Thermografie en proces
Geschreven door
Jochem van Ooijen
Enkele tips voor het lezen van een thermografisch rapport voor industriële doeleinden
Binnen de industrie zijn er talloze zinvolle toepassingen voor thermografie. Denk hierbij aan lagers, tandwielkasten, kleppen, hydrauliek, pompen, elektromotoren, koelingen, ventilatoren en ga zo maar door. Thermografie wint daarom al een tijd aan populariteit in de industrie. Het lezen van een thermografisch rapport vereist echter enige vaardigheid; er zijn heel wat valkuilen.
Zodra een probleem te vertalen is in warmer of kouder worden, dan kan thermografie worden toegepast. De interpretatie van infraroodbeelden moet echter wel met de nodige zorgvuldig worden uitgevoerd. Te vaak worden cruciale meetfouten gemaakt, waardoor er verkeerde beslissingen worden genomen bij preventief of correctief onderhoud. Zulke beslissingen kosten vaak onnodig geld, zowel op korte als op langere termijn. Zorg er dus voor dat u de thermografische opname op juistheid kunt inschatten; laat u niet misleiden door mooi gekleurde plaatjes.
Omdat de industriële toepassingen zeer breed zijn, zullen we de tips inperken tot de meest voorkomende fouten. Deze fouten zijn gebaseerd op de toegepaste meettechniek.
Met name in de industrie kan het nuttig zijn gebruik te maken van Thermolabels. Deze labels bieden de meest primitieve vorm van thermografie (het zichtbaar maken van temperaturen), maar deze werken 24 uur per dag voor u.
Ook tijdens stilstand door storingen of voor onderhoud geven Thermolabels de hoogst bereikte temperatuur weer. Storingzoeken en preventief onderhoud worden hierdoor kinderspel!
Tips voor het het interpreteren van een thermogram
In drie zinnen zal hieronderhet begrip emissiewaarde worden uitgelegd. Probeer de essentie ervan goed te begrijpen, emissiewaarde is namelijk fundamenteel voor de interpretatie van thermogrammen.
- Een infraroodcamera registreert domweg alle ir-straling die op de detector komt.
- De totale ir-emissie van een object is de optelsom van de eigen straling van het object, de straling die door het object wordt gereflecteerd en de ir-straling die door een object heen gaat.
- In het algemeen kan gesteld worden dat de temperatuur wordt bepaald door de eigen ir-straling van een object. De gereflecteerde straling en de ir-straling die door een object heengaan (transmissie) beïnvloeden de meetwaarden van de ir-camera.
U begrijpt nu dus dat bij iedere infraroodopname de emissiewaarde moet worden vermeld. Ook de achtergrondstraling is belangrijk. Deze geeft immers aan hoeveel ir-straling er geflecteerd wordt. Koude- of warmtebronnen die gereflecteerd kunnen worden, zijn altijd voldoende aanwezig. Loop gewoon eens door uw bedrijf en kijk hoeveel warmtebronnen er zijn. Wist u dat een heldere hemel al snel kouder is dan -60°C? Dit is van invloed op de meting! Of Hoe lager de emissiewaarde van het materiaal, des te belangrijker de achtergrondstraling wordt. Typische materialen met een lage emissiewaarde zijn bijvoorbeeld RVS en aluminium. Als voor een inspectie een goedkopere camera is gebruikt, zorg dan dat u zeker weet dat dit instrument in staat is om voor iedere meting de emissiewaarde en achtergrondstraling te corrigeren.
Indien u belangrijke componenten moet monitoren, overweeg eens het gebruik van Thermolabels. Deze warmtegevoelige stickers kennen de hierboven beschreven problematiek niet.
Transmissie van materialen is een zeer moeilijke materie. Diverse soorten kunststof laten ir-straling door. Als uw productieproces zeer vuil of stoffig is, doe de ir-camera in een vuilniszak en richt dan de camera op het object. U zult bemerken dat u gewoon (door de vuilniszak heen) infraroodopnames kunt maken. Met regen, in inspuitcabines of bij natte productieprocessen kunt u hier ook gebruik van maken. Gebruikt u warmtebeelden ook voor uw elektrotechnische installatie, lees dan zeer zeker de tips over transmissie in de rubriek Elektrotechniek.
