Печи и котлы применяются во многих производственных процессах. Однако это оборудование подвержено сбоям по многим причинам — кокс, забивающий трубы и препятствующий току продукта, шлак на внешней поверхности труб и повреждения от него, перегрев и переохлаждение, удар пламени по трубам из-за сдвига горелки, утечка продукта, вызывающая возгорание и серьезное повреждение оборудования.
Сбои влияют не только на качество — они могут полностью остановить производство. Тепловизоры FLIR выявляют большинство неполадок во время работы, позволяя устранить аварию. Таким образом можно своевременно отключить оборудование и заменить деталь, минимизировав затраты на обслуживание и производственные убытки.
Французская компания Petroval одной из первых поняла потенциал тепловидения для инспекции на промышленных объектах. «До появления тепловизоров надежного способа поиска неполадок во время работы попросту не было», — говорит проектный менеджер Petroval Жан-Франсуа Турнье. «Тепловизоры FLIR – это отличный неразрушающий способ для поиска неполадок и точного определения безопасного производственного темпа, не требующий остановки работы».
Штаб-квартира Petroval находится в Гавре (Нормандия, Франция). Компания основана в 1990 г. и принадлежит TOTAL и Eurecat. Petroval также имеет офис в Хьюстоне, США (открыт в 2003 г.), а в 2011 г. открывает офис в Сингапуре. Petroval оказывает услуги более чем в 50 странах мира – по сути, более 80% работ выполняются за пределами Франции.
Охлаждаемые и неохлаждаемые
Сейчас Petroval использует три тепловизора FLIR: один с охлаждаемым датчиком и два — с неохлаждаемым. Охлаждаемый тепловизор — это FLIR Agema 550 с теплозащитой и фильтром пламени. В основном он используется для проверки внутри печей. Два неохлаждаемых тепловизора — FLIR ThermaCAM P50F (также с фильтром пламени) и FLIR P640 (в основном используется для внешних проверок изоляции).
По словам техников Petroval, все три тепловизора отлично справляются с задачами. «FLIR Agema 550 — очень точный и чувствительный прибор. FLIR ThermaCAM P50F не так чувствителен к небольшим изменениям температуры, но оснащен неохлаждаемым датчиком, благодаря которому можно немедленно начать работать с FLIR ThermaCAM P50F, не дожидаясь завершения работы системы охлаждения . При использовании охлаждаемой камеры обычно требуется примерно 5 минут работы системы охлаждения перед тем как камера может быть применена. Третий тепловизор, FLIR P640 – отличный инструмент для проверок изоляции и электрического оборудования».
FLIR P640: прост в обслуживании, идеален для профилактических проверок
Тепловизор FLIR P640 оснащен неохлаждаемым датчиком, создающим изображения 640х480 пикселей. FLIR P640 является идеальным для профилактики благодаря своим встроенным функциям: лазерному указателю, функции «Картинка в картинке» и Thermal Fusion для объединения теплового и визуального изображений. «FLIR P640 очень быстро работает и прост в использовании. Все отлично — небольшие горячие участки с дефектами изоляции видно даже с расстояния в 50-100 метров».
FLIR GF309: по последнему слову техники
FLIR Agema 550 и FLIR ThermaCAM P50F — старые модели, уже не продаваемые FLIR Systems. Сегодня самым современным устройством для инспекций печей является FLIR GF309. Кроме того, это тепловизор двойного назначения, который можно использовать как при высоких температурах (печи), так и для тепловой проверки механических или электрических деталей. Поэтому эти тепловизоры идеальны для мониторинга любых печей, нагревателей и котлов,в частности, в химической, нефтехимической и коммунальной отраслях.
FLIR Agema 550 оснащен охлаждаемым датчиком на основе силицида платины (PtSi). Детекторы из этого материала менее чувствительны, чем детекторы из антимонида индия (InSb), являющегося сердцем нового тепловизора FLIR GF309. FLIR предлагает тепловизоры двойного назначения лучшего качества, так как датчики на основе InSb более стабильны и чувствительны, чем неохлаждаемые датчики на основе PtSi или BB.
Датчик на основе InSb тепловизора FLIR GF309 создает изображения 320x240 пикселей. Охладитель Стирлинга понижает температуры датчика и фильтра до почти криогенных температур для повышения количественной чувствительности. Прибор выдерживает температуры свыше 300°C, позволяя замерять температуру до 1500°C и выполнять визуальный осмотр внутренних деталей печей и котлов,скрытых пламенем, продуктами горения и пылью. Камеры снимают в реальном времени видео, отдельные кадры которого можно сохранить как картинки. Изображения можно просмотреть на видоискателе с ЖК-экраном с диагональю 4,3’’ и разрешением 800x480 пикселей. Специально разработанный для работы в огне, GF309 также оснащен съемным тепловым щитком, предназначенным для отражения тепла от камеры и оператора и повышающим степень защиты.
