Qualitätssicherung: Thermografische Überwachung mechanischer Prozesse

Problem erkannt – Gefahr gebannt

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Wärmebildtechnik erkennt kleinste Temperaturunterschiede und steigert somit die Effizienz der Produktion. Durch das Auffinden von oft für das menschliche Auge nicht erkennbaren Anomalien, können Probleme erkannt werden, bevor ein Ausfall hohe Kosten verursacht.

Der Autor Lothar Liebelt von ABL Werbung, Königstein, erstellte den Beitrag im Auftrag der Flir Systems GmbH, Frankfurt/M.

Infrarot-Thermografie heißt Messen der Oberflächentemperatur und deren Darstellung als Falschfarbenbild oder -film. Die Systeme von Flir messen dabei selbst feinste Temperaturunterschiede. Sie tasten Betriebsmittel ab und wandeln die Wärmestrahlung der Objekte in sichtbare Bilder um, mit denen eine quantitative Temperaturanalyse durchgeführt werden kann.
Vorteile der Thermografie
Thermografie arbeitet berüh-rungslos. So kann ein Thermograf schnell ein Betriebsmittel aus sicherer Entfernung abtasten und die Daten analysieren, ohne sich in Gefahr zu bringen. Durch das Entdecken von Anomalien, die für das bloße Auge oft unsichtbar sind, lassen sich Korrekturen durchführen, bevor es zu teuren Systemausfällen kommt.
Während die Kameras arbeiten, können elektrische Systeme unter Last arbeiten.
Ein Signal für ein Problem und eine Lebensdauerverkürzung bis zu 50 % liegt dann vor, wenn an elektrischen oder mechanischen Bauteilen die Temperatur um 10 °C oder mehr gestiegen ist. Die Thermografie-Kamera „sieht“ dieses Problem lange bevor es zur Störung kommt. Durch exakte Temperaturmessungen kann sofort die Dringlichkeit von Reparaturen beurteilt werden.
Um aus Wärmebildern Temperaturen reproduzierbar und in unterschiedlichen Umgebungsbedingungen zu bestimmen, braucht es ein hochwertiges Design von Kamera, Detektor, Optiken und Software. Oft wird jedoch genau die Information der absoluten Temperatur benötigt, um am Ende eine richtige Entscheidung zu treffen.
Ein Beispiel: Ein Motor kann bei einer bestimmten Betriebstemperatur durchaus voll funktionsfähig arbeiten. Eine bestimmte Komponente, beispielsweise ein Lager, kann aber durch unsachgemäße Montage, fehlende Wartung oder einfach durch Verschleiß Temperaturen entwickeln, die zum Ausfall der gesamten Anlage führen können.
Thermografie in der Industrie
In einigen Fällen konnten sich Infrarot- und Thermografie-Kameras bereits als unverzichtbares Messmittel durchsetzen. Sie sichern erfolgreich Investitionen in der Qualitätskontrolle und schützen Menschenleben, indem sie Brandherde erkennen.
Aber gerade in der Konstruktion bedeutet Infrarot-Thermografie noch mehr: Bei komplexen Anlagen kann sie bereits in der Kons-truktionsphase helfen, spätere Fehlerquellen verblüffend einfach zu lokalisieren und teure Nachbesserungen zu vermeiden.
Dank moderner Thermografie-Kameras bei periodischen Untersuchungen können viele elektrische und mechanische Schäden vermieden werden: Die regelmäßige Überwachung und Kontrolle per Thermografie ist eine schnelle, unkomplizierte und vor allem aussagekräftige Methode zur Schadensprävention und den vorbeugenden Brandschutz.
Vom Auslöser bis Brandgefahr
Bei der Neuinstallation oder Erweiterung kommt es im Anlagenbau immer wieder zu Montagefehlern. In Folge dessen werden Anlagen überlastet und es treten starke Temperaturerhöhungen auf. Ein daraus resultierender Brand hat weit reichende Folgen: Neben den Schäden an den Anlagen verschmutzt auch die Umwelt – zusätzlich zu den hohen Kosten für die Schadensbegrenzung werden meist noch saftige Strafen verhängt. Schlimmstenfalls muss ein Werk geschlossen werden.
