Monitorização de Processo e Instalações de Termografia

Componentes normalmente inspeccionados

• Isolamento Refractário
• Depósitos e Reservatórios
• Sistemas de colectores e reservatórios
• Tubagens, válvulas
• Aquecedores/Fornos
• Equipamento de fabrico
• Indústria de Plásticos (Moldes)
• Papel e Pasta de Papel (Rodas, equipamento de manuseamento, etc.)
• Fundição de Metal
• Caldeiras e Reactores
• Investigação e Desenvolvimento

Razões comuns para pontos quentes ou desvios de temperatura

• Estruturas danificadas causadas por tubagens desgastadas, etc.
• Fluxo de corrente anormal/gradientes de calor
• Fugas de gás ou vapor

Petroquímica - Fabrico de Papel - Molde por Injecção de Plástico - Processamento de alimentos - Fabrico de Vidro

Petroquímica

Inspecção do Forno – As câmaras de infravermelhos facilitam a inspecção de tubos do aquecedor em fornos para acumulação de escala de carbono. Este fenómeno, também conhecido como "coqueificação", pode ser detectado facilmente com equipamento de infravermelhos de temperatura elevada adequado, porque as áreas com acumulação de coque aparecem como mais quentes do que as outras áreas da superfície do tubo. Isto mostra que o coque impede que o produto absorva uniformemente o calor do tubo. As desvantagens adicionais da coqueificação incluem elevadas taxas de acendimento do forno e vida útil do tubo reduzida. Isto proporciona um maior incentivo para o pessoal de manutenção efectuar análises regulares de infravermelhos para proteger contra a coqueificação. ∑ Inspecção do Tubo do Condensador - Ocasionalmente, os tubos do condensador numa refinaria podem ficar obstruídos, o que pode deteriorar significativamente a saída e ter um efeito adverso sobre a eficiência de funcionamento da refinaria. As imagens de infravermelhos de tais tubos podem revelar secções do tubo que estejam obstruídas, por isso, alerte o pessoal de manutenção para o problema antes que possa resultar em consequências mais graves.

Condutas de Pressão de Alta Temperatura – As condutas de pressão de alta temperatura são utilizadas extensivamente em fábricas de produtos petroquímicos. As fugas e os acidentes devidos a isso podem ocorrer ocasionalmente após um determinado período de tempo devido a corrosão dos meios, fendas devido aos defeitos de soldadura ou tensão e deterioração do material. Para assegurar um funcionamento seguro dos tubos é necessário ter uma ideia da integridade das paredes dos tubos e substituir apenas os tubos criticamente danificados. Dado que a termografia por infravermelhos é sem contacto, rápida, inofensiva e facilmente implementável, é uma grande ferramenta para observar as descontinuidades nos padrões de fluxo de calor resultantes de defeitos na parede para tubos de pressão de alta temperatura.

Validação de Termopar – O equipamento de infravermelhos também pode fornecer um grande mecanismo sem contacto para a validação da medição da temperatura termopar. Os termopares são instalados em vários pontos num forno para proporcionar temperaturas de tubo muito precisas, mas quando a coqueificação ocorre à volta do termopar, é susceptível de se soltar ou fornecer dados imprecisos. Uma análise por infravermelhos pode prevenir isto, validando rapidamente a precisão de uma leitura da temperatura do tubo fornecida pelo termopar. Isto assegura um bom rendimento do produto.

Fabrico de Papel

Fase de Secagem As imagens por infravermelhos fornecem um excelente método para monitorização de uma das partes mais difíceis do processo de fabrico de papel, a fase de secagem. A raia de frio em direcção ao extremo do rolo de papel é causada pelo arrefecimento por evaporação. Isto corresponde a variações de humidade resultantes de secagem irregular. As alterações feitas no processo de secagem para corrigir este problema podem ser imediatamente monitorizadas em todos os passos da produção.

Listras de Humidade em Papel - Os chuveiros de alta pressão são utilizados para manter a secção de prensagem de tecidos limpa. Ocasionalmente, o padrão de fluxo do chuveiro é transferido para o rolo de papel e estes padrões podem ser identificados através de imagens por infravermelhos. Esta condição pode causar problemas na secção de secagem, tais como o enferrujamento de rolos de retorno que leva ao desgaste prematuro do tecido do secador. Além disso, se o papel tiver listras molhadas pode ter um efeito prejudicial na qualidade e no desempenho do papel num processo de conversão e impressão subsequente. Consequentemente, as câmaras de infravermelhos podem desempenhar um papel importante na identificação e na eliminação da causa de tais padrões antes de danos significativos serem sofridos.

