Zastosowanie inspekcji termowizyjnej do oceny poprawności montażu połączeń rurowych

• Autorzy: Czajka P. , Mężyk J. , Miziak W.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2013.1

Warianty tytułu

EN

The use of thermovisual inspection for assessment of correctness of assembly of pipe couplers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

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.

EN

The article presents the method for quality inspection of structural pipes, made of plastics, with couplers. The connection is made with the friction welding method. For the assessment of correctness of assembly of couplers the method of thermovision inspection is applied, which consists in analysis of the distribution of temperatures on the surface of the material. Before welding several faults were simulated by intentional damaging of the notches of the pipe. To test the sensitivity of the method four different faults were produced that differ in their area and depth. The experimental research was conducted in situ using the passive thermography and in the laboratory conditions using active thermography. In the method of passive thermography the thermal energy comes only from the object under test, without additional stimulation with external heat source. In such case the heat remaining after the pipe forming process is used as well as the heat generated during the welding process. In the method of active thermography the response of the material to the stimulation with external heat source is analysed. The main element of the inspection system is an infrared camera, equipped with non-cooled microbolometric sensor working in long-wave band of the infrared radiation. During tests the pipe was turned in relation to the IR camera to allow measurements of the weld along the whole circumference of the coupler. The variation of the temperature along selected profiles was observed on the recorded thermograms and analysed. To make the laboratory research possible, a special experimental test stand with electric motor was made, that allows precise rotation of the part of the pipe with welded coupler in relation to the infrared camera.

Słowa kluczowe

PL

termografia pasywna; termografia aktywna; detekcja wad; zgrzewanie tarciowe

EN

passive thermography; active thermography; defect detection; friction welding

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 85[288], nr 1
• Strony: 5--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Czajka P.

• Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom

autor

Mężyk J.

• Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom

autor

Miziak W.

• Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom

Bibliografia

• 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.