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)測性維護(hù) (PDM) 計劃中所監(jiān)視的一個關(guān)鍵性能參數(shù)。進(jìn)行紅外熱像預(yù)測性維護(hù)的技術(shù)人員定期對關(guān)鍵設(shè)備的溫度進(jìn)行檢查，從而可以隨時間跟蹤設(shè)備的運行狀況，并快速發(fā)現(xiàn)異常讀數(shù)以便進(jìn)一步檢查。通過監(jiān)視設(shè)備性能并在需要時安排維護(hù)，可降低因設(shè)備故障而發(fā)生的非計劃性停產(chǎn)的可能性，減少維護(hù)費用和設(shè)備維修的成本，延長設(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年英國的天文學(xué)家William Herschel 用分光棱鏡將太陽光分解成從紅色到紫色的單色光，依次測量不同顏色光的熱效應(yīng)。他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水銀溫度計移到紅色光邊界以外，人眼看不見任何光線的黑暗區(qū)的時候，溫度反而比紅光區(qū)更高。反復(fù)試驗證明，在紅光外側(cè)，確實存在一種人眼看不見的“熱線”，后來稱為“紅外線”，也就是“紅外輻射”。自然界任何物體，只要溫度高于絕對零度(-273.15℃)，就會以電磁輻射的形式在非常寬的波長范圍內(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的紅外熱像儀，其工作波段通常在8-14μm的長波波段，建筑用紅外檢測的溫度范圍一般在-20-100℃范圍內(nèi)。
紅外熱像儀是一種新型的光電探測設(shè)備，可將被測目標(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、安全檢測和電氣預(yù)防性維護(hù)工作。
熱像儀由兩個基本部分組成：光學(xué)器件和探測器。光學(xué)器件將物體發(fā)出的紅外輻射聚集到探測器上，探測器把入射的輻射轉(zhuǎn)換成電信號，進(jìn)而被處理成可見圖像，即熱圖(見圖1)。
設(shè)備預(yù)測性維護(hù)介紹
紅外熱成像儀是預(yù)測性維護(hù)計劃中的第一道防線。技術(shù)人員可以迅速測量并比較檢查路線上每臺設(shè)備的熱量特征，無需中斷設(shè)備運行。
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)(振動分析、電機(jī)電路分析、空氣超聲波分析以及潤滑油分析等)來調(diào)查問題原因，并決定下一步的行動。
為獲得最佳結(jié)果，將您的所有維護(hù)技術(shù)集成到同一個計算機(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)、報告和工作訂單。在將紅外數(shù)據(jù)與來自其他技術(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報告所有機(jī)器設(shè)備的實際運行狀況。
紅外熱像設(shè)備預(yù)測性維護(hù)過程
1. 開始時使用來自計算機(jī)化維護(hù)管理系統(tǒng) (CMMS) 或其它庫存管理工具的現(xiàn)有設(shè)備清單。
2. 摒棄不適于紅外測量的部件。
3. 檢查維護(hù)和生產(chǎn)記錄。對易于出故障或經(jīng)常引起生產(chǎn)問題的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行優(yōu)先級排序。
4. 用一個數(shù)據(jù)庫或電子表格程序，按區(qū)域或功能將關(guān)鍵設(shè)備集中在一起，劃分為幾個大致2-3 小時的檢查區(qū)。
5. 使用熱成像儀來獲取每臺關(guān)鍵設(shè)備的基準(zhǔn)圖像時要注意：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)的多個熱圖像。
6. 將基準(zhǔn)圖像下載到軟件中，并在需要時通過位置名稱、檢查說明、發(fā)射率以及 RTC 和報警值來對您的檢查路線進(jìn)行歸檔。
7. 當(dāng)要進(jìn)行下一次檢查時，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
電機(jī)的部件較多，發(fā)生故障的部位及原因也較多，通過紅外熱像儀可發(fā)現(xiàn)以下問題。
(1)電氣接線(電氣接線盒外殼)
問題點：接線端子過熱。
可能原因：連接松脫、接線端子氧化腐蝕、連接過緊。
建議措施：重新連接或更換接線端子。
問題點：電纜過熱。
可能原因：不平衡電壓或過載。
建議措施：使用萬用表、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
問題點：外殼部分區(qū)域溫度過高。
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。
問題點：外殼整體溫度過高
可能原因：空氣流動不充分導(dǎo)致散熱故障。
建議措施：如果停機(jī)時間短，則只對電機(jī)空氣進(jìn)口格柵進(jìn)行清洗;并在下一次有計劃的停機(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
問題點：軸承、連軸器溫度過高。
可能原因：潤滑不良或軸未對中。
建議措施：檢查潤滑情況或?qū)S進(jìn)行調(diào)整。
變壓器檢測
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，紅外熱像儀對變壓器箱體的檢測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高而損壞。
電容器柜
電容器在供電系統(tǒng)中主要作無功補(bǔ)償或移相使用，大量裝配在各級變配電系統(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)最常見的電氣設(shè)備，其發(fā)生故障的頻率相對較高;一旦電容器發(fā)生故障，輕則會影響到供電質(zhì)量，嚴(yán)重時還會引發(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，會引起介質(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，但橡膠因受長期摩擦或過熱軸承的熱量傳遞，容易發(fā)生老化、導(dǎo)致斷裂，嚴(yán)重時會引發(fā)停產(chǎn)等生產(chǎn)事故。紅外熱像儀可在橡膠傳送帶發(fā)生過熱、老化的初級階段及時發(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運動，靜摩擦力則變?yōu)閯幽Σ亮?二是與傳動軸的靜摩擦力，若傳送帶發(fā)生老化，與軸承間也將轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽Σ亮?。動摩擦力比靜摩擦力給傳動帶造成的發(fā)熱量大，橡膠是容易受到高溫老化的材料，長時間處于高溫狀態(tài)下，橡膠會發(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，也會導(dǎo)致橡膠傳送帶與一側(cè)的傳動軸的壓力增大，造成橡膠傳動帶局部過熱。