Российский  государственный  университет нефти  и газа имени И. М. Губкина 
 
 
 

Кафедра автоматизации проектирования сооружений нефтяной и газовой промышленности 
 
 
 
 
 
 
 

Доклад  на тему:

«Лазерно-термографический метод диагностики  газопроводов» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: ст. гр. ТММ-10-12

Абдулова  Л.Д

Проверил: проф. Топчиев А.Г. 
 
 
 
 
 
 

Москва 2011 г.

Содержание 

Введение 3

1. Инфракрасная диагностика 5

2. Лазерно-термографический  метод диагностики  газопроводной системы 9

2.1 Трассовый лазерный  газоанализатор ТЛГ-01 вертолётного базирования  и его технические  характеристики 12

2.2 Тепловизоры 15

3. Преимущества термографии 19

Заключение 20

Литература 21 
 

 

Введение

    Термин  «диагностика» происходит от греческого слова «диагнозис», что означает распознавание, определение. В процессе диагностики устанавливается диагноз, т. е. определяется состояние больного (медицинская диагностика; или состояние  технической системы (техническая  диагностика). Технической диагностикой называется наука о распознавании  состояния технической системы. Цели технической диагностики. Техническая  диагностика изучает методы получения  и оценки диагностической информации, диагностические модели и алгоритмы  принятия решений. Целью технической  диагностики является повышение  надежности и ресурса технических  систем. Техническую диагностику  иногда называют безразборной диагностикой, т. е. диагностикой, осуществляемой без  разборки изделия. Анализ состояния  проводится в условиях эксплуатации, при которых получение информации крайне затруднено.

    Техническая диагностика — область знаний, включающая в себя сведения о методах  и средствах оценки технического состояния машин, механизмов, оборудования, конструкций и других технических  объектов.

    Диагностирование  технических объектов включает в  себя следующие функции:

• оценка технического состояния объекта;
• обнаружение и определение места локализации неисправностей;
• прогнозирование остаточного ресурса объекта;
• мониторинг технического состояния объекта.

    В зависимости от технических средств  и диагностических параметров, которые  используют при проведении диагностирования, можно составить следующий неполный список методов диагностирования:

• органолептические методы диагностирования, которые основаны на использовании органов чувств человека (осмотр, ослушивание);
• вибрационные методы диагностирования, которые основаны на анализе параметров вибраций технических объектов;
• акустические методы диагностирования, основанные на анализе параметров звуковых волн, генерируемых техническими объектами и их составными частями;
• тепловые методы; сюда же относятся методы диагностирования, основанные на использовании тепловизоров;
• специфические методы для каждой из областей техники (например, при диагностировании гидропривода широко применяется статопараметрический метод, основанный на анализе задросселированного потока жидкости; в электротехнике применяют методы, основанные на анализе параметров электрических сигналов, и т. д.). 
  

1. Инфракрасная диагностика

    Температура, в физическом смысле этого слова, это мощность инфракрасного излучения. Это излучение для глаза человека невидимо, и только очень сильно нагретые тела начинают испускать волны, лежащие в пределах светового  диапазона.

    Температура — самое универсальное отражение  состояния оборудования. При практически  всех «заболеваниях» оборудования, изменение  температуры является самым первым симптомом, указывающим нам на «болезнь». Температурные реакции, на те или  иные режимы работы в силу своей  универсальности, возникают на всех этапах эксплуатации оборудования.

    Тепловое  излучение, тепло – часть электромагнитного  спектра излучения, распространяемая в ИК-диапазоне, ощутимое, но не видимое  невооруженным глазом.

    Применение  тепловизионной диагностики основано на том, что наличие практически  всех видов дефектов оборудования вызывает изменение температуры дефектных  элементов и, как следствие, изменение  интенсивности инфракрасного (ИК) излучения, которое может быть зарегистрировано тепловизионными приборами.

    Важно, чтобы измерялось собственное излучение  обследуемого объекта, связанное с  наличием и степенью развития дефекта. Присутствие дефекта выявляется сравнением температуры аналогичных  участков поверхности аппаратов, работающих в одинаковых условиях нагрева и  охлаждения.

    Тепловизионная  диагностика обладает огромным потенциалом  для оценки состояния оборудования предприятия. Она выявляет дефекты  на самой ранней стадии их развития, что позволяет планировать объемы и сроки ремонта оборудования по его фактическому состоянию. Плановый вывод из эксплуатации дефектного оборудования (на основе современных средств диагностики) значительно повышает надежность и  безопасность эксплуатации инженерных коммуникаций, существенно сокращает  потери энергоресурсов. Особая ценность тепловидения в том, что диагностика  осуществляется без вывода оборудования из работы.

    Инфракрасная  диагностика — это наиболее перспективное  и эффективное направление развития в диагностике электрооборудования, которое обладает рядом достоинств и преимуществ по сравнению с  традиционными методами испытаний, а именно:

• достоверность, объективность и точность получаемых сведений
• безопасность персонала при проведении обследования оборудования
• не требуется отключение оборудования
• не требуется подготовки рабочего места
• большой объём выполняемых работ за единицу времени
• возможность определение дефектов на ранней стадии развития
• малые трудозатраты на производство измерений

    Возможные решения по результатам обследования:

• заменить оборудование, его часть или элемент,
• выполнить ремонт оборудования или его элемента (после этого необходимо провести дополнительное тепловизионное обследование для оценки качества выполненного ремонта),
• оставить в эксплуатации, но уменьшить время между периодическими обследованиями (учащённый контроль),
• провести другие дополнительные испытания.

