Тепловой контроль

Тепловой контроль ограждающих конструкций и оборудования

Что такое тепловой контроль?

Тепловой контроль (ТК) — это метод неразрушающего контроля, который основан на регистрации и анализе тепловых полей объектов. Эти тепловые поля возникают из-за наличия дефектов. Основная идея ТК заключается в регистрации инфракрасного излучения и его преобразовании в видимый спектр или электрический сигнал с помощью специальных устройств. К таким устройствам относятся тепловизоры, пирометры, измерители теплопроводности, термометры, тепловые дефектоскопы и другие приборы.

Тепловой контроль регламентируется ГОСТ Р 56542-2015 "Контроль неразрушающий. Классификация методов", а также правилами аттестации лабораторий и специалистов. Примеры таких правил включают СДАНК-01-2020, СДАНК-02-2020 и СНК ОПО РОНКТД-02-2021. Специалисты по тепловому контролю также сертифицируются по международным стандартам ISO 9712:2021, ISO 17024, EN 4179 и другим.

Применение теплового контроля

Тепловой контроль широко используется в различных областях, таких как строительство, эксплуатация, ремонт и техническое диагностирование зданий, сооружений, трубопроводов и оборудования. Этот метод позволяет выявлять состояние различных машин и механизмов, электрических и холодильных установок, турбин, генераторов, котлов, конденсаторов и сосудов. Термография особенно эффективна для проверки трансформаторов, изоляторов, роторов, обмоток, сварных и паяных соединений.

Основные задачи теплового контроля

1. Энергоаудит: Оценка тепловых потерь и энергоэффективности зданий и сооружений.

2. Техническая диагностика: Обнаружение дефектов и повреждений в оборудовании и конструкциях.

3. Строительная экспертиза: Проверка качества теплоизоляции и выявление дефектов строительных конструкций.

Этапы проведения теплового контроля

1. Подготовка: Определение объектов и задач контроля, выбор оборудования и методов.

2. Измерение: Регистрация тепловых полей с использованием тепловизоров и других приборов.

3. Анализ: Обработка и интерпретация полученных данных для выявления дефектов и аномалий.

4. Документирование: Составление отчетов и рекомендаций по устранению выявленных проблем.

Режимы и методы термографии

1. Пассивная термография: Измерение естественного теплового излучения объектов без внешнего нагрева.

2. Активная термография: Применение внешнего нагрева для усиления тепловых контрастов и улучшения выявления дефектов.

Аппаратура для теплового контроля

• Тепловизоры: Основные приборы для визуализации тепловых полей.

• Пирометры: Устройства для бесконтактного измерения температуры.

• Измерители теплопроводности: Приборы для оценки теплоизоляционных свойств материалов.

• Тепловые дефектоскопы: Специализированные устройства для выявления дефектов в материалах и конструкциях.

Требования к специалистам теплового контроля

Специалисты по тепловому контролю должны проходить обучение и аттестацию в соответствии с международными и национальными стандартами. Программы подготовки включают как теоретические знания о физических основах теплового контроля, так и практические навыки работы с оборудованием и анализа данных.

Тепловой контроль ограждающих конструкций и оборудования

Применение теплового контроля

Ограничения теплового контроля

Однако у теплового контроля есть и ограничения:

Задачи теплового контроля

Этапы проведения теплового контроля

Согласно РД 13-04-2006, процесс теплового контроля включает несколько последовательных этапов:

1. Подготовка и изучение документации:

• Изучение технического задания (ТЗ) и документации на объект.

• Анализ условий выполнения работ, метеорологических данных, прилегающих построек, расположения инженерных коммуникаций и возможных препятствий для тепловизионной съемки.

2. Разработка программы работ:

• Создание и согласование операционной технологической карты (программы работ).

3. Подготовка аппаратуры:

• Подбор необходимого оборудования, проверка его исправности и настройка.

