Przydatność badań termowizyjnych w diagnostyce żelbetowych kominów energetycznych

Mokry zaciek na powierzchni komina widoczny z prawej strony poniżej galerii
Mokry zaciek na powierzchni komina widoczny z prawej strony poniżej galerii

Każda konstrukcja budowlana, a w szczególności komin przemysłowy, musi być poddawana okresowym przeglądom lub ocenie stanu technicznego. Ze względu na specyfikę konstrukcyjną i znaczne wysokości, znaczenie dla procesów produkcyjnych oraz narażenie na szereg czynników atmosferycznych, termicznych i chemicznych, obiekty te powinny być pod szczególnym nadzorem ze strony służb technicznych użytkownika. Każda awaria wymuszająca wyłączenie komina z eksploatacji pociąga za sobą ogromne straty finansowe związane z przerwą w produkcji energii elektrycznej lub zatrzymaniem procesów technologicznych.

Bardzo ważne jest zatem, aby po pierwsze, utrzymywać kominy w należytym stanie technicznym (jak wymaga tego Prawo budowlane), a po drugie, w prawidłowy i skuteczny sposób diagnozować aktualny stan techniczny.

O ile stan trzonu żelbetowego można ocenić od zewnątrz nawet bez wyłączania z ruchu komina, a stan ceramiki przewodu spalin określić w ramach rewizji wewnętrznej, to już wiarygodna ocena izolacji termicznej zamkniętej pomiędzy nimi przestrzeni sprawia wiele trudności i często nie jest jednoznaczna.

charakterystyka budowy kominów

Trzon nośny
Większość kominów przemysłowych zbudowanych w okresie od końca lat 60. do 80., wykonywanych było jako konstrukcje żelbetowe, o przekroju kołowym, zbieżne, wznoszone metodą deskowań przestawnych (nieliczne metodą „ślizgową”). Tak wykonywane konstrukcje nośne posiadały wiele wad, w szczególności wykonawczych, podyktowanych niską kulturą techniczną robót, niedostatkami w zaopatrzeniu w materiały odpowiedniej jakości oraz niedoskonałością technologii wznoszenia. Istotny wpływ na ograniczenie trwałości tego elementu budowli miały szczeliny i ubytki betonu w miejscach „szwów roboczych” oraz wady ukryte. Przez te miejsca, jak również różnego rodzaju zarysowania i pęknięcia tworzące nieciągłości trzonu, przenikają od zewnątrz czynniki korozyjne zawarte w spalinach.

Przewód spalin
Od wnętrza co około 10 - 20 m wykształcano wsporniki podwykładzinowe, na których murowano z cegły kominówki (odmiana klinkieru) lub wręcz z cegły zwykłej segmenty przewodu spalin. Poszczególne „bębny” wykładziny łączyły się na zakład, zaś w powstałe dylatacje wciskano sznur azbestowy. Stosowanie zamiast kwasoodpornych wyrobów glinokrzemianowych cegły zwykłej lub klinkierowej murowanej na zaprawie cementowo-wapiennej w pełni eliminuje możliwość pracy w warunkach wilgotnych i o obniżonej temperaturze. Mur wykonany z takich materiałów ulega przyspieszonej korozji, zwłaszcza po wielu latach oddziaływania spalin nieodsiarczonych. Oprócz tego wykładzina z wyrobów ceramicznych zwykłych nie jest gazoszczelna, co prowadzi do narażenia izolacji i trzonu na oddziaływanie kwaśnego kondensatu spalin.

Izolacja termiczna
Jako izolację stosowano przeważnie wełnę żużlową – układaną w płytach lub luzem. Materiał ten był stosunkowo nietrwały, ulegał często ubiciu i rozpadowi pod wpływem przenikających przez nieszczelności w wykładzinie gazów spalinowych.

problemy zachowania izolacji termicznej

Izolacja termiczna większości kominów żelbetowych z wykładziną przyścienną wykonywana była z wełny żużlowej (sporadycznie z wełny mineralnej lub szkła piankowego). Stopniowa destrukcja materiału izolacyjnego bardzo często powoduje jego obsuwanie i w konsekwencji niejednorodność na całej powierzchni. Nad wspornikami podwykładzinowymi izolacja jest wyraźnie ubita, często zdegradowana wskutek termicznego działania spalin. Natomiast w górnej części poszczególnych bębnów mogą występować pustki powietrzne.

