendes til at fjerne fugt fra fødetragte, skal overvåges for korrekte temperaturer. En infrarød termisk analyse er en meget hurtig metode til at sikre, at tørreprocessen fungerer korrekt.
Elektrisk udstyr – Termiske scanninger af elektriske motorer og tilslutninger kan forhindre for tidlige fejl og dyr stilstandstid.
Fødevarefremstilling Fødevarefremstilling er en naturlig anvendelse for termisk billedoptagelse. Forkogt kød er en mere og mere populær, bekvem løsning for travle forbrugere. Cornflakes, kager og snackfood kræver alle præcise bageprotokoller. I disse fødevareanvendelser og mange andre skal store mængder fødevareprodukter tilberedes eller bages med præcision.
De konkurrerende grænser for sikkerhed, kvalitet og økonomi
Procesingeniører står konstant over for de konkurrerende grænser, der pålægges af sikkerhed, produktkvalitet og økonomi. Sikkerhed kræver, at alle dele af fødevareproduktet skal holdes over en tærskeltemperatur i en specifik tidsperiode for at dræbe mulige farlige bakterier. Men hvis temperaturen er for høj eller tidsperioden for lang, bliver produktet tørt og tilberedt for længe -- en uacceptabel produktkvalitet. Produktionsøkonomi dikterer, at linjen bevæger sig hurtigt for at opnå fastsatte mængder, og at ovnen kører med en minimumtemperatur for at reducere udgifter til brændstof. Den daglige produktionsøkonomi er afpasset efter bevidstheden om, at en enkelt overtrædelse af sikkerheden kan have katastrofale økonomiske og moralske konsekvenser for hele virksomheden. På samme måde kan et kort svigt i produktkvaliteten tilintetgøre resultater, der er opnået over flere år, på et konkurrerende marked.
Faktorer, der påvirker produkttemperaturer
Termisk billedoptagelse giver evnen til at måle, så der opnås et produkt af høj kvalitet sikkert og økonomisk. Termisk billedoptagelse giver evnen til konstant at overvåge selve produktets temperaturer. Avancerede ovn- og båndkontroller er værdifulde, men det er produkttemperaturerne, som er mest kritiske. Produkttemperaturer kan variere meget på grund af parametre som f.eks.:
- Ovntemperatur
- Båndhastighed
- Produktvolumen
- Produktkomposition
- Opstartsforhold
- Produktadskillelse eller -placering.
En distribution af produkttemperaturer
Da produkterne kommer ud af en ovn, har temperaturerne på deres overflade og indeni typisk en variation eller fordeling. Denne fordeling af temperaturer påvirkes af adskillige faktorer, der er anført ovenfor. Dem, der måler 'temperaturen' (ental) for et produkt med et enkelt termometer, kan blive overrasket over at se temperaturvariationer, der findes på et termisk billede. Et termisk billede svarer til et sæt med tusinde af temperaturprober, der er placeret over produktets overflade med de resulterende data organiseret i et billedes format. En fordeling af temperaturer i stedet for én enkelt produkttemperatur understøttes af almindelige observationer som f.eks. småkager med brændte kanter og halvt flydende centre. Da sikkerhed, kvalitet og økonomiske overvejelser gælder for alle dele af produktet, er det vigtigt at måle temperaturer i hele produktet.
Når temperaturfordelingerne er målt, kan processen forvaltes og optimeres. Hvis fordelingen af temperaturer er for stor, kan båndhastigheden evt. reduceres lidt for at gøre det muligt for alle dele af produktet at opnå den ønskede temperatur. Hvis det modsatte er tilfældet, og fordelingen er for lav, kan båndhastigheden evt. forøges, mens produktsikkerheden og -kvaliteten opretholdes.
Fordele ved termisk billedoptagelse til anvendelser ved fødevarebehandling
Teknologi til termisk billedoptagelse giver i sin grundlæggende form præcise målinger af overfladetemperaturer. Den er ideelt egnet til at måle produkter som f.eks. chips eller bacon på grund af deres tynde profil. De kalibrerede billeder fra en radiometrisk, infrarødt kamera fungerer godt uden yderligere behandling.
For produkter med substantiel tykkelse kan overfladetemperaturerne anvendes som input til en matematisk model, der beskriver produktets termiske egenskaber. Med en sådan model kan volumetriske termiske egenskaber og statistiske analyser udvides til mange andre produkter. Med tilstrækkelig efterbehandling kan disse målinger foretages i realtid.
Glasfremstilling Overvågning af temperaturer på kritiske tidspunkter under produktion er afgørende for den fulde forståelse og effektive kontrol over glasfremstillingsprocessen. Da glasfremstillingsprocessen af natur er termisk, afhænger kvaliteten af det producerede glas af, at der opnås præcise temperaturaflæsninger for forskellige elementer som f.eks. glasstøbeformen, "glasdråberne", ståltransportbåndet og ovnen. Brug af infrarødt udstyr, der er nemt at anvende, til overvågning af disse temperaturer og undgåelse af elektriske og mekaniske fejl ved at udføre traditionelt forebyggende vedligeholdelse med dette udstyr kan medføre et produkt med højere kvalitet og minimere udgifter ved at afværge fejl.
Glasdråbetemperatur – Glas transporteres fra ovnen til støbeformen i en tilløbskanal. Ved enden af tilløbskanalen tvinger et stempel glasset ud i kugler kaldet "glasdråber" og ind i render, som fører til støbemaskinen. Det er ekstremt vigtigt at overvåge temperaturen for "glasdråberne", fordi den styrer glassets vægt, dets viskositet og dannelsen af beholderen i støbeformen. Derfor kan kvaliteten af slutproduktet sikres ved at udføre nem, kontaktfri infrarød inspektion af glasdråberne, når de forlader stemplet.
Båndtemperatur – Glasbeholdere transporteres på et ståltransportbånd fra støbemaskinen til afkølingsovnen. For at forhindre, at bandet køler bunden af beholderne uensartet og derved medfører, at de knækker, opvarmes båndet med gasflammer, før det når påfyldningsmaskinerne. Det er kritisk for producenter at måle båndtemperaturen regelmæssigt for at forhindre brud og garantere et tilstrækkeligt højt udbytte, så rentabiliteten i en konkurrencepræget industri sikres. Et infrarødt kamera er ideelt til denne anvendelse.
Glasstøbeform – Det er nødvendigt for producenter af glasbeholdere at overvåge glasstøbeformens temperatur nøje, fordi den påvirker kvaliteten af beholderne. Hvis støbeformen ikke køler korrekt, beholder beholderen ikke sin form, når den forlader støbeformen, eller beholderen støbes ikke korrekt, hvis støbeformen er for kold. Det er derfor en fordel for beholderproducenter at anvende infrarødt udstyr af og til for at måle støbetemperaturer, så det sikres, at afkølingen foregår ved en passende temperatur.
Overvågning af ovn – Økonomisk smeltning af råmaterialer til glas kræver konstant tilsyn og overvågning. Afhængigt af deres størrelse kan glasovne producere mellem 50 og 600 ton glas pr. dag. De fleste ovne opvarmes med naturgas gennem sideåbningerne, og smeltetemperaturen er ca. 1200 °C. Smeltet glas løber til sidst ud af ovnen gennem føderne til formningsmaskinerne, der er forbundet med hver ovn. Tilstanden og sikkerheden for hele ovnens og refinerens ildfaste struktur er ekstremt vigtig. Et infrarødt kamera til høje temperaturer kan meget nemt anvendes til kontroller for at minimere muligheden for, at der løber glas ud, og for fejl ved det ildfaste materiale. |