GB T 30831.1-2014機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷 熱成像

機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷熱成像2014-06-24發(fā)布GB/T30831.1—2014/ISO18434-1:2008 I 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 4熱成像技術 35相對熱成像 6用紅外熱成像儀進行非接觸測溫 7基線測量 5 59校準 510數(shù)據(jù)采集 11客戶職責 12反射溫度、發(fā)射率和衰減介質的現(xiàn)場測量 13溫度嚴酷度評估準則 614分布圖評估準則 15診斷與預測 816檢測報告 17人員資質 9附錄A(規(guī)范性附錄)反射表觀溫度和發(fā)射率的現(xiàn)場測量 附錄B(資料性附錄)安全規(guī)則與注意事項 附錄C(資料性附錄)案例 參考文獻 IGB/T30831《機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷熱成像》由以下部分組成：——第1部分：總則；——第2部分：圖像的判斷和診斷。本部分是GB/T30831的第1部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分使用翻譯法等同采用ISO18434-1:2008《機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷熱成像第1部分：總則》(英文版)。與本部分中規(guī)范性引用的國際文件有一致性對應關系的我國文件如下： —GB/T22394—2008機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷詞匯(ISO13372:2004,IDT);機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷一般指南(ISO17359:2003,IDT);機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷數(shù)據(jù)判讀和診斷技術的一般指南(ISO13379:2003,IDT); GB/T23713.1—2009機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷預測第1部分：一般指南(ISO13381-1:本部分做了如下編輯性修改：本部分由全國機械振動、沖擊與狀態(tài)監(jiān)測標準化技術委員會(SAC/TC53)提出并歸口。本部分起草單位：廣州颯特紅外股份有限公司、國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學研究院、中國測試技Ⅱ本部分給出了機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷程序中紅外熱成像(IRT)部分的應用指南。在對機器進行狀態(tài)監(jiān)測時，紅外熱成像可用于識別與記錄機器狀態(tài)的異常情況。機器由于運行、潤滑不良、不對中、零部件磨損或負載異常都會導致異常的發(fā)生。紅外熱成像基于測量一個目標表面的輻射熱能分布，并將其轉化為輻射強度差異圖(表面溫度圖)或熱譜圖。因此，熱成像工程師在進行紅外測量前，要求理解熱、溫度和不同類型的熱傳遞基本知識。所有機器的運行都產生熱，可能在當前過程本身或多種過程組合中，以摩擦或能損的形式表現(xiàn)出來，它是一種過程介質的固有特性。由此，溫度成為機器性能監(jiān)測、狀態(tài)監(jiān)測以及故障診斷的關鍵參數(shù)。紅外熱成像是溫度監(jiān)測的理想技術，因為紅外熱成像可提供一臺機器或零部件的完整熱圖像，具有非物理接觸(非侵入)、設置簡單和快速獲得測量結果等優(yōu)點。與接觸式溫度計相比，輻射溫度計的一個重要優(yōu)勢就是響應速度快，被測目標的能量以光速傳輸給傳感器。