GB／T 36668.3-2018标准规范下载简介

GB／T 36668.3-2018 游乐设施状态监测与故障诊断 第3部分：红外热成像监测方法

在机械设备中，温度异常升高通常 是由润滑不充分造成的摩擦增加、未对中、部件磨损、载荷异常等 原因引起；温度异常降低通常是由零部件失效引起。对于保温系统，其温度异常通常是由保温材料缺 少、老化和安装不当等原因造成

4.4电气设备温度异常产生的原因

4.5红外热成像监测的优点和局限性

红外热成像监测有以下优点： 非介入式的SY／T 6218-2019 套管开窗及侧钻作业方法.pdf，可远距离、不接触实施； b) 提供实施过程信息； c) 准确、快速、直观地显示物体表面的温度场； d) 可以监测动态性能； e) 不受电磁干扰，尤其适用于机电系统的监测； f) 可在完全无光的夜晚实施。 红外热成像监测的局限性包括： a) 不能准确确定对象状态； 易受环境影响； 被监测对象不能有遮挡

在进行红外热成像监测之前，应清楚潜在的噪声源，例如环境温度、周围热源、强光背景、环境辐射 和大气条件，它们的存在可能影响红外热成像监测结果

本章没有列出实施时所有的安全要求，使用本部分的用户应在实施前建立安全准则。 实施过程中的安全要求至少如下： a）监测人员应遵守游乐设施现场运行的安全要求，根据监测地点的要求穿戴防护工作服和佩戴 有关防护设备； b）应注意被监测设备的温度状态，以免烫伤； C） 在线监测时，应注意游乐设施的启动和运转，防止人员碰撞； d） 在高空进行操作时，应考虑人员、监测设备器材坠落等因素，并采取必要的保护措施； 除非具有持证电工、专业工程师或其他同等资格，红外监测人员不应执行通常由这些专业人员 完成的任务，不应移动或替换外盖，不应打开或关上装有机械或电气设备的机柜，不应测量设 备的电气负荷，不应触碰任何设备，并应与之保持安全距离

本章没有列出实施时所有的安全要求，使用本部分的用户应在实施前建立安全准则。 实施过程中的安全要求至少如下： a 监测人员应遵守游乐设施现场运行的安全要求，根据监测地点的要求穿戴防护工作服和佩戴 有关防护设备； 应注意被监测设备的温度状态，以免烫伤 c) 在线监测时，应注意游乐设施的启动和运转，防止人员碰撞； d) 在高空进行操作时，应考虑人员、监测设备器材坠落等因素，并采取必要的保护措施； 除非具有持证电工、专业工程师或其他同等资格，红外监测人员不应执行通常由这些专业人员 完成的任务，不应移动或替换外盖，不应打开或关上装有机械或电气设备的机柜，不应测量设 备的电气负荷，不应触碰任何设备，并应与之保持安全距离

采用本部分进行监测的人员应按GB/T9445的要求或有关主管部门的规定取得相应检测监测 资格鉴定机构颁发或认可的红外热成像检测监测等级资格证书，从事相应资格等级规定的检测监 年

应能满足GB/T19870的要求，且与被监测设备的温度范围相匹配

应至少配备一支数学温度计用于测 表面温度，一般应在测试过程中利用数学温度 计对物体表面发射率和光路衰减进行校正

应至少配备一个红外反光镜，用于监测红外摄像仪不能直接观察的设备部位

7.4设备的维护和校准

应制定书面规程，对红外热像仪进行周期性维护和检查，以保证仪器功能。 应根据原设备制造商的指南或既定的工业规范对使用的红外热像仪进行校准。应根据制造商的推 荐、客户的要求或任何适用的工业标准，用可追溯的黑体参考源对红外热像仪进行校准、检查、并出具 证书。 在现场进行监测时，如怀疑设备的监测结果，应对设备进行功能检查和调整，并对每次维护检查的 结果进行记录

8.1 通用监测工艺规程

从事红外热成像监测的单位应按本部分的要求制定通用红外热成像监测工艺规程，其内容应至少 括如下要素： a) 适用范围； b) 执行标准、法规； c) 监测人员资格； d) 监测仪器设备：如红外热成像镜头、主机、监测数据采集和分析软件等； e) 被监测设备和部件的信息：名称、编号、安装地点、结构形式、如几何形状与尺寸、材质、设计与 运行参数； f) 被监测设备表面状态； g) 运行工况和监测时机； h) 红外发射率； i) 监测过程和数据分析解释； j) 监测结果评定； k) 监测记录、报告和资料存档； 1) 编制、审核和批准人员； m）编制日期。

