Lämpökuvaus Prosessien valvonta ja asennukset
Yleisesti tarkastetut komponentit
- Tulenkestävä eristys
- Tankit ja säiliöt
- Höyryjärjestelmät/-sulut
- Putket ja venttiilit
- Lämmittimet/uunit
- Valmistuslaitteet
- Muoviteollisuus (muotit)
- Paperi ja sellu (rullat, käsittelylaitteet jne.)
- Metallivalimo
- Höyrykattilat ja reaktorit
- Tutkimus- ja kehitystyö
Lämpötilan kuumien pisteiden ja poikkeamien tavalliset syyt
- Kuluneiden putkien ym. aiheuttamat vaurioituneet rakenteet
- Epätavallinen lämpövirta/lämmönvaihtelut
- Kaasu- tai höyryvuoto
Petrokemia - Paperinvalmistus - Muoviruiskuvalu - Elintarviketeollisuus - Lasinvalmistus
PetrokemiaPetrokemiallinen jalostusprosessi vaatii paljon energiaa ja huolellista lämpövalvontaa, jotta voidaan varmistaa kunkin prosessin turvallisuus ja lämpötehokkuus. Tutkimalla lämpöprosesseja infrapunalaitteilla, jotka pystyvät korkeiden lämpötilojen mittaukseen, voidaan diagnosoida ongelmia nopeasti ja tarkasti ja säästää suuria vaurioihin liittyviä kustannuksia. Jalostamot voivat saavuttaa korkeamman tuottavuustason ja lisätä tuottoja käyttämällä infrapunakameroita säiliöiden tason tarkistamiseen, lauhduttimen evän diagnosointiin, uunien kunnossapitoon, tulenkestävyyden hallintaan ja sähköiseen ja mekaaniseen kunnossapitoon.
Uunien tarkastus – infrapunakamerat helpottavat uunien lämmitysputkien tarkistusta koksin muodostumisen varalta. Tätä ilmiötä kutsutaan myös nimellä koksiintuminen, ja se voidaan havaita sopivilla korkean lämpötilan infrapunalaitteilla, sillä alueet, joilla esiintyy koksin muodostumista, näkyvät lämpimämpinä kuin putken pinnan muut alueet. Tämä osoittaa, että koksi estää tuotetta sitomasta itseensä tasaisesti putken lämpöä. Koksiintumisen muita haittoja ovat uunin suuremmat sytytysnopeudet ja lyhyempi putken käyttöikä. Kunnossapitohenkilökunnan kannattaakin tehdä säännöllisiä infrapunatarkastuksia, jotta koksiintumiselta vältyttäisiin. ∑ Lauhduttimen putken tarkastus - toisinaan jalostamon lauhdutinputket voivat tukkeutua, mikä voi heikentää suorituskykyä merkittävästi ja vaikuttaa kielteisesti jalostamon tehokkuuteen. Tällaisten putkien infrapunakuvat voivat paljastaa putken tukkeutuneet osat ja saada näin kunnossapitohenkilökunnan kiinnittämään ongelmaan huomiota ennen vakavampia seurauksia.
Korkean lämpötilan paineputkistot – korkean lämpötilan paineputkistoja käytetään laajalti petrokemian tehtaissa. Vuotoja ja onnettomuuksia voi tapahtua tietyn ajan kuluttua materiaalin syöpymisen, hitsausvikojen tai kuormituksen aiheuttaman murtumisen ja materiaalin laadun heikkenemisen vuoksi. Putkien turvallisen toiminnan varmistamiseksi putkien seinämien kunto täytyy kartoittaa, minkä jälkeen kriittisesti vaurioituneet putket vaihdetaan. Koska infrapunalämpökuvaus on kosketukseton, nopea, vaaraton ja helposti käytettävä menetelmä, se sopii hyvin lämpövirtakuvioiden katkojen valvontaan. Katkoja voi syntyä vioista korkeiden lämpötilojen paineputkien seinissä.
Termoparin arviointi – infrapunalaitteilla voidaan myös vahvistaa kosketuksettomasti termoparin lämpötilamittaus. Termopareja on asennettu uunin useisiin kohtiin, jotta saadaan erittäin tarkat putken lämpötilalukemat. Mutta kun koksiintumista esiintyy termoparin ympärillä, termopari voi irrota tai tarjota epätarkkoja tietoja. Tämä voidaan estää infrapunatarkastuksella, jossa vahvistetaan nopeasti termoparin antaman uunin putken lämpötilalukeman tarkkuus. Tämä varmistaa hyvän tuotesaannin.
