Thermographie de surveillance de process et d'installations Composants généralement contrôlés - Isolement des matériaux réfractaires
- Réservoirs et cuves
- Systèmes et purgeurs de vapeur
- Tuyaux et soupapes
- Chauffages/fours
- Equipement de fabrication
- Plastique (moulage)
- Pâte à papier et papeterie (rouleaux, équipement de manutention, etc.)
- Fonderie
- Chaudières et réacteurs
- Recherche et développement
Causes classiques des points de surchauffe et écarts de température - Structures endommagées en raison de l'usure des tuyaux, etc.
- Flux de chaleur/gradient de température anormal
- Fuite de gaz ou de vapeur
Pétrochimie - Fabrication de papier - Moulage de plastique par injection -
Transformation des aliments - Fabrication de verre 
Pétrochimie Le processus de raffinage pétrochimique consomme énormément d'énergie et nécessite une étroite surveillance thermique afin d'assurer la sécurité et l'efficacité thermique de chaque processus. L'examen de tels processus thermiques avec un équipement capable de mesure des hautes températures permet de diagnostiquer rapidement et précisément les problèmes et d'éviter aux raffineries des dommages extrêmement coûteux. Les raffineries peuvent atteindre des niveaux de productivité supérieurs et accroître la rentabilité en utilisant des caméras infrarouges dans le cadre de la vérification des niveaux de réservoirs, du diagnostic des ailettes de condensateur, de la maintenance des fours, de la gestion de la perte des matériaux réfractaires et de la maintenance électrique et mécanique. Surveillance de process Inspection des fours – Les caméras infrarouges facilitent l'inspection des tubes de chauffage afin de détecter les accumulations de carbone. Ce phénomène, également appelé « cokéfaction », peut être détecté facilement à l'aide d'un équipement infrarouge haute température adapté car les zones comportant des accumulations de coke sont plus chaudes que les autres endroits de la surface du tube. Cela indique que le coke empêche le produit d'absorber uniformément la chaleur produit par le tube. Les autres problèmes dus à la cokéfaction sont un accroissement des fréquences de brûlage des fours et une diminution de la durée de vie des tubes. Cela incite le personnel de maintenance à réaliser des analyses infrarouges régulières afin d'éviter la cokéfaction. Inspection des tubes réfrigérants - Il arrive occasionnellement que les tubes réfrigérants d'une raffinerie se bouchent, ce qui peut affecter la production de façon importante et nuire à l'efficacité opérationnelle de la raffinerie. Les images infrarouges de ces tubes peuvent révéler des sections de tube bouchées, ce qui permet au personnel de maintenance de prendre des mesures avant que les conséquences soient plus sévères. Maintenance prédictive Pipelines pressurisés hautes températures – Les pipelines pressurisés hautes températures sont très répandus dans les usines pétrochimiques. Des fuites et des accidents peuvent occasionnellement avoir lieu après quelques temps en raison de la corrosion des matériaux, de fêlures dues à des soudures défectueuses ou au stress, et à la détérioration des matériaux. Afin d'assurer une exploitation sûre des tuyaux, il est nécessaire d'évaluer l'intégrité des parois des tuyaux et de remplacer uniquement les tuyaux sérieusement endommagés. La thermographie infrarouge étant une méthode sans contact, rapide et neutre pouvant être déployée facilement, elle constitue un outil incomparable pour observer les discontinuités des profils de flux thermiques causées par la détérioration des parois des pipelines pressurisées hautes températures. Validation des thermocouples – Les équipements infrarouges fournissent également un très bon moyen de validation des mesures de température de thermocouples sans contact. Des thermocouples sont installés à différents points d'un four afin de fournir des mesures de température très précises des tubes mais, lorsque de la cokéfaction se développe autour des thermocouples, ces derniers risquent de se détacher ou de fournir des données imprécises. Une analyse infrarouge peut éviter ce problème en validant rapidement la précision des relevés de température des tubes d'un four fournies par les thermocouples. Cela permet d'assurer un bon rendement.  Fabrication du papier