8.2监测作业指导书或工艺卡

资料审查应包括下列内容： 被监测设备制造文件资料：产品合格证、质量证明文件、峻工图等，充分了解被监测设备的结 构、运动和工作模式等； D) 被监测设备运行记录资料：日常维护保养记录、开停车情况、运行参数、载荷变化情况以及运行 中出现的异常情况等； c） 检验资料：历次检验、检测与监测报告； d) 其他资料：修理和改造的文件资料等

应对被监测设备现场进行基 子在的热辐射源等。在监测时应设

9.1.3监测作业指导书或工艺卡的编制

对于每个被监测部件或 偏制红外热成像监测作业指导书或工 确定监测的部位和表面条件，同时对被监测设备进行 对监测部位进行编号，画出被监测

9.1.4被监测设备准备

进行监测之前应对设备做如下准备工作： a）获得对被监测设备管理人员的许可； b）应在监测开始前打开或（和）移开相关的机柜和端盖，可直接观察到被监测设备

9.2监测表面条件要求

9.3热像仪红外发射率的设置

在条件允许时，采用数字式温度计直接测量被监测设备一个部位的表面温度，然后调整红外热象仪 红外发射率参数，直到热象仪的温度显示与数字式温度计的测量数值相同，将此值作为红外热像仪的 发射率参数值

应对游乐设施的关键部位进行基线测量，作为诊断和预判的参考。对于在同样的负荷和环境条

下运转的设备或零部件，在进行后续红外热成像检查时，可以用第一次或者上一次基线测量时得到的热 谱图与之比较，以避免增加维修工作，或防止重大事故的发生

.5反射表观温度、发射率的现场测量

应对反射表观温度和发射率进行现场测量以获得正确的温度。测量应遵照附录A或既定工业标 准和惯例、规范性参考文件及制造商指南进行

9.6.1被监测设备的加载

应确保被监测设备有适当的负荷，必要时增加满足要求的负荷，对被监测设备进行持续加载保证 急定的红外热像图

监测应在环境条件许可时进行，如存在影响监测结果的因素应设法排除后进行监测。 监测过程中，应注意下列因素可能产生影响监测结果的因素： a）大气衰减（相对湿度、尘埃及悬浮粒子)导致的误差； b) 强热源或热光源的干扰； 风速加快物体表面的散热； 尘埃及悬浮粒子使红外辐射能量衰减导致的误差； e) 临近物体热辐射的影响； f) 遮挡物的影响。 监测过程中如遇到强噪声干扰，应停 行监测

在被监测设备达到预定载荷稳定运行的条件下，进行红外热成像监测。首先设定实测的红外发射 ，然后对被监测设备进行扫查监测，发现可能存在的温度异常部位；一旦发现温度异常部位，应记录红 下热像图，同时在被监测设备上对温度异

数据采集应满足以下要求： a）应在有利于采集准确数据的环境和物理条件下进行，例如日照、风速、物体表面和大气条件及 热传递等因素都较为有利的条件下； D) 进行数据采集的操作和环境条件，应与日常的普通条件一致，并且可复现； 应保证按照附录A的方法，确定所有的发射率和反射表观温度； d) 应保证所测目标大小在热像仪的测量空间分辨率允许的范围内； 应尽可能，在维修后，或应客户的要求，对每个异常情况重新监测，以保证运行温度正常，潜在 问题得到解决

监测记录的主要内容至少包括第13章列出的内容，监测记录和红外热成像监测数据应在设备全

则人员完成监测和记录后，应立即关闭被打开的机

9.9影响监测结果的因素

9.9.1发射率的影响

当被监测部件或设备表面热发射率较低（<0.5)时应特别注意可能很难发现温度异常，同时，这样 的表面反射的红外线可能也会被误读。应注意到潜在的误差并采取合适的方法使之最小化（如：移动热 像仪的位置，回避红外反射较强的角度）