PaperinvalmistusPaperinvalmistus on erittäin kilpailullinen teollisuudenala, jossa käyttökustannusten vähentäminen ja tuottojen lisääminen muodostavat jatkuvan haasteen. Paperinvalmistusprosessi, joka perustuu veden poistamiseen, mekaaniseen painamiseen ja lämmönkäyttöön, sisältää useita eri vaiheita, jotka voivat antaa lämpöjäljen. Infrapunalaitteiden käyttö näiden vaiheiden valvonnassa ja perinteisessä ennaltaehkäisevässä kunnossapidossa sähköisten ja mekaanisten vikojen estämiseksi voi saada aikaan korkealaatuisemman tuotteen ja minimoida ongelmien aiheuttamat kustannukset.
Kuivumisvaihe - infrapunakuvaus tarjoaa erinomaisen menetelmän paperinvalmistusprosessin vaikeimpiin kuuluvan vaiheen valvontaan. Kylmä juova paperirullan kaukopäätä kohti aiheutuu haihtuvasta jäähdytyksestä. Tämä vastaa kosteuden vaihteluja, jotka johtuvat epätasaisesta kuivumisesta. Kuivausprosessiin tehtäviä muutoksia, joilla ongelma pyritään korjaamaan, voidaan valvoa välittömästi kaikissa tuotantovaiheissa.
Kosteat juovat paperilla - paino-osion kankaat pidetään puhtaina korkeapainesuihkuilla. Toisinaan suihkun virtauskuvio siirtyy paperiverkkoon, ja nämä kuviot voidaan tunnistaa infrapunakuvauksella. Tämä tilanne voi aiheuttaa ongelmia kuivausosiossa. Paluurullat voivat ruostua, mikä johtaa kuivainkankaan ennenaikaiseen kulumiseen. Lisäksi märkiä juovia sisältävä paperi voi vaikuttaa haitallisesti paperin laatuun ja suorituskykyyn muunto- ja painoprosesseissa. Infrapunakameroilla voi täten olla merkittävä rooli tällaisten kuvioiden syiden tunnistamisessa ja poistamisessa, ennen kuin vakavia vaurioita pääsee syntymään.
Höyryvuodot - kuivainosion taskutuuletusjärjestelmän höyrykäämien höyryvuodot voidaan havaita paperikoneen infrapunatarkastuksella. Tällaiset vuodot voivat aiheuttaa paperikoneessa toistuvia paperin rikkoutumisia, millä on haitallinen vaikutus tuotantoon. Yhdellä infrapunatutkimuksella voidaan estää tulevia ongelmia, ja paperitehdas voi kasvaneen tuotannon myötä ansaita tuhansia ylimääräisiä euroja.
Sähkö – paperitehtaat voivat muiden tehtaiden tapaan kärsiä odottamattomista seisokeista, jotka johtuvat sähkökomponenttien, kuten sähkövirtakiskojen, vaiheen liitosten, katkaisimien, muuntajien, suojakytkinten ja jakopaneelien, toimintahäiriöistä. Nämä viat voidaan havaita etukäteen infrapunalaitteilla ja korjata, ennen kuin seisokki keskeyttää tuotannon.
Mekaaninen – voidaan suorittaa mekaanisten järjestelmien, kuten moottorin käämitysten, rullalaakerien ja vaihteistojen, säännöllinen infrapunatarkastus ja sopia huoltotöistä, jos havaitaan poikkeavia "kuumia pisteitä".
Muoviruiskuvalu Muovinvalmistus on erinomainen sovellus infrapunakameroille sekä valmistusprosessin valvonnassa että perinteisessä ennaltaehkäisevässä kunnossapidossa. Valmistusprosessi perustuu lämpöön. Kun uudesta muoviosasta otetaan lämpökuva osan poistuessa muotista, sillä voidaan diagnosoida laatuongelmia ja vähentää hävikkiä ja samalla lisätä tuottavuutta ja tuottoja. Muoviteollisuudessa vallitsee erittäin kova kansainvälinen kilpailu. Ala pyrkii etsimään mitä tahansa toteutettavissa olevia keinoja lisätä kannattavuuttaan. Infrapunakamerat auttavat saavuttamaan korkeamman tuottavuusasteen valmistusprosessissa.
Ytimet ja syvennykset – ytimien ja syvennysten lämpöprofiilin valvonnalla voidaan ennakoida prosessin ongelmia. Ytimen infrapunakuvaa voidaan käyttää määrittämään, onko ydin liian kuuma. Ytimien välinen suuri lämpötilaero (yli 20 astetta) on yleensä merkki epävakaasta järjestelmästä.
