Тепловой неразрушающий контроль

Тепловизионная съемка

Тепловые обследования с помощью пирометров и тепловизоров позволяют своевременно выявить как некачественную работу подрядных организаций по строительству и ремонту, так и предаварийные ситуации, возникающие в процессе эксплуатации жилых и производственных зданий, различного тепло- и электрооборудования.

В строительстве – это дефекты ограждающих конструкций, утечки тепла, места конденсации влаги и др.

В энергетике и промышленности – дефекты электрических сетей, соединений, изоляторов; дефекты электрического и теплотехнического оборудования (трансформаторы, котлоагрегаты, электрогенераторы); дефекты футеровки и теплоизоляции, анализ работы холодильного оборудования, сушилок, складов, производственных линий и мн. др.

Терминология тепловизионной съемки 

Тепловой неразрушающий контроль – неразрушающий контроль, основанный на регистрации температурных полей объекта контроля.

Термография (тепловидение) – метод получения информации об объекте путем бесконтактной регистрации всех видов излучения объекта в инфракрасном диапазоне спектра.

Тепловизор – прибор, регистрирующий излучение объекта в инфракрасном диапазоне и преобразующий тепловое изображение в видимое.

Термограмма – инфракрасное изображение температурного поля объекта контроля.

Тепловая аномалия – локальное отклонение распределения теплового излучения объекта от нормы.

Термопрофилограмма – график распределения температуры вдоль заданной линии на поверхности объекта контроля.

Температурный контраст объекта теплового контроля – величина, равная отношению разницы между наибольшим и наименьшим значениями температур объекта контроля к наибольшему из значений.

Температурный напор – разность температур между внутренним и наружным воздухом.

Относительный перепад температур – отношение разности температур внутренней и наружной поверхности ограждающей конструкции аномальной зоны к аналогичной разности температур реперной зоны. Применяется при количественной оценке зон тепловых аномалий.

Коэффициент теплового излучения материала поверхности объекта контроля – характеризует долю энергии излучения данного материала от энергии излучения абсолютно черного тела, имеющего ту же температуру.

Абсолютно черное тело – идеальный излучатель, который при заданной температуре поглощает и испускает теоретически возможный максимум излучения.

Ограждающие конструкции (ОК) – строительные конструкции (стены, покрытия, перекрытия, окна и т.д.), служащие для защиты помещений от внешних климатических факторов и воздействий.

Светопрозрачная ограждающая конструкция – ограждающая конструкция, предназначенная для освещения естественным светом помещений зданий.

Сопротивление теплопередаче Rо – способность ограждающей конструкции оказывать сопротивление проходящему через нее тепловому потоку, определяют для участков ОК, имеющих равномерную температуру поверхностей.

Теплопередача – перенос теплоты через ОК от среды с более высокой температурой к среде с более низкой температурой.

Тепловой поток Q, Вт – количество теплоты, проходящее через ОК в единицу времени.

Мостики холода – части ограждающей конструкции, которые имеют относительно низкий коэффициент сопротивления теплопередаче по сравнению с остальными частями конструкции.

Реперная зона – участок поверхности ОК, имеющий однородное температурное поле, по которому настраивают тепловизор.

С введением ТСН 12-316-202 «Приемка и ввод в эксплуатацию законченных строительством объектов недвижимости» стало обязательным проведение тепловизионного обследования ограждающих конструкций после окончания строительства, реконструкции или капитального ремонта.

Для справки

На Западе уже давно практикуют энергопаспорт. В некоторых странах ЕС опыт его использования уже насчитывает 10 лет.

В России с 2003 года на законодательной основе стало требоваться от любого проекта здания раздела «Энергоэффективность», а энергопаспорт является составной частью этого раздела.

В Евросоюзе с 2006 года Директивой по энергетическим характеристикам зданий предписывается обязательный энергоаудит и составление энергопаспорта домам, общая площадь которых превышает 1000 м². Владельцам частных домов также сложно переоценить значение подобного документа.

Он позволит в будущем сэкономить на отоплении, а значит увеличить рыночную стоимость. Поэтому абсолютно неважно, что владелец дома с энергопаспортом будет делать – жить, сдавать или продавать. Выгоды в любом случае очевидны.

