Termografia

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Termografia

  1. 1. Instronic Instrumentos de Teste Ltda. Av. Dr. Cardoso de Melo, 1686 – Vila Olímpia. 04548-005 – São Paulo – SP www.instronic.com.br Autor: Bruno Perez
  2. 2. Treinamento Termográfico www.instronic.com.br 2
  3. 3. Treinamento Termográfico Todo corpo seja ele inanimado ou animado, que esteja acima de 0º Kelvin (-273º C), emite uma energia de sua superfície.Esta energia se dá devido à movimentação dos átomos e moléculas da superfície dos objetos.A energia emitida se propaga através de ondas eletromagnéticas pelo ar ou por qualquer outro meio condução. A quantidade de energia esta relacionada diretamente com sua temperatura Ambiente: T = 0 ºK ou T = -273 ºC Energia Infravermelha A A A A www.instronic.com.br 3
  4. 4. Treinamento Termográfico Quanto menor for a temperatura menor será a movimentação dos átomos, logo a proporção de energia infravermelha emitida para o ambiente será menor. Quanto maior for a temperatura maior será a movimentação dos átomos, logo a proporção de energia infravermelha emitida para o ambiente será maior. A diferença entre um corpo frio e um quente está no grau que ambos os corpos emitem e absorvem energia.Se o corpo emite mais energia que absorve é considerado um corpo quente e se um corpo absorve mais energia que emite é considerado um corpo frio. www.instronic.com.br 4
  5. 5. Treinamento Termográfico Os gráficos na Fig. 1-2 mostram que o comprimento de onda e a intensidade da radiação variam com a temperatura. Conforme a temperatura se eleva, um pico é formado a comprimentos de onda crescentemente mais curtos. www.instronic.com.br 5
  6. 6. Treinamento Termográfico O infravermelho é uma forma de radiação eletromagnética assim como as ondas de rádio, microondas, raios ultravioletas, luz visível, raios-X, e raios gamma. A banda do comprimento de onda dos raios infravermelhos está entre 0,78 e 1000mm. O raio infravermelho é também referido como um raio de calor, e seu íntimo relacionamento com calor é bem conhecido. A radiação visível que conseguimos perceber corresponde a uma estreita faixa do espectro eletromagnético. Para cada "cor" do espectro, está associado um número chamado COMPRIMENTO DE ONDA. Para o espectro eletromagnético este número varia desde alguns poucos décimos de bilionésimos de metro, para os RAIOS GAMA e RAIOS-X, até várias dezenas de quilômetros para ONDAS DE RÁDIO. Isto mostra o quão pequena é a faixa que conseguimos ver. Na figura acima, 1 nm equivale a 1 bilionésimo do metro, isto é, 1 nm = 0,000 000 001 m ou ainda 0,000 001mm. www.instronic.com.br 6
  7. 7. Treinamento Termográfico Uma câmera infravermelha de termografia é um dispositivo que detecta energia infravermelha (calor), converte em sinal eletrônico produzindo imagens em padrão Tv/vídeo e executando cálculos de temperatura. O calor detectado por uma câmera termográfica pode ser quantificado ou medido de forma muito precisa, não apenas monitorar o comportamento térmico, mas também identificar e avaliar a gravidade dos problemas de aquecimentos. Inovações recentes tais como, tecnologia de detectores, imagem visual integrada, funcionalidade automática e desenvolvimento de software, oferecem soluções mais produtivas para inspeções termográficas. www.instronic.com.br 7
  8. 8. Treinamento Termográfico Se procurarmos uma definição para este termo vamos encontrar a seguinte definição: “Sistema físico capaz de produzir a radiação de corpo negro (denominação associada ao fluxo emitido por um corpo que, sob equilíbrio termodinâmico, seria capaz de absorver completamente a radiação de qualquer comprimento de onda)”. ”Representa o sistema físico que, sob equilíbrio termodinâmico, possui a máxima capacidade de emitir e de absorver radiação”. Um corpo negro é uma superfície teórica, que absorve e re-irradia toda energia IR que recebe, ou seja, Existe uma Lei intimamente relacionada ao corpo negro: a Lei de Kirchhoff, que define reflexão, absorção e radiação. www.instronic.com.br 8 , Onde: a: absorção (@ e: emissividade) r: reflexão t: transmissão