Zjawiska te są przyczyną niejednorodnych parametrów występujących w różnych partiach komina. Lokalne pogorszenie izolacyjności przegrody jest bardzo istotne dla trwałości komina, gdyż wywołuje niekorzystne momenty obwodowe oraz naraża beton na niedopuszczalne gradienty temperatur.

metodyka badań termowizyjnych

Termografia (termowizja) jest techniką umożliwiającą pomiar oraz wizualizację promieniowania podczerwonego wysyłanego przez powierzchnie obiektów o temperaturze wyższej od zera bezwzględnego. Promieniowanie to jest funkcją temperatury powierzchni obiektu, jej własności emisyjnych oraz temperatury otoczenia i atmosfery. Jeśli powyższe wielkości są znane, to otrzymany obraz widzialny utworzony na drodze optoelektronicznej, zwany termogramem, przedstawia rozkład temperatury na powierzchni obiektu.

Temperatura zewnętrznej powierzchni komina jest chwilowym stanem zależnym od ciepła doprowadzanego i z niej odprowadzanego. Doprowadzane ciepło pochodzi od gorących spalin i przewodzone jest przez ścianę komina do jej powierzchni zewnętrznej. Jeżeli izolacyjność termiczna przegrody będzie zróżnicowana, to należy spodziewać się niejednorodnego rozkładu temperatury na jej zewnętrznej powierzchni.

W ciągu dnia do zewnętrznej powierzchni komina jest również doprowadzane, na drodze promieniowania, ciepło pochodzące od słońca. Promieniowanie to zawiera fale o różnej długości, które w różnym stopniu są absorbowane przez powierzchnie o różnych barwach. Ciała o ciemnej barwie powierzchni pochłaniają znacznie więcej energii promieniowania widzialnego niż ciała o barwie jasnej. A każda ilość pochłoniętej energii promieniowania zamienia się na ciepło. Ciała ciemne nagrzewają się bardziej niż jasne. Energia promieniowania pochłonięta i zamieniona na ciepło stanowi naturalne zakłócenie. Dlatego pomiary termograficzne kominów najkorzystniej jest przeprowadzać w porze nocnej. Dotyczy to szczególnie kominów malowanych w różne kolory.

Korzystne jest wykonanie obrazowania termograficznego fragmentów komina obiektywem o małym kącie widzenia, w celu uzyskania możliwie dużej rozdzielczości geometrycznej termogramów. Wtedy na termogramach widoczny będzie ogólny rozkład temperatury na zewnętrznej powierzchni wraz ze szczegółami takimi jak spękania – jeśli występuje w ich obrębie zróżnicowanie temperatury (rys. 1.).

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 9/2008

Komentarze

(0)
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
Zapisz się na bezpłatny newsletter!
Najnowsze informacje na Twoją skrzynkę:

Bez wysiłku, prosto na Twoją skrzynkę:
- nowości techniczne i wydarzenia branżowe
- praktyczne porady ekspertów.
5/2012

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 5/2012
W miesięczniku m.in.:
  • - projekt przyłączenia stacji transformatorowej SN/nn do istniejącego układu pętli zasilającej SN
  • - wytrzymałość elektryczna kabli i żywotność linii kablowych
Zobacz szczegóły
COMEX S.A. wzbogaca ofertę o nowe modele zasilaczy COVER

COMEX S.A. wzbogaca ofertę o nowe modele zasilaczy COVER

COMEX S.A., od blisko 25 lat dostawca najnowocześniejszych rozwiązań w zakresie zasilania gwarantowanego, bazując na ofercie szwajcarskiej firmy COVER-ENERGY SA, wprowadził...
Moss Express Moss Express
Moss jest producentem i dystrybutorem wyrobów zabezpieczeniowych i wykończeniowych dla różnych gałęzi przemysłu i zastosowań. Moss...
POLECANE PUBLIKACJE
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Dom Wydawniczy MEDIUM. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl