Värmefotografering för processövervakning och installationer

Ofta inspekterade komponenter

• Eldfast isolering
• Tankar och behållare
• Ångsystem/-fällor
• Rör och ventiler
• Värmare/ugnar
• Tillverkningsutrustning
• Plastindustri (formgjutning)
• Massa & papper (löprullar, hanteringsutrustning osv.)
• Metallgjuteri
• Pannor och reaktorer
• Forskning & utveckling

Vanliga orsaker till heta områden eller avvikelser

• Strukturella skador p.g.a. slitna rör osv.
• Extrem värmeutveckling/värmekurvor
• Gas- eller ångläckage

Petrokemi - Papperstillverkning - Formsprutning av plast - Livsmedelsberedning - Glastillverkning

Petrokemi

Inspektion av ugnar – Med infraröda kameror kan man på ett tillförlitligt sätt fastställa koksbildning på värmerör i ugnar. Detta fenomen som även kallas "förkoksning" kan enkelt upptäckas med lämplig infraröd utrustning för höga temperaturer, eftersom den del av röret där koks bildats framträder varmare än andra delar. Kokset hindrar med andra ord produkten från att jämnt absorbera värmen i röret. Andra nackdelar vid koksbildning är högre eldningsnivåer för ugnen och reducerad livslängd för röret. Incitamenten för underhållspersonal att utföra regelbunden infraröd skanning för att förhindra förkoksning är med andra många. ∑ Inspektion av kondensatorrör – Ibland kan kondensatorrören i ett raffinaderi sättas igen, vilket avsevärt försämrar utflödet och har en negativ inverkan på raffinaderiets driftseffektivitet. Infraröda bilder av sådana rör avslöjar var det finns igensatta partier och gör underhållspersonalen uppmärksam på problemet innan det får mer djupgående konsekvenser.

Högtrycksrör – Högtrycksrör är mycket vanliga i petrokemiska anläggningar. De kan efter någon tid orsaka läckage och olyckor p.g.a. frätande media, sprickor till följd av felaktiga lödning eller yttre påfrestningar samt försämring av materialet. För att rören ska kunna användas på ett säkert sätt måste man få en uppfattning om rörväggarnas integritet och därefter byta ut allvarligt skadade rör. Eftersom infraröd termografi är en beröringsfri, snabb, skonsam och enkel metod är den ett utmärkt verktyg för att studera mönster och avvikande värmeflöden p.g.a. defekta väggar i högtrycksrör.

Validering av termoelement – Infraröd utrustning är också en effektiv beröringsfri metod för att validera temperaturmätningar från termoelement. På flera ställen i ugnen sitter termoelement som ger mycket exakta rörtemperaturer, men om koks bildas runt elementen kan de lossna eller ge felaktiga data. En infraröd skanning kan förhindra detta genom att snabbt bekräfta att temperaturavläsningen från ett termoelement är korrekt. Så säkerställs hög avkastning.

Papperstillverkning

Torksteget - Infraröd fotografering är en utmärkt metod för att övervaka torkningen, som är en av de mest kritiska delarna av tillverkningsprocessen. Den kalla randen mot slutet av pappersrullen har orsakats av avdunstad kyla. Detta motsvarar fuktvariationer till följd av ojämn torkning. Ändringar som görs i torkprocessen för att komma till rätta med problemet syns direkt i alla produktionssteg.

Fuktränder på papper - Högtrycksduschar används för att hålla väven i presspartiet ren. Ibland överförs duschens flödesmönster till pappersfilten och dessa mönster kan identifieras med infraröd teknik. Detta tillstånd skapar problem i torkpartiet, t.ex. i form av rost på torkcylindrarna som i sin tur gör att torkfilten slits snabbare. Papper med våta ränder kan dessutom få sämre kvalitet och egenskaper vid efterföljande konvertering och tryckning. Infraröda kameror kan med andra ord spela en viktig roll när det gäller att identifiera och eliminera orsakerna bakom dessa mönster innan skadan blir permanent.