輻射溫度計的響應速度為毫秒甚至是微秒級。輻射溫度計的另一個優(yōu)勢是其靈敏度高，因為它們可以探測到目標非常細小的溫差，并以熱“圖”的形式表現(xiàn)出來。盡管紅外熱成像法用處很大，但是在測量大多數(shù)低發(fā)射率的表面時還是有一定局限，因為輻射測量信號很容易受到影響而產生無法接受的誤差。1機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷熱成像1范圍GB/T30831的本部分介紹了機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷中的紅外熱成像的應用。這里的“機器”包括機械輔助設備，如閥門、流體機械或電動設備，以及相關的熱交換器。本部分還描述了與機器性能評估有關的紅外應用。本部分包括：——與機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷有關的紅外熱成像術語；——紅外熱成像過程的類型及其優(yōu)點；——采用熱成像識別異常并建立嚴酷度評估準則的指南；——機器紅外熱成像測量方法和要求，包括安全方面的建議；——數(shù)據(jù)判讀、評估準則和報告要求方面的信息；——反射表觀溫度、發(fā)射率及衰減介質的確認與補償。本部分還包括使用定量紅外熱成像儀測量某一目標的表面溫度時，確認和補償反射表觀溫度、發(fā)射率及衰減介質的檢驗程序。注：還將制定針對具體應用的分析指南。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。ISO13372機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷詞匯(Conditionmonitoringanddiagnosticsofmachines—Vocabulary)ISO13379機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷數(shù)據(jù)判讀和診斷技術的一般指南(Conditionmonitoringanddiagnosticsofmachines—Generalguidelinesondatainterpretationanddiagnosticstechniques)ISO13381-1機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷預測第1部分：一般指南(Conditionmonitoringanddiag-nosticsofmachines—Prognostics—Partl:Generalguidelines)fmachines—Generalguidlines)ISO18436-7機器狀態(tài)監(jiān)測與診斷人員認證和人員評估要求第7部分：熱成像(Conditionmonitoringanddiagnosticsofmachines—Requirementsforqualificationandassessmentofpersonnel—Part7:Thermography)ASTME1897應用紅外成像輻射儀測量和補償衰減介質傳輸率的標準試驗方法(Standardtestmethodsformeasuringandcompensatingfortransmittanceofanattenuatingmediumusinginfraredimagingradiometers)3術語和定義ISO13372界定的以及下列術語和定義適用于本文件。2無論何種輻射源，紅外熱成像儀測得的所有投射到探測器上的輻射所形成的未經(jīng)補償?shù)臏囟茸x數(shù)?？伤p從輻射源發(fā)射出的紅外輻射的窗口、濾鏡、大氣、外部光學器件、材料及其他介質。在所有波段上的完全理想發(fā)射體和吸收體。注：在普朗克輻射定律里已有規(guī)定。發(fā)射率emissivityE溫度相同時，在某一光譜頻段上物體表面輻射能量與黑體表面輻射能量的比值。