b83d2c3a24ba3ade6d0f81c9914cb3fe

1. Тепловой вид неразрушающего контроля.

2. Содержание

• Что такое тепловой контроль?
• Физические основы теплопередачи
• Активная и пассивная термография
• Оборудование: Тепловизоры
• Методы возбуждения тепловых контрастов
• Практическое применение в промышленности
• Преимущества, ограничения, перспективы

3.  Что такое тепловой контроль?

Что такое
тепловой
контроль?
Этот метод позволяет исследовать
состояние поверхностей и структур
объектов путём анализа изменения
температуры. Используется
преимущественно для обнаружения
трещин, коррозии, влажности,
деформаций и иных дефектов без
разрушения изделия или
вмешательства в рабочий цикл
оборудования. Широко применяется
в промышленности, строительстве,
энергетике, транспорте и
медицинской диагностике.

4. Физические основы: Теплопередача

Для теплового контроля (наиболее важен)
процесс теплопроводности внутри твердого тела.
Теплопроводность
(Conduction)
Передача тепла внутри
твердого тела или между
контактирующими телами
при их неоднородной
температуре.
Конвекция (Convection)
Перенос тепла потоками
жидкости или газа.
Излучение (Radiation)
Передача тепла с
помощью
электромагнитных волн
(инфракрасного
диапазона).

5. Как дефект влияет на тепловое поле?

Как дефект влияет на тепловое
поле?распределение температуры по
• Нормальное тепловое поле: равномерное
поверхности объекта.
• Воздействие дефекта:
изменение характера
теплопередачи вызывает
отклонение от равномерности,
появляются зоны повышенной
или пониженной температуры.
• Примеры дефектов:
• Трещины и поры приводят к
изменению пути прохождения тепла,
вызывая местные "температурные
тени".
• Нарушение слоев покрытия
(изоляция, краска) искажает
теплоперенос,
создавая характерные пятна на
тепловом
изображении.

6. Преимущества теплового контроля

Быстрая диагностика: мгновенное получение данных о состоянии объекта.
Безопасность: полная сохранность контролируемого предмета, нет
необходимости демонтировать конструкцию.
Высокое разрешение: возможность выявить мельчайшие дефекты и аномалии.
Широкий спектр применения:
пригоден для любых
материалов и типов конструкций.
Удалённость наблюдения:
возможна работа на расстоянии,
без прямого контакта с поверхностью.
Экономичность: существенно
снижает затраты на профилактику и
ремонт оборудования.

7. Недостатки теплового контроля

Поверхностность
метода: часто не даёт
полной информации о
глубине и размерах
дефектов.
Внешние условия:
погода, освещение и
окружающая среда
сильно влияют на
точность замеров.
Ограниченный
диапазон температур:
методика работает
только в определённых
диапазонах температур.
Стоимость
оборудования:
высококачественные
тепловизоры и
сопутствующее
оснащение имеют
высокую цену.
Требует специальных
навыков:
интерпретировать
полученные данные
непросто, необходима
квалификация
оператора.
Необходимость
точного
позиционирования:
размещение датчика
оказывает значительное
влияние на результат
диагностики.

8. Типы теплового контроля

По принципу действия
Пассивный контроль
Активный контроль
Суть: Измерение естественного теплового
поля объекта, которое возникает в
процессе его эксплуатации или
изготовления.
Когда применяется: Объект сам выделяет
достаточное для измерений тепло.
Основное преимущество: Проведение
контроля без вывода объекта из
эксплуатации и без дополнительного
внешнего нагрева.
Типичные объекты: Работающее
электрооборудование, строительные
Суть: Использование внешнего источника
тепла (нагрева) для создания теплового
потока в объекте.
Когда применяется: Объект не выделяет
собственного тепла, достаточного для
проведения измерений.
Основное преимущество: Позволяет
выявлять внутренние дефекты (трещины,
расслоения, включения).
Типичные объекты: Композитные материалы,
объекты искусства, неподключенное
оборудование

9.

По способу измерения
температуры
Бесконтактный контроль
Суть: Измерение температуры и
тепловых потоков на расстоянии.
Оборудование: Тепловизоры,
пирометры.
Преимущества: Высокая скорость,
безопасность, применимость для
труднодоступных и раскаленных
объектов.
Недостатки: Результаты могут
искажаться из-за внешних факторов
(туман, пыль, сильное освещение)
Контактный контроль
Суть: Измерение температуры
путем непосредственного
контакта прибора с поверхностью
объекта.
Оборудование: Термопары,
термосопротивления,
термоиндикаторные краски и
карандаши.
Преимущества: Как правило, более
высокая надежность измерений в
точке контакта.
Недостатки: Ограниченность
техническими возможностями и
формой объекта, более низкая

10. Оборудование и методы

Сердце метода — Тепловизор
Устройство, которое преобразует невидимое инфракрасное (тепловое) излучение в видимую
цветную карту температур — термограмму.
Матрица из тысяч микроскопических датчиков-терморезисторов. Каждый пиксель нагревается и
меняет сопротивление в зависимости от температуры соответствующей точки на объекте.
Процессор: Анализирует данные с детектора, рассчитывает температуру для каждой точки.
Дисплей: Отображает готовую термограмму — визуальную картинку, где разным температурам
присвоены разные цвета