La fabrication du papier est un secteur concurrentiel dans lequel la réduction des coûts d'exploitation et l'accroissement des profits constituent un défi permanent. Le processus de fabrication du papier basé sur l'extraction de l'eau par drainage, pression mécanique et application de chaleur comporte plusieurs stades pouvant fournir une signature thermique. L'utilisation d'équipements infrarouges pour surveiller chacun de ces stades, ainsi que pour prévenir des pannes électriques et mécaniques en pratiquant une maintenance prédictive traditionnelle, peut produire des produits de meilleure qualité et réduire les coûts en évitant des pannes. Surveillance de process Drying Stage Stade de séchage - La thermographie fournit une excellente méthode pour surveiller une des phases les plus difficiles de la fabrication du papier, le stade de séchage. La traînée froide qui se trouve à l'extrémité du rouleau de papier est due au refroidissement par évaporation. Cela correspond à des variations d'humidité entraînant un séchage inégal. Les modifications apportées au processus de séchage pour corriger ce problème peuvent être surveillées immédiatement à toutes les étapes de la production. Moist Streaks on Paper Traînées humides sur le papier - Des jets d'eau à haute pression sont utilisés pour que la toile des sections de presse reste propre. Occasionnellement, les traînées de flux de jets d'eau sont transférées sur le papier et ces traînées peuvent être identifiées à l'aide de la thermographie. Cette condition peut poser des problèmes dans la sécherie, comme la corrosion des rouleaux de retour qui entraîne alors une usure prématurée de la toile sécheuse. De plus, le papier contenant des traînées humides peuvent avoir un effet néfaste sur la qualité et les performances du papier dans les processus de conversion et d'impression suivants. En conséquence, les caméras infrarouges peuvent jouer un rôle crucial dans l'identification et l'élimination des causes de ces traînées avant que des dommages importants se produisent. Maintenance prédictive Fuites de vapeur - Les fuites de vapeur des serpentins de vapeur du système de ventilation de poche d'air de la sécherie peuvent être identifiées lors d'une analyse infrarouge de la machine à papier. Ces fuites peuvent entraîner de fréquentes déchirures dans la machine à papier, qui peuvent affecter la production de façon négative. Une simple analyse infrarouge peut non seulement éviter des inconvénients à venir mais faire également gagner aux papeteries des sommes importantes grâce à un accroissement de la production. Réseau électrique – Les papeteries, comme les autres usines, peuvent subir des immobilisations inattendues en raison de pannes de composants électriques tels que barres omnibus, épissures de lignes, commutateurs, transformateurs, disjoncteurs et panneaux de distribution. Ces pannes peuvent être détectées facilement avant même qu'elles se produisent à l'aide d'équipements infrarouges et réparées avant qu'elles affectent la production. Systèmes mécaniques – Une inspection infrarouge régulière de systèmes mécaniques tels que bobinages de moteurs, roulements et boîtes de vitesse peut être réalisée et des travaux de maintenance peuvent être planifiés si des points chauds anormaux sont observés.  Moulage de plastique par injection
La fabrication de produits en matière plastique est une application superbe pour les caméras infrarouges, à la fois pour la surveillance des processus de fabrication et pour la maintenance prédictive traditionnelle. Le processus de fabrication est thermique par nature. Les thermogrammes des pièces en plastique obtenus à la sortie du moule peuvent être utilisés pour diagnostiquer des problèmes de qualité et réduire les mises au rebut tout en accroissant la productivité et la rentabilité. L'industrie du plastique, durement touchée par la concurrence internationale, est extrêmement motivée pour trouver des moyens pratiques d'accroître la rentabilité. Les caméras infrarouges aident à accroître la productivité des processus de fabrication. Surveillance de process Noyaux et cavités – La surveillance du profil thermique des noyaux et des cavités permet d'anticiper les problèmes de processus. Une image infrarouge de noyau peut être utilisée pour déterminer s'il est surchauffé. Une grande différence de température des noyaux, supérieure à 11 °C, signifie habituellement que le système est instable.* Conduites de refroidissement – Le mauvais transfert de chaleur, au mauvais endroit et au mauvais moment peut entraîner des réfractions, la formation de galle, de fissures, le collage des pièces, le cisaillement, la dégradation et la friabilité du matériau. Les changements de moules entraînent parfois une mauvaise connexion des conduites de refroidissement. La comparaison des thermogrammes de pièces en plastique à leur sortie du moule peut être utilisée pour déterminer si les conduites de refroidissement sont connectées correctement et si elles transfèrent la quantité de chaleur voulue. Maintenance prédictive Bandes thermiques – La goulotte d'alimentation ne doit pas dépasser une certaine température pour éviter les bouchages. La température des bandes thermiques proches de la goulotte d'alimentation peut être surveillée facilement à l'aide d'une caméra infrarouge. Sécheries – La température des systèmes de séchage utilisés pour extraire l'humidité des trémies, doit être surveillée. Une analyse thermique par infrarouges est une méthode très rapide permettant de s'assurer que le processus de séchage fonctionne correctement. Réseaux électriques – L'analyse thermique des moteurs et des connexions électriques peut éviter des défaillances prématurées et des immobilisations coûteuses.  Transformation des aliments