紅外熱成像儀infraredthermographycamera;IRTcamera接收物體表面紅外輻射，以單色(黑色和白色)或彩色成像的儀器。圖像灰度或彩色色調即表現(xiàn)了物體表面表觀溫度的分布情況。注：這樣的圖像有時叫做紅外熱譜圖。將圖像轉化成數(shù)字形式，并進一步進行圖像增強，以便進行計算機或視覺分析。注：對紅外熱圖或熱譜圖而言，圖像處理可包括溫度定標、點溫測量、熱輪廓、圖像調整、圖像減法和存儲。在電磁波譜上，紅色可見光以外的、波長在0.75μm～1000μm的一段電磁波。注：考慮到儀器設計及紅外大氣傳輸?shù)奶攸c，大多數(shù)紅外測量發(fā)生在波長0.75μm～15μm之間。應用于標示表觀溫度相等的區(qū)間的圖像增強特性。紅外熱成像infraredthermography;IRT采用非接觸熱成像設備采集和分析熱信息。光速傳播的電磁輻射發(fā)射和吸收時產生熱流的模式。注：與熱傳導和對流不同，該熱流可在真空中傳播。在紅外能量從目標輻射到探測器的過程中，這種熱傳播形式宜采用紅外熱成像。p物體表面總反射能量與總入射能量的比值。注1:p=1-e-r;一面鏡子的反射率接近1.0;一個黑體的反射率p=0.注2:從技術上而言，反射率是反射輻射與總輻射強度的比值；反射系數(shù)是反射流與入射流的比值。在紅外熱成像3領域，這兩個概念經(jīng)常可互換使用。反射表觀溫度reflectedapparenttemperature其他目標通過被測目標反射到紅外熱成像儀上的表觀溫度。<紅外熱成像>儀器在短的或長的時間間隔內，對固定目標精確地重復某一讀數(shù)的能力。注：重復性以度或滿量程百分比表示。為了強化或控制某一過程，對溫度信號或圖像數(shù)據(jù)進行相應的處理。示例1:對于紅外輻射溫度計，這些處理如峰值保持、谷值保持、采樣保持及平均。測量空間分辨力spatialmeasurementresolution以工作距離決定的測量點尺寸。注：就紅外輻射溫度計而言，測量空間分辨力用毫弧度或目標點大小(根據(jù)通常用法，達到95%的輻射能即可)與工作距離的比值表示。就掃描儀、攝像儀和成像儀而言，測量空間分辨力多數(shù)用毫弧度表示。目標target被測量的物體表面。以灰度色調或彩色色相呈現(xiàn)目標表面紅外熱輻射能量分布的熱分布圖或熱圖像。T在任何既定光譜區(qū)間內，紅外輻射能透過目標的輻射能與入射到該目標表面的總輻射能的比率。r——透射率；e——發(fā)射率；p——反射率。注2:就黑體而言，r=0。透射率是入射輻射通過物質傳輸?shù)囊恍〔糠?。工作距離workingdistance目標與儀器(通常到主透鏡)之間的距離。4熱成像技術有幾種熟知的紅外熱成像技術在工業(yè)領域得到了廣泛的應用，相對熱成像是最常用的技術，它通常取代理想的、或絕對測溫法，提供最有用的測試數(shù)據(jù)。在檢測現(xiàn)場，經(jīng)常會遇到并不很理想的檢測環(huán)境，如持續(xù)變化的機器運行狀態(tài)，此時，能夠做到粗略地預估發(fā)射率、分辨機器設備上發(fā)射率差異，即可為機4器狀態(tài)監(jiān)測與診斷提供有用的信息。信息的可信度，取決于所使用的紅外熱成像設備、熱成像工程師所接受過的培訓及其經(jīng)驗，以及所采用的檢測方法。當要求盡可能準確地測量目標的真實溫度時，需采用紅外熱成像儀進行非接觸式測溫，但是，這種技術通常不用于狀態(tài)監(jiān)測與診斷。相對熱成像法通常是按ISO17359進行狀態(tài)監(jiān)測過程的一部分。紅外熱成像法也能被作為分別按ISO13379和ISO13381-1進行的故障診斷和預測的首選和備選技術。5相對熱成像5.1相對熱成像的類型相對熱成像分為定量相對熱成像和定性相對熱成像。定量相對熱成像要求確定一個用來判別部件狀態(tài)嚴重程度的溫度值，該值由目標溫度比較類似在役設備的溫度或基線數(shù)據(jù)確定。對發(fā)射率高的表面來說，如果采用了正確的測量技術，就能得到可靠的溫度T和溫差△T。對于發(fā)射率低的表面，由于表面及環(huán)境狀況的變化，T和△T的值則常常不可靠。