Ångläckage - Ångläckage vid ångspolarna i torkstegets ventilationssystem kan identifieras genom en infraröd inspektion av pappersmaskinen. Den här typen av läckor kan orsaka åtskilliga pappersbrott i maskinen, vilket kan ha en negativ inverkan på produktionen. Med en enda infraröd skanning har man inte bara förhindrat framtida problem, utan även sparat tusentals kronor i ökade produktionskostnader.

Elsystem – Pappersfabriker, liksom andra fabriker, kan drabbas av oväntade driftstopp p.g.a. att fel inträffar i elektriska komponenter som samlingsskenor, nätförgreningar, frånkopplingsbrytare, transformatorer, strömbrytare och elcentraler. Med infraröd utrustning kan dessa fel upptäckas mycket tidigt och åtgärdas innan de orsakar ett längre avbrott i produktionen.

Mekaniska system – Regelbunden infraröd inspektion av mekaniska system som motorlindningar, rullager och växellådor kan utföras och underhållsarbeten kan schemaläggas om 'varma punkter' fastställs.

Formsprutning av plast

Kärnor och hålrum – Genom att övervaka värmeprofiler för kärnor och hålrum kan man lättare förutse processrelaterade problem. Utifrån en infraröd bild av en kärna kan man avgöra om den börjar bli för varm. En större temperaturskillnad mellan kärnorna på över ca 6,5 °C betyder i regel att systemet är instabilt.

Kylledningar – Felaktig värmeöverföring på fel plats vid fel tillfälle kan orsaka korta skott, överfyllnad, ojämn fyllning, fastnade delar samt göra att materialet skär sig och blir sprött. När gjutformar byts ut kan kylledningar ibland anslutas felaktigt. Genom att jämföra värmebilder av plastdelar som kommer ut ur gjutformen kan man avgöra om kylledningarna är korrekt anslutna och överför rätt värmemängd.

Värmeremmar – Om matartratten överskrider en viss temperatur sätts den igen. Temperaturen på värmeremmarna nära matartratten kan enkelt övervakas med en infraröd kamera.

Torkar – Temperaturen i de torksystem som används för att avfukta avlastningsfickorna måste övervakas. En snabb metod att säkerställa att torkningsprocessen fungerar korrekt är med infraröd termisk analys.

Elsystem – Värmeskanning av elektriska motorer och anslutningar kan förhindra att komponenter slits ut i förtid och motverka dyra avbrott i produktionen.

Livsmedelsberedning

En ständig balansakt för att förena säkerhet, kvalitet och lönsamhet
Processteknikerns jobb är ofta att hitta den ultimata balansen mellan säkerhet, produktkvalitet och lönsamhet. Säkerheten kräver att alla ingredienser i en livsmedelsprodukt hålls över en viss temperatur under en viss tid så att eventuella bakterier försvinner. Om temperaturen däremot blir för hög eller tiden är för lång får man en torr och överfärdig produkt - dvs. kvaliteten blir lidande. Lönsamheten dikterar i sin tur att processen måste gå så snabbt att målvolymerna kan uppnås och ugnen kan köras på lägsta möjliga temperatur för att begränsa bränslekostnaden. I dagens produktionsklimat finns hela tiden medvetenheten om att en enda säkerhetsöverträdelse kan få ödesdigra konsekvenser för hela företaget ur ett ekonomiskt såväl som moraliskt perspektiv. På samma sätt kan flera års inarbetning på marknaden gå förlorad om produktkvaliteten tillfälligt försämras.

Faktorer som påverkar produkttemperaturer
Värmefotografering är en utmärkt metod att på ett säkert och lönsamt sätt säkerställa en hög produktkvalitet. Värmefotografering gör det möjligt att permanent övervaka temperaturen i själva produkten. Sofistikerade ugnar och bältesstyrningar är värdefulla hjälpmedel, men i slutändan handlar det ändå om produktens temperatur. Produkttemperaturen kan variera mycket p.g.a. faktorer som:

• ugnens temperatur
• bältets hastighet
• produktvolymen
• produktens sammansättning
• förutsättningar för start och
• produktavskiljning eller placering.

