Termovíziós vizsgálatok a gyakorlatban

Az elektromos rendszerek

A berendezések katasztrofális hibái által okozott leállások évente több millió forintba kerülnek az iparnak. Az egyik legegyszerűbb és leggazdaságosabb módszer az ilyen váratlan hibák valószínűségének csökkentésére az infravörös termográfia - mint az állapotfüggő karbantartás eszközének - használata. A technika széles körben alkalmazható, a nyomtatott áramköri kapcsolóktól a nagyfeszültségű távvezetékekig. Az elektromos hiba gyakran igen hosszú idő alatt fejlődik ki, akár öt évnél is tovább tarthat (1. ábra). Ez idő alatt a sérült részek (melyek lehetnek kapcsolók, biztosítékok, kötések) elektromos ellenállása lassacskán növekszik, ezzel együtt a hőmérséklet is emelkedik egészen a probléma jelentkezéséig. Végső soron váratlan leálláshoz, termeléskieséshez vezet, míg a legrosszabb esetben akár tüzet is okozhat.

Hogyan segít a termográfia?

Az infravörös termográfia, más néven hőfényképezés a megelőző karbantartás gyors és hatásos eszköze. A termográfiás vizsgálat magába foglalja az elektromos telepek ellenőrzését, amihez egy kifinomult, érzékeny infravörös kamera szükséges. Ezeket általában évente szükséges elvégezni, de nem kell a gyár üzemelésébe beavatkozni. A vizsgálat korrekt elvégzéséhez mindössze az elektromos szekrényeket kell kinyitni. A vizsgálat során feljegyezhetjük, ha valamelyik rész hőmérséklete magasabb a normálisnál, illetve a többit is, hogy referenciaként szolgálhasson a jövőbeni méréseknél. Trendelemzés segítségével további információk szerezhetők, így az üzem állapotáról értékes adatbázist építhetünk fel.

1.ábra Egy kapcsoló hőmérsékletének változása az idő függvényében

Az igényekhez igazodó vizsgálati jegyzőkönyv a következőket tartalmazhatja:
-Fekete-fehér termogram
-Színes termogram
-Fénykép
-Video
-A hőmérsékletnövekedést ábrázoló grafikonok

2.ábra Túlmelegedett biztosítékot ábrázoló termogram

A betonozás réteges elválása, szétmállása

A betonszerkezetek tönkremenetelét okozhatja az anyag belső réteges elválása, és az alapok vakolatának vagy egyéb felületi kezelésének szétmállása. Ez gyakran a belső betonacél korróziójának eredménye. A betonacél korróziójának számos oka lehet, többek között:
1. Szénsavas telítés - ez akkor következik be, ha a beton áteresztővé válik, vagy a burkolat vastagsága elég kicsi ahhoz, hogy a nedvesség elérje a betonacélt.
2. Szulfát hatása - ez ott jelentkezik, ahol az oldott állapotban lévő szulfát reakcióba lép a kalcium-hidroxiddal és a kalcium-alumináttal, és a megkeményedett betonban kalcium-szulfátot (gipsz) és kalcium-szulfoaluminátot alkot, aminek a következménye 124 %-os, illetve 227 %-os térfogatnövekedés.

A betonacél korróziója tehát térfogatnövekedéssel jár, ami lassan szétfeszíti a betont. Ez a belső mozgás repedezést okoz, így rések keletkeznek a betonban, amely általában csak hosszú idő múlva jelentkezik a felületen. A nedvesség beszivárog az így keletkezett résekbe, és még jobban roncsolja az anyagot a fagyási/olvadási ciklusok során, valamint az eltérő hőtágulás miatt. Repedések akkor is keletkezhetnek, ha nem korrodált a betonacél, amit általában a beton nem megfelelő tömörítése (betonozás közben) okoz. Itt is ugyanaz történik, azaz a fagyási/olvadási ciklusok során valamint az eltérő hőtágulás hatására az anyag megrepedezik, illetve rétegesen bomlik.

Hogyan segít a termográfia?

Az infravörös termográfia segítségével gazdaságosan és precízen felderíthetjük, hol bomlott rétegekre a betonszerkezet. A vizsgálat azért alkalmazható eredményesen, mert a szétvált rétegek között és a repedésekben levegő, valamint víz található. Ezek sűrűsége és hővezető képessége eltér a környező betonétól. A napsugárzás és levegőhőmérséklet változásának következtében a beton felületi hőmérséklete változik a normális napi felmelegedési/lehűlési ciklus folyamán. Ahol a betonszerkezet ép, ott saját tömegének köszönhetően lassabban melegszik fel/hűl le, mivel a hőtehetetlensége nagyobb. Habár a hőmérsékletugrást a rétegesedés okozza, a hibás rész hatékonyabban szigeteli a hőt, mint a nagyobb tömegű beton, a légréteg szigetelőképessége miatt. A sérült rész felületi hőmérséklete ezért messze gyorsabban reagál a környezeti hőmérséklet és a napsugárzás változására (3.ábra).
Hőfényképezéssel a hőmérsékletváltozások egyszerűen követhetők, mérhetők és pontosan rögzíthetők. A képek elemzésével a szétmállott részeket meghatározhatjuk, így könnyűszerrel megtervezhetjük a javítást. A termográfia használatának különösen jelentős előnye az, hogy felderíthetők a szétmállások, ráadásul pontos, roncsolásmentes, valamint alkalmazásához nem szükséges fizikai kapcsolat a betonszerkezettel. Ez talán a legfontosabb, mivel nem kell körbeállványozni az épületet, sem zaklatni a járókelőket és a lakókat vagy az épületben dolgozókat. A vizsgálat egy alkalmas pontról, a földről vagy a szomszédos épületből is végrehajtható.