11. Методы активной термографии: Сравнительный анализ

Импульсный метод (IRT)
Метод
модулированного
нагрева (Lock-in)
Метод длительного
нагрева
Принцип действия
Короткий мощный
тепловой импульс
(миллисекунды-секунды)
Периодический нагрев
(синусоидальный
сигнал)
Постоянный нагрев в
течение длительного
времени
Анализируемые
данные
Скорость и характер
остывания поверхности
после импульса
Фазовый сдвиг и
амплитуда тепловой
волны
Стационарное
температурное поле
или скорость его
установления
Глубина контроля
Малая и средняя (1-5
мм)
Средняя и большая
(до 10 мм и более)
Поверхностный и
подповерхностный
контроль
Главное
преимущество
Высокая
скорость контроля
больших площадей
Высокая
помехозащищенность,
возможность
контроля глубоких
дефектов
Простота реализации,
не требует сложного
оборудования
Параметр

12.  Области применения методов

Области применения методов
• Импульсный метод (IRT):
• Контроль композитных панелей в авиакосмической
отрасли
• Быстрый поиск расслоений и отслоений покрытий
• Метод модулированного нагрева (Lock-in):
• Выявление глубоких коррозийных повреждений
• Контроль многослойных конструкций
• Исследование материалов с высокой
теплопроводностью
• Метод длительного нагрева:
• Контроль качества теплоизоляции
• Обнаружение крупных подповерхностных дефектов
• Учебные и демонстрационные цели

13. Источники теплового возбуждения Ключевой элемент системы активного термографического контроля 1. Оптические источники

(Нетепловые)
Галогенные лампы
Ксеноновые лампывспышки
Светодиодные
матрицы
Лазеры

14. Тепловые источники

Тепловые пушки
Инфракрасные
нагреватели
Индукционные
нагреватели
Ультразвуковые
возбудители

15. Применение теплового контроля

• Авиация, Космос и Транспорт
• Применение теплового контроля в высокотехнологичных и транспортных
отраслях
• Авиация и космос: Метод широко используется для диагностики критически
важных конструкций.
• Контроль сотовых
панелей: Обнаружение расслоений, влаги и коррозии внутри панелей
фюзеляжа, килей и элеронов. Для панелей из композиционных материалов
часто применяют пассивный метод сразу после посадки, используя
разницу температур, а для дюралюминиевых — активный нагрев.
• Диагностика лопаток: Контроль лопаток газотурбинных двигателей,
работающих в экстремальных температурных условиях.
• Контроль композитов: Выявление непроклея,
отслоений и пустот в лопастях вертолетов и других
ответственных конструкциях из полимерных композиционных
материалов.
• Машиностроение и автомобильная промышленность:
Контроль сварных швов и качества покрытий.
Обнаружение усталостных трещин и внутренних дефектов
в деталях.

16.

Энергетика, Промышленность и Строительство
• Электротехника и энергетика (Пассивный контроль):
• Поиск перегретых соединений в распределительных устройствах,
трансформаторах и на линиях электропередачи без их отключения.
• Диагностика компонентов плат и силового оборудования
для предотвращения аварий.
• Нефтегазовая и химическая промышленность:
• Контроль изоляции трубопроводов, емкостей и реакторов.
• Диагностика печей и технологических установок для поддержания
непрерывности процессов.
• Строительство и оценка зданий:
• Поиск утечек тепла и мостиков холода через ограждающие конструкции.
• Обнаружение дефектов изоляции, скрытых конструкций и протечек воды.

17.

Применение теплового контроля в научных исследованиях
и реставрации
• Нанотехнологии и высокотехнологичные производства
(ВИК):
• Контроль тонких пленок и многослойных структур.
• Исследование композиционных материалов на предмет внутренних
расслоений и однородности.
• Реставрация и культурное наследие:
• Поиск скрытых рисунков и эскизов под верхним живописным
слоем.
• Оценка состояния основы картины и обнаружение
отслоений штукатурки или краски.

18.

Преимущества теплового метода
Эффективность
в энергетике
Тепловой метод
позволяет
улучшить
использование
энергии.
Точность
измерений
Высокая точность и
Экологическая
безопасность
Снижение выбросов
парниковых газов при
использовании.
Универсальность
применения
Подходит для различных
надежность
отраслей и задач.
данных для анализа.

19. Примеры успешного применения в промышленности

Автоматизация
производственных
процессов
Снижение затрат и
увеличение
эффективности за
счет автоматизации.
Повышение
качества
продукции
Точные технологии
помогают улучшить
качество
выпускаемой
продукции.
Экологически
чистые технологии
Инновации снижают
загрязнение и
делают производство
экологичнее.

20.

Сравнение с другими
методами
Эффективность методов
Анализ показывает, что новый метод
превосходит традиционные по
эффективности.
Скорость обработки данных
Скорость обработки данных значительно
выше по сравнению с альтернативами.
Точность результатов
Точность нашего метода выше на 20% по
сравнению с другими.
Экономическая эффективность
Новый метод снижает затраты на 15%
без ущерба для качества.

21.

Требования к квалификации
персонала
Опыт работы и
Образование и
навыки
сертификации
Необходимо наличие
Требуется опыт работы в
профильного
отрасли и
образования и
наличие ключевых
актуальных
профессиональных
сертификатов.
навыков.
Постоянное обучение
Регулярное повышение квалификации для
адаптации к изменениям рынка

22.

Перспективы развития
теплового метода
Увеличение энергоэффективности
Тепловой метод позволяет
сократить потери энергии.
Инновации в тепловых
технологиях
Современные технологии делают
метод более эффективным
Современные технологии делают
метод более эффективным
Метод активно внедряется в
различных отраслях.

23. Заключение и спасибо за внимание!