發(fā)熱常常是設(shè)備損壞或功能故障的早期征兆，這使它成為在預(yù)測(cè)性維護(hù) (PDM) 計(jì)劃中所監(jiān)視的一個(gè)關(guān)鍵性能參數(shù)。進(jìn)行紅外熱像預(yù)測(cè)性維護(hù)的技術(shù)人員定期對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的溫度進(jìn)行檢查，從而可以隨時(shí)間跟蹤設(shè)備的運(yùn)行狀況，并快速發(fā)現(xiàn)異常讀數(shù)以便進(jìn)一步檢查。通過(guò)監(jiān)視設(shè)備性能并在需要時(shí)安排維護(hù)，可降低因設(shè)備故障而發(fā)生的非計(jì)劃性停產(chǎn)的可能性，減少維護(hù)費(fèi)用和設(shè)備維修的成本，延長(zhǎng)設(shè)備資產(chǎn)的壽命，并最大限度地提高維護(hù)效果和生產(chǎn)能力。
紅外熱像技術(shù)原理
1800年英國(guó)的天文學(xué)家William Herschel 用分光棱鏡將太陽(yáng)光分解成從紅色到紫色的單色光，依次測(cè)量不同顏色光的熱效應(yīng)。他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水銀溫度計(jì)移到紅色光邊界以外，人眼看不見(jiàn)任何光線的黑暗區(qū)的時(shí)候，溫度反而比紅光區(qū)更高。反復(fù)試驗(yàn)證明，在紅光外側(cè)，確實(shí)存在一種人眼看不見(jiàn)的“熱線”，后來(lái)稱為“紅外線”，也就是“紅外輻射”。自然界任何物體，只要溫度高于絕對(duì)零度(-273.15℃)，就會(huì)以電磁輻射的形式在非常寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)發(fā)射能量，產(chǎn)生電磁波(輻射能)。
紅外線在大氣中穿透比較好的波段，通常稱為“大氣窗口”。紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)就是利用了所謂的“大氣窗口”。短波窗口在1~5μm之間，而長(zhǎng)波窗口則是在8~14μm之間。
從普朗克定律可以得知，物體的溫度越高，其輻射的峰值能量就越偏向短波方向，故紅外熱像儀，特別是用以建筑檢測(cè)的紅外熱像儀，其工作波段通常在8-14μm的長(zhǎng)波波段，建筑用紅外檢測(cè)的溫度范圍一般在-20-100℃范圍內(nèi)。
紅外熱像儀是一種新型的光電探測(cè)設(shè)備，可將被測(cè)目標(biāo)表面的熱信息瞬間可視化，快速定位故障，并且在專業(yè)的分析軟件幫助下，可進(jìn)行分析，完成建筑節(jié)能、安全檢測(cè)和電氣預(yù)防性維護(hù)工作。
熱像儀由兩個(gè)基本部分組成：光學(xué)器件和探測(cè)器。光學(xué)器件將物體發(fā)出的紅外輻射聚集到探測(cè)器上，探測(cè)器把入射的輻射轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)而被處理成可見(jiàn)圖像，即熱圖(見(jiàn)圖1)。
設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)介紹
紅外熱成像儀是預(yù)測(cè)性維護(hù)計(jì)劃中的第一道防線。技術(shù)人員可以迅速測(cè)量并比較檢查路線上每臺(tái)設(shè)備的熱量特征，無(wú)需中斷設(shè)備運(yùn)行。
如果溫度與以前的讀數(shù)有明顯的不同，則可以使用其他維護(hù)技術(shù)(振動(dòng)分析、電機(jī)電路分析、空氣超聲波分析以及潤(rùn)滑油分析等)來(lái)調(diào)查問(wèn)題原因，并決定下一步的行動(dòng)。
為獲得最佳結(jié)果，將您的所有維護(hù)技術(shù)集成到同一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，以便它們共享相同的設(shè)備列表、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)告和工作訂單。在將紅外數(shù)據(jù)與來(lái)自其他技術(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)之后，就可以一種綜合的形式來(lái)報(bào)告所有機(jī)器設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況。
紅外熱像設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)過(guò)程
1. 開(kāi)始時(shí)使用來(lái)自計(jì)算機(jī)化維護(hù)管理系統(tǒng) (CMMS) 或其它庫(kù)存管理工具的現(xiàn)有設(shè)備清單。
2. 摒棄不適于紅外測(cè)量的部件。
3. 檢查維護(hù)和生產(chǎn)記錄。對(duì)易于出故障或經(jīng)常引起生產(chǎn)問(wèn)題的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序。
4. 用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)或電子表格程序，按區(qū)域或功能將關(guān)鍵設(shè)備集中在一起，劃分為幾個(gè)大致2-3 小時(shí)的檢查區(qū)。
