Postęp w technologii stosowanej w kamerach termowizyjnych pozwolił szerzej wkroczyć metodzie diagnostycznej do zakładów przemysłowych. Szybko rośnie oferta usług związanych z diagnostyką termowizyjną skierowana do zakładów przemysłowych. Przy sporadycznym wykorzystaniu jest atrakcyjniejsza niż zakup kamery i to nie tylko ze względu na koszt sprzętu.
Prawidłowe wykonanie pomiarów przy wykorzystaniu kamery termowizyjnej to zarówno dobór sprzętu do konkretnych warunków, jak i umiejętność jego właściwego wykorzystania. Ostatecznie to człowiek wykonuje pomiar i interpretuje wyniki. Pytaniem, jakie stawiają sobie działy UR, jest to, czy warto inwestować w zakup kamery, bo nikt nie ma dziś wątpliwości, że badanie termograficzne to bardzo cenna nieinwazyjna metoda oceny sprawności urządzeń. Badanie wykonuje się w trakcie pracy, nie trzeba zatrzymywać linii produkcyjnej, rozbierać urządzeń. Jednak, choć samo badanie wydaje się bardzo proste, to właściwa interpretacja wyników wymaga wiedzy i doświadczenia. Trzeba pamiętać, że nie mierzymy rzeczywistej temperatury obiektu, ale emitowane (lub odbite) przez jego powierzchnię promieniowanie podczerwone. Temperaturę wewnątrz badanego obiektu możemy tylko oszacować. Różne materiały charakteryzują się odmienną emisyjnością i to też należy brać pod uwagę. Również czynniki zewnętrzne występujące podczas badania mogą mieć znaczący wpływ na zarejestrowany obraz termowizyjny. Dlatego zakupienie kamery, nawet właściwie dobranej do potrzeb, nie rozwiązuje automatycznie wszystkich problemów związanych z badaniami termowizyjnymi.
Dlaczego termowizja?
Jak mówi Krzysztof Leo, Certified Infrared Thermographer z firmy BAU-TECHNIK, badanie termowizyjne jest jedyną metodą wykrywania wszelkich nieprawidłowości, w których główną rolę odgrywa rozkład temperatur. Daje natychmiastową ocenę stanu sprawdzanego urządzenia. Znacząco wpływa na szybkość i pewność podejmowanych decyzji co do niezbędnych napraw. Umożliwia utrzymanie ciągłości pracy linii produkcyjnych bez konieczności ich zatrzymywania na czas wykonywania pomiarów. Jak podkreśla, pomiar termowizyjny daje możliwość obrazowania całych obiektów, a nie tylko jego fragmentów, a więc jest najdokładniejszą i najszybszą metodą badania.
Mgr inż. Marek Kitliński z firmy Termocent zwraca uwagę, że bezpieczne i szybkie zlokalizowanie defektów i anomalii ujawniających się w postaci zmian temperatur pozwala poprzez wymianę i konserwację zlokalizowanych zużytych elementów na unikanie kosztownych i przede wszystkim wstrzymujących pracę w najmniej oczekiwanym czasie awarii. Podobnego zdania są Marcin Durajczyk i mgr inż. Jan Łojewski z firmy Elektrotermia-Elmix z Wrocławia, dodatkowo podkreślając zastosowanie termowizji wszędzie tam, gdzie jakość produktu lub usługi zależy od tego, w jakim procencie tracimy założoną temperaturę procesową. Na przykład wtedy, gdy przy przepływie różnego rodzaju mediów w rurociągach mamy założoną temperaturę czynnika, ale w wyniku błędów w izolacji termicznej rurociągu nie możemy jej utrzymać i ponosimy straty. Również gdy wykorzystujemy różnego rodzaju komory grzewcze (suszarnie, piece lakiernicze itp.), przy złej izolacji termicznej, gdy temperatura, jak to się mówi „wychodzi na zewnątrz”, też ponosimy straty. To samo dotyczy sytuacji, w której w wyniku rozszczelnienia w podziemnej instalacji c.o. lub c.w.u. występują wycieki. W budownictwie to straty ciepła przy błędach wykonawczych takich jak mostki termiczne, a w energetyce silnoprądowej, przy złej jakości połączeń elektrycznych, co powoduje ich grzanie i w efekcie prowadzi do awarii. Także obraz termowizyjny maszyn, czyli silników, przekładni może pozwolić na wykrycie wad konstrukcyjnych w nowo projektowanych urządzeniach lub zapobiec nieodwracalnemu zniszczeniu już pracującego sprzętu wskutek przegrzewania się uzwojeń lub łożysk.