Fugas de Vapor - As fugas de vapor em bobinas de vapor para o sistema de ventilação de bolso da secção de secagem podem ser identificadas durante uma inspecção de infravermelhos da máquina de papel. Tais fugas podem levar a que a máquina de papel tenha frequentes quebras de papel, o que pode ter um efeito adverso sobre a produção. Em virtude de uma única análise por infravermelhos, não só se previne inconvenientes futuros, como a fábrica de papel ganha milhares de dólares no aumento da produção.

Parte eléctrica – As fábricas de papel, tal como outras unidades fabris, podem viver períodos de inactividade inesperados devido a falha de um componente eléctrico, tal como barras de bus eléctricas, divisões de linha, desactivações de comutadores, transformadores, disjuntores e painéis de distribuição. Estas falhas podem ser facilmente descobertas antes do tempo utilizando o equipamento de infravermelhos e corrigidas antes de uma avaria parar a produção.

Parte mecânica – A inspecção regular por infravermelhos em sistemas mecânicos, tais como enrolamentos do motor, enrolamentos do rolo e caixas de velocidades pode ser realizada e o trabalho de manutenção pode ser programado se forem observados "pontos quentes" aberrantes.

Molde por Injecção de Plástico

Núcleos e cavidades – A monitorização do perfil térmico de núcleos e cavidades pode prever problemas com o processo. Uma imagem de infravermelhos de um núcleo pode ser utilizada para determinar se está a funcionar demasiado quente. Uma grande diferença de temperatura entre núcleos superior a 20 ºF normalmente significa que o sistema está instável.*

Linhas de refrigeração – A transferência de calor errada no local errado à hora errada pode resultar em pequenos disparos, escoriação, esvaziamento, peças presas, tensão, degradação do material e fragilidade. A alteração dos moldes por vezes resulta em ligação incorrecta das linhas de refrigeração. A comparação de imagens térmicas de peças de plástico quando saem do molde poderá ser utilizada para determinar se as linhas de refrigeração estão ligadas correctamente e transferir a quantidade de calor correcta.

Bandas térmicas – O canal de alimentação não deve exceder uma temperatura específica ou ocorrerá entupimento. A temperatura das bandas térmicas junto do canal de alimentação pode ser monitorizada facilmente com uma câmara de infravermelhos.

Secadores – Os sistemas de secagem utilizados para remover humidade dos funis devem ser monitorizados para temperaturas correctas. Uma análise térmica de infravermelhos é um método muito rápido para assegurar que o processo de secagem funciona correctamente.

Parte eléctrica – As análises térmicas de motores eléctricos e ligações pode prevenir a avaria prematura e períodos de inactividade dispendiosos.

Processamento de alimentos

As Fronteiras de Concorrência de Segurança, Qualidade e Economia
Os engenheiros de processos enfrentam constantemente as fronteiras de concorrência impostas pela segurança, qualidade do produto e economia. A segurança requer que todas as partes de um produto alimentar sejam mantidas acima de uma temperatura limite por um período de tempo específico para matar bactérias potencialmente perigosas. No entanto, se a temperatura for aumentada em demasia ou o período de tempo for excessivo, o produto torna-se seco e demasiado cozido -- uma qualidade do produto inaceitável. A economia de produção dita que a linha mova rapidamente para alcançar volumes destinados e conseguir que o forno funcione a uma temperatura mínima para reduzir despesas de combustível. As economias de produção diárias são temperadas pela realização de que uma única violação de segurança poderá ter consequências económicas e morais desastrosas para toda a corporação. Do mesmo modo, um breve lapso na qualidade do produto poderá desfazer anos de realização num mercado competitivo.

Factores que Influenciam as Temperaturas dos Produtos
A termografia fornece a capacidade de medição para obter de modo seguro e económico um produto de alta qualidade. A termografia fornece a capacidade de monitorização constante das temperaturas do próprio produto. Os fornos sofisticados e os controles de correias são valiosos, mas as temperaturas dos produtos são as mais críticas. As temperaturas dos produtos poderão variar significativamente devido a parâmetros como:

• Temperatura do forno;
• Velocidade da correia;
• Volume do produto;
• Composição do produto;
• Condições de arranque; e
• Separação ou colocação do produto.

