Termografska dijagnostika: pronalaženje labavih spojeva na ploči pod opterećenjem

Razvodna ploča snimljena u hladnom stanju ne pokazuje ništa upotrebljivo. Prijelazni otpor na spoju očituje se kao toplina tek kada teče struja. Zato o tome ima li rezultat ikakvo značenje odlučuje uvjet opterećenja, a ne kamera.

Toplina na spoju raste s kvadratom struje

Labav, korodiran ili nedovoljno pritegnut spoj predstavlja povećan prijelazni otpor. Snaga koja se rasipa na tom spoju slijedi P = I²R, pa porast temperature raste s kvadratom struje koja kroz njega prolazi. Spoj koji pri nekoliko ampera djeluje neupadljivo, pod punim opterećenjem mjerljivo se zagrijava.

Iz tog kvadratnog odnosa slijedi da se ploča snima pri najvećem trajnom opterećenju koje dopušta radni obrazac plovila, i to dovoljno dugo da se temperatura ustali. Snimanje u praznom hodu na vezu, kada priključni kabel napaja tek punjač, propustit će spoj koji je već u kvaru.

Na pločama jahti i manjih gospodarskih plovila ponavljaju se ista mjesta:

• kabelske stopice na sabirnicama i složene spojne pločice
• stezaljke glavne sklopke, i pokretni kontakti i nepomični noževi
• spojevi na osiguračkim blokovima i držačima osigurača velike struje
• polovi baterija, međućelijski spojevi i istosmjerni razvodni blokovi na vodovima velike struje

Ocjenjuje se temperaturna razlika, a ne apsolutna temperatura

Dva spoja mogu biti na istoj apsolutnoj temperaturi, a u posve različitom stanju, jer obrada površine, lokalno strujanje zraka i geometrija ugradnje utječu na ono što instrument očita. Upotrebljiva je mjera razlika između sumnjivog spoja i referencije: istog spoja na susjednoj fazi, jednako opterećenog strujnog kruga ili okolnih površina.

Za elektrotermografiju postoje objavljeni razredi ozbiljnosti, ali pisani su za kopnene instalacije i pretpostavljaju usporedivo opterećenje, usporedivu ugradnju i poznatu referenciju. Na plovilu te pretpostavke često ne vrijede — tri faze rijetko su jednako opterećene, a ploča u strojarnici nalazi se u strujanju zraka kakvo se na kopnu ne ponavlja. Umjesto primjene praga čija prenosivost nije dokazana, sumnjivi spoj rangira se prema vlastitim usporednim točkama i potvrđuje otvaranjem.

Podatak o opterećenju bilježi se uz svako očitanje. Temperaturna razlika bez struje koja ju je proizvela ne može se usporediti sa snimanjem istog spoja sljedeće sezone, jer se veličina rasipanja u međuvremenu promijenila.

Površine niske emisivnosti očitavaju hladno kada su vruće

Uobičajen način na koji snimanje daje lažno negativan nalaz jest pogreška emisivnosti. Goli polirani bakar i pokositrene sabirnice slabo zrače u infracrvenom području, a dobro reflektiraju, pa instrument namješten za lakiranu površinu vruć spoj prikazuje kao hladan. Odraz toplijeg predmeta u prostoru djeluje jednako, samo u obrnutom smjeru.

Uvjeti koji kvare očitanje poznati su i rješavaju se u trenutku mjerenja, a ne raspravljaju naknadno:

Ondje gdje stanje površine čini apsolutnu vrijednost nepouzdanom, a ispravak nije moguć, snimanje se u cijelosti oslanja na razlike i na mehaničku provjeru.

Snimanje pronalazi spoj, ali ga ne popravlja

Termografsko snimanje sužava kvar na jednu stezaljku. Popravak je zaseban posao i izvodi se na iskopčanom strujnom krugu:

• spoj se otvara, a dodirne površine pregledavaju na jamičastu koroziju, promjenu boje i oksidaciju
• vodič se provjerava na oštećenja, a žice omekšane toplinom na krhkost
• oštećene stopice, noževi i krajevi vodiča zamjenjuju se, a ne ponovno ugrađuju
• pregledava se izolacija uz spoj, budući da se grijala zajedno s vodičem
• spoj se ponovno sastavlja i priteže na proizvođačev moment baždarenim alatom

Samo pritezanje ne vraća nužno u red spoj koji se već pregrijavao. Nakon što su dodirne površine prošle ponovljena zagrijavanja, jamičasta korozija i oksidni sloj koji su podigli otpor ostaju i nakon pritezanja, pa se spoj ponovno javlja. Zbog toga se vrući spoj otvara i pregledava, umjesto da se pritegne na mjestu.

Istosmjerne stezaljke imaju isti problem pri nižem naponu

Odnos rasipanja ne ovisi o naponu sustava, a u instalacijama od 12 i 24 V istosmjerno struje su dovoljno velike da isti kvar spoja proizvede više topline, a ne manje. Glavne sklopke, sabirnice, osigurački blokovi, šantovi i polovi baterija snimaju se pri najvećem trajnom punjenju i pražnjenju koje instalacija doseže, što na većini plovila znači s motorom u radu ili punjačem na punoj snazi, a ne u mirovanju.

Međućelijskim spojevima na AGM i olovnim bankama vrijedi posvetiti posebnu pozornost, jer spajaju veliku struju i lokalno korozivno okruženje, a tijekom sezonskih radova često se rastavljaju.

Usporedivost kroz sezone otkriva sporo propadanje

Stezaljka rijetko otkaže iz tjedna u tjedan. Propada kroz cikluse, a trag je temperaturna razlika koja raste iz godine u godinu, dok apsolutna vrijednost ostaje unutar raspona koji nijedan tehničar ne bi nazvao neuobičajenim. Da bi se to uhvatilo, snimanja moraju biti usporediva, pa se uz svako bilježi:

• oznaka ploče i položaj svakog izmjerenog spoja
• napon sustava i struja u amperima u trenutku snimanja
• koji su sustavi radili da se to opterećenje postigne
• referencija okoline i jesu li poklopci bili otvoreni
• izmjerene temperaturne razlike u odnosu na referentne točke

Plovila na sjevernom Jadranu zimu provode na kopnu i vraćaju se u sažetu sezonu, pa stezaljke mjesecima stoje neopterećene u vlažnom zraku, a zatim unutar nekoliko tjedana prelaze na trajno visoko opterećenje. Kvarovi koji su pri dizanju bili prikriveni javljaju se u prvom razdoblju stvarnog rada, i upravo to smješta snimanje prije sezone, a ne usred nje.

Termografsko snimanje dio je radova na istosmjernim sustavima i punjenju te pregleda ploča na instalacijama napajanja s obale i 230 V izmjenično. Ovi se radovi izvode na vezu duž Istre i Tršćanskog zaljeva.