Jäähdytysputket – väärä lämmönsiirto väärässä paikassa väärään aikaan voi aiheuttaa lyhyitä liipaisuja, hankautumista, viistoja, juuttuneita osia, murtumista, materiaalin laadun heikkenemistä ja hauraantumista. Muottien vaihtaminen ajoittain voi saa aikaan jäähdytysputkien virheellisiä liitäntöjä. Vertailemalla muoviosien lämpökuvia, jotka on otettu osien poistuessa muotista, voidaan määrittää, ovatko jäähdytysputket oikein liitettyjä ja siirtävätkö ne oikean määrän lämpöä.
Lämmityskaistat – syöttö ei saa ylittää tiettyä lämpötilaa tai esiintyy tukkeutumista. Lähellä syöttöä olevien lämmityskaistojen lämpötilaa voi seurata helposti infrapunakameralla.
Kuivaimet – laareista kosteuden poistavien kuivausjärjestelmien oikeita lämpötiloja täytyy valvoa. Infrapunalämpöanalyysi on erittäin nopea menetelmä varmistaa, että kuivausprosessi toimii oikein.
Sähkö – sähkömoottorien ja -liitäntöjen lämpökuvaukset voivat estää ennenaikaisia vikoja ja kalliita seisokkeja.
ElintarviketeollisuusElintarviketeollisuus on luonnollinen sovellus lämpökuvaukselle. Esivalmistetut ateriat ovat erittäin suosittuja kiireisten asiakkaiden keskuudessa. Muroissa, leivonnaisissa ja naposteltavissa tulee noudattaa tarkkoja valmistusprotokollia. Näissä ja monissa muissa elintarvikesovelluksissa valmistetaan suuria määriä ruokatuotteita erittäin tarkasti.
Turvallisuuden, laadun ja talouden kilpailulliset rajat
Prosessi-insinöörit kohtaavat jatkuvasti turvallisuuden, tuotelaadun ja talouden aiheuttamia kilpailullisia rajoituksia. Turvallisuus edellyttää, että kaikki elintarviketuotteen osat pidetään määrätyn lämpötilan yläpuolella tietyn ajanjakson verran, jotta mahdollisesti vaaralliset bakteerit saadaan tuhottua. Jos lämpötilaa kuitenkin nostetaan liikaa tai ajanjakso on liian pitkä, tuotteesta tulee kuiva ja ylikypsä ja huonolaatuinen. Tuotetalous vaatii, että tuotantolinja liikkuu nopeasti, jotta voidaan saavuttaa tavoitellut tuotemäärät, ja että uunia käytetään minimilämpötilassa, jotta polttoainekustannukset olisivat pienemmät. Tuotannon päivittäiseen talouteen vaikuttaa se tosiasia, että yksittäisellä turvallisuusrikkeellä voi olla valtavia taloudellisia ja moraalisia seurauksia koko yritykselle. Samoin pieni pudotus tuotteen laadussa voi tuhota vuosien työn haastavilla markkinoilla.
Tuotteen lämpötiloihin vaikuttavia tekijöitä
Lämpökuvauksella voidaan varmistaa turvallisesti ja taloudellisesti korkealaatuinen tuote. Lämpökuvauksella voidaan jatkuvasti valvoa itse tuotteen lämpötilaa. Hienostuneet uuni- ja hihnaohjaimet ovat arvokkaita, mutta tuotteen lämpötilat ovat kriittisin osatekijä. Tuotelämpötilat voivat vaihdella merkittävästi seuraavien muuttujien vuoksi:
- uunin lämpötila
- hihnanopeus
- tuotevolyymi
- tuotteen koostumus
- käynnistysolosuhteet ja
- tuotteen erotus tai sijoitus.
Tuotelämpötilojen jakaantuminen
Kun tuote poistuu uunista, sen pinnalla ja sisällä vallitsee tavallisesti useita lämpötiloja. Lämpötilojen jakaantumiseen vaikuttavat yllä mainitut tekijät. Jos tuotteen lämpötila yleensä mitataan yksittäisellä lämpömittarilla, lämpökuvassa näkyvät lämpötilavaihtelut voivat tulla yllätyksenä. Lämpökuva vastaa tuotteen pinnalle asetettuja tuhansia lämpötila-antureita, joiden tiedot on järjestetty kuvan muotoon. Useat vallitsevat lämpötilat yksittäisen tuotelämpötilan sijaan voidaan havaita yksinkertaisesti tarkkailemalla keksiä, jossa on palaneet reunat ja pehmeä sisus. Koska turvallisuuteen, laatuun ja talouteen liittyvät seikat vaikuttavat tuotteen kaikkiin osiin, on tarpeellista mitata lämpötilat tuotteen eri kohdista.