Энергопаспорт – это вариант энергоаудита, индивидуальный учет энергопотребления здания. Он содержит точную информацию о теплозащите дома, его энергопотреблении. Также он подтверждает соответствие реальных показателей энергоэффективности дома нормативным значениям. В паспорте указывается категория энергетической эффективности дома. Она оценивается величиной потребляемой тепловой энергии на 1 м² площади. Сейчас принята единая форма энергопаспорта, хотя не так давно, к примеру, Германия насчитывала около 30 вариантов документа.

Энергопаспорт заполняется в три этапа: при разработке проекта здания, при сдаче его в эксплуатацию и в самом процессе эксплуатации (желательно, чтобы оцениваемое здание в эксплуатации побыло около года). Последняя стадия процесса называется энергоаудитом. Аудит проводится независимыми аккредитованными компаниями, и по его результатам дому присваивается класс энергетической эффективности и даются рекомендации по повышению данного параметра.

Энергоаудит начинается со сбора данных о теплоэнергетическом хозяйстве жилища. Они должны содержать теплотехнические характеристики стен, дверей, окон и т.д. Поэтому наружные отапливаемые поверхности здания обмеряются, выделяется площадь оконных проемов, учитывается состав всех наружных ограждений, рассчитывается их приведенное сопротивление теплопередаче. Собираются данные об инженерных системах здания, потребляющих энергию приборах, определяется система отопления, номинальная и фактическая мощность котла, способы авторегулирования, схема подключения системы горячего водоснабжения. При централизованной системе горячего водоснабжения проводятся дополнительные измерения. Необходимо также изучение состояния внутреннего микроклимата в помещениях.
 

Самым популярным методом для энергоаудита зданий является тепловизионная съемка. С ее помощью производится качественная проверка теплозащиты здания. Для ее проведения используется тепловизор.
 
 
Тепловизор – это телекамера, снимающая объекты в инфракрасном излучении. Этот прибор позволяет в реальном времени получить картину распределения теплоты на поверхности объекта с точностью до 0,1°С.

• Тепловизоры бывают различных моделей, но принцип конструкции и работы у них приблизительно одинаков.
• Современная конструкция тепловизора представляет собой цифровой оптикоэлектронный прибор, который способен улавливать инфракрасные излучения от обследуемых объектов и определять температуру, или преобразовывать его в визуальную картинку распределения тепловых полей по поверхности объекта.
• Температурные поля поверхностей ограждающих поверхностей получаются в виде цветного изображения, где градации цвета соответствуют градации температур. Самые светлые участки означают места самых больших теплопотерь.

Тепловизионные измерения наружных поверхностей проводят в зимний или переходный периоды в соответствии с нормами, установленными государством. В случае отсутствия проектно-технической документации, они проводятся при температурном перепаде воздуха во внутренних и внешних помещениях не менее 15ºС.

Измерения должны проводиться при отсутствии атмосферных осадков, тумана, задымленности воздуха, инея на поверхностях, прямого солнечного облучения поверхностей. Также обследуемые поверхности не должны находиться в зоне любого солнечного облучения за 12 часов до начала измерений.

Места установки тепловизионной камеры выбирают таким образом, чтобы поверхность объекта измерений находилась в прямой видимости под углом наблюдения. На плане застройки отмечаются выбранные точки съемки. Объект фотографируют, регистрируют нарушения и дефекты наружных поверхностей ограждающих конструкций, а также участки, требующие уточнения данных.

Одновременно с тепловизионной съемкой наружных поверхностей здания, происходит регистрация метеоусловий – измеряется температура воздуха, направление и скорость ветра. Измерения проводят также и во внутренних помещениях – температура, подвижность и влажность воздуха.

Затем определяют термическое сопротивление ограждающих конструкций, плотность проходящего через конструкцию теплового потока.

Когда измерения проведены, полученные термограммы обрабатываются и сравниваются с расчетными данными.

Обычно хороший специалист по результатам может определить места с пониженной теплоизоляцией, с различными дефектами из-за некачественного монтажа конструкций или неграмотных решений.

Тепловизионная съемка в последнее время становится просто обязательным элементом в энергоаудите.