Wybieramy usługodawcę
Zdaniem Krzysztofa Leo, wybierając firmę mającą wykonać pomiar termowizyjny, oczywiście poza względami ekonomicznymi, należy zwrócić szczególnie uwagę, na: kwalifikacje zawodowe usługodawcy w zakresie wykonywania pomiarów termowizyjnych. Ponadto, jakim sprzętem pomiarowym on dysponuje. Zwłaszcza że często do wykonania precyzyjnego pomiaru termowizyjnego niezbędne jest użycie specjalistycznej kamery, na przykład o wysokim zakresie pomiarowym temperatury z odpowiednią rozdzielczością i optyką. Jego zdaniem dodatkowo należy zwrócić uwagę, czy kamera ma aktualne świadectwo wzorcowania, wykonane przez akredytowane laboratorium. – Tylko taki usługodawca może zapewnić właściwe wykonanie badania – dodaje Krzysztof Leo. Podobnego zdania jest mgr inż. Marek Kitliński z firmy Termocent. Jak mówi, należy zwracać uwagę przede wszystkim na wiedzę i informacje, które potrafi wyciągnąć z termogramu wykonujący badanie. Z jego doświadczenia wynika, że na rynku działa wiele firm wykonujących „badania” termowizyjne polegające jedynie na fotografowaniu obiektów kamerą termowizyjną i aparatem oraz zestawieniu obydwu obrazów i opisaniu, gdzie zostały wykonane. W takiej sytuacji klient musi na własną rękę ocenić, czy przedstawione obrazy kryją w sobie istotne informacje. Jedynie gruntowna analiza w odniesieniu do konkretnych zapisów i parametrów w normach lub innych przepisach branżowych może okazać się bardziej wartościowa.
Własny sprzęt?
– Należy postawić sobie pytanie, jak często mamy zamiar korzystać z tego typu pomiarów oraz jak dużo urządzeń będziemy poddawać kontroli termowizyjnej – twierdzi Krzysztof Leo. W przypadku konieczności częstego lub ciągłego monitorowania procesu technologicznego, dużej liczby punktów pomiarowych na pewno warto zainwestować we własny sprzęt pomiarowy. W przypadku małej liczby punktów pomiarowych czy okresowego przeprowadzania kontroli najkorzystniej, jego zdaniem, zainwestować w tańszą kamerę lub podpisać umowę z wyspecjalizowaną firmą pomiarową. Decydując się na zakup kamery termowizyjnej, nie można zapomnieć o dodatkowych wysokich kosztach związanych ze specjalistycznym szkoleniem pracowników mających obsługiwać sprzęt oraz z koniecznością okresowego wzorcowania kamery termowizyjnej. Podobnego zdania jest mgr inż. Marek Kitliński, który uważa, że gdy kontroli poddawane są obiekty w sposób ciągły, a wychwycenie nieprawidłowości nie wymaga wysokiej specjalizacji operatora, to w takiej sytuacji zawsze najefektywniejszy ekonomicznie jest zakup własnego sprzętu. W innych przypadkach, a w szczególności, gdy badanie może być wykonywane sporadycznie, to zakup kamery, jej amortyzacja oraz zatrudnienie specjalisty będzie prawdopodobnie nieefektywne ekonomicznie i nieatrakcyjne dla zainteresowanej firmy. Przedstawiciele firmy Elektrotermia-Elmix podkreślają, że poprawnej klasy kamera termowizyjna to wydatek od ok. 30 tys. zł i powyżej. Obsługa sprzętu jest prosta i w jeden dzień można ją bez problemu opanować. Jednak najważniejsza jest umiejętność interpretacji zdjęć termowizyjnych. Tutaj potrzeba wiedzy interdyscyplinarnej, nabytej na ogół w praktyce zawodowej. Koszt usługi termowizyjnej wykonanej przez niezależną firmę to minimum 1 tys. zł (za pojedyncze zdjęcia włącznie z interpretacją), górny pułap to zawsze niewiadoma.
Paweł Rutkowski z Przedstawicielstwa Handlowego firmy FLIR Systems (producent kamer) oczywiście poleca kupienie kamery lub nawet kilku kamer termowizyjnych. Argumentuje, że w większości przypadków lepiej kupić własną kamerę, bo w ostatnich latach ceny kamer termowizyjnych znacznie się obniżyły i jego zdaniem nie ma ekonomicznego uzasadnienia, by zlecać badania firmom zewnętrznym. Jak mówi, pierwszym zastosowaniem kamer było wykrywanie przegrzewów urządzeń elektrycznych, a energia elektryczna jest wszędzie i bez niej nie istnieje żadna produkcja czy działalność. Dlatego też każdy zakład ma powód, by zastosować termowizję. Mając własny sprzęt, liczba pomiarów rośnie, a do badań elektrycznych zaczynamy dokładać urządzenia mechaniczne czy specjalistyczne urządzenia produkcyjne.
