03 noviembre 2009

Una introducción a la termografía de infrarrojos para aplicaciones mecánicas

La termografía de infrarrojos es el proceso que usa imágenes térmicas para detectar la radiación infrarroja (calor) que es emitida por un objeto. La tecnología permite a los operadores validad operaciones normales y, más importante aún, localizar anomalías térmicas (modelos anormales de calor invisible al ojo) que indica posibles fallos, defectos o ineficiencias dentro de un sistema o máquina.
En este artículo vamos a centrarnos en las aplicaciones de la termografía de infrarrojos en los sistemas mecánicos que comúnmente aparecen en la industria.
Si bien los sistemas de imágenes infrarrojos son relativamente fáciles de usar, interpretar las imágenes tomadas con este equipo pueden ser complejas y desafiantes. Con formación y experiencia, sin embargo, puede obtenerse una información relevante de las cámaras que ayude a los gestores de activos y al personal de mantenimiento a mejorar los sistemas y equipos mientras controlan o mejoran la calidad de los productos.
Cuando se inspeccionan equipos mecánicos con tecnología infrarroja, se necesitan ciertas condiciones. Es también importante tener unos sólidos conocimientos sobre radiometría básica y transferencia de calor, conocimientos sobre cómo operan los equipos, además de unos sólidos antecedentes sobre las capacidades y limitaciones de las cámaras infrarrojas. Como con cualquier tipo de tecnología, la formación apropiada es esencial para operar adecuadamente estos sistemas.
Las inspecciones de equipos mecánicos con termografía infrarroja cubren una gran variedad de sistemas, tales como motores, equipos rotatorios, trampas de vapor, material refractario, niveles de tanques y mucho más. La mayoría de estas inspecciones desenfatizan tomar medidas de temperaturas absolutas y en vez de ello se concentran en comparar modelos térmicos totales para comparar la salud de los activos.
Las inspecciones generales, donde mediante termografía se captura un mapa térmico de un tipo de equipo particular, es uno de los usos más valiosos de la tecnología, ya que las inspecciones subsiguientes se comparar con el mapa original para detallar cualquier cambio que esté ocurriendo a lo largo del tiempo.
Control de motores
Si bien hay muchas formas de controla las condiciones eléctricas y mecánicas de un motor, las imágenes térmicas se han probado como una de las herramientas más útiles. Sabemos que el calor se crea de muchas formas – por fricción excesiva, alta resistencia eléctrica, reducción de aire o fluidos de refrigeración y problemas con el flujo de corriente del motor. Si se detecta un problema, en forma de una imagen térmica anormal vista en la imagen infrarroja – un método de ensayo adicional tal como análisis de vibraciones, ultrasonidos o análisis de circuitos de motores – deberá buscarse un método adicional que ayudará a detectar la causa de la anomalía.
El calentamiento anormal, tal como el que ocurre en acoplamientos desalineados, puede preceder a una vibración detectable. Una gran variedad de asuntos relacionados con el sistema eléctrico de los motores puede tener un modelo térmico asociado. Un fallo interno debido a la avería del aislamiento del devanado del motor puede incrementar la temperatura del motor incluyendo la carcasa. A menudo, cuando la trayectoria del flujo de aire de refrigeración se bloquea en un motor, el aislamiento del devanado también falla.

Inspección de rodamientos

La inspección de rodamientos es otra aplicación útil para la termografía infrarroja. La fricción anormal en los rodamientos, generando calor, causa que la temperatura superficial del rodamiento se eleve. Esta imagen térmica, cuando se detecta, es una imagen potencial de problemas del engranaje, sobre todo por falta o exceso de lubricación, o también por fallo del rodamiento. La tecnología infrarroja es especialmente útil para inspeccionar equipos de alta velocidad, incluyendo transportadores elevados.

Control de aislamiento

La termografía se usa también para controlar la temperatura de aislamiento refractario de alta temperatura, tal como horno o calderas rotatorias. Los modelos térmicos detectados en estos casos pueden usarse para controlar la condición del aislamiento o incluso calcular el espesor del refractario restante. Este tipo de control es muy valioso cuando se planifican paradas de mantenimiento y la reparación en un área problemática es catastrófica o costosa.

Trampas de vapor

Cuando el coste de la energía se incrementa, las trampas de vapor son otra aplicación en la que la termografía puede proporcionar ahorros valiosos. Esto se consigue detectando fallos de las trampas que se quedan pegadas abiertas.

Aislamiento de líneas de proceso

Las líneas de proceso pueden inspeccionarse con tecnología infrarroja. Aplicaciones tales como detectar bloqueo de líneas, control de temperaturas, localizar aislamiento perdido o dañado pueden llevarse a cabo con tecnología infrarroja con pocas excepciones.

Niveles de gases

Finalmente, una de las aplicaciones más fáciles de la termografía es localizar niveles de gases, líquidos, sólidos fluidizados y lodos en tanques, recipientes y silos. Aunque la mayoría de los tanques de almacenamiento tienen medidores para detectar niveles, estos sensores a menudo fallan y necesitan confirmación independiente.

Bibliografía: An intro to infrared thermography for mechanical applications. ReliablePlant October 2009.

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