  9. 9. Treinamento Termográfico Em medição com um termômetro de radiação, os dados de temperatura são afetados pela atmosfera (ambiente circundante) em adição à emissividade. Como mostrado na figura a seguir, os raios infravermelhos além daqueles do objeto medido serão incidentes sobre o termômetro de infravermelho. Assim, funções como correção para reflexão ambiental serão necessárias para evitar a sua influência. E quando forem requeridos dados de temperatura precisos, medidas devem ser tomadas para o ambiente incluindo o caminho de propagação, luz difusa externa e assim por diante. Emissividade é o índice de energia radiada de um objeto para o exterior, e é uma constante inerente ao objeto. A emissividade varia com a condição da superfície do objeto e também com a variação da temperatura e comprimento de onda. Em outras palavras, uma variação ou alteração em emissividade causará uma alteração nas indicações da câmera IR. www.instronic.com.br 9
  10. 10. Treinamento Termográfico www.instronic.com.br 10
  11. 11. Treinamento Termográfico A termografia é aplicada nos seguintes áreas: •Manutenção Preditiva dos Sistemas Elétricos de empresas geradoras; •Monitoramento de sistemas mecânicos como rolamentos e mancais, vazamentos de vapor; •Análise de isolamento térmico e refratário (na Engenharia Civil); •Monitoramento de Processo produtivo do vidro e do papel; •Acompanhamento de performance de placas e circuitos eletrônicos; •Pesquisas científicas de trocas térmicas; •Medicina; •Indústria Automotiva; •Siderurgia Área Elétrica Hoje em dia, não existe vida civilizada sem eletricidade. Na nossa sociedade industrial contemporânea, a dependência da eletricidade é vital. Um século ou dois atrás ainda havia processos industriais artesanais, como as moendas de cana movidas a mulas e a fabricação de tijolos por mão de obra escrava. www.instronic.com.br 11
  12. 12. Treinamento Termográfico Mas, nos dias de hoje, sem eletricidade não há indústria na concepção moderna do termo. E nesses casos, falta de eletricidade é sinônimo de lucro cessante, prejuízos e por aí em diante.Um simples parafuso pode parar uma fábrica gigantesca, se quebrar em um conector na entrada de alta tensão. O prejuízo é sempre muito grande. E sem a TERMOGRAFIA muitas vezes é impossível detectar uma falha a tempo. Todos os equipamentos elétricos sob carga devem apresentar algum tipo de aquecimento. A carga é um fator gerador de calor normal em qualquer instalação elétrica, tanto em Baixa Tensão (220, 380 e 440 V), Média Tensão (13,8 kV a 34,5 kV), Alta Tensão (69 kV a 230 kV) e Extra Alta Tensão (500kV a 750 kV). Apenas os equipamentos tipo colunas de isoladores, pára-raios, buchas de transformadores e, ainda que mais raramente, as muflas, devem ter perfis térmicos "frios" como sinônimo de normalidade. Qualquer equipamento elétrico em uso está sempre sujeito a vibrações, dilatações e contrações, aumentos e diminuições de carga, invernos rigorosos e verões escaldantes. É uma rotina normal do dia- a- dia da indústria. Mas a conseqüência fatal é, no mínimo, o desgaste e/ou afrouxamento de algumas conexões e.ou contatos em algum lugar dos milhares de pontos de uma instalação elétrica. Todos os outros equipamentos devem aquecer, mais ou menos, de acordo com seu projeto, características construtivas e carga no instante da inspeção. Como deve ser o aquecimento em função desses parâmetros: carga, dimensionamento, qualidade de mão de obra, material empregado, montagem, é algo que o próprio inspetor deve avaliar no momento da inspeção. Alguns tipos de aquecimento serão normais outros não. Algumas vezes uma temperatura alta não significa um defeito e, em outros casos, apenas 1 (um) grau centígrado condena um equipamento. www.instronic.com.br 12
  13. 13. Treinamento Termográfico SUBESTAÇÕES EXPOSTAS AO TEMPO Barramentos Muflas Transformadores: Primário e secundário Disjuntores TC's TP's Cadeias de Isoladores Isoladores de pedestal Cruzetas Chaves fusíveis Chaves a óleo Autotransformadores Cabos Isolados Conexões e Conectores prensados e de impacto Cubículos de medição e proteção Pára-raios Seccionadoras Etc... SUBESTAÇÕES ABRIGADAS Barramentos Muflas Transformadores: Primário e secundário Disjuntores TC's TP's Isoladores de pedestal Chaves fusíveis Cabos Isolados Conexões e Conectores prensados Cubículos de medição e proteção Pára-raios Seccionadoras Bases e fusíveis HH Chapas isolantes separadoras entre cubículos Etc... www.instronic.com.br 13
  14. 14. Treinamento Termográfico PAINÉIS GERAIS DE BAIXA TENSÃO Entradas Cablagem Conexões Disjuntores Gerais Chaves seccionadoras Chaves Fusíveis TC's de medição Barramentos Bases NH e Diazed Fusíveis NH e Diazed Réguas de bornes Pára-raios de BT Disjuntores de caixa moldada Etc... MOTORES Caixas de ligação Conexões Cablagem Carcaças RETIFICADORES Barramentos Tiristores e pontes Reguladores Bases e Fusíveis NH Bases e Fusíveis Diazed Etc... www.instronic.com.br 14