Так в Москве с 2000 года, а в Санкт-Петербурге с 2003 года действуют региональные строительные нормы, по которым при приемке здания государственной комиссией акт тепловизионного обследования ограждающих конструкций является обязательным документом.

На Западе со времени первого нефтяного кризиса в 1973 году признали значимость экономии энергии и всячески стимулируют способы по снижению энергопотребления.

Области применения ТНК

Теплосъемка домов, коттеджей, промышленных и энергетических объектов.

Убедитесь, что тепло в Вашем доме не исчезнет с наступлением зимы. Обследование современными моделями тепловизоров выявит нарушения при строительстве, дефекты конструкций и ошибки ремонта, ставящие под угрозу климат в помещении.

• Авиакосмическая;   
• Атомная энергетика;   
• Автомобильная промышленность;   
• Агрокомплекс;   
• Вентиляция и кондиционирование;   
• Водоснабжение, теплотрассы, автодороги, канализация;   
• Железнодорожная отрасль;   
• Лазерная техника;   
• Машиностроение;   
• Материаловедение;   
• Металлургия;   
• Медицина, здравохранение;   
• Микроэлектроника;   
• Нефтегазопроводы;   
• Нефтехимия (химия);   
• Стройиндустрия, ЖКХ, (энергоаудит);   
• Холодильные камеры и склады

Тепловизоры фирмы NEC

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ТЕПЛОВОЙ ДЕФЕКТОМЕТРИИ (ТЕПЛОВОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ) В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ТЕПЛОВОЙ КОНТРОЛЬ И ДИАГНОСТИКА ОБЪЕКТОВ ТЭЦ

Тепловой контроль градирен ТЭЦ 

• Местное разрушение (нарушение сплошности) внутренней футеровки
• Тепловой контроль дымоходных труб
• Утонение футеровки, нарушение сплошности
• Тепловой неразрушающий контроль газоходов
• Присос воздуха через трещины в кирпичной кладке. Разрушение теплоизоляции внутри газохода. 
  
• Тепловой контроль наземных теплотрасс
  
• Разрушение теплоизоляционного слоя
  
• Тепловой контроль паропроводов
  
• Незаизолированный участок паропровода (тепловые потери на данном участке, а так же нарушение ПБ при эксплуатации паровпроводов)
• Тепловизионная диагностика электрооборудования
  
• Шинный мост (зона повышенного температурного нагрева)
• Кабельная трасса щитовой (нагрев кабелей питания)
• Трансформатор сухой (нагрев сердечника) Тепловизионная диагностика тепломеханического оборудования
• Котел (разрушенный участок теплоизоляционного слоя)
• Тепловизионный контроль зданий и сооружений
  
• Поверхность стены с некачественно выполненным монтажом теплоизоляции

Анализ: выкидная линия насоса до секущей задвижки имеет значительные отложения, хотя пропускная способность удовлетворяет существующим объемам перекачки воды, т.к. имеется явный дефицит  воды на приеме насоса.

Рекомендации: необходима замена трубопровода перетока воды с РВС до емкости и насосов

Практика применения тепловизионной диагностики оборудования, зданий и сооружений промышленных предприятий 

При проведении энергетических обследований предприятий промышленности и ЖКХ одной из основных задач является выявление нерационального расхода и потерь энергетических ресурсов. Очевидно, что проблема сокращения затрат на энергоносители в общем материальном и финансовом балансе предприятия является наиболее важной и одной из главных для стабильной работы предприятия.

Одним из методов выявления нерационального использования энергоносителей на предприятии является метод тепловизионных исследований оборудования. В данной статье рассмотрен метод тепловизионной диагностики энергетического оборудования и методы выявления потерь тепловой энергии. Тепловизоры применяются для измерения и наблюдения распределения температуры на поверхности объектов в реальном времени в целях обнаружения дефектов и неисправностей оборудования электрических подстанций, котлов, технологических печей, дымовых труб, определения эффективности работы теплообменников, диагностики состояния зданий, тепловых сетей. К преимуществам тепловизионных исследований оборудования по сравнению с другими методами контроля относятся:

• возможность получения объективной информации о состоянии объекта в реальном времени;
• возможность дистанционного измерения при полном исключении механического контакта с измеряемым объектом;
• возможность измерения без отключения оборудования; 
• отсутствие влияния на измеряемое поле температур объекта;
• обнаружение внутренних дефектов объектов по измерениям температурного поля на их поверхности;
• возможность обзора одним прибором как небольших объектов (до нескольких сантиметров), так и очень больших (до сотен метров);
• большой диапазон температур, охватываемых одним прибором.