9.9.2周围环境因素

9.9.2.1日照、灯光、热辐射源等，

10监测结果评价与分级

10.1温度变化严重程度分级准则

10.1.1严重程度分级准则的建立

当使用红外热成像对游乐设施及其相关部件进行状态监测与诊断时，应制定温度变化严重程度分 级准则。严重程度分级准则有下列两种形式： a）编制通用类别，将温度变化范围与危险等级一一对应； b）针对特定的设备或部件，或相似设备群组或部件组。等级可通过经验和数据累积制定。 严重程度分级准则应基于每一类设备的设计、制造、运行、安装维修的特点、失效模式和危险等级来 制定。 严重程度分级准则可针对独立的设备或部件制定。应考虑以下因素：人员安全、针对历史数据的温 升、设备或部件在整个过程中的危险等级、确定对其他材料/设备会导致火灾事故的危险等级、环境状况 等等。严重程度评估准则可应用于重要设备或部件的温升、轴承温升、电源或接头温升、流体泄漏损失。 可采用公T标准或将机械系统异常的严重性以温度进行归类。这些温差△T判据通常是高于已定 义参考温度的异常温升。 在一段时间内，对相似的部件、在相似的运行工况和环境条件下、进行多次数据测量，通过对数据的 统计分析，可以设定运行参数的极限值，用来跟踪和预测这些部件的温度性能。 一个△T体系可以与绝对温度判据一起使用，来划分超出最高允许温度的异常等级。 综合考虑环境温度、湿度等的影响严重程度的判据可以依据温差和最高允许温度进行综合评价

根据系统设计、制造特点或历史数据，建立设备在室温条件下（一般为20℃)的标准热像！ 度或评价判据）。用当前采集热像图减去环境温度的影响后，同标准热像图进行比对，分析各 情况。

对于相似设备或设备群组、部件，由于应用类型、工艺过程、环境和设备、占空比等因素的变化，应评 估判据的适用性

10.1.3最高允许温度判

分布图分级是一个比较表面温度差异和温度分布的过程。在任何严重程度评估过程中，绝对温度、 差异温度和温度分布都需要确定两个关键状态，即“原始状态”和“失效状态”。应确定被监测设备处于 上述两种状态之间的何种位置。 分布图分级的关键内容是温度梯度、温度分布变化、历程变化、局部变化、绝对温度、异常定位或与 评估相关的分布特性。 应根据10.1对温度及其分布进行严重程度等级划分

监测结果的等级根据红外热成像测温数据得到的温度分布、基线温度和温差评价。 对于机械设备，监测结果按照严重程度一般分为四级，见表1；对于电气设备，监测结果按照严重 一般分为两级，见表2；温度等级或温度区间应按照每个设备的运行状态和设计参数具体测试设定

表1机械设备红外热成像监测结果的等级划分

设备红外热成像监测结票

表2电气设备红外热成像监测结果的等级划分

10.4.1机械设备的红外热成像监测结果验证

监测结果评级为1级的，不需要进行验证。若连续儿次监测结果均为1级，可适当延长监测周期。 监测结果评级为Ⅱ级的，可根据被监测部件的使用情况缩短监测周期。 监测结果评级为Ⅲ级的，应大幅缩短监测周期并根据实际情况确定是否需要验证。 监测结果评级为IV级的，应立即停止设备的运行采用其他检测方法进行验证。 监测结果评级的验证应按GB/T34370.1～GB/T34370.6所规定的检测方法进行表面和（或）内部 快陷检测

10.4.2电气设备的红外热成像监测结果验证

监测结果评级为1级的，不需要进行验证。 若连续儿次监测结果均为1级，可适当延长监测周期。 监测结果评级为IⅡ级的，应立即停止设备的运行并进行检修以确定需要更换的器件

应确定一个监测时间间隔。以掌握预期故障的劣化速度和行为、获取故障发生征兆的温度数据 牛设定监测时间的间隔，设定监测时间间隔的目的在于准确预报故障。针对不同部件和对象，应设 同的监测时间间隔，

热图像判读是将设备当前的表面表叉 和温度分布图，与处于理想状态的设计、制造、安装、运行 和维护准则的机器以及该机器之前运行中的表面表观温度与温度分布图进行比较的过程 当使用红外热成像对设备的运行状态进行监测时，应详细了解设备的运行工况，考虑设备的热分布 随着运行工况的变化而变化 当用红外热成像评估设备状态时，应将设备视为一个整体。每幅热图像应作为系列热图像的一部 分进行分析，不能用局部热图像作为整台设备的状态来进行分析

故障诊断可以是依据机器设计制造分析的，也可以是基于历史档案比对的。 1.3.2 基于设备运行特征的典型的故障诊断可遵循如下步骤： a) 确定设备在各种状态运行时的预期温度和温度分布； b) 制定设备在各种状态运行时的严重等级评估判据； c) 记录设备当前运行状态； d) 确定设备的温度和分布是在正常运行状态下产生的，还是在故障状态下产生的； e) 给出故障诊断结果； f) 如果需要，做故障预测； g) 发布报告。 1.3.3

