Термовизионната диагностика като универсален начин за контрол на състоянието на различни обекти

В.Д. Тюлуканов, директор, SSTenergomontazh LLC, Mytishchi, Московска област.

Термичното изображение, изпълнено в инфрачервения (IR) диапазон, е неразделна мярка в енергийния одит и ви позволява да определите загубата на топлинна енергия на всички етапи от нейното производство, транспортиране и потребление.

Термовизионната диагностика се извършва с цел откриване на дефекти и повреди (като правило неочевидни) на обектите, които се изследват. Навременното откриване и отстраняване на дефектите изисква значително по-ниски разходи, отколкото в случаите, когато съществуващ дефект води до авария в обекта. Въз основа на резултатите от термичното изображение задължително се съставя карта на идентифицираните дефекти и повреди на обекта на изследване, определя се необходимостта от превантивен или авариен ремонт и се планират последващи изследвания.

В тази статия ще разгледаме характеристиките на термично изображение:

топлотехническо оборудване на котелни и топлоелектрически централи;
паропроводи и водопроводи;
ограждащи конструкции на различни сгради и конструкции.

Топлинно оборудване на котелни и топлоелектрически централи

Ако говорим за термично изображение на котелно оборудване и топлоелектрически централи, тогава най-често изследваните обекти са: резервоари за нафта и нагреватели, котли и комини, които традиционно са източници на повишени топлинни загуби (въпреки факта, че списъкът на контролираните обекти е практически неограничен).

Маслени нагреватели и резервоари.Термична диагностика на маслени нагреватели и резервоари, които са в основата на икономията на гориво на многоизточници на енергия, ви позволява да идентифицирате редица дефекти, по-специално [1]:

незадоволителна изолация на капаци на маслени нагреватели;
стратификация на мазута в резервоара (степен на стратификация на горивото);
питинг на масления резервоар (на кръстовището на стоманения лист и заваръчния шев).

Котли.Котлите и спомагателното оборудване на котелното помещение се подлагат на термично изображение по време на изпитване, сертифициране или енергийно обследване на котелното помещение, за да се идентифицират скрити дефекти. Най-често срещаните дефекти на котлите са: дефекти на облицовката (степен на разрушение); дефекти на топлоизолацията (изолация с лошо качество); засмукване на въздух и др. Термовизионно обследване на котли може да се извършва по всяко време на годината, необходимо е само да се изпълни основното условие - за периода на обследване котлите да работят при натоварване минимум 50% от номиналното.

Комини.Необходимостта от термовизионно обследване на комините и прилежащите към тях газопроводи е регламентирана от редица нормативни документи [2-4].

Термографското обследване на комините се извършва в съответствие с общите изисквания на ГОСТ 26629-85 [2].

Съгласно SP 13-101-99 [3], на всички монолитни стоманобетонни тръби с височина над 100 m, както и тухлени и метални тръби с височина над 70 m, работещи при високи температури (повече от 300 ° C) или силна газова агресия, се препоръчва да се извършва термовизионен контрол веднъж на всеки 5 години, за да се получат данни за състоянието на техните облицовки.

Съгласно разпоредбите на RD 153-34.1-21.523-99 [4], след пускане на комина в експлоатация (след 5-10 дни) се извършва термично изображение. Получената термограма на външната повърхност на стоманобетонаили тухлена черупка трябва да се съхранява в паспорта на комина и да служи като първоначална термограма за сравнение с резултатите от последващата термография, извършена през първите пет години след пускането годишно, и впоследствие, ако е необходимо, откриване на дефекти на конструкцията на комина, но най-малко веднъж на всеки 5 години.

Експлоатационните характеристики на много съществуващи комини увеличават уместността на термичните изображения. На първо място, това се отнася за комини с различни конструкции в котелни и топлоелектрически централи, чиито котли бяха прехвърлени от твърди и течни горива към изгаряне на природен газ, в резултат на което започнаха да се наблюдават по-често повреди на елементите на комините [5]. И това не е единствената причина за повишени щети на комините, има и други, които са описани достатъчно подробно в [5], където са дадени препоръки как да се избегнат подобни проблеми. Термовизията е най-ефективният начин за контрол на състоянието на комините, преди всичко поради своята безопасност, отдалеченост и информативност.

Комините, които са в експлоатация, се подлагат на термовизионни изследвания. Но за да се получи по-точна и контрастна термовизионна картина, е желателно натоварването да е поне 50% от номиналното.

Според [6] интерпретацията на резултатите от контрола на комина се счита за по-трудна, отколкото например други сгради (сгради и т.н.), поради разнообразието от дизайни на комина, липсата на достъп до вътрешността на комина по време на записване на топлината и честата липса на информация за редица параметри, необходими за моделиране на топлообмена в шахтата на комина (например температурата на димните газове и нейното изменение по височината на комина). Тук трябва да се отбележи, че термовизионнатаИзследването на всички обекти, разположени "под открито небе", трябва да се извършва при липса на валежи, мъгла и дим, а самите изследвани повърхности трябва да бъдат в зоната на пряка и отразена слънчева радиация в продължение на 12 часа преди измерванията [7].