4. Определение реперных зон:

• Установка реперных зон с геометрической привязкой к размерам объекта.

5. Проведение теплового контроля:

• Выполнение теплового контроля в соответствии с утвержденной технологической картой.

• Измерение температуры исследуемой поверхности и параметров окружающей среды.

6. Анализ и расшифровка данных:

• Анализ и расшифровка термограмм.

• Выполнение теплотехнических расчетов и анализ тепловых аномалий.

7. Оформление результатов:

• Заполнение протокола, заключения или отчета с указанием даты и времени проведения контроля, сведений о персонале и списка выявленных дефектов.

• Приложение эскизов, термограмм и расчетов с результатами количественного и качественного анализа.

Виды теплового контроля

Инфракрасная термография

Термография — это классическое тепловизионное обследование, результатом которого является термограмма, показывающая распределение температурных полей. Изображение формируется с помощью термографических камер, которые регистрируют инфракрасное излучение. Термография охватывает широкий диапазон температур, включая отрицательные (от -50 до +2000 ˚С).

Подразделение теплового контроля

1. Активный и пассивный тепловой контроль:

• Активный метод используется для объектов, не выделяющих собственного тепла. Объекты подвергаются нагреву внешними источниками для выявления дефектов и изучения теплопроводности, теплоемкости и других свойств материалов.

• Пассивный метод заключается в измерении температуры поверхности объектов, которые сами выделяют тепло. Этот метод позволяет проверять тепловой режим объекта и его геометрию без внешнего воздействия.

2. Контактный и бесконтактный тепловой контроль:

• Контактный метод предполагает непосредственный контакт измерительных приборов с поверхностью объекта. Этот метод надежнее, но ограничен техническими возможностями и формой объекта.

• Бесконтактный метод позволяет измерять температуру и градиенты температур на расстоянии. Он подходит для изучения лучистых потоков и размеров дефектов, но результаты могут искажаться из-за внешних факторов, таких как туман или сильное освещение.

3. Термометрический и теплометрический контроль:

• Термометрический метод измеряет температуру в конкретных точках.

• Теплометрический метод оценивает тепловые потоки.

Применение теплового контроля

Тепловой контроль используется для различных задач, таких как энергоаудит, техническая диагностика, строительные экспертизы и проверка тепловых режимов машин и механизмов. Он позволяет выявлять дефекты конструкций, утечки жидкостей и пара, определять места скопления конденсата и оценивать качество теплоизоляционных материалов.

Оборудование для теплового контроля

При проведении теплового контроля часто используют следующие виды аппаратуры:

1. Тепловизоры:

• Наблюдательные тепловизоры создают цветное изображение теплового поля, но без точных значений температуры.

• Измерительные тепловизоры формируют детализированную тепловую карту с возможностью измерения температуры в каждой точке.

2. Пирометры (ИК-термометры):

• Используются для контроля температуры на расстоянии, особенно для раскалённых и труднодоступных объектов.

3. Измерители плотности тепловых потоков и температуры:

• Предназначены для контроля температуры внутри и снаружи зданий, оценки теплосопротивления конструкций и других задач.

4. Информационные логгеры:

• Переносные комплексы для контроля температуры и влажности с возможностью записи данных и генерации отчётов.

5. Термокарандаши:

• Простые и надёжные инструменты для быстрого контроля температуры поверхности объектов.

Требования к квалификации персонала

Специалисты, проводящие тепловой контроль, должны соответствовать определенным требованиям к квалификации:

1. Аттестация:

• Прохождение аттестации по соответствующим стандартам, таким как СДАНК-02-2020 или СНК ОПО РОНКТД-02-2021.

2. Квалификационные уровни:

• Существуют три уровня квалификации: I, II и III.

3. Обучение:

• Прохождение курсов, включающих изучение физических основ ИК-термографии, теории теплообмена, работы с тепловизором, анализа термограмм и составления отчётов.