TERMOGRAFIA. FLIR Systems

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1 TERMOGRAFIA Un controllo ad infrarossi dedicato all impianto elettrico consente di identificare le anomalie causate dall azione tra corrente e resistenza. La presenza di un punto caldo all interno di un circuito elettrico è dovuta di solito ad un collegamento corroso, ossidato oppure allentato o, ancora, al malfunzionamento del componente in questione. I tipici componenti da sottoporre ad un controllo ad infrarossi sono: Linee elettriche aeree Sottostazioni Trasformatori Unità tiristori Dispositivi di apertura dei circuiti Interruttori Fusibili Disgiuntori Controlli Motori e unità di controllo motori Quadri elettrici FLIR Systems Ar1 Li1 Sp C Il calore prodotto nel punto in cui si registra l aumento di resistenza viene defluito dal vicino conduttore e dell aria. Quando si verifica una situazione di questo genere, l immagine termica indica un area più calda in corrispondenza della connessione ed una graduale diminuzione della temperatura all aumentare della distanza della connessione stessa. La tecnologia ad infrarossi può anche essere utilizzata per la manutenzione preventiva quando la resistenza è abbastanza costante, ad esempio nelle connessioni elettriche fisse. In questo caso, un aumento imprevisto del carico provoca un incremento proporzionale della differenza di temperatura secondo la legge di Joule: P = IR 2 dove P = calore prodotto, I = corrente ed R = resistenza. Al fine di ottenere da un ispezione termografico i risultati più soddisfacenti è di solito consigliabile analizzare i sistemi elettrici quando il carico supera il 40% del valore massimo consentito e dopo che l impianto è stato sotto carico per almeno un ora. L ispezione elettrica è realizzata partendo dall alimentazione elettrica, trasformatore, alimentatore e proseguire verso l utenza finale. La maggior parte dei componenti elettrici presenta temperature di poco superiori all ambiente, tranne che per i dispositivi di potenza trasformatori, sui quali si possono rilevare valori ampiamente superiori. In un quadro elettrico, spesso è facile individuare punti caldi nei morsetti poiché le connessioni spesso si allentano per le continue dilatazioni termiche e per le vibrazioni dell impianto di produzione. I singoli componenti, tipo relè, teleruttori, trasformatori, sono sottoposti a lunghi test dai costruttori per verificare le temperature di funzionamento, perciò ogni componente ha precise specifiche relative al carico e la temperatura massima di funzionamento. Ulteriore vantaggio dell ispezione termografica è la possibilità di valutare i tempi dell intervento di manutenzione in funzione della temperatura misurata sul componente caldo. Le immagini termiche sotto rappresentante, sono alcuni esempi d utilizzo della termografia per componenti elettrici.

