Consideraciones sobre las limitaciones de los análisis termográficos

La termografía infrarroja es una herramienta de análisis térmico que se ha utilizado ampliamente para el mantenimiento preventivo en sistemas mecánicos y eléctricos.

La termografía puede ser útil para identificar problemas potenciales. El principal beneficio de un análisis termográfico en un programa de mantenimiento preventivo es la capacidad de monitorear las tendencias térmicas a lo largo del tiempo. Sin embargo, los informes de infrarrojos a menudo se quedan cortos, al no incluir la información necesaria para comprender las tendencias históricas. Esta información es necesaria para que el fabricante del equipo eléctrico ayude al cliente a evaluar el estado del equipo.

Preocupaciones operacionales.

Este post está destinado a cuestionar factores importantes y consideraciones de los análisis termográficos. También plantea el tipo de información que es necesaria en un informe termográfico para ayudar al fabricante del equipo a determinar si éste está funcionando adecuadamente en el sistema eléctrico.

Beneficios y limitaciones de la termografía infrarroja

La termografía infrarroja se está utilizando actualmente de dos formas distintas para el mantenimiento preventivo.

Una expectativa del análisis es que el informe de infrarrojos proporcione temperaturas de funcionamiento "exactas" de los componentes de los equipos eléctricos. Dado que el equipo eléctrico se fabrica con materiales diferentes, desde cobre hasta plásticos, la configuración de la cámara afectará las lecturas obtenidas en el informe. Si la cámara de infrarrojos no está configurada correctamente, un componente que no genera calor, como, por ejemplo, la placa metálica de características del producto, puede aparecer en una exploración de infrarrojos como el punto más caliente del equipo. Por lo tanto, no se debe confiar en que se pueda proporcionar una lectura exacta de la temperatura de los componentes del equipo.

Una forma más realista para aplicar la termografía infrarroja es monitorear las tendencias térmicas. Una exploración infrarroja inicial se lleva a cabo como referencia. Posteriormente, se realizarán exploraciones periódicas como parte de un programa de mantenimiento preventivo de rutina, y se identificará cualquier diferencia de temperatura entre la exploración de referencia y cada exploración periódica. Con el tiempo, se pueden trazar tendencias para identificar equipos con un problema potencial que puede necesitar una inspección adicional para identificar si existe un problema real.

La Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA, por sus siglas en inglés) 70B, “Prácticas recomendadas para el mantenimiento de equipos eléctricos”, orienta sobre cómo configurar y realizar un programa de escaneo infrarrojo. El programa contendrá inspecciones periódicas de infrarrojos para identificar tendencias a medida que se recopilan datos históricos en el equipo. La NFPA 70B proporciona directrices sobre las diferencias de temperatura medidas en el tiempo y las operaciones de mantenimiento sugeridas.

Es importante recordar que las exploraciones infrarrojas son solo una de las muchas actividades necesarias en un programa de mantenimiento preventivo. No deben reemplazar los procedimientos de mantenimiento estándar que se encuentran en los manuales de instrucciones y mantenimiento de los equipos eléctricos.

Necesidad de una persona cualificada para el análisis infrarrojo

Un reconocimiento termográfico solo puede realizarlo una persona que sea competente con el equipo de escaneo infrarrojo. El análisis de los equipos eléctricos puede ser muy complejo.

Como se señaló anteriormente, la configuración múltiple de la cámara requerida por los diversos tipos de materiales en el equipo eléctrico afectará las lecturas obtenidas en un informe. Es muy difícil para cualquier persona discriminar entre todos los diversos materiales y configuraciones de la cámara y obtener una diferencia de temperatura exacta entre dos componentes adyacentes de diferentes materiales.

Se necesita una persona con amplios conocimientos de equipos eléctricos y conocimientos prácticos de la física tras el equipo termográfico para mejorar la calidad y la precisión del informe. La información presentada por el analista es fundamental para comprender si existe un problema y si se deben llevar a cabo acciones correctivas o investigaciones adicionales. Concluir que existe un problema no se basa únicamente en el análisis termográfico, sino también en una serie de otros parámetros. Los parámetros definidos más adelante en este post ayudarán a llegar a una adecuada conclusión.

Una persona cualificada debe conocer el equipo eléctrico, los sistemas eléctricos y los peligros involucrados. La seguridad eléctrica es extremadamente importante cuando se trabaja con equipos eléctricos. La NFPA 70B recomienda lo siguiente: "Los recintos de los equipos deben abrirse para una vista directa de los componentes siempre que sea posible". Comprender que los escáneres infrarrojos solo son útiles cuando se realizan en sistemas que están en funcionamiento, esto implica que deben abrirse recintos de equipos eléctricos energizados para el estudio. Este es un problema de seguridad potencial y no un trabajo para un analista que no haya recibido capacitación en seguridad eléctrica. Un método para reducir el peligro eléctrico de un programa de mantenimiento preventivo continuo es instalar ventanas de infrarrojos en las celdas, cabinas o cuadros eléctricos que permitan realizar la exploración sin abrir las puertas o cubiertas.

El Código Nacional de Electricidad (NEC) de 2002 introdujo un nuevo requisito en NEC 110.16 que requiere que el equipo eléctrico "que probablemente requiera un examen". . . mientras esté energizado, deberá estar señalizado para advertir al personal operario sobre los posibles peligros del arco eléctrico”. Ver la Figura 1.

                        

PELIGRO

Peligro de descarga eléctrica, explosión o arco eléctrico

• Aplique el equipo de protección personal adecuado y siga las prácticas seguras de trabajo eléctrico.    Ver NFPA 70E.

• Apague toda alimentación eléctrica del equipo antes de trabajar en o dentro de él.

