Termografia e Ultrassom
Termografia
A inspeção termográfica é definida como a técnica de inspeção não destrutiva, que se baseia na detecção de radiação infravermelha naturalmente emitida pelos corpos, permitindo a medição de temperaturas sem contato físico.
Através da utilização de sistemas infravermelhos, torna-se possível a observação de padrões diferenciais de distribuição de calor em um componente, com o objetivo de proporcionar informações relativas à condição operacional deste.
As seguintes Normas Técnicas foram utilizadas como referência para o serviço:
- American Society of Nondestructive Testing (ASNT) guidelines for Nondestructive Testing, Infrared and Thermal Testing.
- E1934-99a Standard Guide for Examining Electrical and Mechanical Equipment with Infrared Thermography
- ABNT NBR 15424:2010 – Ensaios não destrutivos – Termografia – Terminologia;
- ABNT NBR 15572:2008 – Ensaios não destrutivos – Termografia – Guia para Inspeção de Equipamentos Elétricos e Mecânicos;
- ABNT NBR 15718:2009 – Ensaios não destrutivos – Termografia – Guia para a verificação de termovisores;
- ABNT NBR 15763:2009 – Ensaios não destrutivos – Termografia – Critérios de Definição de Periodicidade de Inspeção em Sistemas Elétricos de Potência.
- ABNT NBR 15866:2010 – Ensaios não destrutivos – Termografia – Metodologia de Avaliação de Temperaturas de Trabalho de Equipamentos em Sistemas Elétricos;
- Normas e especificações técnicas publicadas por fabricantes de componentes elétricos.
No instante da inspeção em um componente elétrico, será realizada uma rigorosa seleção preliminar para determinar se este componente se encontra em situação normal ou não. Caso não esteja em situação normal, o caso é registrado para posterior diagnóstico informado no relatório entregue ao cliente.
São verificados então, a temperatura do componente, temperatura ambiente, temperatura máxima admissível do componente, carga nominal e carga do componente no momento da medição.
O relatório é apresentado através do roteiro detalhado de inspeção, além dos termogramas de todos os pontos inspecionados.
A AW Strom dispõe de câmeras modernas e capazes de indicar com precisão anomalias térmicas.
A análise termográfica é vital para diagnósticos nos sistemas elétricos, principalmente em:
- Painéis e Cubículos;
- Cabos e Conexões;
- Barramentos;
- Subestações;
- Máquinas;
Alguns exemplos de relatórios:
Ultrassom
Descargas elétricas, tais como formação de arco, trilhamento ou, em tensões mais altas, o corona, têm o potencial de criar falhas levando o sistema a uma interrupção. Em equipamentos fechados, se não forem identificados, essas condições podem se tornar uma fonte de um incidente com arco voltaico, o que pode resultar em ferimentos graves ou morte. O Ultrassom é o “estado da técnica” para a localização precoce de falhas iminentes no sistema elétrico.
Atualmente, a grande preocupação das áreas de manutenção das empresas é manter o fornecimento de energia elétrica de maneira estável e sem interrupções.
Uma falha elétrica no sistema de potência pode ser devastador financeiramente para uma empresa.
Em nossa atual situação econômica, torna-se imperativo reduzir ao máximo os prejuízos decorrentes de falhas elétricas. O ultrassom é uma ferramenta capaz de revelar falhas ocultas em equipamentos, prevenindo as falhas e reduzindo as interrupções e paradas programadas para manutenção.
Os instrumentos baseados na tecnologia de ultrassom oferecem muitas oportunidades, reduzindo o desperdício de energia e melhorando a disponibilidade de ativos em plantas.
Uma vez que estes instrumentos detectam de fricção, ionização e turbulência, suas capacidades de inspeção incluem localizar falta de lubrificação, vazamentos de ar comprimido, arcos elétricos e emissões de corona, tanto em equipamentos elétricos abertos quanto fechados.