2 MOTORI ELETTRICI E MOTORIDUTTORI L analisi termografico su questo tipo di componenti consente di tenere sotto controllo la condizione delle parti principali quali: spazzole, avvolgimenti, cuscinetti, gruppo frenante ecc. e per i riduttori, d individuare possibili carenze di lubrificante. Nel caso dei motori elettrici, esistono generalmente valori di temperatura massima ammissibili riferiti alle singole classi d isolamento. Pur essendo tali valori dettati da norme e prescrizioni specifiche, si è soliti considerare queste soglie come valori indicativi ma non assoluti, poiché riferiti alla zona dell avvolgimento e non al corpo esterno. Nella pratica, il più delle volte si tende ad ignorare i range critici di temperatura, al fine di favorire il processo produttivo, con il risultato di onerosi interventi manutentivi per fermate dovute a guasti improvvisi. Con la pianificazione delle ispezioni è possibile seguire l evoluzione termica dei componenti in esame, definendo valori di preallarme che scaturiscono oltre che dai dati forniti dai costruttori, dal tipo d impiego del componente (assorbimento elettrico) e da fattori esterni come la temperatura ambiente, ma in particolar modo dall esperienza maturata. LA TERMOGRAFIA: PRINCIPI E STRUMENTAZIONE L energia che un corpo emette dipende essenzialmente dalla temperatura della superficie del corpo che è influenzata a sua volta dalla conducibilità termica e dal calore specifico. Il trasferimento dell energia termica avviene sotto forma di radiazione elettromagnetica che normalmente è localizzata nella banda infrarosso. Quando la superficie di un corpo è investita da una radiazione, parte di questa è riflessa dal corpo verso la sorgente, parte viene assorbita e parte viene emessa. La distribuzione tra queste tre parti (riflessa, assorbita ed emessa) dipende dalla lunghezza d onda della radiazione, dalla temperatura e dalla natura della superficie del corpo radiante. La strumentazione utilizzata in un rilievo termografico è normalmente una camera che converte la radiazione infrarossa in segnali elettronici amplificati che sono graficamente rappresentati da immagini con vari livelli di grigio, mappe in bianco e nero o in falsi colori. STRUMENTAZIONE UTILIZZATA Lo strumento utilizzato nell indagine è una termocamera ad infrarossi FLIR E65. E un sistema portatile dotato di batteria autonoma che lo rende particolarmente maneggevole in qualsiasi situazione operativa. La sensibilità termica dello strumento è di 0.1 C a 30 C. L immagine rilevata dalla termocamera è visualizzata su un display in tempo reale, sul quale contemporaneamente sono fornite una serie di misure e parametri di operatività. La termocamera è dotata di unità per la registrazione dei dati su memoria, oltre alla possibilità di essere collegata direttamente ad un videoregistratore o ad un computer. I dati acquisiti sono, successivamente, analizzati attraverso un software dedicato al fine di estrarre, dall interpretazione delle mappe della distribuzione delle temperature dell oggetto rilevato, le informazioni necessarie. Contemporaneamente al rilievo all infrarosso è stato eseguito un rilievo fotografico con camera digitale Olympus Camelia. Ciò al fine di ottimizzare la fase di interpretazione e presentazione dei dati ottenuti per una migliore e agevole lettura degli stessi. I punti più significativi rilevati, sono infatti, raccolti in schede dove accanto al termogramma a colori viene riportato il particolare fotografico nonché la visione d insieme al fine di una collocazione veloce dell oggetto.

3 ThermoCAM E65 : un sistema completo per manutenzione predittiva Nell ambito della manutenzione industriale, le verifiche Termografiche garantiscono ottimi risultati. I vantaggi economici sono incalcolabili, si pensi che un solo intervento di poche ore può evitare l arresto della produzione per diversi giorni. Prevenire meglio che riparare!!!!! CARATTERISTICHE TERMOCAM Sensibilità termica elevata Memorizzazione e analisi di immagini IR in formato JPEG standard Frequenza di scansione 50 HZ Software QuickView per DOWNLOAD e analisi delle immagini Adatta ad ambiente industriali : IP54 Puntatore laser incorporato Ricerca immediata in campo per i punti più caldi Misurazione precisa della temperatura senza contatto QUALCHE SETTORE DI UTILIZZO: Centrali Elettriche : Rilevamento di uno scarso isolamento, rilevamento di perdite di gas ad alta temperatura e rilevamento di guasti nelle apparecchiature elettriche Industria chimica/petrolchimica : Ispezione attiva e preliminare per identificare potenziali problemi ai tubi di raffinazione Industria manifatturiera : Esame dei sistemi elettrici per la fornitura ininterrotta del servizio con la riduzione dei guasti alle apparecchiature Industria semiconduttori : Uno strumento non-distruttivo nelle determinazione della qualità dei diebond durante la fase iniziale del progetto Centrale turbo gas: Monitoraggio componenti più caldi per natura (turbine a vapore, turbogas, camini di scarico..) Trasporto: Rilevazione di freni difettosi, anomalie circuito di raffreddamento,. Assicurazione: Riduzione dei premi assicurativi attraverso l adozione di un programma di manutenzione IR

4 I VANTAGGI DELL UTILIZZO DELLA TERMOGRAFIA : 1) MANUTENZIONE Riduzione delle ore e dei costi di manutenzione; Aumento dell affidabilità degli impianti; Minori guasti e conseguente riduzione dei costi di produzione; Riduzione del numero dei componenti del magazzino; Responsabilità identificabili nei collaudi degli impianti; 2) COLLAUDO Rilevazione ed identificazione delle anomalie con gli impianti ed i prodotti in esercizio; Possibilità di studiare fenomeni collaterali; Aumento della sicurezza degli operatori; Possibilità di verifica di semilavorati. Riduzione premi assicurativi per fermo impianti; Riduzione premi assicurativi per incendio linee Alcuni prove dimostrative per vari utilizzo :

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