WEMES Consulting  

Consulenze e Servizi per l'Ingegneria - Wide Electrical and Mechanical for Engineering Service

Esempio di intervento condotto dai professionisti WEMES Consulting:

Termografie per il controllo del processo di saldatura ad arco-plasma.

1. Oggetto del lavoro.

Intervento di rilievi Termografici per un controllo di processo industriale

Esecuzione di rilievi termografici a mappa termica.

2. Scopo del lavoro.

L’intervento ha avuto lo scopo di verificare e misurare le mappe termiche sull’elemento di deposito della saldatura tramite torcia al plasma di un tubo circolare.

3. Descrizione della lavoro

            Misure e rilievi.

·      Raccolta dati sui componenti termici principali e del processo di deposito del materiale di saldatura ad arco tramite torcia al plasma.

·      Verifica a temperatura ambiente 20°C e 40-50°C dell’indice d’emissività delle superfici principali in esame, tramite riscaldamento ridotto fino ca. 100°C e misura con termometro di precisione e/o con materiale ad indice d’emissività noto.

·      Verifica o caratterizzazione dell’indice di trasmissività ed emissività dei materiali in oggetto di misura.

·      Ispezione e rilievo delle mappe termiche sulle superfici d’interesse preventivamente individuate:

·      Per tutti i campioni e configurazioni sono state acquisite, analizzate e confrontate le mappe termografiche della superficie.

·      Posizionamento termocamera: centrale a perpendicolo sulla superficie, costante per consentire un confronto tra misure successive.

·      Memorizzazione dei riferimenti fisici spaziali dell’elemento riscaldante, tramite fotocamera digitale nel visibile 1024x768 pixel colore a 24bit , in file ‘.jpg’

·      I riferimenti spaziali sono stati determinati tramite  punti segnati sull’elemento saldato da provare, con  vernice di differente colore ed indice d’emissività ( in alluminio riflettente).

·      Intervallo di temperature  analizzato: da 20°C a 1500°C.

·      Visti i campi di misura della termocamera, è stato necessario durante la sequenza dei rilievi transitori effettuare due registrazioni con un cambio del campo di misura.

·      Memorizzazione delle mappe termiche ‘.img’ 320x240 pixel con dinamica a 14bit nel campo di misura della temperatura, risoluzione 0.1°C@30°C e precisione +/-2% o +/-2°C.

Ispezione e rilievo delle mappe termiche sull’elemento da saldare:

·      Elenco parti principali nelle seguenti configurazioni:

A) 500mm

1) beccuccio

2) zona di saldatura

B) 1000mm

1) beccuccio

2) zona di saldatura

·      Per tutti i campioni sono state acquisite, analizzate e confrontate le mappe termografiche della superficie degli elementi concordati, per la seguente sequenza di rilevamento su ogni campione:

·      1 transitorio dall'accensione da 0s (20°C) a 30s (stato stazionario ca. 1500°C)  n° f.to ca. 30

·      1 termogramma ogni 10" sino a circa 6 min dall’alimentazione (fine saldatura)     n° f.to ca. 36

·      uno per ogni range di temperatura.

·      1 immagine termografica per tutti i campioni delle 2 configurazioni AB in stato stazionario della superficie interna dell’elemento.

·      2 transitori (1 fr./s) all'accensione da 0s (20°C) a 30s (stato stazionario ca. 1000°C)          n° f.to ca. 62

·      uno per ogni range di temperatura.

·      1 termogramma ogni 15" sino a 3 min dall’alimentazione  

·      1 termogramma ogni 30" sino a 6 min dall’alimentazione  

·      1 termogramma ogni 60" sino a 15 min dall’alimentazione

·      1 immagine termografica per tutti i campioni delle 4 configurazioni A, B in stato stazionario della superficie interna dell’elemento.

            Analisi dei rilievi.

·        Per ognuna delle configurazioni concordate 1 mappa termica:

o       1 Analisi del profilo della temperatura lungo una parte dell’elemento della torcia di saldatura.

o       1 Analisi isotermica della temperatura in stato stazionario sulle superfici d’interesse.

o       1 Analisi della disuniformità della temperatura con una statistica in frequenza e relativo istogramma (in area o profilo).

·        1 grafico del transitorio termico nel tempo di 4 punti di particolare interesse.

·      Elaborazione, analisi, stesura della relazione, sulle misure effettuate e descritte in precedenza.

·      Esportazione dei file immagine (.img) della serie analizzata in formato:

·      Testo (.csv) caricabile in excel, Bitmap (.bmp) con scala di temperatura.

