Termowizja – kupić czy wynająć?

 

Źródło Fluke_1_m

Źródło: Fluke

 

 

 

Bezkontaktowy pomiar i możliwość zobrazowania rozkładu temperatur pozwala wykryć wiele usterek i pierwsze objawy nieprawidłowej pracy. Termografia nie zakłóca działania i nie wpływa na badany obiekt. Kamera termowizyjna to dziś narzędzie diagnostyczne, które powinno być na wyposażeniu wielu służb w zakładzie produkcyjnym a na pewno w służbach utrzymania ruchu.

 

Zgodnie z definicją encyklopedyczną termografia to proces obrazowania wykorzystujący pasmo średniej podczerwieni o długości fali od ok. 0,9 do 14 μm. Pozwala rejestrować promieniowanie cieplne emitowane przez ciała fizyczne w szerokim przedziale temperatur. Umożliwia to zdalny pomiar (ocenę) temperatury badanych obiektów. Jest to oczywiście bardzo uproszczona definicja. W rzeczywistości nie mierzymy temperatury obiektu, ale poziom jego emisji w zakresie promieniowania podczerwonego. Dlatego użytkownicy kamer termowizyjnych powinni pamiętać o fizycznych podstawach wykonywanych pomiarów, różnicach w emisyjności różnych materiałów i właściwościach związanych z jego propagacją w różnych środowiskach, choć najczęściej można przyjąć, że obiekt o wyższej temperaturze emituje więcej promieni podczerwonych.

 

Źródło Testo_3_m

Źródło: Testo

 

Użytkowników interesują odpowiedzi na pytania: jaką kamerę warto do danego zastosowania kupić, czy raczej opłaca się zlecać outsourcing badań termowizyjnych, czy warto się szkolić z obsługi. Krzysztof Kruszewski z Pracowni Pomiarów Energetycznych i Termowizyjnych zwraca uwagę, że powszechnie uważa się, że wykonywanie zdjęć termograficznych to mniej więcej to samo co wykonywanie zwykłych (wizyjnych) zdjęć aparatem cyfrowym, z tym tylko, że obraz jest w innych barwach. Co do zasad działania obu urządzeń (kamera termowizyjna i aparat fotograficzny) to są one bardzo podobne – różnica polega na rodzaju i liczbie informacji uzyskiwanych z obu tych źródeł. Jak dodaje Kruszewski, w przypadku firm (małych, średnich), najczęstszym powodem wykonywania badań termowizyjnych są wymogi stawiane przez ubezpieczycieli i dotyczą one badań instalacji energetycznych w firmie w celu wyeliminowania ewentualnego ryzyka strat spowodowanych pożarami. Jak mówi, z doświadczenia wie, że badanie takie jest traktowane tylko jako dodatkowe obciążenie finansowe. Zdarza się, że zlecający nawet nie oczekuje badania, ale tylko protokołu jego wykonania. Krzysztof Kruszewski zwraca też uwagę, że zdjęcie termograficzne jest zapisem statycznym stanu badanego przedmiotu. Obecnie technologia umożliwia śledzenie rozkładu temperatur badanego obiektu w czasie i jej zapis. Pomiary takie niosą z sobą wiele informacji zwłaszcza w przebiegu procesów technologicznych, rozwoju usterki urządzenia. Jeszcze innym wykorzystaniem termografii jest termografia aktywna, w której badany materiał pobudzany jest bodźcem zewnętrznym (np. mechanicznie lub za pomocą fali świetlnej) i badana jest jego reakcja na pobudzenie. Rejestrowana odpowiedź w korelacji z kształtem wymuszenia, po odpowiedniej obróbce matematycznej daje informacje o strukturze badanego przedmiotu np. wadach w strukturze, zmianach właściwości (wilgotności, gęstości).

 

Źródło Testo_m

Źródło: Testo

 

 

Własna kamera?

Czy warto zainwestować w kamerę, czy skorzystać z firmy zewnętrznej? Jak mówi, Gabriel Miczka z firmy Gabriel Miczka Przedsiębiorstwo, w jego firmie rocznie wykonuje się od 100 do 200 audytów termowizyjnych w zakresie budownictwa, elektroenergetyki i technologii przemysłowych z wykorzystaniem kamer firm Flir i ULIRvision. Jego zdaniem powinno się wykonywać zarówno badania własną kamerą, jak i takie badania zlecać wyspecjalizowanym usługodawcom. Kamera służąca do bieżących zadań wykonywanych w obiektach przemysłowych jest niezastąpiona, ponieważ w sytuacjach awaryjnych czas przyjazdu wykonawcy pomiarów zwykle będzie za długi. Z drugiej strony firmy zewnętrzne o odpowiedniej praktyce mają zazwyczaj lepszy sprzęt i dużo większe doświadczenie.