En fördelning av produkttemperaturer
När produkter kommer ut ur en ugn håller de normalt olika temperatur på olika ställen på ytan och inuti. Denna temperaturfördelning påverkas av alla faktorerna ovan. De som normalt mäter "temperaturen" (singular) i en produkt med en enkel termometer kanske förvånas över de stora temperaturvariationerna som syns på en värmebild. En värmebild motsvarar en array av tusentals temperaturprober som täcker hela produktytan och insamlade data visas som en bild. Att produkter håller olika temperatur på olika ställen bekräftas av vanliga fenomen som kakor med brända kanter och rinniga mittpartier. Eftersom säkerhet, kvalitet och lönsamhet rör alla delar av produkten är det meningsfullt att också göra temperaturmätningar över hela produkten.

När temperaturvärdena från alla ställen samlats in kan processen utvärderas och optimeras. Om temperaturerna skiljer sig för mycket åt kan remhastigheten reduceras något så att alla delar av produkten uppnår den önskade temperaturen. Om fördelningen i stället är för jämn kan remhastigheten ökas, givetvis utan att äventyra produktens säkerhet och kvalitet.

Fördelar med värmefotografering i livsmedelstillämpningar
Värmefotografering i sin enklaste form möjliggör exakt mätning av yttemperaturer. Detta är idealiskt för produkter som har en mycket tunn profil, t.ex. chips eller bacon. De kalibrerade bilderna från radiometriska, infraröda kameror kan här användas utan vidare bearbetning.

För produkter med större tjocklek kan yttemperaturvärdena matas in i en matematisk modell som beskriver produktens värmeegenskaper. Med en sådan modell kan värmeegenskaper och statistiska analyser utvidgas till att omfatta många ytterligare produkter. Med lämplig efterbearbetning kan avläsningarna göras i realtid.

Glastillverkning

Temperatur i styrränna – Glas transporteras från ugnen till gjutformen i en styrränna. I slutet av rännan sitter en kolv som tvingar ut glaset i bollar (eller droppar) och ned i doseringsrännor som leder fram till gjutmaskinen. Det är extremt viktigt att temperaturen i dessa droppar noggrant övervakas eftersom den påverkar glasets vikt, viskositet och formbarhet i gjutformen. Med beröringsfri, infraröd inspektion av dropparna som lämnar kolven kan man säkerställa slutproduktens kvalitet.

Bandtemperatur – Färdiga glasbehållare transporteras från gjutmaskinen till kylkanalen på ett transportband i stål . För att förhindra att bandet kyler behållarna ojämnt underifrån och orsakar sprickor värms bandet upp med gasflammor innan det når tappmaskinen. Det är mycket viktigt att tillverkaren kan mäta bandet temperatur vid regelbundna intervall för att förhindra sprickor och säkerställa en genomströmning som är tillräckligt hög för att skapa lönsamhet i en konkurrensutsatt industri. En infraröd kamera är idealiskt för den här typen av tillämpningar.

Gjutform – Glastillverkare måste kunna övervaka temperaturen i gjutformen mycket noggrant eftersom den har en direkt inverkan på behållarnas kvalitet. Om gjutformen inte kyls korrekt kommer behållaren inte att ha kvar sin form efter utmatning och om gjutformen är för kall kommer den inte att få rätt form. Det är med andra ord en stor fördel för tillverkaren att använda infraröd utrustning för att vid lämpliga intervall mäta temperaturen i gjutformen och säkerställa att glaset kyls till rätt temperatur.

Ugnsövervakning – Ekonomisk smältning av råmaterial till glas kräver ständig kontroll och övervakning. Glasugnar kan, beroende på storlek, producera allt från 50 till 600 ton glas om dagen. De flesta ugnarna eldas med naturgas genom öppningar på sidan och har en smälttemperatur på runt 1 200 °C. Smält glas matas ut ur ugnen till formningsmaskinerna i anslutning till respektive ugn. Tillståndet och stabiliteten hos de eldfasta materialen i ugnen och raffinören är extremt viktiga. En infraröd kamera som tål höga temperaturer är ett praktiskt verktyg för rutinkontroller. Därmed minskar risken för glasbrott eller brister i den eldfasta infodringen.