Polski

Korzystanie z termografii do wyszukiwania i usuwania awarii silników i napędów

20 Sierpień 2021 | Termografia

Kamery termowizyjne, zwane również kamerami na podczerwień, są przydatne do wyszukiwania i usuwania awarii silników, jak również monitorowania stanu silników w ramach konserwacji zapobiegawczej w zakładach energetycznych, produkcyjnych i komercyjnych. Kamery termowizyjne ujawniają sygnaturę cieplną silnika, co może wiele powiedzieć o jego stanie. W rzeczy samej stan silników może odegrać niebagatelną rolę w utrzymaniu nieprzerwanej pracy zakładu oraz zmniejszeniu kosztów operacyjnych.

Co należy skanować?

Tworzenie profili cieplnych silników należy zaczynać od wykonania dobrej jakości zdjęć termowizyjnych podczas pracy silników w normalnych warunkach. Dzięki temu uzyskujemy podstawowe pomiary temperatury podzespołów. Kamera termowizyjna może uchwycić poziom temperatury wszystkich najistotniejszych podzespołów: silnika, sprzęgła wału, łożysk silnika i wału oraz przekładni.

Podczas pracy z małymi obciążeniami elektrycznymi oznaki wystąpienia problemu mogą być niezwykle subtelne. Z tego względu zalecane jest obciążenie wynoszące co najmniej 40% wartości znamionowej (zgodnie z normą NFPA 70B, National Fire Protection Association), a im wyższe obciążenie, tym lepiej. Podczas inspekcji przy małym obciążeniu należy zanotować wszystkie możliwe problemy, nawet jeśli jest to zaledwie niewielka różnica temperatur. Wraz ze wzrostem obciążenia można spodziewać się wzrostu temperatury, a jeżeli występuje jakikolwiek problem, należy spodziewać się większych różnic temperatur przy większych obciążeniach.

Na co zwracać uwagę?

Temperatura robocza powinna być podana na tabliczce znamionowej każdego silnika. Kamera termowizyjna nie pokazuje wnętrza silnika, ale temperatura powierzchni zewnętrznej jest wskaźnikiem temperatury wewnętrznej. Gdy rośnie temperatura wewnątrz silnika, wzrasta ona także na zewnątrz. Jeżeli silnik się przegrzewa, stan uzwojeń zaczyna się natychmiast pogarszać. Każde zwiększenie temperatury uzwojeń silnika o 10°C powyżej znamionowej temperatury roboczej zmniejsza żywotność izolacji uzwojeń o 50 procent, nawet jeśli przegrzanie jest tylko krótkotrwałe.

Jeżeli odczyt temperatury w środku obudowy silnika okaże się nietypowo wysoki, termogram silnika może pokazać, gdzie znajduje się źródło wysokiej temperatury, mogą to być np. uzwojenia, łożyska lub sprzęgło. Jeżeli sprzęgło zaczyna się nagrzewać, oznacza to jego niewspółosiowość.

Istnieją trzy główne powody występowania nietypowych wzorców termicznych:

  • Powierzchnia styku o wysokiej rezystancji to złącze albo zestyk przełącznika i zwykle wygląda na najcieplejszą w punkcie wysokiej rezystancji, ochładzając się, im dalej od punktu.
  • Asymetrie obciążenia, niezależnie od tego, czy utrzymują się w normie, czy wykraczają poza specyfikację, będą generować tyle samo ciepła w tej fazie lub części obwodu, która ma zbyt mały przekrój lub jest przeciążona. Asymetrie harmonicznych tworzą podobne wzorce. Jeżeli cały przewód jest ciepły, może to oznaczać, że ma zbyt mały przekrój lub jest przeciążony. Należy sprawdzić wartość znamionową i rzeczywiste obciążenie, aby znaleźć przyczynę.
  • Uszkodzone podzespoły zwykle są chłodniejsze niż te, które działają właściwie. Najbardziej typowym przykładem jest przepalony bezpiecznik. W obwodzie silnika prowadzi to do braku fazy i ryzyka kosztownego uszkodzenia silnika.

Stworzenie regularnych ścieżek inspekcji, które będą zawierać termogramy wszystkich kluczowych kombinacji silnika i napędu, oraz śledzenie tych podstawowych obrazów, może pomóc określić, czy dany gorący punkt jest nietypowy, i zweryfikować, czy naprawa została wykonana z powodzeniem.