    Применение  приборов ИК-диагностики — тепловизоров, позволяет дистанционно, безопасно  для персонала определять состояние  маслонаполненного оборудования, контактов  и контактных соединений, а также  кабельных воронок и разделок всех фирм изготовителей, которые составляют наибольшую часть выявляемых дефектов при тепловизионном обследовании подстанций 0,4—110 кВ.

    Существует  четыре категории или степени  развития дефекта:

• в нормальном состоянии,
• дефект в начальной стадии развития,
• сильно развитый дефект,
• дефект в аварийной стадии развития.

    Внедрение приборов инфракрасной техники (ИКТ) в  энергетику является одним из основных направлений развития высокоэффективной  системы технической диагностики, которая обеспечивает возможность  контроля теплового состояния электрооборудования  и электроустановок без вывода их из работы, выявления дефектов на ранней стадии их развития, сокращения затрат на техническое обслуживание за счет прогнозирования сроков и объемов  ремонтных работ.

    Причем  результаты термографической диагностики  можно не только наблюдать, но и записать и сохранить для дальнейшего  анализа и составления профессиональных отчетов с помощью ИК-камер  – тепловизоров. Новейшие технологии создания тепловизоров позволяют использовать в них недорогие неохлаждаемые  матрицы. И хотя их разрешение более  низкое, чем у оптических камер, –  в основном от 120×120, 140×140, 180×180, 200×150, 320×240 пикселей до 640×480 и выше – у  наиболее сложных моделей, его достаточно для выявления дефектов конструкций  и их последующего анализа. Тепловизоры  способны измерять температуру в диапазоне от минус 40 до плюс 2000 ºС, что делает их универсальным диагностическим инструментом, предназначенным для решения широчайшего круга задач, вне зависимости от климатических условий, степени освещения и времени суток.

    Современные тепловизоры кардинальным образом  отличаются от своих предшественников. Сейчас это не тяжелые и громоздкие ящики, а компактные аппараты, похожие  на видеокамеры, на фотоаппараты и даже на мобильные телефоны с цветным  ЖК-дисплеем.

    Применение  термографии

    Спектр  областей практического применения термографии необычайно широк: от медицины и ветеринарии до нужд ВПК, органов  правопорядка, охранных структур, от большинства  отраслей добывающей и обрабатывающей промышленности и энергетики до авиации, от реставрации объектов архитектуры, предметов изобразительного искусства  и скульптуры до пищевой промышленности.

    Особое  место в промышленной термографии  занимает обследование объектов строительства, городской инфраструктуры, техники  и оборудования. Ведущими производителями  ИК-камер созданы специальные  линейки аппаратов, специально предназначенных  для решения задач строительства  и инжиниринга.

    Тепловизорный мониторинг и диагностика конструкций  и объектов применимы практически  во всех областях ЖКХ: в электроснабжении, теплоснабжении, во доотведении и  водоснабжении, городском и лифтовом хозяйстве, малоэтажном и типовом  строительстве, а также в строительстве  и реконструкции дорог.

    Погрешности при инфракрасном контроле

    Инфракрасный (ИК) контроль желательно проводить  при отсутствии солнца (в облачную погоду или ночью), предпочтительно перед восходом солнца, при минимальном воздействии ветра в период максимальных токовых нагрузок, лучше весной - для уточнения объема ремонтных работ и (или) осенью - в целях оценки состояния электрооборудования перед зимним максимумом нагрузки. При проведении ИК-контроля должны учитываться следующие факторы:

    - коэффициент излучения материала;

    - солнечная радиация;

    - скорость ветра;

    - расстояние до объекта;

    - значение токовой нагрузки;

    - тепловое отражение и т.п.

    При проведении инфракрасного обследования электрооборудования существенное значение имеет выявление и устранение систематических и случайных погрешностей, оказывающих влияние на результаты измерения.

    Систематические погрешности заключены в конструкции  измерительного прибора, а также зависят от его выбора в соответствии с требованиями к совершенству измерения (разрешающей способности, поля зрения и т.п.).

    Случайными  погрешностями, возникающими при проведении ИК-контроля, могут являться: воздействие солнечной радиации, выбор излучательной способности и др.

 

2. Лазерно-термографический метод диагностики газопроводной системы

    Тепловидение  используется в одном из самых  эффективных диагностических инструментов профилактического технического обслуживания. Благодаря тому, что обнаруживаются неисправности, часто невидимые  невооруженному глазу, термография  позволяет предпринимать коррективные действия еще до того, как случаются  отказы дорогого оборудования. Сегодня  ИК-камеры это приборы компактных размеров, по виду напоминающие обычные  видеокамеры/ цифровые камеры, удобные  в использовании и создающие  изображение с высоким разрешением  в реальном времени. Обнаружив преимущества инфракрасных камер, их взяли на вооружение и применяют в своих программах диагностического обслуживания многие промышленные предприятия по всему  миру.