3.ábra A tömör és a szétmállott beton felmelegedése

Az épülettető

Az ipari és a kereskedelmi épületeket tetővel védjük. A tetőszerkezetek élettartama eleve korlátozott, de karbantartás hiányában még inkább megrövidül. A tetőkkel az egyik legnagyobb probléma főként az, hogy sok idő telik el, míg a beázás jelei észrevehetővé válnak. A termográfiás vizsgálat lehetővé teszi, hogy pontosan behatároljuk, hol nedvesedett át a szigetelés (és így a szivárgás forrása is), ezért a kritikus helyeken a javítást célirányosan végezhetjük, így a szivárgás teljesen megszüntethető. Ha a szivárgást nem derítjük fel, a tetőszerkezet romlása a jövőben tovább folytatódik. Ez gyakran azzal a következménnyel jár, hogy a teljes tetőszerkezetet cserélni kell, mert csak így lehet orvosolni a súlyos beázási problémákat. A tetőszerkezet cseréje költséges és komoly megbontással jár, amely a termovízió alkalmazásával elkerülhető. A tapasztalat azt mutatja, hogy a lecserélt tetőknek csak a 20 %-a nedves, sérült. A termovíziót alkalmazva meghatározhatjuk a lecserélendő szigetelés helyét; sőt gyakran elegendő csak a szigetelés kezelése ahhoz, hogy a tetőszerkezet élettartamát még tíz vagy akár több évvel meghosszabbítsuk.

Hogyan segít a termográfia?

Az infravörös termográfia gazdaságosan és pontosan használható a tetőszerkezetben lévő átnedvesedett szigetelések felderítéséhez. Azért olyan hatékony, mert a nedves szigetelésű részek sűrűsége, hővezető képessége eltér a környező száraz területekétől. A 4. ábrán jól látható, hogy a termográfiás vizsgálat éjszaka a tető felületén magasabb hőmérsékletűnek mutatja az átnedvesedett szigetelésű területeket, ez a magasabb hőmérséklet két dologból tevődik össze. Az egyik, hogy több napenergiát képes tárolni (mert nagyobb a sűrűsége), a másik, hogy nő a hőveszteség (a jobb hővezető képesség miatt). A két tényező hatékonysága aszerint változik, hogy az évnek melyik szakában végezzük a vizsgálatot, és az összetételük követhető, ha a termográfiás vizsgálatot az év folyamán többször is elvégezzük.

4.ábra A nedves szigetelés eltérő hőelnyelő/hőáteresztő képességű

A vizsgálatról készült jegyzőkönyv a következőket tartalmazhatja:
- Fekete-fehér termogram
- Színes termogram (5. ábra)
- Fénykép
- Vázlatrajz a sérült területekről
- Szivárgásgócok helye
- A létező tetőszerkezetek felsorolása

5.ábra Termogram egy tipikus tetőszerkezeti hibáról

A távfűtés

A távfűtés számos előnnyel jár a kereskedelmi, az ipari és a lakóépületek fűtése és melegvízellátása terén. Ilyen előnyök például a környezetvédelem, a hatékonyság, a gyenge minőségű fűtőanyagok hasznosításának lehetősége. Óriási hátrány azonban a földalatti vezetékek karbantartásával együtt járó nehézségek. Sűrűn előfordul, hogy tudjuk ugyan, hogy valahol ereszt a vezeték, amire a pótlandó víz mennyiségéből következtethetünk, de nem tudjuk, hogy hol. Hagyományosan úgy keressük a szivárgást, hogy elkülönítünk egyes alrendszereket, amíg megtaláljuk a szivárgás forrását, majd több próbagödröt ásunk (próba-szerencse alapon), és reménykedünk, hogy megtaláljuk a szivárgást. Ez a módszer több nemkívánatos következménnyel jár:
1. A próbagödrök ásása időpazarlás
2. A próbagödrök ásása pénzbe kerül (nem is kevésbe)
3. Sok kellemetlenség a lakóknak és az üzemeltető személyzetnek egyaránt
4. A fűtési költségből engedményt kell adni a lakóknak

Hogyan segít a termográfia?

Az infravörös termográfia segítségével költséghatékonyan és pontosan deríthetjük fel a földalatti csővezetékek szivárgását és az átnedvesedett szigeteléseket. Alkalmazását az teszi lehetővé, hogy a melegvízcsövek szivárgása illetve a szigetelésük sérülése az adott pont feletti földréteg csekély mértékű felmelegedését okozza (6.ábra). Megfelelő érzékenységű hőfényképező eszközzel ezek a "melegpontok" kimutathatók. A tapasztalatok szerint 15 cm pontosságon belül meghatározhatók a szivárgások.

6.ábra Szivárgás egy földalatti csőből

A hibás helyek a vizsgálat során megjelölhetők, így azonnal nekifoghatunk a javításnak. Az írott jegyzőkönyvben részletezhetjük a vizsgálatot és osztályozhatjuk a meghibásodásokat.
A hibákat általában a következő osztályokba sorolják:
- Azonnal javítandó hibák
- A következő, megfelelő alkalommal javítandó hiba
- A következő ellenőrzés során figyelemmel kísérendő hiba
- A jövőbeni helyszíni vizsgálat szükségessége

7.ábra Távfűtésvezetéket ábrázoló jellegzetes termogram