Благодарение на предимствата на термовизията, при изследване на комини е възможно да се разкрият следните скрити дефекти (повреди):

дефекти на валовете (пукнатини, спукани бетонни фуги, участъци от порест бетон);
дефекти на облицовката (пукнатини, загуба на тухли, неуплътнени монтажни отвори, изтичане на слъзни колани);
дефекти в топлоизолацията между обшивката и цевта;
места на засмукване на въздух в захранващите газопроводи поради хлабаво съединение на газопроводи и др.

Тръбопроводи за отоплителни мрежи

Извършва се термовизионно обследване на паропроводи и водопроводи, които са в експлоатация. Диагностиката се извършва по време на сертифициране на топлопреносни мрежи, приемане след монтаж или реконструкция, както и по време на енергиен одит. Най-ефективно се счита за термично изображение на топлофикационни мрежи с честота 1 път годишно със съставяне на база данни и прогнозиране на появата и развитието на дефекти. Термовизионната диагностика се използва за главни и разпределителни тръбопроводи както на наземно, така и на подземно полагане. Вярно е, че термовизията на подземни тръбопроводи е най-трудната задача. Добри резултати от проверките на подземни тръбопроводи се получават при достъпна повърхност на трасето, за предпочитане с равномерно покритие, наличие на точна строителна документация и използване на специален софтуер [8].

Термографското обследване на топлопроводи позволява:

идентифициране на дефекти в топлоизолацията (разрушаване, намокряне);
трасиране на топлопроводи;

идентифициране на течове по подземни тръбопроводи (за да се увеличи вероятността от намиране на теч, се препоръчва да се комбинират два диагностични метода при изследване на подземни тръбопроводи: термично изображение и акустично).

В резултат на термовизията се определят действителните топлинни загуби, дава се оценка на действителното състояние на топлоизолацията, локализират се дефекти в топлоизолацията и местата на изтичане на охлаждащата течност. В допълнение, големи топлинни загуби възникват чрез подвижни и неподвижни опори (фиг. 1) на топлопроводи (на първо място, това се отнася за тръбопроводи за полагане на въздух); термовизионната диагностика също така дава възможност да се оцени големината на тези загуби, за да се вземат впоследствие мерки за намаляване на топлинните загуби на тези елементи [9].

Сгради и конструкции

Термовизионната диагностика в този сектор (сгради и конструкции) се използва най-често в сравнение с други обекти, посочени по-горе.

На термовизионна диагностика трябва да бъдат подложени всички характерни елементи на външните ограждащи конструкции на сградата (фиг. 2): стени с външни ъгли; тавански подове или покрития; прозорци и балконски врати; еркери; припокривания над алеи и др.

По принцип термовизионният контрол на ограждащите конструкции на различни сгради и съоръжения се извършва през отоплителния период, но също така е възможно да се извърши проверка през лятото и други периоди от годината, когато отоплителната система на сградата не работи. В този случай нагревателите се монтират и включват в помещенията, избрани за тестване, и в съседните помещения до тях на пода, както и в помещенията над и отдолу (ако има такива отгоре и отдолуизбрани помещения) и затоплят тези помещения и външните им огради най-малко 5-6 дни при температурна разлика от 10-15 °C на вътрешния и външния въздух, за да се създаде стационарен топлинен поток през външните огради, което е необходимо и основно условие за термовизионни изследвания на сгради [7].

Термичното обследване на ограждащите конструкции на сгради и конструкции позволява:

идентифициране на скрити дефекти в конструкцията или недостатъци в дизайна (дефекти в стените, фуги между панели и тавани, "студени мостове", лошо качество на монтаж на прозоречни блокове);
определят реалните топлинни загуби през ограждащите конструкции към околната среда и след това ги сравняват с нормативните (според намаления коефициент на съпротивление на топлопреминаване);
определете местата на възможно замъгляване на стените;
откриване на течове на покрива.

По правило анализът на резултатите от термично изображение показва, че причините за намаляването на топлинната ефективност на сградните обвивки са грешни изчисления на дизайна, избор на нискокачествени материали, лошо качество на работа и неправилна експлоатация.

Цената на термовизионните камери на пазара е различна, но закупуването на устройство за средни и малки предприятия в повечето случаи може да доведе до високи разходи, тъй като в допълнение към самото устройство трябва да се появи специалист по термични изображения в персонала и в най-добрия случай собствена лаборатория за безразрушителен тест.

Придобиването и използването на термовизионни камери не е пряка мярка за пестене на енергия и следователно не е толкова лесно да се изчисли рентабилността на придобиването на устройството.

Термовизията е предназначена заидентифициране на зони с прекомерни енергийни загуби, но без подходящо финансиране за премахване на такива зони или организиране на ремонтни дейности, няма да има енергоспестяващ ефект. И обратното - редовното установяване и отстраняване на причините за прекомерните загуби на топлинна енергия дава осезаем ефект и изплаща разходите за проучвания.