  15. 15. Treinamento Termográfico Área Mecânica Todo equipamento mecânico sujeito a atrito, por exemplo: mancais ou transmissões, ou sujeito a trocas térmicas, tipo revestimentos refratários internos ou externos,pode ser inspecionado para verificação de pontos de fuga de calor pela Termografia, sem nenhum tipo de contato físico com o equipamento. Inclusive equipamentos de grande porte como chaminés muito altas em plantas petroquímicas. Uma pergunta cuja resposta sempre causa apreensão no meio industrial, principalmente para a área de produção é: Quanto custa uma parada forçada por causa da falha de um equipamento crítico para a produção? Por exemplo, uma queda de um refratário em um forno de cimento ou uma caldeira? Ou ainda uma injetora crítica? Ou uma esteira? Para minimizar esses custos, a Termografia é uma maneira excelente de localizar problemas antes que eles custem muito caro para a industria. PRODUÇÃO Se a qualidade ou quantidade do seu processo produtivo depende de calor, a inspeção por Termografia é a ferramenta certa para o aumento da sua qualidade final e produção. O mesmo se dá para a redução do índice de rejeição ou retrabalho, conforme o caso. A qualidade final de seu produto pode ser afetada por falhas na distribuição de calor nas peças, sejam elas quais forem. Resumidamente, encontram-se listados abaixo os principais BENEFÍCIOS do uso da Termografia na área industrial: Localizar problemas em potencial e/ou que seguramente evoluirão para falhas nos sistemas elétricos e térmicos ANTES da parada para manutenção programada. Reduzir a duração das paradas e dos reparos de emergência. Reduzir o número de homens-hora gastos em manutenções preditiva por localizar com exatidão as áreas que necessitam de Intervenção, diminuindo ou até eliminando atuações em áreas desnecessárias. www.instronic.com.br 15
  16. 16. Treinamento Termográfico Minimizar os tempos e custos de parada programada por permitir que as peças de reposição necessárias estejam disponíveis antes da parada, adquiridas sem pressa e muitas vezes por um preço menor que durante as paradas de emergência; Aumento da vida útil dos equipamentos; Aumento da confiabilidade do fornecimento de energia dentro da fábrica e dos geradores próprios quando for o caso; Avaliar e verificar a eficiência das providências tomadas; Aumentar a eficiência dos programas de manutenção preditiva e preventiva; Prevenir acidentes, lesões pessoais e danos ao patrimônio da empresa; Evitar incêndios devido a falhas em equipamentos sujeitos a esse tipo de risco; Reduzir significativamente a perda de equipamentos. Itens que podem ser inspecionados pela Termografia Caldeiras, Refratários, Fornos de cimento, Rolamentos, Trocadores de calor Isolamento em câmaras frigoríficas, Fugas em compressores e caldeiras, Mancais: alinhamento e lubrificação, Cilindros de esteiras de transporte, Vasos Separadores, Corrosão em tubulações, Linhas de vapor Válvulas de alívio, Etc. www.instronic.com.br 16
  17. 17. Treinamento Termográfico Injeção de plásticos Circulação de água gelada em moldes Filmes plásticos Perfis em peças injetadas Perfis em peças extrusadas Trocas térmicas Etc... · Detectar problemas em potencial e/ou que seguramente evoluirão para falhas nos sistemas elétricos ANTES de uma parada forçada do equipamento ou da fábrica toda; · Redução da duração das paradas e dos reparos de emergência; · Redução do número de homens-hora gastos em manutenções para localizar com exatidão as áreas que necessitam de intervenções; · Minimizar os tempos e custos de parada programada para permitir que as peças de reposição necessárias estejam disponíveis antes da parada, adquiridas sem pressa e muitas vezes por um preço menor que durante uma parada de emergência; · Aumento significativo da vida útil dos equipamentos; · Aumento da confiabilidade do fornecimento de energia dentro da fábrica e dos geradores próprios; · Aumento da eficiência dos programas de manutenção preditiva e preventiva; · Prevenção de acidentes, lesões pessoais e danos ao patrimônio da www.instronic.com.br 17 empresa.
  18. 18. Treinamento Termográfico www.instronic.com.br 18
  19. 19. Treinamento Termográfico www.instronic.com.br 19

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