In der Mechanik sieht es nicht viel anders aus.
Ein Beispiel: Bei besonders hohen Kräften werden oft Ketten zu deren Übertragung verwendet. Aber gerade unter enormen Belastungen werden die Lager unbemerkt regelrecht bis zum Glühen gefahren. Oft haben diese Antriebe eine Ölschmierung – wer hier von der Unmöglichkeit eines Lagerschadens oder der daraus resultierenden Brandgefahr ausgeht, handelt grob fahrlässig.
Kesselanlagen, Turbinen, Wärmetauscher et cetera sind andere neuralgische Punkte in der Produktionskette, da sie rundum die Uhr im Einsatz sind. Die periodische Zustandsüberwachung mit Infrarot-Thermografie dient hier als Frühwarnsystem und amortisiert sich bereits in zwei Jahren.
Untersuchung der Produktionsanlagen
Auch in der Produktion kann Infrarot-Thermografie wichtige Informationen liefern. So setzt zum Beispiel ein Halbleiterhersteller Flir-Kameras ein, um seine Anlagen während der Produk-tion unterbrechungsfrei zu überwachen. Die Ergebnisse gehen in interne Inspektionsberichte ein und dienen einer Optimierung der Produktion. So lässt sich gegebenenfalls ein fehlerhaftes Bauteil automatisiert aussortieren.
Infrarot-Thermo-grafie im Brandschutz
Industrieversicherer kümmern sich um Anlagensicherheit und Brandschutz in den von ihnen versicherten Unternehmen. Ihnen geht es vorrangig um den Schutz der Anlagen und der Produktionsmittel. Aber auch der Schutz der Mitarbeiter ist ein wichtiges Thema, das im Vordergrund von Berufsgenossenschaften steht. Unternehmer haben sogar die gesetzliche Verpflichtung, Mitarbeiter und Anlagen vor Schäden zu schützen, Maßnahmen und Mittel hierfür einzusetzen und voll auszuschöpfen. Sie haften dafür privatrechtlich.
Meist können Risiken auf unzureichende Genauigkeit in der Ins-pektion und Überwachung der Anlagen zurückgeführt werden, oft genug auch auf die Verletzung der Brandschutzregeln. Aber ein dreistelliger Millionen-Betrag an Schadenssummen entsteht jährlich auch durch elektrisch bedingte Schäden bei den Kunden von nur einem Versicherer. Mit einem periodischen Monitoring durch Infrarot-Thermografie könnte ein Großteil dieser Schäden vermieden werden.
Ausführliche Informationen
Thermografie-Kamera E2
Thermografie-Kamera P60
Thermacam P60
Ein Produkt der neuen Generation ist die Thermacam P60 mit folgenden Schlüsselfunktionen:
– Gewicht inklusive Batterie, Fernsteuereinheit und Flüssigkristall-anzeige unter 2 kg
– schock- (25 g) und vibrationsfest (2 g)
– Staub und Spritzwasser geschützt und nach IP 54 ausgelegt
– Betrachtung der Objekte durch TFT-Farbsucher oder auf Flüssigkristallanzeige
– abnehmbare Multifunktionsfernsteuerung für Einblicke an schwer zugänglichen Stellen und zum ermüdungsfreien Arbeiten
– ungekühlter Mikrobolometer-Detektor erkennt Temperaturunterschiede bis 0,08 °C
– vier Tasten individuell programmierbar
– ständige Anzeige wichtiger Kamerafunktionen, beispiels-weise Ladezustand der Batterie, Speicherkapazität oder Betriebsstatus
n per Taste leicht aktivierbarer Laserpointer
– schneller Zugriff auf Composite- und S-Video-Anschlüsse
– direkter Anschluss zum Laden der Batterie in der Kamera
– Sicherung der Bilder zusammen mit Messungen und Kommentaren auf einer Flash-PC-Karte oder im internen Speicher
– Verbindung zum PC per Infrarot-Schnittstelle
– schnelle Übetragung der Bilddateien über USB- und RS-232-Anschlüsse
– Anschluss eines Headsets für gesprochene Kommentare ist möglich
– Lithium-Ionen-Batterie ermöglicht der Kamera eine Autonomie von über 2 h
– Akku-Überwachungsfunktionen und Energiespar-Modus
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