Instantaneous field of view. Een metafoor ter illustratie: Als we met een jachtgeweer op een mug schieten, vliegt de meeste hagel er langs. Laten we beginnen met de opmerking dat de meeste software in staat is de mooiste kleurenplaatjes te maken door middel van extrapolatie en middeling van de meetwaarden. Een mooi thermogram zegt dus niets over de kwaliteit van de resolutie van de detector. Neem bijvoorbeeld een heel klein lagertje met een diameter van 12mm. Als bij uw camera de kleinst te meten eenheid op 1 meter afstand 3 bij 3 millimeter is, dan is deze op 5 meter afstand al gauw 27*27mm. Al positioneert u exact in het midden, dan wordt er altijd een stuk van de achtergrond gemeten. De meetwaarde is per saldo fout. De specificaties van de gebruikte camera zijn dus zeer belangrijk! Als tijdens een meting een kwalitatief mindere camera is gebruikt, bestaat constant het gevaar dat de meting niet representatief zal zijn voor de werkelijke situatie.
Interpretatie van infrarood opnames: Waarom het wiel opnieuw uitvinden?
Hieronder enkele tips uit de praktijk over het interpreteren van een thermogram in industriële toepassingen.
- In een thermogram worden vaak meetpunten geplaatst. Vergewis u ervan dat deze op het zelfde soort materiaal zijn geplaatst. Als er een emissiefout is gemaakt, dan is de fout tenminste consistent.
- Meetpunten moeten bij voorkeur op materiaal met een hoge emissiewaarde geplaatst worden. Met andere woorden: liever een meetpunt op een geschilderde oppervlakte dan op glanzend metaal.
- Bij thermografie op lagers, walsen, spanningsrails, metaal in het algemeen dient u alert te zijn op meetfouten. Door de komst van de “betaalbare” ir-camera, waar diverse parameters niet te corrigeren of in te stellen zijn, eventueel in combinatie met onkunde van de operator, kunnen meetfouten schering en inslag zijn.
- Een component moet minimaal 20 minuten in bedrijf zijn om een representatief thermogram te maken. Even een machine starten en meteen daarna een thermogram maken is daarom “not done”. Hetzelfde geldt voor het maken van infraroodopnames direct na de pauze, als een heel productieproces stil heeft gestaan. Volledigheidshalve moet wel vermeld worden dat hotspots die direct na een start ontstaan meestal zeer serieus zijn. Deze incidenten zijn echter uitzonderlijk.
- Thermografie is een zeer goede techniek, maar het is ook een momentopname. Vergewis u ervan dan het proces dat geïnspecteerd is, normaal draaide.
- Thermolabels werken 24 uur per dag voor u. Ook tijdens stilstand geven deze warmtegevoelige stickers de hoogst bereikte temperatuur weer. Storingzoeken en preventief onderhoud worden hierdoor kinderspel.
- Defecte lagers kenmerken zich door een temperatuursstijging. Met infrarood kunt u snel zien welke lagers nadere inspectie behoeven. Ook als de lagers te dicht bij elkaar zitten en trillingsanayse niet mogelijk is, is thermografie een goede alternatieve inspectie methode.
- Verstopte leidingen in een warmtewisselaar? Infrarood maakt deze zichtbaar.
- Hydrauliek: Problemen gaan vaak samen met een ongewenste temperatuursstijging.
- Bij ovens kunt u zeer snel ontdekken waar u warmte ververliest en waar de isolatie degradeert.
- Worden uw producten gesprayd, gekoeld of verwarmd? Met thermografie kunt u gefundeerde uitspraken over de gelijkmatigheid van het spraypatroon doen.
- In het algemeen: als u een thermogram voor ogen krijgt, eis dan dat parameters als emissiewaarde, achtergrondstraling, ruimtetemperatuur en de gebruikte camera ook worden gepresenteerd. U heeft deze parameters nodig voor een goede beoordeling. Ook bij een second opinion zijn deze parameters onmisbaar.
- Heeft u belangrijke elementen in uw productieproces die om technische reden niet met een infraroodcamera kunnen worden geïnspecteerd, overweeg het gebruik van Thermolabels. Het Japanse NGK heeft voor industriële toepassingen enkele hoogwaardige Thermolabels ontwikkeld. Laat u niet verleiden tot het gebruik van goedkope imitaties.