 

Źródło Testo_2_m

Źródło: Testo

 

Podobnie uważa Marek Kitliński z firmy TERMOCENT (przebadanych ponad 1700 obiektów w zakresie efektywności energetycznej i duże doświadczenie w pracach dla służb utrzymania ruchu). Radzi, zanim podejmie się decyzję o zakupie urządzenia do wewnętrznego zastosowania w zakładzie przemysłowym, aby odpowiedzieć sobie na podstawowe pytania: jak często potrzebny jest pomiar termowizyjny, czy kontrole dotyczyć będą głównie procesu produkcji, czy powszechnej bezawaryjności i bieżącej konserwacji instalacji elektrycznych. Jak mówi, wielokrotnie jego firma wykonywała pomiary termowizyjne (raz na rok lub raz na pół roku) dla zakładów przemysłowych mających bardzo dobrych inżynierów i kamery termowizyjne. – Dlaczego mimo to okazaliśmy się dobrymi wykonawcami diagnostyki polegającej na lokalizacji najsłabszego – przegrzewającego się – ogniwa w przedsiębiorstwie? – pyta Marek Kitliński. Przede wszystkim dlatego, że kamery i pomiary były dostosowane do codziennej kontroli procesu produkcyjnego, a utrzymanie aktualnej wiedzy i doświadczenia „odkurzanego” raz na rok jest kosztowne i nieefektywne. Również czas potrzebny na wykonanie wizji, a następnie raportu, stanowi zbyt duże obciążenie w czasach, kiedy to utrzymuje się liczbę etatów poniżej zapotrzebowania i „dokupuje” zasoby ludzkie w formie outsourcingu. Ponadto wykonanie kontroli przez niezależny podmiot stanowi faktyczną ocenę sytuacji pożądaną przez odpowiedzialnych przedstawicieli zakładu przemysłowego. Jednocześnie niezależna jednostka kontrolująca obiekt jest wymogiem firm ubezpieczeniowych. W związku z powyższym, jak dodaje Marek Kitliński, opłaca się kupić kamerę, jeśli korzystanie z niej jest konieczne co najmniej raz w miesiącu, a najlepiej codziennie. Dzięki temu zarówno czas pracy będzie naturalnie wpasowany w tygodniowy harmonogram, jak i wiedza oraz doświadczenie mogą być utrzymywane na oczekiwanym poziomie.

 

Źródło Testo_1_m

Źródło: Testo

 

Kupienie kamery lub wybranie outsourcingu zależy od tego, czy użytkownik jest zainteresowany stałą kontrolą procesu produkcji, czy diagnostyką urządzeń, uważa Maciej Kiepś, młodszy specjalista ds. automatyki w firmie WObit E.K.J. Ober. Dodatkowym kryterium jest cena – trzeba samemu zdecydować, czy lepiej wydać pieniądze raz i korzystać dowolnie z urządzenia, czy może zapłacić jednorazowo mniej, ale częściej.

Jak mówi Marcin Sztenke, Director of Operations, Europe w firmie Predictive Service, Techmadex był pierwszą prywatną firmą na rynku w naszym kraju, która miała w ofercie kamery termowizyjne. Jego zdaniem do celów UR zawsze warto mieć kamerę – nawet prosty model w cenie ok. 15 tys. złotych do regularnej kontroli i sprawdzenia urządzeń. To w żaden sposób nie wyklucza korzystania z zewnętrznych badań. Jest to najczęściej wymagany zewnętrzny audyt, zwłaszcza jeśli jest to wymaganie ubezpieczyciela. Jak dodaje dwie trzecie jego klientów ma kamery, które służą do bieżącej kontroli, ale w wielu firmach nie ma po prostu czasu na regularne kontrole, inwentaryzacje. Ponadto firma zewnętrzna jest krytyczniej nastawiona do badań i pracownicy znajdują z reguły dwa razy więcej usterek niż pracownicy firmy, w której wykonuje się usługę.

 

Źródło Predictive Service_m

Źródło: Predictive Servic

 

 

Tania czy droga?