5. 使用熱成像儀來(lái)獲取每臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備的基準(zhǔn)圖像時(shí)要注意：在某些設(shè)備上，您可能要定期捕獲關(guān)鍵部件或子系統(tǒng)的多個(gè)熱圖像。
6. 將基準(zhǔn)圖像下載到軟件中，并在需要時(shí)通過(guò)位置名稱、檢查說(shuō)明、發(fā)射率以及 RTC 和報(bào)警值來(lái)對(duì)您的檢查路線進(jìn)行歸檔。
7. 當(dāng)要進(jìn)行下一次檢查時(shí)，如果您的熱成像儀支持?jǐn)?shù)據(jù)上載，則只需將以前的檢查圖像裝到成像儀中，并按屏幕提示進(jìn)行操作。
應(yīng)用介紹
電機(jī)檢測(cè)
電機(jī)的部件較多，發(fā)生故障的部位及原因也較多，通過(guò)紅外熱像儀可發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題。
(1)電氣接線(電氣接線盒外殼)
問(wèn)題點(diǎn)：接線端子過(guò)熱。
可能原因：連接松脫、接線端子氧化腐蝕、連接過(guò)緊。
建議措施：重新連接或更換接線端子。
問(wèn)題點(diǎn)：電纜過(guò)熱。
可能原因：不平衡電壓或過(guò)載。
建議措施：使用萬(wàn)用表、鉗表或電能質(zhì)量分析儀予以確認(rèn)具體原因。
(2)電機(jī)外殼溫度分布
問(wèn)題點(diǎn)：外殼部分區(qū)域溫度過(guò)高。
可能原因：內(nèi)部鐵芯、繞組因絕緣層老化或損壞導(dǎo)致短路。
建議措施：拆卸外殼進(jìn)行檢修。
問(wèn)題點(diǎn)：外殼整體溫度過(guò)高
可能原因：空氣流動(dòng)不充分導(dǎo)致散熱故障。
建議措施：如果停機(jī)時(shí)間短，則只對(duì)電機(jī)空氣進(jìn)口格柵進(jìn)行清洗;并在下一次有計(jì)劃的停機(jī)檢修中，安排一次徹底的電機(jī)清洗。
(3)與電機(jī)連接的軸承、連軸器
問(wèn)題點(diǎn)：軸承、連軸器溫度過(guò)高。
可能原因：潤(rùn)滑不良或軸未對(duì)中。
建議措施：檢查潤(rùn)滑情況或?qū)S進(jìn)行調(diào)整。
變壓器檢測(cè)
變壓器箱體由于油路管道堵塞、渦流損耗、內(nèi)部異常、鐵芯絕緣不良等造成發(fā)熱，紅外熱像儀對(duì)變壓器箱體的檢測(cè)可以使變壓器箱體始終處于正常溫度，避免變壓器因溫度過(guò)高而損壞。
電容器柜
電容器在供電系統(tǒng)中主要作無(wú)功補(bǔ)償或移相使用，大量裝配在各級(jí)變配電系統(tǒng)里。在用電負(fù)荷較高的行業(yè)(如石化、冶金、造紙、汽車等)，電容器柜是車間內(nèi)最常見(jiàn)的電氣設(shè)備，其發(fā)生故障的頻率相對(duì)較高;一旦電容器發(fā)生故障，輕則會(huì)影響到供電質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)爆炸，導(dǎo)致停產(chǎn)事故。電容器內(nèi)部的電介質(zhì)或載流導(dǎo)體附近電氣絕緣的電介質(zhì)在交流電壓作用下引起的能量損耗 (介質(zhì)損耗)，即使在正常狀態(tài)下，設(shè)備內(nèi)部的介質(zhì)和導(dǎo)體周圍的絕緣介質(zhì)在交流電壓作用下，也會(huì)有介質(zhì)損耗發(fā)熱。當(dāng)絕緣介質(zhì)的絕緣性能出現(xiàn)缺陷時(shí)，會(huì)引起介質(zhì)損耗增大，電容值變大，導(dǎo)致介質(zhì)損耗發(fā)熱功率增加，從而引起設(shè)備運(yùn)行溫度增加。
根據(jù)DL/T 664《帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則》，耦合電容器的異常熱像特征為整體或局部有明顯發(fā)熱，允許的最大溫升為1.5℃(膜紙型)，允許的同類溫差為0.5℃(膜紙型)。
傳送帶和皮帶輪
橡膠制傳送帶的應(yīng)用范圍最廣，但橡膠因受長(zhǎng)期摩擦或過(guò)熱軸承的熱量傳遞，容易發(fā)生老化、導(dǎo)致斷裂，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)停產(chǎn)等生產(chǎn)事故。紅外熱像儀可在橡膠傳送帶發(fā)生過(guò)熱、老化的初級(jí)階段及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，避免事故損失。
在橡膠傳送帶上受到兩個(gè)摩擦力：一是與傳送帶上物體的靜摩擦力，若物體與傳送帶有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，靜摩擦力則變?yōu)閯?dòng)摩擦力;二是與傳動(dòng)軸的靜摩擦力，若傳送帶發(fā)生老化，與軸承間也將轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)摩擦力。動(dòng)摩擦力比靜摩擦力給傳動(dòng)帶造成的發(fā)熱量大，橡膠是容易受到高溫老化的材料，長(zhǎng)時(shí)間處于高溫狀態(tài)下，橡膠會(huì)發(fā)生損壞、斷裂。此外，由于傳送帶上的物品放置不平衡，導(dǎo)致傳送帶向一側(cè)傾斜，也會(huì)導(dǎo)致橡膠傳送帶與一側(cè)的傳動(dòng)軸的壓力增大，造成橡膠傳動(dòng)帶局部過(guò)熱。