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Die bunten Bilder und das Fachwissen über
das Messobjekt
Von Prof. Ing. F. Mendel, Österreichische Gesellschaft
für Thermografie
Bei der IR Thermografie handelt es sich nicht, wie oftmals
angenommen oder vorgegeben wird, um einen neuen technischen Berufszweig. Eine IR Thermografie-Messeinrichtung ist
ein "Werkzeug", mit dem berührungslos Strahlungsintensitäten gemessen, und unter Kenntnis strahlungsphysikalischer
Parameter rechnerisch in Temperaturwerte übergeleitet werden. Die von einem IR Mess-System gelieferten elektrischen
Signale werden in Thermobilder umgesetzt, denen man in der Regel Fremdfarben zuordnet. Es wird somit das thermische
Geschehen auf der Oberfläche eines Messobjektes sichtbar dargestellt. Erst hohes Fachwissen ermöglicht
es, mit Hilfe des thermischen Verhaltens den Zustand des gemessenen Objektes beurteilen zu können.
Die Infrarot-Thermografie in der Instandhaltung.
Angepasst an die Bedürfnisse bietet die IR Thermografie
der Instandhaltung zwei Varianten und zwar die:
a) qualitative Thermografie
b) quantitative Thermografie.
ad a) Die qualitative Thermografie
In manchen Anwendungsfällen findet man mit der "qualitativen
Thermografie" das Auslangen.
Vor allem dann, wenn man rasch einen "groben Überblick"
haben will, dem Detailuntersuchungen folgen sollen (und in den meisten Fällen auch folgen müssen).
 Bild 1:
Baugleiche Pumpensätze zur Förderung von Flüssigkeiten in einem Industriebetrieb (Quelle: F. Mendel).
Im Gegensatz zum "Sehen mit dem
Auge" sind am Thermobild thermisch belastete Anlageteile deutlich erkennbar. Detailinformationen über
den tatsächlichen Zustand des betreffenden Betriebsmittels sind bei dieser Inspektionsvariante zunächst
noch nicht möglich. Das Thermobild weist lediglich auf thermische Auffälligkeiten hin.
Ohne tiefer gehendere Abklärungen kann keine Aussage
darüber getroffen werden, ob die am Musterbild erkennbare höhere Temperatur am ersten Antriebssatz auf
ein defektes Lüfterrad, eine größere Lagerreibung, eine höhere Stromaufnahme etc. zurückzuführen
ist.
Für diesen Anwendungsfall (qualitative Thermografie)
ist es ausreichend, die Aufnahmetechnik zu beherrschen und scharfe, im richtigen Messbereich liegende, reflexionsfreie
Bilder "zu liefern".
Detailprüfungen – also eine quantitative Thermografie
ist anzuschließen.
ad b) Die quantitative Thermografie
ist eine hochtechnologische Tätigkeit, bei der es zur
Ermittlung von Oberflächentemperaturen Kenntnisse der Strahlenphysik bedarf, um aus der Gesamtstrahlung die
Eigenstrahlung zu extrahieren.
Weiters bedarf es zur Bewertung der Temperaturprofile hoher
Fachkenntnisse das Messobjekt betreffend. Die Tatsache, dass es sich um eine bildgebenden Messtechnik handelt,
darf nicht dazu führen, diese Art von Messungen von "Fach-Laien" durchführen zu lassen.
Klarzustellen ist, dass nicht das Bild das Endprodukt ist,
sondern die daraus gewonnenen Erkenntnisse und Rückschlüsse des Fachmannes. Fachlich ist es daher nicht
vertretbar (und meist auch gewerberechtlich nicht gedeckt), wenn z. B. der Baumeister Elektroanlagen überprüfen
und der Elektrotechniker Befunde über Bauwerke erstellen würde.
Beispiel einer hochwertigen, fachlich fundierten thermografischen
Befundung von Transformatoren in einem Industriebetrieb.
Der "Abbrand" eines Versorgungstrafos bedeutet ein
multiples Risiko. Welch hohes Maß an Risikominimierung, thermografische Untersuchungen, durch den Fachmann
durchgeführt, dem Anlagenbetreiber bieten können, zeigen die nachstehenden Darstellungen. Das Ergebnis
in vereinfachter Form: Die beiden gezeigten Trafos weisen ein Übersetzungsverhältnis von 10.000 / 660
V auf.
Auf der Oberspannungsseite fließt daher nur ein Bruchteil
der Stromstärke der Sekundärseite. Dementsprechend "kühler" zeichnet sich daher die Primärseite
ab. Das Thermobild des Trafos 1 bestätigt dies.
 Bild 2: Trafo 1 (Quelle: F. Mendel).
 Bild 3: Thermografie-Bild Trafo 1 (Quelle: F. Mendel).
Ein anderes Verhalten hingegen war am
Trafo 2 festzustellen. Hier zeigt sich auch oberspannungsseitig ein "hot-spot" mit nahezu gleicher Temperatur
wie auf der NS-Seite.
 Bild 4: Trafo 2 (Quelle: F. Mendel).
 Bild 5: Thermografie-Bild Trafo 2 (Quelle: F. Mendel).
An dieser Stelle liegt ca. 15 cm unter
dem Trafodeckel der "Anpassungsschalter", sodass der Rückschluss auf Kontaktschwächen in diesem
Bereich zulässig war.
Der Transformator wurde gezielt und geplant außer Betrieb
genommen und revidiert.
Der Fehler bestätigte sich.
 Bild 6: Der bereits massive Schmorspuren aufweisende Anpassungsschalter (Quelle: F. Mendel).
Ein Brand mit nachfolgender Betriebsunterbrechung
konnte verhindert werden.
Fazit
Das Brand- und Ausfallrisiko von technischen Systemen lässt
sich durch richtig gewählte Instandhaltungsmaßnahmen deutlich reduzieren. Der Einsatz der IR Thermografie
bietet in vielen Bereichen ein großes Hilfestellungspotential. Wesentliche Bedeutung kommt dabei dem Fachwissen
des Prüfers zu. Die Tatsache, dass es sich um eine bildgebende Messtechnik handelt, darf nicht dazu führen,
diese Art von Messungen von "Fach-Laien" durchführen zu lassen. Im gegenständlichen Fall wäre
die Frage interessant, welche "Nicht-Elektrofachkraft" überhaupt von der Existenz und der Funktion
solcher Anpassungsschalter weiß.
Klarzustellen ist, dass nicht das Bild das Endprodukt ist,
sondern die daraus gewonnenen Erkenntnisse und Rückschlüsse des Fachmannes.
Autor:
Prof. Ing. F. Mendel, Österreichische Gesellschaft für Thermografie
Generalsekretariat der Österreichischen Gesellschaft für Thermografie
Prof. Ing. Friedrich Mendel
Danubiastraße 12
3400 Klosterneuburg
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