Odpowiedź na tak postawione pytanie na pewno nie jest prosta. Jak uważa Gabriel Miczka, tania kamera jest właśnie tym sprzętem, który powinien być zawsze pod ręką. Kupowanie do tego celu drogiego sprzętu często powoduje, że jest on zamykany w „sejfie” kierownika. Ludzie boją się korzystać z delikatnego sprzętu w cenie porównywalnej do ceny nowego samochodu. Jak mówi Marek Kitliński kupienie i włożenie na nogi takich samych „korków”, jakie nosi Robert Lewandowski, nie oznacza, że będziemy grali tak jak on. Do większości zastosowań zupełnie wystarczą kamery z najtańszych serii (detektor poniżej 100×100 punktów), czy średniej półki (detektor pomiędzy 100×100, do około 320×240 punktów). Ważna jest wiedza techniczna operatora z zakresu praw fizyki opisujących promieniowanie i fale elektromagnetyczne oraz doświadczenie w ich stosowaniu. Kitliński jest przekonany, że inżynier z doświadczeniem popartym badaniem np. 2000 obiektów lepiej oceni sytuację na podstawie badania kamerą 120×120 niż inżynier, który patrzy na ekran kamery 640×480 punktów, ale raz na pół roku lub rzadziej. Jego zdaniem na pewno nie będzie wystarczająca kamera z niskiej lub średniej półki w zastosowaniach do kontroli złącz energetycznych, gdy nie jest możliwy pomiar z odległości 60 do maksymalnie 200 cm. Przy kontroli złączy energetycznych z większych odległości wielkość punktu pomiarowego, w którym odczytujemy pojedynczą (średnią) wartość temperatury z obszaru w polu widzenia piksela, jest niewystarczająca. W przypadku analizy izolacji termicznej obiektów wielkość detektora ma pomijalny wpływ na jakość oceny.

 

Źródło Fluke_1m

Źródło: Fluke

 

Z kolei Maciej Kiepś uważa, że wszystko zależy od obiektu, którego temperaturę chcemy mierzyć. Istotne są dwa parametry kamery: emisyjność, jaką może kamera mierzyć, oraz długość fal promieniowania podczerwonego. Standardowe kamery termowizyjne mogą mierzyć temperaturę obiektów, które emitują fale o długości 8–14 µm. Elementy takie jak metale, szkło itd. emitują promieniowanie od ok. 1 µm do 4 µm. Kolejna sprawa to fizyczne właściwości metali w temperaturach poniżej 100°C metal surowy (bez żadnych warstw zwiększających emisyjność) zachowują się jak lustro i nigdy nie mamy pewności, czy mierzymy temperaturę metalu, czy może promieniowania odbitego przez obiekt pomiarowy emitowanego np. przez Słońce, operatora, inne obiekty znajdujące się w otoczeniu obiektu pomiarowego, jarzeniówki itp. Kitliński zwraca przy tym uwagę, że są sposoby, aby zwiększyć emisyjność metalu, choćby poprzez zastosowanie specjalnych naklejek zwiększających emisyjność, bądź przez zwykłe pokrycie powierzchni pomiarowej farbą lub lakierem (jednakże nie we wszystkich aplikacjach jest to możliwe).

 

Źródło Fluke_m

Źródło: Fluke

 

Jak mówi Krzysztof Kruszewski, kamera może być tania ze względu na różne parametry, np. ze względu na: optykę, rozdzielczość termiczną, rozdzielczość graficzną, bogactwo oprogramowania (lub jego brak). W zależności od tego, do jakich celów ma służyć, tania kamera wcale nie musi być rozwiązaniem uwarunkowanym tylko kwestią ekonomiczną. Jednym ze skojarzeń, jakie się nasuwa, to pytanie, czy taką kamerę może nabyć mała firma, która będzie ją wykorzystywała sporadycznie, pyta Kruszewski. Pojawia się też kwestia, kto zadecyduje o nabyciu kamery o odpowiednich parametrach rzutujących na cenę, skoro firma nie ma personelu o odpowiednich kwalifikacjach. Jest przekonany, że tania kamera w rękach osoby o wysokich kwalifikacjach i dużym doświadczeniu będzie znacznie lepszym rozwiązaniem niż droga kamera w rękach osoby bez kwalifikacji w tym zakresie. Równocześnie zwraca uwagę, że bierze pod uwagę tylko tanie kamery, modele z niższych półek, ale markowych producentów, a nie producentów z dalekiego wschodu (zapewne na razie, jak dodaje). Marcin Sztenke uzupełnia, że na cenę największy wpływ ma rozdzielczość, optyka oraz jakość detektora. Jeśli wykonuje się pomiary np. przyłączy na słupach energetycznych, to badany obiekt jest daleko od operatora, a mierzone przyrosty temperatur niewielkie. W takim przypadku należy wybierać kamery o dobrych parametrach. W przypadku służb utrzymania ruchu mierzone przyrosty temperatur w stosunku do tła są znacznie wyższe i ewentualne szumy, nie mają dużego znaczenia. To tak jak w przypadku „zwykłych” aparatów fotograficznych, przy dobrym oświetleniu każdy zrobi się dobre zdjęcie, dodaje Marcin Sztenke.

