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ICON Tecnologia Termográfica e Engenharia Consultiva Ltda A Qualidade em Termografia

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La Clasificación de las Inspecciones de TermografíaNaturaleza de los Fenómenos Observados

Ing. Attílio Bruno VerattiInspector Termografista ITC Nivel III

Introducción: las aplicaciones de la termografía pueden ser clasificadas en cuatro categorías principales, según la naturaleza de los gradientes térmicos observados. Estas categorías se adecuan muy bien para la organización del

currículo en la enseñanza de las aplicaciones de la termografía.

Las inspecciones termográficas tienen, normalmente, los siguientes objetivos principales:

a) localización de componentes presentado defectos y fallas.b) determinación de la presencia o ausencia de materiales o productos.c) determinación de parámetros operacionales de materiales o componentes.d) determinación de la ocurrencia de fenómenos físicos o químicos.

En todos los casos, los resultados a presentarse deben ser interpretados por el inspector termografista en forma de gradientes térmicos.

Un gradiente térmico se define como una variación gradual y continua de la temperatura en función de la distancia, a partir de un punto central de máxima o mínima temperatura.

Analizando los gradientes térmicos, las anomalías térmicas pueden ser identificadas tanto por la morfología como por las temperaturas máximas o mínimas que presentan.

Localización de componente con falla en un sistema eléctrico y determinación de la

presencia de agua en material compuesto.

Determinación de la condición operacional de un refractario y comprobación de la aparición de tensión muscular

(proceso físico y químico) por asimetría de temperaturas.




Como primer paso es importante recordar que se deben descartar los gradientes aparentes, que resultan de reflexiones. Se trata de un tipo de reflexiones menos frecuente que, sin embargo, ocurren (véase la siguiente figura).

Reflejos con apariencia de gradientes

Con relación a su naturaleza, es decir, los mecanismos que originalmente generan los gradientestérmicos, estos pueden ser agrupados en cuatro categorías:

EléctricaMecánica

Flujo de ProductoFlujo de Calor

a) Eléctrica: los gradientes térmicos se originan de la interacción de una corriente eléctrica o de un campo electromagnético. Esta interacción genera los calentamientos por efecto Joule, electroerosión e inducción.

Calentamiento general de origen eléctrico y ejemplo de anomalía por falta de fase.




a.1) Efecto Joule

Ejemplo clásico de calentamiento por efecto Joule

Conexión en torre de AT Cable en panel

Desbalance entre fases de un motor eléctrico




a.2) Electroerosión:

Ejemplo clásico de calentamiento por electroerosión

Electroerosión en base de fusible NH

a.3) Inducción

Ejemplos de inducción en paneles de potencia




b) Mecánica: los gradientes térmicos son generados por acciones mecánicas como fricción o vibraciones causadas por huecos, desgaste, falta de lubricación, alta temperatura de operación, desalineamiento o desbalanceo.

Calentamientos generales en tren de laminación (izquierda) y en máquina de papel (derecha)

Calentamientos en rodamiento de motor eléctrico y en máquina de impresión

Calentamiento en bomba de circuito de refrigeración




Calentamiento en correas por desalineamiento (izquierda) y hueco (derecha)

Calentamiento en acoplamiento autocompensado y en un neumático durante prueba automovilística

c) Flujo de producto: los gradientes térmicos son generados por la existencia o inexistencia de flujo de un producto a una temperatura diferente a la de sus alrededores. La detección de producto también puede ser causada por un transitorio de calor. Los principales ejemplos son: tuberías, radiadores, intercambiadores de calor, líneas de vapor, purgadores, etc.

Distribuciones térmicas debidas al flujo o circulación de sangre (izquierda) y de vapor (derecha)




Distribuciones térmicas en un purgador operando correctamente (izquierda) y de paso directo (derecha)

Ejemplos opuestos: falta de circulación en un elemento del radiador de un transformador (izquierda) y localización de una tubería por la circulación de agua caliente (derecha)

Flujo de producto en hornos de proceso




Niveles de tanques que contiene productos calientes

Nivel en tanque de agua, detectado durante calentamiento solar (izquierda) y filtración de agua en tunel (derecha)

Fuga de amoniaco en refrigerador

d) Flujo de calor: los gradientes térmicos se originan de variaciones en el comportamiento térmico de los materiales en estudio, cuando son sometidos a un flujo de calor en régimen cuasi-estacionario o régimen transitorio. Variaciones en composición, propiedades térmicas, densidad o espesor afectarán a la distribución de las temperaturas observadas. Las principales propiedades térmicas a ser consideradas son: conductividad térmica, capacidad calorífica, cambios de fase (calor lantente).