Uma Distribuição de Temperaturas dos Produtos
Quando saem de um forno, os produtos normalmente possuem uma gama ou distribuição de temperaturas ao longo da sua superfície e volume. Esta distribuição de temperaturas é influenciada pelos inúmeros factores listados acima. Aqueles que medem a 'temperatura' (singular) de um produto com um único termómetro poderão ficar surpreendidos ao verem as variações de temperatura evidentes na imagem térmica. Uma imagem térmica é equivalente a um conjunto de milhares de sondas de temperatura colocadas sobre a superfície do produto com os dados resultantes organizados no formato de uma imagem. Uma distribuição de temperaturas, em vez de uma única temperatura do produto, é suportada por observações comuns, tais como bolachas com bordas queimadas e centros semi-líquidos. Dado que as questões de segurança, qualidade e económicas se aplicam a todas as partes do produto, é importante medir temperaturas em todo o produto.

Uma vez que as distribuições de temperatura são medidas, o processo pode ser gerido e optimizado. Se a distribuição de temperaturas for demasiado vasta, talvez a velocidade da correia seja reduzida ligeiramente para permitir que todas as partes do produto alcancem a temperatura desejada. Ao contrário, se a distribuição for limitada, a velocidade da correia poderá ser aumentada enquanto mantém a segurança e a qualidade do produto.

Pontos fortes da Termografia para Aplicações de Processamento de Alimentos
A tecnologia de termografia, na sua forma básica, fornece medições precisas de temperaturas de superfícies. Isto é idealmente adequado para a medição de produtos, tais como batatas fritas ou bacon devido ao seu perfil fino. As imagens calibradas de uma câmara por infravermelhos radiométricos trabalham bem sem processamento posterior.

Para os produtos com espessura substancial, as temperaturas de superfícies poderão ser utilizadas como uma entrada num modelo matemático que descreve as propriedades térmicas do produto. Com tal modelo, as propriedades térmicas volumétricas e as análises estatísticas poderão ser alargadas a muitos produtos adicionais. Com suficiente energia de pós-processamento, estas medições poderão ser feitas em tempo real.

Fabrico de Vidro

Temperatura de Gota – O vidro é transportado do forno para o molde num corredor. No final do corredor, uma ventosa força o vidro para fora em esferas chamadas "gotas" para calhas que levam até à máquina de molde. É extremamente importante monitorizar a temperatura das "gotas", porque controla o peso do vidro, a sua viscosidade e a formação do recipiente no molde. Por essa razão, a qualidade do produto final pode ser assegurada ao realizar uma inspecção conveniente por infravermelhos sem contacto das gotas à medida que elas deixam a ventosa.

Temperatura da correia – Os recipientes de vidro são transportados numa correia transportadora de aço da máquina de molde para a arca de recozimento em forma de túnel. Para evitar que a correia arrefeça as partes inferiores dos recipientes de modo irregular, causando assim a ruptura, a correia é aquecida com chamas de gás antes de atingir as máquinas de engarrafamento. É crítico para os fabricantes medir a temperatura da correia em intervalos regulares de modo a evitar a ruptura e garantir um retorno bastante elevado para manter a rentabilidade numa indústria competitiva. Uma câmara de infravermelhos é ideal para este tipo de aplicação.

Molde de Vidro – É necessário que os fabricantes de recipientes de vidro monitorizem de perto a temperatura do molde de vidro, porque isso afecta a qualidade dos recipientes. Se o molde não estiver a refrigerar de forma adequada, o recipiente não irá reter a sua forma após sair do molde, ou se o molde estiver demasiado frio, o recipiente não será moldado de forma adequada. Consequentemente, é para o benefício dos fabricantes de recipientes a utilização do equipamento de infravermelhos para adquirir periodicamente temperaturas de molde a fim de verificar que a refrigeração está a prosseguir a uma temperatura adequada.

Monitorização do Forno – A fusão económica de matérias-primas em vidro requer supervisão e monitorização constantes. Dependendo do seu tamanho, os fornos de vidro têm capacidade para produzir entre 50 a 600 toneladas de vidro por dia. A maioria dos fornos são accionados por gás natural através das portas laterais e a temperatura de fusão é de cerca de 1200°C. O vidro fundido sai do forno através dos alimentadores para as máquinas de formação anexadas a cada forno. A condição e a segurança da estrutura refractária de todo o forno e refinador é extremamente importante. Uma câmara de infravermelhos de temperaturas altas pode facilmente ser utilizada para realizar verificações a fim de minimizar a possibilidade de quebra do vidro ou falha refractária.