 

Źródło Flir_m

Źródło: Flir

 

 

Szkolenie

Obecnie obsługa kamery termowizyjnej jest prosta. Wydaje się, że również wyciąganie użytecznych wniosków na podstawie zdjęcia wykonanego zakresie w podczerwieni również nie stanowi problemu. Jednak zdaniem specjalistów wcale tak nie jest. Gabriel Miczka uważa, że szkolenie użytkowników jest niezbędne, bo termogram to nie „zepsuta” fotografia, jak mu powiedział kiedyś jeden z kursantów. Szkolenie powinno objąć podstawy fizyczne termografii, omówienie katalogu praktycznych zastosowań, trening w wykonywaniu termogramów, jak i ich obróbki informatycznej do raportów z pomiarów. Każdy z tych elementów jest ważny, bo braki w umiejętnościach skutkują nieefektywnym wykorzystaniem sprzętu, dodaje Gabriel Miczka.

Z kolei Marek Kitliński przypomina, że dystrybutorzy kamer zawsze przeszkalają kupujących z obsługi kamery, dlatego przede wszystkim należy zapytać, jakie umiejętności posiądzie się podczas szkolenia oraz czy pozwolą one wykonać prawidłowy pomiar, zdjęcia oraz interpretację wraz z wnioskami w potrzebnym nam zakresie pracy. Jego zdaniem najlepsze szkolenie to uczestnictwo w pomiarze wykonanym przez doświadczonego operatora w ramach realizacji usługi w interesującym nas zakresie diagnostyki.

 

Źródło Flir_1_m

Źródło: Flir

 

Krzysztof Kruszewski zauważa, że wszystko zależy od charakteru prowadzonej działalności oraz jej skali. W małym zakładzie produkcyjnym obsługą takiego sprzętu zostanie obarczony np. elektryk lub mechanik zakładowy. Osoby takie mają wiele obowiązków, a dodatkowy obowiązek i konieczność wykonywania systematycznych badań termograficznych będą traktowały jako kolejne obciążenie, co może się przełożyć na ich jakość. Trzeba wykonać wiele badań i popełnić też błędy, by opanować narzędzie w taki sposób, aby wykorzystać maksymalnie jego możliwości. Jak dodaje Kruszewski, szkolenia dotyczące sprzętu ograniczają się w zasadzie do podstawowej obsługi, a cała trudność polega na odpowiednim wykonaniu zdjęcia (ustawienie parametrów, posiadanie świadomości pewnych parametrów jak np. emisyjność najbliższego otoczenia badanego obiektu) i co najważniejsze interpretacji zdjęcia termograficznego. Żadne szkolenie nie daje możliwości uzyskania takich umiejętności, ponieważ warunki wykonywania zdjęć są niepowtarzalne, a to właśnie te warunki wpływają na interpretację zdjęcia. Są oczywiście szkolenia kilkudniowe z warsztatami praktycznymi, których z kolei cena jest wysoka i kierowanie pracownika, który od czasu do czasu będzie wykonywał badanie, wydaje się z ekonomicznego punktu widzenia nieuzasadnione. Krzysztof Kruszewski mówi jednak, że duże zakłady produkcyjne takie jak elektrownie czy rafinerie mają zespoły zajmujące się utrzymaniem ruchu, które wyposażone są w kamery termowizyjne i wykonują systematyczne badania instalacji. Wtedy, jego zdaniem, inwestycja w kamery i wyszkolenie personelu jest jak najbardziej uzasadniona. Marcin Sztenke podsumowuje, że warto jest przejść przeszkolenie, nawet jeśli ma się słabszy sprzęt. Obrazy termowizyjne wydają się proste i łatwe w interpretacji, jednak ich powstanie jest związane z występowaniem pewnych zjawisk fizycznych i warto je zrozumieć, nawet jeśli na bieżąco nie robi się wszystkich rodzajów pomiarów.