Gdy zamawiamy badania zewnętrzne, to trzeba często oddelegować pracownika, który przekaże wiedzę na temat specyfiki produkcji firmie, która przyjęła zlecenie wykonania pomiarów termowizyjnych. Jeśli mamy kamerę, to mamy urządzenie i wiedzę potrzebną do wykonania badań i możemy to robić w optymalnym dla nas momencie oraz wykonamy tyle badań i tak często, jak tylko będziemy chcieli, bez dodatkowych kosztów. Paweł Rutkowski zwraca uwagę, że generalna zasada mówi o minimum czterech pomiarach w ciągu roku: przed wejściem w okres pełnego obciążenia instalacji (aby wykryć te miejsca, które mogą sprawić problem), drugi – przed wyjściem z pełnego obciążenia (aby zidentyfikować te obiekty, które uległy degradacji i po każdej naprawie sprawdzić, czy stan po wykonaniu usługi serwisowej jest lepszy niż przed). Jako kolejne zalety posiadania własnej kamery wymienia on możliwość wykreślania trendów, czyli zmian temperatur w czasie dla danych urządzeń, co pozwala określić optymalny czas naprawy. Jednak Rutkowski godzi się, że są takie sytuacje, gdy korzystanie z firm zewnętrznych jest uzasadnione. Należą do nich takie przypadki, jak: forma szkolenia po zakupie własnej kamery, bo wiele kamer sprzedawanych lub kupowanych jest bez profesjonalnego szkolenia, czyli wykładu dotyczącego zalet i ograniczeń metody termowizyjnej, podstaw fizyki oraz sposobów podejścia do pomiaru. Nie chodzi tu o włączenie kamery czy prosty raport. Kolejna według niego sytuacja, gdy warto skorzystać z usług zewnętrznej firmy, występuje wtedy, gdy potrzebne jest niezależne badanie, np. badania dla ubezpieczyciela, lub by przekonać się, że wykonywanie pomiarów w podczerwieni ma sens lub np. z jakichkolwiek powodów nie możemy mieć własnej kamery.
Z większością przedstawionych powyżej opinii należy się zgodzić. Oczywiście każdy musi sam podjąć decyzję. Na pewno z termowizji warto korzystać. Ceny sprzętu systematycznie spadają i może nie być złym rozwiązaniem rozpoczęcie przygody z termowizją od skorzystania z usług zewnętrznej firmy. Pozwoli to oswoić się z nową technologią, sprawdzić jej praktyczną przydatność w zakładzie. Odradzam rozpoczęcie korzystania z tej technologii diagnostycznej od kupienia taniej kamery. Może to prowadzić do błędnego wniosku o małej przydatności termowizji. Nieodpowiadająca potrzebom (ale tania) kamera w połączeniu z małym doświadczeniem użytkowników to najgorszy z możliwych scenariuszy. Również szukanie najtańszej firmy świadczącej usługi z zakresu termowizji, bez sprawdzenia rzeczywistych kompetencji, to to samo, tylko w wykonaniu firmy zewnętrznej. Popyt na świadectwa energetyczne i zainteresowanie inwestorów i użytkowników budynków termoizolacją wywołał duże zainteresowanie usługami z zakresu termowizji. Choć dla usługodawców rozszerzenie oferty o obsługę firm produkcyjnych wydaje się naturalne i proste, to specyfika i potrzeby zakładów związane z diagnostyką termowizyjną są zupełnie inne. Wybierając oferenta, warto zapytać i poprosić o udokumentowanie jego doświadczenia w obsłudze firm produkcyjnych. Jest też coraz więcej ofert wypożyczania kamer termowizyjnych i to również może być pomysł na rozpoczęcie własnej przygody z termowizją.
Termowizja nie zastąpi innych technik diagnostycznych wykorzystywanych przez służby UR, jednak tam, gdzie urządzenia: elektryczne, mechaniczne, hydrauliczne lub pneumatyczne wytwarzają ciepło podczas pracy, jest bardzo efektywną metodą lokalizacja przegrzanych elementów. Wykrycie wadliwie pracujących (zatartych) łożysk, niewłaściwego chłodzenia, przegrzewających się elementów połączeń elektrycznych itp. jest dzięki niej łatwiejsza i szybsza. Jeśli weźmie się pod uwagę koszty nieplanowanego postoju linii produkcyjnej, to zawsze będzie się opłacało skorzystanie z usług diagnostyki termowizyjnej. Coraz większa konkurencja na rynku powinna wpływać na systematyczne obniżanie cen oferowanych usług. Na pewno termowizja jest dziś dla działów technologicznych czy służb UR kluczowym czynnikiem wpływającym na bezpieczeństwo produkcji i bezpieczeństwo pracowników. Warto zachęcać do wykorzystania termowizji w codziennym użyciu w zakładzie przemysłowym. W ogólnym rozliczeniu na pewno jest to stosunkowo tani system diagnostyki. Na pewno docelowo warto pomyśleć o własnej kamerze, zwłaszcza jeśli będziemy umieć w pełni wykorzystać tę technologię diagnostyczną. Poza samą kamerą jest też dostępne zaawansowane oprogramowanie pozwalające na uzyskiwanie z wykonanych zdjęć znacznie bogatszego zbioru informacji. Można tu wspomnieć o takich zaawansowanych funkcjach, jak na przykład tworzenie indywidualnej mapy emisyjności dla materiałów zmieniających współczynnik emisyjności w różnych temperaturach. Przydatnych, jeśli wie się, jak z tego skorzystać. Na pewno opłaca się podnosić własne kwalifikacje związane z diagnostyką termowizyjną.
Autor: Bohdan Szafrański
