Подшипник без смазки, ослабший болт на шине, намокшая изоляция трубы — у очень разных неисправностей бывает общий ранний признак: лишнее тепло. Глазом его не видно, а тепловизор показывает сразу, картой температур поверхности.
Тепловизионный контроль оборудования давно стал обычным инструментом диагностики. Робот-обходчик добавляет к нему регулярность. Разберём, что видит тепловизор на обходе, как отклонение доходит до человека и где у метода границы.
Что видит тепловизор на обходе
Тепловизор улавливает инфракрасное излучение поверхности и пересчитывает его в температуру. Поэтому он видит нагрев снаружи: неисправность внутри агрегата попадает на снимок, когда тепло доходит до корпуса. На обходе это пять типичных групп узлов.
Подшипники
Подшипниковый узел греется сильнее обычного, когда смазки мало или слишком много, когда валы стоят несоосно или подшипник изношен. На термограмме такой корпус теплее соседнего однотипного узла или теплее, чем на прошлых обходах. Причину тепловизор не назовёт, но покажет, к какому агрегату подойти с виброметром.
Муфты
Соединительная муфта между двигателем и насосом греется, когда валы смещены: упругие элементы работают с перегрузкой. Тёплая муфта — повод проверить центровку, пока не пострадали сама муфта и подшипники.
Электрические контакты
У ослабшего или окисленного контакта растёт сопротивление, и он греется. Это болтовые соединения шин, клеммы, контакты разъединителей и автоматов, кабельные наконечники и муфты.
Самый наглядный приём — сравнение фаз. Три одинаковых соединения при равной нагрузке должны греться одинаково, и если одно теплее, причина, скорее всего, в нём. Пофазное сравнение предусматривает и отраслевая методика инфракрасной диагностики электрооборудования — РД 153-34.0-20.363-99.
Тепловая изоляция
На трубопроводах и аппаратах с горячей средой повреждённая или намокшая изоляция пропускает тепло: на снимке это тёплое пятно или полоса на ровном фоне, а на холодных линиях — наоборот, холодное. Так находят места, где изоляцию пора ремонтировать, и потери тепла, которые иначе никто не видит.
Конденсатоотводчики
Конденсатоотводчик выпускает из паровой линии конденсат и задерживает пар. Неисправный либо забивается и перестаёт выпускать конденсат, либо застревает открытым и пропускает пар в линию возврата конденсата. Первое тепловизор видит хорошо: отводчик заметно холоднее, чем должен быть.
Пропуск пара по одной температуре определить сложнее. Рекомендации по обслуживанию паровых систем называют четыре способа проверки отводчиков — по температуре, по звуку, визуально и электронными датчиками, — и роботу удобно сочетать первые два: тепловизор и микрофон у него на одном маршруте.
Почему регулярная съёмка с одной точки ценнее разовой
Разовое обследование показывает температуру в конкретный день. Но многие дефекты развиваются медленно: контакт греется чуть сильнее, чем месяц назад, потом ещё немного. На единичном снимке такой узел легко принять за исправный, а регулярная съёмка ловит именно такие изменения.
Робот с тепловизором снимает каждую точку с того же места, под тем же углом и с теми же настройками камеры. Показания тепловизора зависят от ракурса, расстояния и отражений, поэтому новая точка съёмки может дать разницу, которой в самом узле нет. Одинаковая съёмка убирает эту неопределённость.
Что даёт такая история:
- Тренд. Медленный рост температуры виден задолго до того, как узел станет по-настоящему горячим.
- Своя норма для каждого узла. Насос у горячего аппарата и насос в прохладном углу греются по-разному, и сравнение узла с его же прошлыми снимками точнее общей нормы.
- Поправка на нагрузку. Если на маршруте есть стрелочные амперметры, робот снимает их показания в тот же проход, и термограмму контакта можно сравнивать с учётом нагрузки.
Один снимок показывает температуру. Ряд снимков с одной точки показывает, куда она движется, — а это и есть ранний признак неисправности.
Как точки тепловизионного контроля встраиваются в общий маршрут, мы рассказывали в статье о роботе-обходчике.
