Infraröd och termisk testning
Infraröd och termisk testning hänvisar till passiva termografiska inspektionstekniker , en klass av oförstörande testning som utsetts av American Society for Nodestructive Testing ( ASNT). Infraröd termografi är vetenskapen om att mäta och kartlägga yttemperaturer.
"Infraröd termografi, en oförstörande fjärravkänningsteknik, har visat sig vara en effektiv, bekväm och ekonomisk metod för att testa betong. Den kan upptäcka inre hålrum, delaminering och sprickor i betongkonstruktioner som brodäck , motorvägsbeläggningar , garagegolv , trottoarer på parkeringsplatser och byggnadsväggar. Som en testteknik är några av dess viktigaste egenskaper att (1) den är korrekt; (2) den är repeterbar; (3) den behöver inte vara till besvär för allmänheten; och (4) det är ekonomiskt."
Principer
Det finns tre sätt att överföra värmeenergi:
Alla föremål avger elektromagnetisk strålning med en våglängd som beror på föremålets temperatur. Strålningens våglängd är omvänt proportionell mot temperaturen. Enligt termodynamiken kommer emitterad energi att flöda från varmare till kallare områden, och energiöverföringshastigheten kommer att variera beroende på effektiviteten av värmeöverföringsprocesserna och de isolerande effekterna av materialet genom vilket energi strömmar. I princip kommer ett målobjekt eller objekt att ha andra termiska egenskaper än dess omgivning; till exempel leder ett nedgrävt metallrör värme lättare än den omgivande jorden, så om vätskan den bär har en annan temperatur än omgivningsförhållandena, kommer röret att vara synligt för en värmeavbildningssensor utan att behöva utföra en utgrävning för att lokalisera röret.
Olika typer av byggmaterial har olika isoleringsförmåga. Dessutom har olika typer av rörledningsdefekter olika isoleringsvärden och/eller varierar i storleken på den tillförda energin. På grund av de potentiella heterogeniteterna i det omgivande röret (dvs olika typer av jordar) kan det vara svårt att skilja målobjekt från bakgrundsljud.
Känslighet
Ett infrarött termografiskt skanningssystem kan mäta och visa temperaturmönster baserat på temperaturskillnader så små som några hundradelar av en grad Celsius. Infraröd termografisk testning kan utföras under dagen eller natten, beroende på miljöförhållanden och önskade resultat.
I praktiken
.jpg)
I infraröd termografi detekteras och mäts värmestrålning med infraröda bildapparater, även kända som termografiska kameror eller radiometrar. Bilderna innehåller en infraröd detektor som omvandlar den utsända strålningen till elektriska signaler som visas på en färg- eller svartvit datorskärm.
Efter att termisk data har bearbetats kan den visas på en monitor i flera nyanser av gråskala eller färg. Färgerna som visas på termogrammet ställs in godtyckligt av termografen för att bäst illustrera de infraröda data som analyseras.
Exempel på applikationer
En typisk applikation för regelbundet tillgänglig IR-termografisk utrustning är att leta efter "hot spots" i elektrisk utrustning, vilket illustrerar områden med högt motstånd i elektriska kretsar . Dessa "hot spots" mäts vanligtvis i intervallet 40 °C till 150 °C (70 till 270 °F) över omgivningstemperaturerna .
När ingenjörer använder egenutvecklade system för att lokalisera underjordiska mål såsom underjordiska lagringstankar (UST), rörledningar , rörledningsläckor och deras plymer och dolda tunnlar , identifieras deras placeringar av temperaturmönster som vanligtvis ligger i intervallet 0,01 °C till 1 °C över eller under omgivningstemperaturerna.
Takläggning
I denna takundersökningsapplikation samlades infraröd termografisk data in under dagtid, på både soliga och regniga dagar. Denna datainsamlingstid möjliggjorde soluppvärmning av taket, och eventuellt inneslutet vatten i taksystemet, under dagtid. IR-data observerades tills taket hade värmts upp tillräckligt för att tillåta detektering av de instängda våtområdena på grund av deras förmåga att samla och lagra mer värme än de torra isolerade områdena. De våta ytorna skulle också överföra värmen i en snabbare takt än de torra isolerade takområdena. Vid denna tidpunkt visade sig de våta ytorna som varmare takyttemperaturer än de omgivande torra bakgrundsområdena på taket.
Under den regniga dagen, med minimal solenergibelastning, skulle eventuella instängda läckaplymer bli uppenbara på grund av deras svalare temperatur jämfört med de torra takområdena
Provning av rörledningar
Ett infrarött termografiskt skanningssystem mäter endast yttemperaturer. Men yttemperaturerna som mäts på markytan, ovanför en nedgrävd rörledning, är i hög grad beroende av förhållandena under ytan.
Bra fast återfyllning bör ha minst motstånd mot ledning av energi och konvektionsgasstrålningseffekterna bör vara försumbara. De olika typerna av problem som är förknippade med jorderosion och dålig återfyllning kring nedgrävda rörledningar ökar jordens isoleringsförmåga, genom att minska energiledningsegenskaperna, utan att avsevärt öka konvektionseffekterna. Detta beror på att döda luftutrymmen inte tillåter bildandet av konvektionsströmmar.
För att ha ett energiflöde måste det finnas en energikälla. Eftersom provning av nedgrävda rörledningar kan involvera stora ytor, måste värmekällan vara låg kostnad och kunna ge markytan ovanför rörledningen en jämn värmefördelning. Solen uppfyller båda dessa krav. Markytan reagerar, lagrar eller överför den mottagna energin.
För rörledningar som transporterar vätskor vid temperaturer över eller under den omgivande marktemperaturen (dvs. ånga, olja, flytande gaser eller kemikalier) är ett alternativ att använda jordens värmesänkningsförmåga för att dra värme från den provade rörledningen. Den avgörande punkten att komma ihåg är att energin måste flöda genom marken och vätskor.
Marktäcket måste utvärderas med avseende på temperaturskillnader (dvs. anomalier som högt gräs eller ytskräp), för hur det kan påverka testområdets yttillstånd. Av de tre metoderna för energiöverföring är strålning den metod som har störst effekt på ytans förmåga att överföra energi. Ett materials förmåga att utstråla energi mäts genom materialets emissivitet. Detta definieras som materialets förmåga att frigöra energi jämfört med en perfekt svartkroppsradiator. Detta är strikt en ytegenskap. Det visar sig normalt i högre värden för grova ytor och lägre värden för släta ytor. Till exempel kan grov betong ha en emissivitet på 0,95 medan en blank bit stanniol kan ha en emissivitet på endast 0,05. Rent praktiskt betyder detta att när man tittar på stora ytor av marktäckare måste den som ansvarar för testningen vara medveten om olika ytstrukturer som orsakas av saker som grova kvastfläckar, gummiband i däck, oljefläckar, lös sand och smuts på ytan och höjden på gräsytor.
Standarder
- ISO 6781, Värmeisolering - Kvalitativ detektering av termiska oregelbundenheter i byggnadshöljen - Infraröd metod
- ISO 18434-1, Tillståndsövervakning och diagnostik av maskiner - Termografi - Del 1: Allmänna procedurer
- ISO 18436-7, Tillståndsövervakning och diagnostik av maskiner - Krav på kvalificering och bedömning av personal - Del 7: Termografi