 Основными нормативными документами, определяющими порядок проведения тепловизионных обследований, являются: 

• ГОСТ 25314-82 «Контроль неразрушающий тепловой. Термины и определения»;
• ГОСТ 23483-79 «Методы теплового вида. Общие требования»;
• ГОСТ 26629-85 «Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций»; 
• РД 153.34.0.-20.364-00 «Методика инфракрасной диагностики тепломеханического оборудования»;

• РД 153.34.0.-20.363-99 «Методика инфракрасной диагностики электрооборудования ВЛ».

Следует отметить, что ряд нормативных документов разрабатывался в 80х – 90х годах прошлого века и зачастую не отвечают современным требованиям.

Контроль технологических печей.

Технологические печи промышленных предприятий нефтехимического комплекса применяются для нагрева различного газообразного и жидкого сырья. Технологические печи по конструкции могут быть различны, но при этом все они в своем составе имеют внутреннюю футеровку и наружные ограждающие конструкции, имеющие значительную площадь. Качество внутренней футеровки и состояние внешних ограждающих конструкций во многом определяют эффективность и экономичность работы печей. Разрушение футеровки и ухудшение их теплофизических свойств приводит к появлению участков с повышенной температурой на наружной поверхности печи, которые могут быть успешно выявлены тепловизионным обследованием.

Как видно из представленных рисунков, тепловизионным контролем выявлены дефекты внутренних и наружных ограждающих конструкций печей. В первом случае (рис.1) выявлены незначительные по площади участки с локализованными перегревами. Во втором случае (рис. 2) в верхней части печи выявлены значительные по площади участки с повышенной температурой, что приводит к потерям тепловой энергии в окружающую среду и, следовательно, к перерасходу топлива в печи.

Обследование энергетического оборудования котельных и тепловых сетей.

Основными задачами тепловизионного обследования оборудования котельных являются: оценка качества внутренней футеровки котельных агрегатов, оценка состояния внешних ограждающих конструкций котлов и вспомогательного оборудования, а также выявление присосов холодного воздуха и нарушение герметизации в газоходах, контроль потерь тепловой энергии в запорно-регулировочной арматуре трубопроводов внутри котельной. Все эти параметры напрямую оказывают влияние на КПД котельной и сказываются на расходе топлива. 

В ходе проведения энергетических обследований на основе проведенной тепловизионной съемки расчетным путем определяются фактические потери тепловой энергии от ограждающих конструкций котла в окружающую среду (q₅). Другими эмпирическими методами с достаточной точностью определить эти потери не представляется возможным.

На передней стенке котла (рис. 3) в месте расположения горелочного блока тепловизионным обследованием выявлены участки с повышенной температурой, которая достигает 138,7 ⁰С. Температура передней стенки котла за пределами зоны высокой температуры составляет 80⁰ – 85⁰С. На задней стенке котла (рис. 4) выявлены участки с повышенной температурой до 122⁰С. В месте соединения дымохода и дымовой трубы температура достигает 160⁰С, из-за отсутствия надежной герметизации и теплоизоляции этого соединения. Выявленные значительные колебания температуры на относительно небольшой площади поверхности могут привести к температурным напряжениям, деформации металла, что вызывает последующее разрушение внутренней футеровки котельного агрегата.

При проведении энергетических обследований котельных необходимо уделить значительное внимание состоянию тепловых сетей. По тепловым сетям от котельной производится отпуск тепловой энергии потребителям. Зачастую, из-за значительных потерь тепловой энергии в сетях, которые могут достигать 30 – 40 % от выработанного тепла в котельной, потребитель не получает теплоноситель требуемых параметров, что приводит к «недотопам» отапливаемых помещений, к несоблюдению температурного графика по теплоносителю и в конечном счете - к перерасходу топлива в котельной. Тепловизионным обследованием тепловых сетей выявляются места ухудшения качества, нарушений и разрушений тепловой изоляции, утечки теплоносителя, места осыпания теплоизолирующего материала. 