d.1) Análisis de refractarios y aislamiento (régimen cuasi-estacionario)

Distribuciones de temperaturas en un horno de vidrio y en un regenerador de calor de siderurgia

Falta de aislamiento en línea de agua fría y falta de aislamiento en refrigerador (vista interna)

Distribución de temperaturas en un UFCC y en las tuberías de un Alto-Horno




Fallas en el revestimiento de caldera y en tuberías de gases de combustión

d.2) Transitorios por Radiación Solar

Diferencias de temperatura en un auto causadas por la absorción de radiación solar

Visualización de infiltración de agua en el ala de un avión comercial




Infiltración de agua en la loza de un edificio vista después del atardecer

Vista de la estructura interna de un edificio histórico

Distribución de temperaturas en el techo y las paredes de una fábrica, ambas calentadas por la incidencia de la radiación solar




Delaminación en el estacionamiento de aeronaves en un aeropuerto

d.3) Cambio de fase (evaporación)

Humedad en bobina de papel (izquierda) y secado de tinta de impresión (derecha)

d.4) Transitorio estimulado por radiación, convección o inducción

Visualización de infiltraciones de agua en componente de un avión comercial




Visualización de estructura metálica en concreto por inducción electromagnética

Visualización de la estructura interna en la pared de un edificio histórico que fue descubierta debido al calentamiento por convección

Conclusiones

Las cuatro categorías presentadas (Eléctrica – Mecánica – Flujo de Producto – Flujo de calor) nos permiten clasificar, de forma práctica, todas las aplicaciones de la Termografía en los principales campos de la industria, investigación y ensayo de materiales.

Para fines didácticos, las aplicaciones de la termografía pueden ser presentadas tanto como las cuatro categorías específicas [Eléctrica – Mecánica – Flujo de Producto – Flujo de Calor] como en forma simplificada, reunidas en dos categorías principales [Electro-mecánica (Eléctrica + Mecánica) y Térmica (Flujo de Calor y de Producto)]




El Autor

Ing. Attílio Bruno Veratti

[email protected]

- Ingeniero Metalúrgico formado por la FEI en 1977

- Especialista en sistemas termográficos con 29 años de en cursos en Inglaterra, Holanda, Estados Unidos y

Suecia por la Agema Infrared Systems, Cincinnati Electronics, Raytec y FLIR Systems.

- Implanto la actividad de inspecciones termográficas en la empresa Optronics Sistemas Ópticos y Electrónicos

(representante de AGEMA Infrared Systems), siendo posteriormente gerente de marketing de la misma.

- Autor del libro Termografía – Principios y Aplicaciones (1984 y 1992)

- Autor del CD “Termografía” primer trabajo multimedia en el campo de la termografía (1997).

- Autor de la metodología que dio origen a las normas de Petrobrás N-2475 y Electronuclear PN-T12 para la

clasificación de los componentes eléctricos que sufren calentamiento (reg. CONFEA 001-049/85).

- Acumula más de 2800 inspecciones termográficas, incluidos los más diversos campos de aplicaciones y

desarrollo de la Termografía.

- Autor del libro “Procedimientos de Seguridad en Inspecciones Termográficas de Sistemas Eléctricos” (2005)

- Actualmente es director de la empresa ICON Tecnología y consultor de diversas empresas en el área del

desarrollo de nuevas aplicaciones de la Termografía.

- Responsable del sitio y base de datos de búsqueda de información www.termonautas.com.br .

- Termografista Nivel II (2006) y Nivel III (2007) por el ITC – Boston, USA (Norma ASNT SNT-TC-1)

- Termografista nivel II (2008) por el ITC – Estocolmo, Suecia (Norma ISO 18436)

- Miembro de los Comités de Certificación y Normalización de ABENDE.

- Impartió cursos de capacitación en el área a más de 2000 profesionales en el período de 1980 a 2006, desde

entonces se desempeña como miembro del equipo de Instructores con Licencia del Infrared Training Center

ITC, Estocolmo.

Aplicación EléctricaAplicaciones Electro-Mecánicas

Aplicación Mecánica

Aplicación Flujo de ProductoAplicaciones Térmicas

Aplicación Flujo de Calor




Créditos de las imágenes:

ICON Tecnologia

Infrared Training Center

Arq. Elisabetta Rosina (Polimi - Itália)

Meditecna (Argentina)

Battistella

Petrobras REVAP

Petrobras RECAP

Petrobras SIX

ITAM

VEM

Colvin (Chile)

Insp. Termog. NI Adilson Franco

Insp. Termog. NI Tiago Cruz

Insp. Termog. NII Olavo Rabello

Traducción al Español:

Insp. Termog. NII Erandy Flores

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