另外，在許多應用中，還需要對所觀察到的熱譜圖賦值，以便進行分析、趨勢預測、劃分嚴重等級及指定優(yōu)先次序。但是，有很多應用并不需要定量數(shù)據(jù)來監(jiān)測機器狀態(tài)或診斷問題并提出合適的改進措施。在這些情況下，定性相對熱成像技術也許更合適。5.2定量相對熱成像定量相對熱成像通過測定溫度近似值的方法來評估機器或部件狀態(tài)，是一種公認的有效方法。在現(xiàn)場，用紅外熱成像精準地測定某個部件的真實溫度是非常難的，因為實現(xiàn)溫度的精確測量，要考慮一系列的紅外熱成像的物理參數(shù)。這些參數(shù)包括：發(fā)射率、反射率和透射率。以上參數(shù)的估計比較容易，由此可獲得零部件的溫度近似值，在大多數(shù)情況下，這些溫度近似值足以判斷零部件惡化狀態(tài)的嚴重程度。舉例說明：兩臺或多臺機器，在同樣的環(huán)境和負荷條件下運行，其中一臺機器的溫度升高，這通常就意味著其狀態(tài)可能在惡化。當然，溫差的測定就有助于確定狀態(tài)惡化的嚴重程度。在這個例子中，5℃的溫差可不予考慮，而100℃的溫差就可能十分危險。掌握溫升的近似值也會顯現(xiàn)出該部件的溫度限值可能趨近公布值的跡象。因此，雖然定性測量也能探測缺陷，定量測量卻能確定狀態(tài)惡化的嚴重程度。因為測量機器表面的準確溫度不太現(xiàn)實，甚至測量機器表面的發(fā)射率也很難做到，選用定性相對熱成像法則更現(xiàn)實。與定性測量法不同，對那些具有相近發(fā)射率的表面(即同一臺機器的不同位置的表面，或者是相似機器的同一位置表面),定量相對測量法通過對使用一致的發(fā)射率值εafult計算得來的表面溫度進行比較，從而識別熱缺陷。兩個或多個完全相同或相似的表面之間的溫差可量化測量。假設兩個部件的環(huán)境條件和表面特征相似，則被測設備的指定部件的溫差被記錄為相似設備正常工作的溫差量值。相對測量法要用到快速發(fā)射率估值、反射表觀溫度及被測部件測定距離。材料的發(fā)射率通常是憑經(jīng)驗得到的。工業(yè)現(xiàn)場的大多數(shù)常用材料的發(fā)射率都有可能被查找到并以默認值賦值，用來檢測使用這些材料的機器部件。不同的現(xiàn)場應設定各自的一系列默認值，因為相似的機器在不同的現(xiàn)場可能會有不同的環(huán)境(如潔凈度),或者設備有不同的表面光潔度，工況的變化也會使默認值不同。一旦發(fā)射率、距離和反射表觀溫度值估算出來以后，這些值就會輸入紅外熱成像儀來計算每一部件的溫度值。當測量的部件數(shù)量眾多時，使用默認值的測量方法是一種行之有效的技術，它能快速地為評估部件狀態(tài)的嚴重程度提供有用的5信息。5.3定性相對熱成像定性相對熱成像是在相同或相似運行狀態(tài)下，將同一部件或類似部件的熱分布圖或熱輪廓圖進行比較。在搜索不同的熱分布圖和熱輪廓圖的過程中，任何兩臺或多臺相似目標無需給出熱分布的具體溫度值，即可根據(jù)差異的程度確定異常狀態(tài)。這項技術快速而易用，不需要針對大氣或環(huán)境條件或表面發(fā)射率的補償而對紅外測溫儀器作任何調整。不過，雖然這種方法得到的結果可以判定缺陷，但卻不能判定受損程度等級。這種紅外熱成像技術已廣泛應用于大多數(shù)工業(yè)領域，它能有效地識別軸承發(fā)熱或其他機器零部件的異常發(fā)熱、電器設備的發(fā)熱點、電器的連接不良、流體熱交換設備和零部件(如管束)的泄露或阻塞、以及壓力容器、管道和閥門的流體泄露等。6用紅外熱成像儀進行非接觸測溫因為受制于許多技術和環(huán)境因素，用紅外熱成像技術測定目標的正確溫度很困難。因此，只有當精確的溫度值或細小的溫差對過程至關重要時，才會使用紅外熱成像的絕對溫度測量技術。這樣的測量要對測試條件進行極其嚴格的控制。因此，對于狀態(tài)監(jiān)測，通常不使用紅外熱成像儀進行該類溫度測量。7基線測量不管是用相對還是絕對測溫技術，強烈推薦對工廠的關鍵設備進行基線測量作為診斷和預判的參考?；€測量十分重要，對于在同樣的負荷和環(huán)境條件下運轉的機器或零部件，在進行后續(xù)紅外熱成像檢查時，可以用之前基線測量時得到的熱譜圖與之比較。