На приведенных термограммах (рис. 5 - 8) выявлены участки с повышенной температурой тепловой изоляции до 25⁰С (при температуре окружающего воздуха -4 ⁰С). Тепловизионным обследованием установлено, что на территории котельной имеются открытые места утечек или преднамеренных сливов теплоносителя. В местах расположения регулировочно-запорной арматуры имеются повышенные тепловые потери, из-за отсутствия теплоизоляции температура поверхности таких участков достигает 65⁰С.

Оценка эффективности работы теплообменного оборудования.

Теплообменные аппараты различной конструкции являются самыми многочисленными из аппаратов, применяемых в нефтеперерабатывающей отрасли промышленности. Эффективность процесса теплообмена в этих аппаратах значительно влияет на общую экономичность всего производства. Проводимые тепловизионные обследования теплообменников позволяют выявить аппараты с ухудшенными параметрами теплообмена. Перед подготовкой к ремонтам тепловизионное обследование теплообменных аппаратов позволяет без разборки провести их диагностику и определить целесообразность проведения ремонтных работ, выявить возможные места утечек теплоносителей, оценить фактическое состояние тепловой изоляции аппарата.

Инфракрасная диагностика электротехнического оборудования.

Тепловизионный контроль теплового состояния электрооборудования производится для оценки состояния внешних и внутренних элементов электротехнического оборудования по температуре нагрева. Периодическое диагностирование с помощью тепловизионной техники позволяет провести оценку выявленных дефектов в динамике и является качественным методом для оценки фактического технического состояния электротехнического оборудования.

Согласно нормативным документам в области испытаний и диагностики электротехнического оборудования, инфракрасный контроль входит в обязательный перечень мероприятий при проведении диагностики и испытаний, как силового электрооборудования, так и электроприёмников потребителей. Тепловизионный контроль электрооборудования и воздушных линий электропередач предусмотрен РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытания электрооборудования».

Основное преимущество инфракрасного контроля – это возможность проведения измерений при работающем оборудовании, что позволяет выявить и предупредить ряд неисправностей.

На представленных рисунках 9, 10 показаны термограммы электротехнического оборудования с выявленными развившимися дефектами болтовых соединений, что приводит к нагреву. Проведение тепловизионной съёмки позволило выявить данные дефекты и своевременно принять меры к их устранению.

Контроль энергоэффективности зданий.

Большинство зданий и сооружений имеют наружные ограждающие конструкции, не соответствующие современным нормативным требованиям по сопротивлению теплопередаче. Поэтому очень важным является проведение массового и оперативного обследования фактического теплотехнического состояния зданий. Эта задача может быть решена с помощью комплексного обследования, включающего в себя тепловизионную съемку, мониторинг теплового режима контактными датчиками температуры и теплового потока. Результаты этих проведенных обследований используются для заполнения энергетического паспорта зданий. В ряде регионов России, например в Санкт-Петербурге, процедура проведения обследования вновь построенных зданий обязательна, так как энергетический паспорт здания необходим для получения допусков на тепло- и электроснабжение объектов. При поддержке со стороны Министерства строительства и ЖКХ Республики Татарстан обязательный тепловизионный контроль в строительстве должен способствовать строительству энергоэффективных зданий и экономии энергетических ресурсов. 

Выводы. 

В настоящее время понятие «энергетического обследования» не ограничивается процедурой оформления энергетического паспорта предприятия или организации. Службы предприятия, ответственные за энергохозяйство, совместно с энергоаудиторами при проведении энергетических обследований ищут и находят пути повышения энергоэффективности производств, применяя инновационные проекты и современное диагностическое оборудование. Тепловизионная диагностика наряду с другими методами диагностики позволяет провести раннее диагностирование и предупреждение возникновения аварийных ситуаций при эксплуатации оборудования, выявить и затем принять меры к исключению потерь энергии, что в конечном итоге оказывает влияние на снижение энергоёмкости и себестоимости товарной продукции.