TEORIA
No ambiente de hoje, a geração de receitas para qualquer setor é importante. Margens de lucro estão encolhendo e muitas vezes a diferença entre o lucro e o prejuízo pode ser tão simples como prevenir perdas e melhorar a eficiência. A localização de fontes de desperdício de energia, a identificação de condições de falha em sistemas elétricos e mecânicos contribuem para melhorar as margens de lucro. Em alguns casos, pode ser uma melhoria dramática.
Os instrumentos de ultrassom recebem emissões de alta frequência produzidas por equipamentos operacionais, emissões elétricas e por vazamentos. Estas frequências variam tipicamente de 20 kHz a 100 kHz e estão além do alcance da audição humana. Os instrumentos traduzem eletronicamente frequências de ultrassom, através de um processo chamado heterodinagem, para baixo, na faixa audível, onde eles são ouvidos através de fones de ouvido e observado como níveis de intensidade e ou dB em um painel de exibição. Os instrumentos digitais mais recentes utilizam software de gerenciamento de dados, onde as informações são registradas no instrumento e baixadas para um computador para análise. Pode-se ainda coletar amostras de som para análise espectral.
O que torna o ultrassom tão eficaz? Equipamentos mecânicos em operação, emissões elétricas (arco, rastreamento, corona) e a maioria dos problemas de vazamento produzem uma ampla gama de sons. Os componentes ultra-sônicos de alta frequência desses sons são ondas extremamente curtas. Um sinal de onda curto tende a ser bastante direcional e localizado. Por consequência, é fácil separar estes sinais dos ruídos de fundo das fábricas e detectar a sua localização exata. Além disso, à medida que mudanças sutis começam a ocorrer em equipamentos elétricos, a natureza sutil e direcional do ultrassom permite que esses potenciais sinais de alerta sejam detectados cedo, antes da falha real.
A maioria dos sons detectados pelos seres humanos varia entre 20 Hertz e 20 kilohertz (20 ciclos por segundo a 20.000 ciclos por segundo). O limiar humano médio de alta frequência é na realidade de 16,5 kHz. As frequências baixas tendem a ser relativamente grandes quando comparadas com as ondas sonoras detectadas por tradutores ultra-sónicos. Os comprimentos de ondas sonoras de baixa freqüência na faixa audível são de aproximadamente 1,9 cm até 17 m (56 ‘), onde, como os comprimentos de onda de ultrassom detectados por transdutores ultra-sônicos são apenas 0,3 cm (1/8 “). Uma vez que os comprimentos de onda do ultrassom são menores, o “ambiente ultra-sônico” é muito mais propício para localizar e isolar a fonte de problemas em ambientes ruidosos.
As vantagens básicas dos instrumentos de ultrassom são:
- As emissões de ultrassom são direcionais;
- O ultrassom tende a ser altamente localizado;
- Ultrassom fornece aviso prévio de falha elétrica iminente;
- Os instrumentos podem ser usados em ambientes barulhentos.
Quando usados como parte de um programa de monitoramento de condição, os instrumentos de ultrassom ajudam a melhorar a disponibilidade de ativos e economizar energia.
Uma vez estabelecido, o ultrassom pode ser usado como a “primeira linha de defesa” para:
Inspecionar equipamento rapidamente;
Eliminar anomalias;
Configurar grupos de alarmes para análise detalhada e outras ações.
Inspeção de ultrassom funciona em todas as tensões, baixa, média e alta, para detectar arcos, trilhamento e corona, tanto em equipamentos abertos quanto fechados. Arco, trilhamento e corona ionizam as moléculas de ar em torno deles, o que produz ultrassom.
Com a vantagem de gravação de som digital e análise espectral, os inspetores podem analisar amostras de som para determinar o tipo e a gravidade de uma emissão elétrica.
Abaixo estão alguns exemplos de corona, trilhamento e arco. Como você notará, na tela FFT, onde a condição se torna mais grave, há menos harmônicos de 60 ciclos.
A primeira imagem é Corona, seguida por Trilhamento e, em seguida, por Arco.