這種狀態(tài)監(jiān)測方法對早期識別發(fā)展中的故障非常有用，可以避免大的維修工作，或是防止重大事故的發(fā)生?；€測量的某些案例見附錄C。8安全工作開始之前，應根據(jù)適用的地方或國家標準和法規(guī)建立基本安全規(guī)范與指南，尤其對可能存在危險的場合。基本安全規(guī)范與指南的范本見附錄B。9校準熱成像工程師應根據(jù)原設備制造者的指南或制定的操作規(guī)程對使用的紅外熱成像儀進行校準。應根據(jù)制造者的推薦、客戶的要求或任何適用的技術標準，用可溯源的黑體參考源對測溫儀進行校準、檢查、并出具校準檢查報告。每次使用或測量前，都建議先進行快速的檢查。注：快速的檢查使用諸如人臉上的淚腺溫度、沸水或融化的冰塊等已知溫度進行快速核實，注意發(fā)射率要設置成理想條件下的標準發(fā)射率。10數(shù)據(jù)采集應根據(jù)如下條款進行數(shù)據(jù)采集：a)紅外檢測宜在諸如日照、風速、物體表面和大氣條件及熱傳遞等因素都較有利于采集準確數(shù)據(jù)6的環(huán)境和物理條件下進行；b)進行數(shù)據(jù)采集的工作和環(huán)境條件，宜可復現(xiàn)并與正常工況一致；c)熱成像工程師應保證按照附錄A確定所有的發(fā)射率和反射表觀溫度；d)熱成像工程師應保證所測目標大小在熱成像儀的測量空間分辨力允許的范圍內；e)熱成像工程師應充分掌握機器的設計、制造、安裝、運行和維護原理等方面的知識，還要了解典型故障發(fā)生的原理及其熱異常的后果，以便對觀察到的輻射熱圖能夠做出正確的解釋；f)熱成像工程師應使用完全滿足檢驗要求的紅外熱成像儀和(或)測量設備；g)只要可能，在維修之后或應客戶的要求，宜對每個異常情況重新檢測，以保證運行溫度正常，潛在問題得到解決。11客戶職責紅外熱成像檢測對客戶的要求如下：a)提供或幫助制定待檢測設備清單，以及合理、有效的檢查線路；b)必要時，提供一名或多名合格的助手，他(們)應熟悉被測設備的運行狀態(tài)及其歷史運行狀態(tài)；在檢測過程中全程陪同紅外熱成像工程師，有資格并被授權進行如下操作：1)接近被測設備，并告知操作人員要進行的檢測活動；2)在熱成像工程師進行檢測以前，快速打開和(或)移開所有必要的外罩；3)在熱成像工程師檢測完畢以后，盡快關閉和(或)還原容器機殼和封閉外罩；4)若可能，根據(jù)需要操作設備；5)保證被測設備在適當?shù)呢撦d下運行，或根據(jù)需要建立符合要求的負載，并保證足夠的運行時間，使被測設備產生穩(wěn)定的熱圖像；6)按紅外熱成像工程師的要求測量電負荷；7)對紅外檢測給出的結論，采取或未采取行動而產生的后果負全責；8)提供維修和檢查結果的相關資料。12反射溫度、發(fā)射率和衰減介質的現(xiàn)場測量在很多情況下，為了要獲得正確的絕對溫度，需要對反射表觀溫度和發(fā)射率進行現(xiàn)場測量。這些測量應遵照附錄A或制定的技術標準、規(guī)程、規(guī)范性引用文件和制造者指南進行。衰減介質的測量和補償?shù)臋z測方法應符合ASTME1897標準。13溫度嚴酷度評估準則13.1嚴酷度評估準則的建立當使用紅外熱成像儀對機器及其相關組件進行狀態(tài)監(jiān)測與診斷時，強烈推薦制定嚴酷度評估準則。嚴酷度評估準則有下列兩種形式：a)適用于通用設備，區(qū)分與臨界等級對應的溫度水平或區(qū)間；b)適用于專用的機器或部件，或相似機組或組件。無論哪種情況，級別都是通過經(jīng)驗和數(shù)據(jù)累積制定的。在實踐中，沒有一種通用的嚴酷度評估準則適用于工業(yè)界各種各樣的機器。因此，嚴酷度評估準則應基于每一類設備的設計、制造、運行、安裝和維護的特性、機器失效模式和臨界等級來制定。嚴酷度評估準則可針對獨立的機器或組件制定。這種方法基于許多因素，包括：人員安全、針對歷7史數(shù)據(jù)的溫升(這些數(shù)據(jù)可以確定惡化的速度和預期故障的時間)、機器或組件在整個過程中的臨界級別、其他會導致火災事故的材料/設備的相對位置、環(huán)境狀況等等。