بخشی از مقاله
عیب یابی با روش گرمانگاري در بویلر نیروگاه
چکیده:
یکی از تکنیک هاي تعمیرات پیشگیرانه ترمو گرافی است که در صنعت براي عیب یابی دستگاه ها مورد استفاده قرار می گیرد ترموگرافی به عکس برداري حرارتی از اجسام گویندکه در این روش دماي نقاط مختلف جسم در قالب یک تصویر نمایش داده می شود خرابی هاي سیستم هاي انتقال برق و یا برخی سیستم هاي مکانیکی نشانه هایی مانند تولید حرارت غیر نرمال اتصال ضعیف اتصال کوتاه و یا مانند آن دارد دماي بالاي تجهیزات یا کم شدن حرارت وجود عیب را نشان می دهند. ترموگرافی روش نمایش دادن اندازه و پروفایل دماي اجسام جامد در قالب اشکال گرافیکی است که با این روش می توان دماي سطح اجسام را نشان داد. این مقاله به بررسی تکنیک ترموگرافی یا عکس برداري مادون قرمز پرداخته است و به عنوان نمونه تصاویر حرارتی بویلر نیروگاه (قبل از تعمیرات) که نشان دهنده محل دقیق نقاط آسیب دیده و معیوب شده است درج شده است. یافتن محل این عیوب باعث کاهش هزینه و زمان تعمیرات، جلوگیري از گسترش خرابی ها و افزایش راندمان کار تعمیرات می گردد.
واژگان کلیدي : عیب یابی، ترموگرافی، تست هاي غیر مخرب، بویلر ، تعمیرات پیش گیرانه
مقدمه:
در سال هاي اخیر روش ترموگرافی به دلیل ایمن بودن سرعت بالا و دقت مناسب در واحد هاي صنعتی دربیشتر کشور هاي جهان مورد توجه قرار گرفته است در ترموگرافی از تجهیزات صنعتی مانند تجهیزات دوار تجهیزات الکتریکی و کوره ها ي صنعتی با استفاده از دوربین ترموویژن عکس هاي حرارتی تهیه می شود از آنجا که بسیاري از عیوب به عنوان مثال عایقکاري ناقص یا خوردگی در بویلر باعث بالاتر رفتن دماي سطح آن می شود عکس برداري حرارتی از بویلر می تواند نقاط آسیب دیده را مشخص کند که باعث صرفه جویی در هزینه هاي تعمیرات و پیشگیري از پیشرفت عیب می شود.در این مقاله بررسی روش ترموگرافی صورت گرفته است و عکس برداري از بویلر نیروگاه انجام شده که نقاط عیوب به صورت مشخص مشاهده می شود. نگه داري بر اساس پیش بینی و انجام اقدامات پیشبینانه براي جلو گیري از خرابی دستگاه ها در سال هاي اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. بخش اعظمی از هزینه هاي تمام شده همه کارخانه ها و واحد هاي تولیدي شامل هزینه هاي تعمیرات می شودکه بسته به نوع خاص صنعت هزینه هاي نگه داري و تعمیرات بین 15 تا 60 درصد کل هزینه تولید می باشد [1] در سال هاي اخیر استفاده از روش ترمو گرافی براي تست هاي غیر مخرب بسیار گسترش یافته است ترمو گرافی می تواند روش بازرسی غیر تماسی را در سطح گسترده اي انجام دهد. استفاده از دوربین هاي ترمو ویژن می تواند کمک شایانی براي بررسی شرایط حرارتی روي پوسته و روي عایق مسیر هاي عبور سیالات باشد .
.1 ترمو گرافی و تعمیرات
انواع سیستم هاي نگه داري تجهیزات به گونه هاي مختلف یافت می شود که از آن جمله می توان به تعمیرات عکس العملی، تعمیرات پیشگیرانه، تعمیرات پیش بینانه و تعمیرات دوره اي اشاره کرد .[2] در بهره برداري از بسیاري از تجهیزات مشخص شده است که بهترین روش براي پیش گیري ازخرابزاتی تجهی پیدا کردن و اصلاح تجهیز معیوب می باشد پنج تکنیک غیر مخرب براي تعمیرات پیشبینانه عبارت است از مانیتورینگ، ارتعاش، پارامتر هاي پروسسی، ترموگرافی و ترایبو لوژي .[3] یکی از ساده ترین روش هاي نگه داري و تعمیرات پیش گیرانه ترمو گرافی می باشد. اغلب دماي یک تجهیز معیوب قبل از خرابی به سرعت افزایش می یابد. ترمو گرافی در نیرو گاه شامل ارزیابی شرایط تجهیزات متنوع و پست نیرو گاه می باشد. ترمو گرافی به دو شاخه فعال و انفعالی تقسیم می گردد.