La transformation des aliments est une application naturelle de la thermographie. Les viandes précuites sont un aliment de plus en plus apprécié des clients surchargés. Les céréales, pâtisseries et snacks nécessitent tous des protocoles de cuisson précis. Dans ces applications alimentaires et de nombreuses autres, de grands volumes de produits alimentaires doivent être cuits avec précision. Les limites conflictuelles de la sécurité, de la qualité et de l'économie Les ingénieurs des procédés de fabrication sont constamment confrontés aux limites conflictuelles imposées par la sécurité, la qualité des produits et l'économie. Les contraintes de sécurité exigent que tous les composants d'un produit alimentaire soient maintenus au-dessus d'un seuil de température pendant une durée spécifique afin de tuer les bactéries potentiellement dangereuses. Cependant, si la température est trop élevée ou si la durée est excessive, le produit est desséché et trop cuit -- une qualité de produit inacceptable. L'économie de production exige que la ligne de production avance rapidement pour atteindre les objectifs de volume et que le four fonctionne à une température minimum pour réduire les dépenses énergétiques. Les contraintes économiques journalières de la production sont atténuées par la réalisation qu'une simple violation de la sécurité peut avoir des conséquences économiques et morales désastreuses pour toute l'entreprise. De même, une brève baisse de la qualité du produit peut annuler des années d'accomplissement dans un marché concurrentiel. Facteurs affectant la température des produits La thermographie fournit la capacité d'effectuer des mesures permettant d'obtenir des produits de haute qualité en remplissant les objectifs de sécurité et d'économie. La thermographie fournit la capacité de surveiller constamment la température des produits eux-mêmes. Les fours et contrôles d'entraînement sophistiqués sont précieux, mais c'est la température des produits qui est la plus importante. La température des produits peut varier de façon importante en raison des facteurs suivants : - température du four ;
- vitesse de la courroie ;
- volume du produit ;
- composition du produit ;
- conditions de démarrage ; et
- séparation ou positionnement du produit.
Distribution des températures des produits Alors qu'ils sortent du four, les produits ont une plage ou distribution de températures sur toute leur surface et tout leur volume. Cette distribution des températures est influencée par les nombreux facteurs énoncés ci-dessus. Ceux qui mesurent la température (au singulier) d'un produit à l'aide d'un thermomètre unique pourraient être surpris de constater les variations de température, évidentes sur un thermogramme. Un thermogramme est l'équivalent d'une batterie de milliers de sondes de température placées à la surface du produit, les données résultantes étant organisées sous forme d'image. Une distribution des températures, par opposition à une mesure de température unique d'un produit, est soutenue par des observations communes telles que les bords brûlés et le centre semi-liquide de gâteaux. Les contraintes de sécurité, de qualité et d'économie s'appliquant à toutes les parties d'un produit, il est important de mesurer la température de toutes les parties du produit. Une fois que la distribution des températures est mesurée, le processus peut être géré et optimisé. Si la distribution des températures est trop étendue, il est possible qu'une légère réduction de la vitesse de la courroie permette à toutes les parties du produit d'atteindre la température souhaitée. Inversement, si la distribution est étroite, la vitesse de la courroie peut être accrue tout en préservant la sécurité et la qualité du produit. La Figure 1 montre une série de thermogrammes de biscuits aux copeaux de chocolat une fois sortis d'un four domestique. L'image supérieure gauche de la Figure 1 montre les biscuits sur un plateau. La barre de couleurs à droite indique les températures (degrés Fahrenheit) correspondant aux couleurs de l'image. L'image supérieure droite montre l'image du produit extraite du plateau se trouvant en arrière-plan. L'image inférieure gauche montre une représentation 3D des températures des biscuits uniquement. Le thermogramme inférieur droit montre les distributions de températures des biscuits seuls, sans l'arrière-plan. (Analyse et traitement fournis par Cardiowave, Inc.) Les Figures 2 et 3 montrent des thermogrammes de tranches de bacon à deux moments différents après que les tranches ont été sorties d'un four à micro-ondes. Les variations de température sont évidentes, tout comme l'effet du refroidissement entre la Figure 2 et la Figure 3.  