Termografická kontrola pecních trubek

Obor termodiagnostiky (termografie), známé pod zobecnělým (ne však zcela korektním) označením „termovize“, se dotýká víceméně každého oboru. Nejedná se pouze o využití v průmyslu, ale i v oblastech zdravotnictví, zemědělství, bezpečnosti či výzkumu, včetně vojenských aplikací, jako sledování pohybujících se objektů (letadel, raket a navádění střel na cíl).        
V současné době je termografie využívána i během pandemie onemocnění covid-19, kdy jsou ve velkém měřítku používány aplikace pro detekci povrchových teplot lidské pokožky na místech, kde se shromažďuje větší počet lidí (např. letiště, nemocnice, kulturní akce atd.).

Definice termografie
Na jakém principu termografie funguje, si jistě zasluhuje detailnější popis, lze však tuto teorii zjednodušit následující definici: Termografie zobrazuje tepelné (teplotní) pole na povrchu měřeného objektu, kdy termografickým systémem (termokamerou) detekujeme zářivou energii (tok fotonů) vyzařovanou z měřeného tělesa. Termokamera tuto energii zobrazí a vyhodnotí teplotní pole. Lze tedy říci, že nám informaci o teplotním rozložení na povrchu měřeného objektu v infračerveném spektru transformuje na obraz ve viditelném spektru.
Termodiagnostika je oborem, který se jeví, že je přístupný každému a naopak, že každý může měření provádět a interpretovat „spolehlivé“ výsledky. Je to dáno kromě jiného tím, že ceny běžných zařízení klesly během let na takovou úroveň, že si jednoduché termografické zařízení může dovolit koupit téměř každý. Je to podobné, jako např. u nedestruktivního měření tloušťky materiálu ultrazvukovým tloušťkoměrem. Zde také mnozí nabyli dojmu, že takto jednoduchou záležitost může provádět každý. Je to však obrovský omyl. Když dva dělají (či se snaží dělat) totéž, není to v mnoha případech vůbec totéž.
Veřejnost si často neuvědomuje, že pokud se má provádět a vyhodnocovat opravdu fundované měření a vyhodnocení, podléhá celá činnost určitým pravidlům včetně použité techniky, zkušeností a certifikace společností i pracovníků, kteří měření provádějí.
Existuje velmi mnoho speciálních aplikací, které nelze provádět s běžně dostupným, často levným vybavením (a to zcela pomíjíme aplikace vojenské, kdy by seznam zabral mnoho stran textu, protože se nejedná pouze o v poslední době velmi zmiňované Javeliny a Stingery, ale o mnoho dalších zařízení dodávajících zásilku na přesně určené místo).
Jedna z těchto aplikací termografie je zaměřena na kontrolu pecních trubek v pecích. Tuto aplikaci pravidelně provádíme již mnoho let termografickým systémem od společnosti FLIR (dnes Teledyne FLIR), která je světovou špičkou ve výrobě měřící techniky i softwaru (a také řady základních komponent/senzorů pro vyhledávací a samonaváděcí zařízení letadel, střel atd.).

Měření za plného provozu pece
Tato technika však v žádném případě nepatří mezi běžné prostředky a není dostupná každému. Cena systému mnohonásobně překračuje cenu obyčejných systémů, nemluvě o tom, že je stále na seznamu zařízení, u kterých má být zajištěno, aby se nedostala do nepovolaných rukou. Je to z důvodu technologie a zamezení zneužití pro jiné účely než deklarované.
Specifickou vlastností systému je, že lze provádět měření vnitřního prostředí pece za jejího plného provozu. Z důvodu výskytu plamenů lze měření provádět pouze systémem se spektrálním filtrem. Ten umožňuje měření pouze v určitém rozmezí vlnové délky IR spektra, konkrétně v tomto případě jde cca o λ = 3–5 µm.
A proč je kontrola pecních trubek vůbec požadována? Pece jsou projektovány na zcela konkrétní parametry a tím také na určenou dobu životnosti. V případě, že parametry jsou překročeny (často lokálně), dochází k ovlivnění stavu materiálu a případně i k výraznému čerpání životnosti.
Kontrola samotných pecních trubek (tzv. vlásenek) je požadována z několika důvodů. Prvořadým požadavkem provozovatele je zjištění povrchových teplot kvůli dodržování a nepřekračování limitu maximálně dovolených nebo konstrukčních teplot pro daný materiál trubek. Vypočtené povrchové teploty vlásenek jsou zároveň porovnávány s teplotami naměřenými termočlánky, které jsou umístěny přímo na některých vlásenkách.
Dalším aspektem provozování pecí v rafinériích je zakoksování vlásenek, které se následně projeví vznikem tzv. „hot-spotů“ na jejich povrchu. Jsou to oblasti na povrchu vlásenek, kde se díky změně přestupu tepla skokově změní jejich povrchová teplota.
Dalším požadavkem je zjištění výskytu anomálií na povrchu vlásenek, a to hlavně z hlediska bezpečného provozování pecí. Oblasti s výskytem jakýchkoliv anomálií jsou podrobeny důkladnější vizuální kontrole, která je provedena během odstávky pece. Dále mohou být měřením také zkontrolovány funkce hořáků, uchycení vlásenek, neporušenost vnitřní vyzdívky (izolace) pece atd. Špatně nastavený či nasměrovaný hořák totiž může velmi negativně ovlivnit životnost trubek, na které působí.

Specifickým měřením je měření vlásenek během procesu vypalování koksu. Zde se termografickým systémem dohlíží na dosahování teplotních limitů v jednotlivých fázích procesu odkoksování a vytváření alarmů během něj. Výsledkem nedodržení těchto limitů (tj. neprovedením termografického monitoringu) je případné strukturální poškození materiálu vlásenek po najetí do plného zatížení po odkoksování, což by mohlo vést i k případné havárii na zařízení.
Všechna výše popsaná měření jsou prováděna v rafinériích za plného provozu a při plném výkonu pece skrz plameny, které vycházejí z hořáků.
Společnost TEDIKO, s.r.o., provádí termodiagnostiku i na dalších zařízeních v různých oblastech průmyslu. Lze kontrolovat podcházení armatur, izolace a vyzdívky kouřovodů, sledovat a monitorovat stav zařízení během jeho provozu, nemluvě o použití ve stavebnictví a u elektrických instalací všeho druhu.
Jedním z klíčů k úspěchu kvalitní kontroly je používání správných technických prostředků pro příslušnou aplikaci a zkušenosti a kvalifikace pracovníků, kteří měření provádějí.

Foto: TEDIKO

Publikováno: 12. 9. 2022 | Počet zobrazení: 287 65