.2 تشعشع
از جمله روش هاي انتقال حرارت رسانش، همرفت تبخیر و تشعشع می باشد. تشعشع گرمایی تشعشع الکترومغناطیسی ساطع شده از یک ماده به علت گرماي ماده است، مشخصاتی که به دمایش بستگی دارد. یک مثال تشعشع گرمایی اشعه مادون قرمز ساطع شده به وسیله یک رادیاتور خانگی رایج یا گرمکن الکتریکی است. یک شخص نزدیک یک آتش بزرگ گرماي متشعشع از آتش را احساس خواهد کرد، حتی اگر هواي اطراف خیلی سرد باشد. تشعشع گرمایی به وجود آمده از جابجایی بار در مواد ( الکترون ها و پروتون ها در شکل رایج ماده ) به تشعشع الکترومغناطیسی تبدیل می شود. تابش آفتاب، یا تشعشع خورشیدي، تشعشع گرمایی از گازهاي به شدت گرم خورشید است و این تشعشع زمین را گرم می کند.
زمین نیز همچنین تشعشع گرمایی ساطع می کند، اما در یک چگالی خیلی پایین تر زیر زمین سردتر است. تعادل بین گرم شدن به وسیله تشعشع گرمایی خورشیدي وارد شده و سرد شدن به وسیله تشعشع گرمایی خارج شده از زمین یک فرایند مقدماتی است که دماي سرتاسر زمین را مشخص می کند.
اگر شیء یک جسم سیاه در تعادل ترمودینامیکی باشد ، تشعشع ، تشعشع جسم سیاه نامیده می شود.
تشعشع گرمایی یک مفهوم مهم در ترمودینامیک است به صورتی که آن عامل جزئی براي مبادله گرما بین اشیاء است به صورتی که تشعشع اجسام گرم تر بیشتر از اجسام سردتر است. (ضرایب دیگر رسانش و جابجایی هستند) اثر متقابل تبدیل انرژي به وسیله معادله زیر مشخص شده است:
(۱)
ضریب انتقال طیفی ضریب بازتابش طیفی ضریب جذب طیفی
همه این اجزا به طول موج بستگی دارند ضریب صدور emissivity ; این رابطه به عنوان تشعشع گرمایی قانون کرشهف نامیده می شود.
(۲)
راه هاي مختلفی براي اینکه تبادل تشعشع بین اجسام صورت گیرد وجود دارد که از آن جمله می توان به انتشار
(بیرون دادن تابش تشعشع)، جذب (گرفتن و حفظ کردن تابش)، انعکاس (برگرداندن)، انتقال( اجازه عبور تابش) اشاره کرد. امواج مادون قرمز داراي طول موج 760mm تا 1000 mm می باشند و می توانند به چهار دسته امواج مادون قرمز کو تاه
امواج مادون قرمز بلند و امواج مادون قرمز فوق العاده بلند قرار گیرند . [4]
امواج ساطع شده از اجسام و ناحیه مادون قرمز در شکل زیر نشان داده شده است:
شکل(۱): امواج الکترومغناطیسی
.3 امواج مادون قرمز
همه اجسام اشعه مادون قرمز منتشر میکنند. اجسامی که دماي بالاتري دارند انرژي ما دون قرمز بیشتري را ساطع میکنند کلیه سطوح بستگی به میزان درجه حرارتشان داراي نرخ مشخصی از تشعشع مادون قرمز می باشند. امواج مادون قرمز بخشی از طیف امواج الکترو مغناطیس هستند. از آنجا که تابش مادون قرمز توسط همه اشیاء بالاتر از صفر مطلق با توجه به قانون تابش جسم سیاه ساطع می شود، در دمانگاري امکان دیدن محیط یک شخص، با یا بدون روشنایی وجود دارد. میزان اشعه ساطع شده از یک شی با دما افزایش می یابد.[5]
.4 مزایا و معایب ترموگرافی
ترمو گرافی داراي مزایا یی به شرح زیر است:
به نگه داري نیازي ندارد، نرخ سریع بازرسی (در واحد زمان می توان مساحت بسیاري را بازرسی کرد)، غیر تماسی بودن، نیازي به جا به جا کردن قطعات نمی باشد، امنیت و ایمنی پرسنل (البته شامل تابش هاي مضر نمی شود)، نتایج بسیار ساده تفسیر می شوند(میتوان موارد مورد بازرسی را مشاهده کرد).
معایب ترموگرافی : مشکلات در به دست آوردن سریع شبیه سازي حرارتی همسان و یونیفرم در یک سطح گسترده، تاثیرات افت حرارتی که موجب القا ي یک تفسیر اشتباه به تحلیل گر می گردد.
