Zastosowanie inspekcji termowizyjnej do oceny poprawności montażu połączeń rurowych

W pracy przedstawiono metodę kontroli jakości połączeń rur strukturalnych, wykonanych z tworzywa sztucznego, z kielichami. Połączenie to jest realizowane metodą zgrzewania tarciowego. Do oceny poprawności montażu połączeń rurowych zastosowano inspekcję termowizyjną polegającą na analizie rozkładu temperatur na powierzchni materiału. Przed operacją zgrzewania wykonano symulowane wady w postaci uszkodzeń karbów rury. W celu sprawdzenia czułości metody wykonano cztery wady różniące się powierzchnią i głębokością uszkodzeń. Badania eksperymentalne przeprowadzono bezpośrednio w zakładzie produkcyjnym z zastosowaniem metody termografii pasywnej, jak również w warunkach laboratoryjnych za pomocą metody termografii aktywnej. W metodzie termografii pasywnej energia cieplna pochodzi wyłącznie z badanego obiektu, bez dodatkowej stymulacji zewnętrznym źródłem energii. W tym przypadku jest wykorzystywane ciepło pozostałe po procesie formowania rury oraz dodatkowo ciepło wygenerowane w procesie zgrzewania. W metodzie termografii aktywnej jest analizowana odpowiedź materiału na stymulację zewnętrznym źródłem energii. Głównym elementem systemu inspekcji jest kamera termowizyjna wyposażona w niechłodzony sensor mikrobolometryczny pracujący w długofalowym zakresie promieniowania podczerwonego. Podczas badań rura była obracana względem kamery IR w celu umożliwienia kontroli obszaru połączenia na całym obwodzie. Na zarejestrowanych termogramach obserwowano zmianę temperatury w obszarze uszkodzeń poprzez analizę rozkładu temperatur wzdłuż wybranych profili. Na potrzeby badań laboratoryjnych utworzono stanowisko eksperymentalne z napędem elektrycznym, umożliwiające precyzyjny obrót fragmentu rury z wykonaną zgrzeiną względem kamery termowizyjnej.

Pełny tekst (pdf)

1.  Więcek B., De Mey G.: Termowizja w podczerwieni. Podstawy i zastosowania. Wydawnictwo PAK, Warszawa 2011.

2.  Minkina W.: Pomiary termowizyjne – przyrządy i metody. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2004.

3.  Oliferuk W.: Termografia podczerwieni w nieniszczących badaniach materiałów i urządzeń. Biuro Gamma, Warszawa 2008.

4.  Szczepanik M., Stabik J., Wróbel G., Wierzbicki Ł.: Wykorzystanie systemów termowizyjnych do badań materiałów polimerowych. Modelowanie Inżynierskie, t. 5, z. 36, 2008, s. 279-286.

5.  Czajka P., Giesko T., Mizak W.: Modelowanie procesu inspekcji materiałów w paśmie widzialnym i podczerwieni. Problemy Eksploatacji, nr 2/2012, s. 21-35.

6.  Czajka P., Mizak W.: Modułowa struktura głowicy wizyjnej do hybrydowej kontroli jakości w paśmie widzialnym i podczerwieni. Technologia i Automatyzacja Montażu, nr 2(76), 2012, s. 42-47.

7.  Projekt Badawczy Zamawiany PW-004/ITE/02/2004: „Budowa systemu pomiarowego do badań nieniszczących techniką termografii aktywnej”. Sprawozdanie końcowe, Centralny Instytut Ochrony Pracy – PIB, Warszawa 2005.

8.  VarioCAM hr head User’s Manual, InfraTec, http://www.infratec.de.

9.  Ahuja N., Barkan C.: Machine vision for railroad equipment undercarriage inspection using multi-spectral imaging. Final Report for High-Speed Rail IDEA Project 49, USA 2007.