Тепловой метод неразрушающего контроля

Тепловой неразрушающий контроль – это современный и высокоэффективный метод, который строиться на принципах изменения инфракрасных лучей в видимый диапазон и основывается на зависимости скорости химических реакций от температуры. Так как необходимо строго наблюдать за исследуемым объектом, метод теплового неразрушающего контроля поможет выявить наличие различных внутренних и внешних дефектов своевременно. Например, характер избыточного температурного поля может диагностировать различные нарушения, которые можно предотвратить в положенный срок.

Преимущества теплового метода неразрушающего контроля

Тепловой неразрушающий контроль имеет достаточно много преимуществ, именно поэтому его справедливо считают одним из самых эффективных и быстроразвивающихся методов, который позволяет оценить технические условия объектов в сфере промышленности, теплоэнергетики, а также строительства. Перечислим основные достоинства данного метода:

• высокая скорость и эффективность;
• возможность сочетания с другими методами неразрушающего контроля;
• получение подробных сведений об объекте;
• возможность непрерывного контроля и наблюдения;
• предупреждение аварийности устройств.

Где заказать услугу теплового метода неразрушающего контроля?

Технический центр «Веско» с большим удовольствием проконсультирует вас и предложит самое подходящее для вас решение в зависимости от отрасли промышленности. Компания непрерывно находится в поиске современных решений и технологий. В команде технического центра более 15 инженеров-дефектоскопистов II и III уровней с многолетним опытом, используется лишь собственное оборудование, а также мобильные и стационарные лаборатории. За определенный промежуток деятельности технического центра «Веско» была проделана огромная работа во многих городах нашей страны: в Санкт-Петербурге, в Тобольске, в Набережных Челнах, в Нижнекамске и т.д. Специалисты технического центра оперативно выезжают на объекты исследований. Также возможен срочный выезд на место проведения в день обращения в зависимости от территориального расположения.

Тепловой метод неразрушающего контроля проводится строго на основе нормативных документов, которые определяют порядок проведения тепловизионных обследований, поэтому вы можете не сомневаться в качестве и безопасности проведённых нами услуг. У технического центра «Веско» имеются все необходимые лицензии и разрешительная рекомендация.

Аренда тепловизора

Тепловой метод неразрушающего контроля позволяет провести энергоаудит объекта и выявить некачественную работу строителей, дефекты, возможные места утечки тепла и конденсации влаги. Это позволяет избежать аварийных ситуаций. Чтобы провести тепловое исследование, стоит воспользоваться услугой арендытепловизора, которую предлагает технический центр «Веско».

Что такое тепловизор?

Компания «Веско» проводит энергоаудит зданий с применением современных тепловизоров фирмы NEC. Чтобы заказать тепловое исследование объекта, требуется оставить заявку на сайте. Тепловизионная съемка — это наиболее популярный метод теплового исследования. Тепловизор представляет собой цифровое оптикоэлектронное устройство, которое преобразует инфракрасное излучение в точное изображение. Полученная картина определяет распределение температуры. Участки с разными температурными значениями имеют различные оттенки, в самых светлых участках — наибольшая теплопотеря.

Прибор позволяет провести высококачественную проверку теплозащиты сооружения.

Применение теплового контроля

Тепловизор позволяет проверить любой объект в различных промышленных отраслях:

• нефтехимия;
• микроэлектроника;
• металлургия;
• машиностроение;
• строительная индустрия и другие.

Основная цель при энергетическом обследовании объектов — это выявление участков теплопотерь, где происходит нерациональное распределение энергетических ресурсов.

Преимущества тепловизионной съемки объектов:

• выявление объективных сведений об объекте в реальном времени;
• дистанционное измерение, с объектом необязательно контактировать напрямую;
• на тепловое поле ничто не влияет, поэтому результаты не искажаются;
• тепловизоры работают в широком диапазоне температур;
• одним тепловизором можно исследовать как маленькие, так и большие объекты.

При работе сотрудники компании придерживаются нормативных документов, например, ГОСТ 25314-82, ГОСТ 23483-79 и другие. Это обеспечивает получение точных и объективных данных. Специалисты «Веско» постоянно повышают свои профессиональные навыки.