Фильтр пламени
FLIR GF309 оснащен фильтром пламени, который пропускает волны определенного диапазона длин. Открытое пламя излучает гораздо больше тепла на определенной длине волны, а на других — почти не производит никакого теплового никакого теплового излучения. Фильтр пламени в FLIR GF309 ограничивает спектральную чувствительность до диапазона 3,8–4,05 мкм. Так как все излучение, кроме определенной части спектра, отфильтровывается, тепловизор способен видеть прямо сквозь огонь и замерять температуру даже через очень жаркое пламя. За счет этого тепловизоры с таким фильтром являются очень удобным инструментом для проверок печей.
Минимизация простоев
По словам Турнье, тепловизоры FLIR — отличный инструмент для профилактического обслуживания печей и котлов. «С тепловизором вы заранее видите слабые места. Например, если в какой-то трубе есть протечка, то вы можете заранее купить замену и минимизировать простой».
Быстрое обнаружение изъянов тепловизором
С помощью тепловизора можно обнаружить множество дефектов печей. Турнье поясняет: «Можно увидеть повреждение огнеупорного материала, проверить форму пламени, иногда видны отложения мусора на трубах, ухудшающие теплопередачу и снижающие температуру продукта. Огнеупорные блоки теплового излучения могут отвалиться и повредить горелки и трубы. Можно также увидеть потухшие или бьющие по трубам горелки. Мы следим и за окислением, так как это негативный процесс — проржавевший участок трубы может облупиться и ухудшать теплопередачу. Проверка и профилактика печей тепловизорами FLIR обеспечивает эффективность и безопасность всего производственного процесса».
«Измеряя температуру можно обнаружить засоры труб, так как наличие кокса в трубах обусловлено высокими температурами, — продолжает Турнье. — Иногда слишком мощное пламя может нагреть трубу до температуры выше предельно допустимой, что в сочетании с давлением в засоренной трубе может вызвать разрыв и утечку. Засоры в трубах будут отражены на экране наряду с температурой металлических поверхностей».
Тепловизоры FLIR способны на большее
По словам техников Petroval, точечные приборы измерения температуры вроде термопар дают слишком мало информации о том, что происходит внутри печи. «Через смотровые окна видно внутренности, но огонь, продукты сгорания и пыль скрывают трубы и горелки во время работы. С помощью измерительных приборов типа термопар можно выявить некоторые проблемы, но они всего лишь производят измерение в одной точке. На тепловом изображении температуру можно увидеть на каждом пикселе из 320x240 или 640x480».
«Используя ПО FLIR Reporter, мы анализируем записанные термографические данные для поиска мельчайших деталей», — продолжает Турнье.
Неточность термопар
Одна из основных целей при инспекциях печей и котлов — проверить температурные показания термопар. «Со временем качество работы контактных измерительных приборов на основе термопар ухудшается, понижается точность измерений. Часто перерабатывающие заводы могут работать гораздо эффективнее, но из-за неточных показаний термопары мощность ограничивается безопасными значениями. С помощью тепловизоров FLIR мы можем проверить точность показаний термопар – перерабатывающие заводы обычно могут безопасно повысить объем производства».
«Без тепловизоров FLIR проверить показания термопар было невозможно, — продолжает Турнье. — Мы не знали, безопасно ли повышать выработку. Теперь мы точно можем сказать, безопасно это или нет. Многие посещенные нами объекты давали 30000 тонн в день, а после проверки тепловизорами выяснялось, что 32000 тонн – тоже безопасно».
Годы опыта
Однако Турнье предупреждает, что проверка печи — это не только наведение камеры и нажатие кнопки. «Как бы ни было важно иметь тепловизор, это еще не все. Операторы Petroval имеют многолетний опыт проведения тепловизионных проверок и анализа ИК-изображений, а также навыки в работе с промышленными печами и котлами».
«Например, мы используем собственноручно изготовленные тестеры для проверки точности тепловизоров. Мы вводим тестер в печь и держим его около проверяемой трубы. Внутри тестера находится термопара, в точности которой мы уверены — она показывает точную температуру. Затем мы меняем параметры излучения, чтобы уравнять температурные показания, полученные тепловизором и тестером. Так как коэффициент излучения различен для каждого используемого материала, мы делаем тестер для каждого типа трубы в промышленной печи».
Тепловизоры FLIR: лучший способ инспекции печей
«Если же у вас есть опыт и необходимое оборудование, то использование тепловизоров FLIR — действительно лучший способ проверок печей», — резюмирует Турнье. «Это отличный бесконтактный и неразрушающий способ получения качественной и количественной информации, предотвращающей или минимизирующей простой обьекта».
По материалам компании FLIR Systems