嚴酷度評估準則可應用于重要機器和機械組件的溫升、軸承溫升、電源或接頭溫升、流體漏泄，甚至可用于許多流體傳熱設備上的導管堵塞。紅外熱成像工程師可能會用△T判據(jù)或將機械系統(tǒng)異常的嚴酷度以溫度進行歸類。這些溫差△T判據(jù)通常是高于已定義參考溫度的異常溫升。在一段時間內對相似的部件在相似的運行工況和環(huán)境條件下進行多次測量，通過統(tǒng)計分析能夠設定用來趨勢分析和預測這些部件的溫度性能的工作限值。一個△T體系可以與這些絕對溫度判據(jù)一起使用，來劃分超出最高允許溫度的溫度異常嚴酷度等級。13.2溫差準則基線溫度和評估準則，宜基于“理想”狀況下對特定項目或機組的歷史溫度數(shù)據(jù)或統(tǒng)計導出的溫度數(shù)據(jù)。評估準則應基于制造者規(guī)定的、相似項目或設備群組、或同一軸上的部件的溫度數(shù)據(jù)。需指出，由于應用類型、工藝過程、環(huán)境和設備、占空比等因素的局部變化，這樣的評估準則并不總是適用于類似設備。13.3最高允許溫度準則紅外熱成像工程師可能會用基于公布數(shù)據(jù)的最高允許絕對溫度判據(jù)來識別機械系統(tǒng)異常。應熟知有關材料和設計的兩類準則：a)對于關注材料本身的完整性、并要求重點監(jiān)測的場合，使用材料準則；b)當關注設計的完整性、并要求重點監(jiān)測時，使用設計準則；因為設計準則通常包含了對材料的要求，并且涵蓋性能、操作、可靠性和能力準則，不僅僅是被測部件材料的完整性，所以設計準則應該總是被優(yōu)先選用。當一個異常點使若干相鄰系統(tǒng)部件溫度升高時，要使用材料判據(jù)。具有最低耐受溫度的部件材料將優(yōu)先作為報警判據(jù)。警告——對大多數(shù)機器而言，潤滑劑有最低工作溫度要求。潤滑劑的最高溫度宜加以申明，超過該溫度，潤滑劑會喪失性能，機器壽命會大打折扣。潤滑劑的性能可能在短時間內(如黏度)、或是在長期使用過程中(如添加劑損耗)逐漸降低。因此，制定標準宜傾向于設計標準，而不是材料標準。即使使用通用潤滑劑，也需要給出相應的應用溫度準則。在很多案例中，紅外熱成像工程師不能直接測量實際的機器表面，這時候，紅外熱成像工程師在使用任何嚴格的規(guī)范對現(xiàn)場進行溫度測量時應謹慎小心，并具有良好的判斷力。因為他們應把熱傳導路徑、對流及輻射過程中的損失和誤差考慮在內。這些損失和誤差可能導致測量值不能靈敏地反映零部件狀態(tài)的實際變化，因而降低了機器狀態(tài)發(fā)展趨勢判斷的有效性。14分布圖評估準則分布圖評估是一個比較表面溫度差異和溫度分布的過程。在任何嚴酷度評估過程中，絕對溫度、差異溫度和溫度分布都需要確定兩個關鍵狀態(tài)，即“原始狀態(tài)”和“失效狀態(tài)”。接下來的工作就是要確定機器處于上述兩種狀態(tài)之間的何種狀態(tài)。分布圖評估的關鍵內容是溫度梯度、溫度分布變化、歷程變化、局部差異、絕對溫度、異常位置或與上述各項相關的分布特性。8應根據(jù)第13章對溫度及其分布進行嚴酷度等級評估。15診斷與預測經(jīng)過一段時間后，要掌握預期故障的劣化速度和行為，以及作為故障征兆的溫度數(shù)據(jù)，熱成像工程師應確定一個監(jiān)測時間間隔，其必要性主要在于準確預報故障，而不是識別故障。從機械的角度而言，熱圖像判讀是將機器當前的表面表觀溫度和溫度分布圖，與那些處于理想的設計、制造、安裝、運行和維護準則的機器的表面表觀溫度與溫度分布圖進行比較的過程。當使用紅外熱成像儀對機器的運行狀態(tài)進行監(jiān)測時，需要詳細了解機器的運行工況，因為機器的熱分布隨著運行工況的變化而變化。機器設計的關鍵是要了解機器部件的載荷，而部件的載荷又是影響熱分布的主要因素。當用紅外熱成像評估機器狀態(tài)時，宜將機器視為一個整體。每幅熱圖像應作為系列熱圖像的一部分進行分析，而不是將只體現(xiàn)局部狀態(tài)的一副熱圖像作為整臺機器的狀態(tài)來進行分析。