Kun lämpötilat on mitattu, prosessi voidaan optimoida. Jos lämpötilojen jakaantuminen on liian suurta, kannattaa kenties hidastaa hihnanopeutta, jotta kaikki tuotteen osat saavuttavat halutun lämpötilan. Jos vaihtelu taas on liian pientä, hihnanopeutta voi nostaa säilyttäen samalla tuotteen turvallisuus ja laatu.
Lämpökuvauksen vahvuudet elintarviketeollisuuden sovelluksissa
Lämpökuvaustekniikka tarjoaa perusmuodossaan tarkkoja pintalämpötilamittauksia. Tämä sopii hyvin esimerkiksi perunalastujen tai pekonin mittaamiseen, koska tuotteet ovat ohuita. Radiometrisen infrapunakameran kalibroidut kuvat toimivat hyvin ilman lisäkäsittelyä.
Huomattavan paksujen tuotteiden pintalämpötiloja voidaan käyttää osana matemaattista mallia, joka kuvaa tuotteen lämpöominaisuuksia. Tällaisella mallilla volumetrisiä lämpöominaisuuksia ja tilastoanalyyseja voidaan laajentaa moniin tuotteisiin. Riittävällä jälkikäsittelyllä näitä mittauksia voidaan tehdä reaaliajassa.
Lasinvalmistus Lämpötilojen valvonta tuotannon kriittisissä kohdissa on erittäin tärkeää, jotta lasinvalmistusprosessia voidaan ymmärtää ja hallita täysin. Koska lasinvalmistusprosessi perustuu lämpöön, valmistettavan lasin laatu riippuu eri elementtien, kuten lasimuotin, lasimassan, teräskuljetushihnan ja uunin, tarkkojen lämpötilalukemien saannista. Infrapunalaitteiden käyttö näiden lämpötilojen valvonnassa ja perinteisessä ennaltaehkäisevässä kunnossapidossa sähköisten ja mekaanisten vikojen estämiseksi voi saada aikaan korkealaatuisemman tuotteen ja minimoida ongelmien aiheuttamat kustannukset.
Lasimassan lämpötila – lasi kuljetetaan uunista muottiin ohjaimessa. Ohjaimen lopussa mäntä pakottaa lasin ulos massapalloina kouruihin, jotka johtavat muottikoneeseen. On erittäin tärkeää seurata massan lämpötilaa, sillä se ohjaa lasin painoa, viskositeettiä ja astian muodostumista muotissa. Lopputuotteen laatu voidaan varmistaa suorittamalla massan kosketukseton infrapunatarkastus massan poistuessa männästä.
Hihnan lämpötila – lasiastiat kuljetetaan teräksisellä kuljetushihnalla muottikoneesta jäähdytysuuniin. Jotta hihna ei jäähdyttäisi astioiden pohjaa epätasaisesti ja aiheuttaisi rikkoutumista, se lämmitetään kaasulla ennen kuin se yltää pullotuskoneille. Valmistajien on erittäin tärkeää mitata hihnan lämpötila säännöllisin väliajoin, jotta vältytään rikkoutumisilta ja voidaan taata riittävä tuotto ja kannattavuus haastavalla teollisuudenalalla. Infrapunakamera sopii tällaisiin sovelluksiin erinomaisesti.
Lasimuotti – lasiastioiden valmistajien täytyy valvoa lasimuotin lämpötilaa tarkasti, koska se vaikuttaa astioiden laatuun. Jos muotti ei jäähdy oikein, astia ei säilytä muotoaan poistuttuaan muotista. Jos muotti on liian viileä, astia ei muokkaudu oikein. Näin ollen astiavalmistajien kannattaa käyttää infrapunalaitteita, joilla voidaan mitata muotin lämpötiloja ja varmistaa, että jäähdytys toimii oikealla lämpötilalla.
Uunin valvonta – raaka-aineiden sulaminen lasiksi taloudellisesti vaatii jatkuvaa valvontaa. Lasiuunit pystyvät koostaan riippuen tuottamaan 50-600 tonnia lasia päivässä. Useimmat uunit sytytetään maakaasulla sivuporteista. Sulamislämpötila on noin 1 200 °C. Sulanut lasi virtaa uunista syöttimien kautta muotoilulaitteisiin, jotka on liitetty kuhunkin uuniin. Koko uunin ja jalostamon kunto ja tulenkestävän rakenteen turvallisuus ovat erittäin tärkeitä. Korkean lämpötilan infrapunakameralla voidaan helposti tehdä tarkistuksia, joilla minimoidaan lasin rikkoutumisen tai tulenkestävän rakenteen vioittumisen mahdollisuus. |