Atouts de la thermographie dans les applications de transformation des aliments La thermographie, dans sa forme de base, fournit des mesures précises des températures de surface. Cette capacité est parfaitement adaptée à la mesure de produits tels que les chips ou le bacon, en raison de leur minceur. Les images étalonnées d'une caméra infrarouge radiométrique conviennent parfaitement, sans traitement complémentaire. Sur les produits plus épais, les températures de surface peuvent être utilisées comme entrées d'un modèle mathématique décrivant les propriétés thermiques du produit. Avec un tel modèle, les propriétés thermiques volumétriques et analyses statistiques peuvent être étendues à de nombreux autres produits. Avec une puissance de post-traitement suffisante, ces mesures peuvent être réalisées en temps réel.  Fabrication de verre
La surveillance des températures à des points critiques de la production est impérative pour bien comprendre et contrôler efficacement la fabrication du verre. Le processus de fabrication du verre étant de nature thermique, la qualité du verre fabriqué dépend de la précision des relevés de température de différents éléments, tels que les moules à verre, les cueillages, les courroies de transporteur en acier et le four. L'utilisation d'équipements infrarouges facilement déployables pour surveiller ces températures, ainsi que pour prévenir des pannes électriques et mécaniques en pratiquant une maintenance prédictive traditionnelle, peut produire des produits de meilleure qualité et réduire les coûts en évitant des pannes. Surveillance de process Température du cueillage – Le verre est transporté du four au moule dans un canal de coulée. Au bout du canal, un plongeur force le verre hors du canal sous forme de boules appelées « cueillages » dans des goulottes menant à la machine à mouler. Il est extrêmement important de surveiller la température des cueillages car elle contrôle le poids du verre, sa viscosité et la formation du récipient dans le moule. En conséquence, la qualité du produit final peut être assurée en réalisant des inspections sans contact pratiques des cueillages alors qu'ils quittent le plongeur. Température de la courroie – Les récipients en verre sont transportés sur une courroie de transporteur en acier de la machine à mouler jusqu'à l'étenderie. Afin d'éviter que la courroie refroidisse le fond des récipients de manière inégale, ce qui pourrait provoquer des bris de verre, la courroie est chauffée avec des brûleurs à gaz avant d'atteindre les embouteilleuses. Il est essentiel pour les fabricants de mesurer la température de la courroie à intervalles réguliers afin d'éviter les bris de verre et de garantir un retour suffisamment élevé pour maintenir la rentabilité dans un secteur concurrentiel. Les caméras infrarouges sont idéales dans ces applications. Maintenance prédictive Moule à verre – Il est nécessaire aux fabricants de récipients en verre de surveiller étroitement la température des moules à verre car elle affecte la qualité des récipients. Si le moule ne se refroidit pas correctement, le récipient ne conservera pas sa forme après avoir quitté le moule ou, si le moule est trop froid, le récipient ne sera pas moulé correctement. En conséquence, il est avantageux pour les fabricants de récipients d'utiliser un équipement infrarouge pour mesurer de temps en temps la température des moules et s'assurer que le refroidissement se produit à la température appropriée. Surveillance du four – La fonte économique de matériaux bruts en vue de produire du verre nécessite une supervision et une surveillance constantes. Selon leur taille, les fours de verrerie sont capables de produire de 50 à 600 tonnes de verre par jour. La plupart des fours brûlent du gaz naturel dans des ports latéraux et la température de fusion est d'environ 1 200 °C. Le verre fondu finit par couler hors du four par des distributeurs vers des machines de formage reliées à chaque four. La condition et la sécurité de la structure réfractaire du four et du raffineur entiers sont extrêmement importantes. Une caméra infrarouge hautes températures peut facilement être utilisée pour les contrôles, afin de minimiser les risques de bris de verre ou les défaillances de matériaux réfractaires. |