• Siempre use un dispositivo detector de tensión con la clasificación adecuada para confirmar que toda la energía está cortada.

• Reemplace todos los dispositivos, puertas y cubiertas antes de activar el equipo.

El incumplimiento de estas instrucciones puede provocar la muerte o lesiones graves.

Figura 1: Señalización de peligro según NEC 110.16

El NEC define a una persona cualificada como: "Aquel que tiene habilidades y conocimientos relacionados con la construcción y el funcionamiento de los equipos e instalaciones eléctricas y ha recibido capacitación en seguridad sobre los peligros involucrados".

El equipo de inspección termográfica debe estar formado por personas competentes con conocimientos prácticos en:

1. Los peligros del equipo y del sistema.

Ejemplo: media tensión, baja tensión, medio ambiente.

2. NFPA 70E, Requisitos de seguridad eléctrica para los lugares de trabajo de los empleados

Ejemplo: use el equipo de protección personal (EPP) adecuado, ropa, protección facial y guantes.

Trabajar o examinar equipos energizados debe realizarse de forma muy estricta conforme a las normas de seguridad sobre trabajos en tensión.

No se recomienda quitar las cubiertas, puertas  y rejas en o en el equipo eléctrico mientras  está energizado. La evidencia de temperatura elevada solo establece que se debe recopilar más información en la investigación para determinar por qué puede existir un problema térmico.

  

Información requerida en el informe termográfico

A.- Información general

Se debe incluir una sección de información general en el informe que establezca una comprensión básica de las condiciones del análisis como referencia futura mediante:

1. Identificación del técnico (s) y organización que realiza el análisis

2. Proporcionar credenciales del técnico analista.

Ejemplo: contratista eléctrico por 10 años, certificación en termografía infrarroja, entrenamiento en seguridad que incluya una clase sobre las normas NFPA 70E y OSHA.

3. Documentar el tiempo y el clima general durante el análisis

Ejemplo: del 14 de julio al 1 de agosto, la temperatura durante el día varió de 25 °C a 35 ° C y la mínima en la noche fue de alrededor de 13 ° C, o también, una tabla para cada día que indique el máximo, el mínimo, lluvia, sol, nubes y la velocidad del viento.

4. Número de serie e información de calibración del equipo termográfico y cualquier otro equipo utilizado en el análisis

Ejemplo: multímetros

5. Criterios utilizados para identificar posibles problemas.

Ejemplo: serán utilizadas las pautas de diferenciación de temperatura NFPA 70B, equipos / componentes que funcionan a más de XX °C.

B.- Información específica

Se debe generar un conjunto de parámetros específicos para cada componente identificando el equipo eléctrico que se incluye en el análisis:

1. Número de serie o identificación del dispositivo que se está inspeccionando y fecha de instalación o período de tiempo en servicio (si se conoce).

2. Foto del dispositivo junto con el termográma.

a. Identificar la “pantalla” del termográma.

Ejemplo: ¿Está el termográma restringido a un área específica del equipo que está siendo inspeccionado? ¿Cuál es el material en la pantalla?

3. Ajustes del equipo termográfico para cada termográma.

a. Medida de la emisividad

Mapa de emisividad o tabla? Identificar tablas

b. Distancia del equipo

c. Campo de visión instantáneo o multiplicador de aumento.

4. Definir la temperatura de referencia.

Ejemplo: espacio o ambiente, juego de barras en el equipo.

5. Proporcionar una explicación de cómo se realizó la radiación reflejada en las partes de baja emisividad

Ejemplo: una fuente de luz significativa cerca del equipo se protegió para reducir la reflexión.

6. Entorno operativo

a. Temperatura ambiente cerca del equipamiento. Las ubicaciones cerca del techo en una instalación de gran altura pueden ser mucho más cálidas que cerca del piso y la temperatura exterior durante el invierno puede ser mucho más fresca, ya que puede afectar al rendimiento térmico del equipo.

b. Lugar seco, húmedo, mojado, nivel de humedad, grasa, polvo.

7. Fecha y hora en que se inspeccionó el dispositivo (las cargas cíclicas impactarán en la medida).

8. Corriente y voltaje en el dispositivo (medida de todas las fases y neutro usando un medidor RMS). Una condición de sobrecarga también puede ser identificada por un aumento en las lecturas térmicas.

9. Breve descripción del equipo y su carga, si no es una característica de carga generalmente conocida. Es posible que la iluminación no necesite más explicaciones, pero un equipo con cargas cíclicas o de características únicas ayudaría a comprender las demandas que se le imponen.

10. La cantidad de tiempo que el dispositivo ha estado bajo carga. Ayudan a comprender si el dispositivo ha alcanzado un estado estable para un análisis preciso del equipo.

11.Tamaño del cable conectado al equipo. El tamaño incorrecto del cable que no está de acuerdo con NEC 310.15 y la Tabla 310.16 puede establecer problemas de transferencia térmica.

12. Señales identificadas de daños o sobrecalentamiento. Los signos de daños físicos o daños térmicos existentes en el momento del análisis proporcionarán una buena documentación para considerar si un componente se retira para su examen y descubrir si el equipo está dañado. ¿Se dañó durante la instalación, el envío o el dispositivo estaba funcionando en estas condiciones?

13. Historial del equipo

Ejemplo: identificación del historial de mantenimiento, de reparaciones o el reemplazo del equipo que se está inspeccionando.

14. Calibre y tipo de fusibles instalados.

Ejemplo: tipo de fusible, si ha sido reemplazado y motivos.

Ejemplo de informe termográfico:

FUENTE:

Square D Company (Una marca de Schneider Electric): “Infrared Thermographic Inspection Guidelines”

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