·      Valutazione generale dei rilievi ed eventuali osservazioni.

·      Documentazione delle misure per consentire una successiva identificazione dei punti interessati e per un eventuale confronto dopo i necessari interventi di risoluzione delle anomalie.

·      Consegna della relazione dettagliata sui rilievi effettuati, con la relativa documentazione fotografica nel visibile e mappa termica nell’infrarosso, 1 stampa con elaborazione per ognuna delle configurazioni rilevate.

·      La documentazione viene  fornita su supporto cartaceo per l’immediata visione, le eventuali immagini termiche e fotografie digitali non stampate sono memorizzate su un CD-ROM, in modo da formare un archivio storico confrontabile con i rilievi futuri.

·      Fornitura del software per la visione delle mappe termiche ‘.img’ e loro esportazione in file ‘.bmp’.

·      Nelle condizioni operative è stato  necessario raffreddare la termocamera con un flusso d’aria a temperatura ambiente T_amb<45°C,

     ventilatore di raffreddamento.

·      E’stato necessario proteggere la termocamera dalla proiezione di eventuali materiali dalla zona di saldatura.

·      Poiché l’indice d’emissività influenza solamente la misura diretta della temperatura, per avere un contrasto nelle immagini termiche è stato sufficiente agire sui limiti e sul campo di visualizzazione, salvo poi in sede di misura quantitativa della temperatura, tenere in considerazione la differenza d’indice d’emissività.

·      L’analisi quantitativa energetica è stata effettuata  a parte.

·      Allo scopo d’ottenere un risultato nell’analisi che fosse il più possibile attinente con la realtà, si è ritenuto necessario che al momento dei rilievi le condizioni ambientali ed operative fossero quelle preventivamente concordate per gli scopi prefissi.

·      Per applicazioni su superfici particolari è possibile rilevare i riferimenti topografici mediante una griglia laser, o la Termografia con stimolazione impulsata o modulata (lockin)

Strumentazione principale usata.

            Le apparecchiature (Termocamera ad infrarossi AGEMA THV570) impiegate saranno di classe tale da garantire in ogni condizione di lavoro la qualità dei risultati finali:

·        Sensore a microbolometri da 320x240 pixel Focal Plane Array con digitalizzazione a 14bit

o       Matrice di microbolometri sempre esposta: Long Wave Band 7.5-13mm

§         Tempo di risposta: microbolometro 12ms; scansione quadro 20ms.

o       Risoluzione IFOV 1.3mrad, distanza minima di fuoco 0.5m FOV 0.21m.

o       Campi di temperature selezionabili tra -20°C a 1500°C;

§         -20 a 120°C               misura estrapolata fino a –47° e 216°C

§         80 a 500°C                 misura estrapolata fino a 30°C e 1059°C

§         350 a 1500°C             misura estrapolata fino a 216°C e 1854°C

o       Valutazione degli incrementi termici con lo scarto NETD di 0.1°C@30°C.

·        Campo visivo di 24°x18° corrispondente ad una superficie di circa 0.42m x 0.32m con una risoluzione di circa1.3mm alla distanza di 1m, distanza focale minima 0.5m IFOV 0.66mm.

·        Possibilità di usare un obiettivo 2x (12°) o 7° per aumentare la risoluzione delle mappe termiche (6.6mm a 10m)

·      Software IRresearch2.1 per l’analisi, l’acquisizione e controllo della termocamera.

·        Possibilità di registrazione delle immagini direttamente su nastro magnetico (segnale PAL 50Hz) o su disco magnetico (con frequenza da 1Hz fino a 5-7 Hz o su richiesta 50Hz), per l’analisi dinamica dei transitori termici

·        Fotocamera Digitale 1024x768 pixel, profondità dei colori 24bit.

·        Termometro di precisione con sonda PT100 a contatto, con ris. 0.1°C nel campo da –20 a 200°C.

·        Anemometro ad elica con risoluzione 0.1m/s nel campo da 0 a 40m/s.

Responsabile del coordinamento per l'Ingegneria: WEMES Consulting

Dr. in Physics Alberto Fragiacomo (Engineering Coordination Manager)

Via Rossini 31/A, I-30171 Mestre-Venezia (VE), ITALY;  Winter Local Time: GMT+1

Tel. :   +39 041 8020015 ;   Fax to email: +39 02 30132890

Mob.:  +39 347 2618940  ;   Email: wemes@wemes.it 

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Update the: 31 ottobre 2011