 

InfraTec VarioCAM Źródło Predictive Service_m

Kamera InfraTec VarioCAM. Źródło: Predictive Service

 

 

Warto też wiedzieć

Jak podkreślają specjaliści, wiele kwestii związanych z pomiarami termograficznymi budzi wątpliwości wśród potencjalnych użytkowników. Jak mówi Gabriel Miczka, prawie zawsze wśród kursantów wywołuje zdziwienie to, jak duży jest rozdźwięk pomiędzy prostotą obsługi kamery a skomplikowaniem wiedzy potrzebnej do prawidłowego wnioskowania o zjawiskach fizycznych zobrazowanych na termogramach. Dotyczy to wszystkich, którzy nie zdobyli systematycznej wiedzy na ten temat lub mają wiedzę cząstkową. Dotyczy to zarówno ludzi w przemyśle, jak i profesorów politechnik, dodaje Gabriel Miczka.

Wśród często zadawanych pytań przez klientów, Marek Kitliński wymienia pytanie o to, czy firma wskaże rozwiązanie ich problemu lub czy dostarczy raport wymagany przez ich procedury bezpieczeństwa i kontroli. Najczęściej nie wiedzą oni, że samo „badanie termowizyjne” to tylko pozyskanie danych i zdjęć, a główną wartość stanowi ocena i wnioski, które można na jego podstawie uzyskać. Dlatego zawsze zwraca uwagę, na fakt, że w standardzie jego firmy jest przygotowywanie opinii technicznych, a nie wykonywanie tylko samych zdjęć termograficznych o wymiarach 120×120, czy 640×480 punktów termicznych. Z kolei Maciej Kiepś mówi, że klienci bardzo często nie zdają sobie sprawy z zasad pomiaru termowizyjnego i z ograniczeń jakie narzuca wybrana metoda pomiarowa.

Według Krzysztofa Kruszewskiego, zasadniczym zagadnieniem jest koszt wykonania badania instalacji elektrycznej/energetycznej w zakładzie do celów ubezpieczeniowych i pytanie, jak szybko można otrzymać wynik badania. Jak dodaje, na rynku są rozpowszechnione informacje, że można takie badanie wykonać za „małe pieniądze” i wykonawca „na miejscu” wydrukuje raport z kamery zaraz po wykonaniu zdjęć. W zasadzie jest to prawda, kamerę może nabyć każdy i nikt nie sprawdza kwalifikacji autora zdjęć, a współczesne kamery rzeczywiście umożliwiają wykonanie raportu na miejscu. Firma jest zadowolona, bo tanio, ubezpieczyciel dostał wymagany dokument i właściwie każdy jest zadowolony, ale do czasu. Kruszewski zwraca uwagę, że rzetelne przeprowadzone badanie, w zależności od wielkości instalacji, może trwać nawet kilkanaście godzin (czasem dni). Powinny być spełnione określone warunki pracy instalacji i zaangażowane służby techniczne do ich zapewnienia. Nie każde badanie można wykonywać w dowolnej porze roku, np. zimą w chłodniach i mroźniach mija się z celem. Natomiast opracowywanie wykonanych zdjęć, zależy to od wielkości obiektu, może trwać dwa lub nawet trzy tygodnie i może się okazać, że fragmenty badań instalacji należy powtórzyć. Powyższe refleksje dotyczą badań „obowiązkowych” dotyczących instalacji elektrycznych, dodaje Kruszewski. Jednak są też tacy klienci, którzy poszukują metod rozwiązania problemów technicznych lub technologicznych. Wtedy jak mówi, rozmowy dotyczą problemów technicznych, a nie ceny i terminu wykonania.

Za podsumowanie mogą posłużyć też uwagi Marcina Sztenke, który uważa, że do najczęściej popełnianych błędów związanych z pomiarami termowizyjnymi należą te związane z niezwracaniem uwagi na wpływ różnych czynników na emisję promieniowania podczerwonego. Może to prowadzić do nadinterpretacji otrzymanych obrazów (np. zjawisko odbicia, błyszczące obiekty). Z kolei nieuwzględnianie zależności pomiędzy rozdzielczością kamery i odległością pomiaru może prowadzić do zaniżenia temperatury spowodowanej uśrednianiem wyniku, a w przypadku badania obiektów na zewnątrz, nieuwzględnianie na przykład czynników schładzających obiekt (wiatr i inne czynniki atmosferyczne).

 

Autor: Bohdan Szafrański

 

Artykuł pochodzi z czasopisma Główny Mechanik nr 4/2015

Okladka gotowa GM4_m

 

Authors
Tagi

Related posts

Góra
English