Как отклонение уходит человеку
Порядок действий согласуют с площадкой заранее:
- Порог задаёт площадка. Для каждой точки — допустимая температура и допустимое превышение над однотипными узлами и прошлыми снимками. Критерии — из методики площадки: для электрооборудования, например, из РД 153-34.0-20.363-99.
- Робот перепроверяет себя. Повторяет снимок, слегка меняет ракурс, делает обычное фото. Так отсекаются блики и отражения.
- Сигнал уходит диспетчеру. Точка, термограмма, обычный снимок, температура и график по этой точке за прошлые обходы.
- Диспетчер передаёт смене. По регламенту площадки — начальнику смены или дежурному. Диспетчер на связи круглосуточно.
- Решение — за специалистами. Наблюдать чаще, запланировать ремонт или действовать немедленно — решают люди площадки.
Робот не ставит диагноз и не решает, останавливать ли агрегат: он замечает изменение и доставляет доказательства тому, кто решает. Термограммы остаются в сети площадки — как это устроено, мы разбирали в статье о закрытом контуре.
Где тепловизор может ошибиться
Тепловизор измеряет излучение, а не саму температуру, и на картинку влияет всё вокруг объекта. Ограничения известны, и их учитывают, когда строят маршрут и выбирают время обхода.
Солнце, ветер и осадки
Солнце нагревает поверхности и бликует: освещённая сторона шкафа теплее теневой без всякого дефекта, а блик легко принять за горячую точку. Поэтому методика инфракрасной диагностики электрооборудования советует проводить контроль без солнца — в облачную погоду или ночью, лучше перед восходом. Для робота ночной обход — такая же смена, как дневная.
Та же методика просит учитывать скорость ветра, а дождь, туман и мокрый снег заметно охлаждают поверхность. Поэтому вместе со снимком сохраняют время и условия съёмки, и при сравнении видно, что изменилось: узел или погода.
Отражающие поверхности
Полированный металл, нержавеющая сталь и оцинкованный кожух изоляции для тепловизора почти зеркало: на снимке видно отражение соседнего горячего аппарата, неба или даже самого робота. Методика прямо предупреждает, что участки с хорошей отражательной способностью создают впечатление высоких температур.
Помогает сменить угол съёмки, сверить термограмму с обычным снимком, а на постоянных точках — нанести краску или наклеить метку с известной излучательной способностью.
Излучательная способность
Разные материалы при одной температуре излучают по-разному. Эту характеристику называют излучательной способностью, или коэффициентом излучения: у окрашенной поверхности он высокий, у блестящего металла — низкий. Ошибка в коэффициенте даёт ошибку в градусах.
Коэффициент к тому же зависит от длины волны, угла наблюдения и температуры поверхности. Поэтому для точки его задают один раз и держат постоянный ракурс: даже если абсолютное значение приблизительное, рост температуры от обхода к обходу виден. Как определять коэффициент и делать поправку на отражения, описывает международный стандарт ISO 18434-1 по термографии для контроля состояния машин.
Что ещё стоит учесть
- Стекло. Обычное стекло для тепловизора непрозрачно: через смотровое окно шкафа он увидит стекло, а не контакты. Для закрытых шкафов ставят специальные инфракрасные окна, а открывать шкафы — работа людей по допуску.
- Нагрузка. Плохой контакт ярче проявляется под нагрузкой. Ночью солнца нет, но и ток бывает ниже, поэтому время обхода выбирают вместе с энергетиками площадки.
Раннее обнаружение — плановый ремонт вместо аварийного
Главное, что даёт регулярная термография оборудования, — время. Если нагрев замечен рано, у площадки есть запас: заказать запчасти, вписать ремонт в плановую остановку, подготовить людей и допуски. Ремонт идёт по плану и в нормальных условиях, а не ночью и в спешке после отказа.
Робот здесь работает на специалистов по диагностике: приносит им снимки одних и тех же узлов так часто, как нужно площадке. Это философия «12+1»: монотонную съёмку берёт робот, решения остаются за людьми. Как такие обходы выглядят на подстанциях и станциях, — в разделе об энергетике.
Есть узлы, за нагревом которых хочется следить чаще? Расскажите о них — приедем, пройдём маршрут с вашими специалистами и предложим пилот с понятными метриками.