15.3故障識別過程典型的故障識別過程可遵循如下步驟：a)確定機器在“設計”的各種條件下運行時的預期溫度和分布；b)制定機器在某一“設計運行狀態(tài)”下的嚴重等級評估準則；c)確定機器在“實際”的各種條件運行時的預期溫度和分布；d)制定機器在某一“實際運行狀態(tài)”下的嚴重等級評估準則；e)確定機器的溫度和分布是在正常運行狀態(tài)下產生的，還是在故障狀態(tài)下產生的；f)給出故障診斷結果；g)若需要進行故障預測；h)出具報告。注：舉一個關于定位軸承與非定位軸承的例子：正常情況下，定位軸承因為要承受軸向和徑向載荷，因此，可以預見其在運行時比只承受徑向載荷的非定位軸承發(fā)熱嚴重。相反地，如果非定位軸承比定位軸承發(fā)熱嚴重，這可能暗示著該非定位軸承沒有浮起，因而承受了超過設計的載荷。16檢測報告熱成像工程師宜對所有紅外檢測項目出具報告。除非征得客戶的同意，出具的報告應包括但不限于以下內容：a)每位熱成像工程師的姓名；b)每位熱成像工程師的資格證書；c)客戶的姓名和地址；d)如可行，在檢測過程中，陪同熱成像工程師的每一位協(xié)助人員的姓名；e)所用紅外設備的制造者，型號及檢定日期；f)所有被檢設備的清單，標出清單中沒有被檢的設備；g)所有檢測到的熱異常的詳細情況；h)在檢測期間，每臺機器運行的詳細情況及環(huán)境條件；9j)出具報告的日期。當進行定性紅外檢測時，熱成像工程師應針對每個被識別出來的異常提供以下信息：k)每個異常的準確位置；1)對每個異常情況進行描述；m)所有衰減介質的詳細情況；n)如果構成重要影響，有必要注明每個異常的周圍環(huán)境，如氣溫、風速、風向和天氣狀況；o)每個異常的熱譜圖和相應的可見光圖像的硬拷貝；p)所用的所有窗口、濾鏡或外部光學器件的詳細情況；q)給出評估級別，或給出該異常對系統(tǒng)安全和持續(xù)運行的重要性描述；r)引用或說明所用的評估準則；s)可能對結果產生影響的其他信息或特殊狀態(tài)，包括重復性和對異常的判讀。當進行定量紅外檢測時，熱成像工程師宜提供如下附加信息：t)所使用的紅外熱成像儀到異常位置的距離；u)盡可能給出機器的最大額定載荷及其檢測期間的實際載荷；v)計算溫度時使用的反射率、反射表觀溫度和透射率值；w)使用△T判據(jù)時，給出被檢項目的表面溫度、指定的參考溫度及其相對溫差。除了上述技術內容外，報告還宜包含對所有觀察到的不安全狀態(tài)或用法及所采取措施的注釋。17人員資質應根據(jù)ISO18436-7對熱成像工程師進行資格評定。在開展任何工作以前，客戶與服務供應者應對熱成像工程師的資質達成一致。(規(guī)范性附錄)A.1.1所需設備測量目標的反射表觀溫度，需要如下設備：b)紅外反射器。如使其亮面朝上鋪在硬紙板上的帶皺褶的鋁箔片。A.1.2反射器法a)設定紅外熱成像儀的發(fā)射率為1.00,而距離為0;d)保持熱成像儀的位置不變，測量反射器的表面表觀溫度，記錄此溫度為該目標的反射表觀溫輸入平均反射表觀溫度獲得反射表觀溫度的補償值。說明：2——反射熱源；3——與目標平行的反射器；4——目標。A.1.3直接法a)設定紅外熱成像儀的發(fā)射率為1.00;b)將紅外熱成像儀放置在相對于被測目標理想的位置和距離處，當用熱成像儀從所測位置觀察c)將紅外熱成像儀放置在與目標成α反射角的位置，觀察由目標反射的反射源(如圖A.3);d)用熱成像儀測量這些反射源的平均表觀溫度。利用熱成像儀可用的功能(如區(qū)域平均)求出這些反射表觀溫度的平均值，記下這個溫度，即為該目標的反射表觀溫度T;e)欲得到更精確數(shù)值，重復步驟b)至d)至少三遍，并取其平均值。3——目標；a——反射角；圖A.2直接法步驟b)3——目標；a——反射角；圖A.3直接法步驟c)的或溫度的變化。由于熱源或冷源導致的反射輻射誤差也會因為目標受到防護屏的保護而減小。A.2目標發(fā)射率的測量A.2.1所需設備b)可用自然法或感應法加熱或制冷的目標，其溫度比反射表觀溫度至少高或低20℃,這樣目標d)一種表面改性材料，如涂料或膠A.2.2接觸法a)將紅外熱成像儀放置在相對于被測目標理想的位置和距離處；b)測量并補償該目標的反射表觀溫度；d)使用一個合適的熱成像儀測量功能(如熱點溫度、交叉瞄準線或等溫線),定義熱圖像中心部位e)用一個接觸或鏡面點溫計，測量上述用熱成像儀測量功能定義的點或區(qū)域的溫度，