11.3.3基于历史档案的典型的故障诊断可遵循如下步骤

a 确定设备在各种状态运行时的预期温度和分布； b) 制定设备在各种状态运行时的严重等级评估判据； c) 记录设备当前运行状态； d) 确定当前运行状态同历史运行状态的温度分布差异 e) 依据温度分布差异，给出故障诊断结果； f) 如果需要，做故障预测； g）发布报告

a 确定设备在各种状态运行时的预期温度和分布； b) 制定设备在各种状态运行时的严重等级评估判据； c) 记录设备当前运行状态； d) 确定当前运行状态同历史运行状态的温度分布差异； e) 依据温度分布差异，给出故障诊断结果； f) 如果需要，做故障预测； g）发布报告

应按监测工艺规程的要求记录监测数据和有关信息，并按相关法规、标准和（或）合同要求保存所有 已录；除此之外，还应至少包括13.2中监测报告的内容。 监测时如遇不可排除因素的噪声干扰，如人为干扰、自然环境热源、相邻设备运行等，应如实记录， 千在监测结果中注明

对每个异常进行描述； C) 任何衰减介质的详细情况； d) 如果构成重要影响，应提供每个温度异常部位的周围环境，如气温、风速、风向和天气状况 e) 硬拷贝每个异常的热谱图和相应的可见光图像； f) 所使用的任何窗口、过滤器或外用光学器件的详细情况； g） 给出异常的评估等级、可能存在的故障及影响被监测设备持续安全运行的重要性描述； 指出或声明所引用的评估判据； 1 任何可能对结果产生影响的其他信息或特殊状态，包括重复性和对异常的判读。 当进行定量红外监测时，应提供如下额外信息： a） 所使用的红外热像仪与温度异常区域的距离； 任何时候只要有可能，监测期间机器的最大标称载荷及其实际载荷； C) 计算温度时用的反射率、反射表观温度； d) 当使用温差判据时，机器的表面温度、指定的参考温度及其相对温差

b）对每个异常进行描述； 任何衰减介质的详细情况； 如果构成重要影响，应提供每个温度异常部位的周围环境，如气温、风速、风向和天气状况； 硬拷贝每个异常的热谱图和相应的可见光图像； ) 所使用的任何窗口、过滤器或外用光学器件的详细情况； g） 给出异常的评估等级、可能存在的故障及影响被监测设备持续安全运行的重要性描述； 1) 指出或声明所引用的评估判据； 任何可能对结果产生影响的其他信息或特殊状态，包括重复性和对异常的判读。 当进行定量红外监测时，应提供如下额外信息： 所使用的红外热像仪与温度异常区域的距离； 任何时候只要有可能，监测期间机器的最大标称载荷及其实际载荷； 计算温度时用的反射率、反射表观温度； 当使用温差判据时.机器的表面温度、指定的参考温度及其相对温差

A.1反射表观温度测量

附录A （规范性附录） 现场测量反射表观温度和发射率

测量目标的反射表观温度，需要如下设备： a）一台已标定好的定量红外热像仪，可输入反射表观温度值Ten和发射率值ε b）一面红外反射镜

A.1.2反射器测量法

用反射器测量法确定反射表观温度Tren的程序如下： 设定红外热像仪的发射率控制为1.00，而距离为0： D) 将红外热像仪放置在相对于被测目标理想的位置和距离处，将红外热像仪对准目标聚焦； 将反射器置于红外热像仪的视场内，反射器应置于目标表面（见图A.1)之前，并与其在同一平 面中，应与任何通电物体或潜在危险物体保持安全工作距离； d) 保持热像仪的位置不变，测量反射器的表面表观温度，记下的这个温度就是该目标的反射表观 温度Trel; 重复步骤b)～d)至少三遍，取其平均值； f 在红外热像仪上的Tren（有时候是“TAM”“amb.Temp.”“反射表观温度”或“背景温度”)处输 人平均反射表观温度获得反射表观温度的补偿值

用反射器测量法确定反射表观温度Tren的程序如下： a) 设定红外热像仪的发射率控制为1.00，而距离为0； b) 将红外热像仪放置在相对于被测目标理想的位置和距离处，将红外热像仪对准目标聚焦； c） 将反射器置于红外热像仪的视场内，反射器应置于目标表面（见图A.1)之前，并与其在同一平 面中，应与任何通电物体或潜在危险物体保持安全工作距离； d) 保持热像仪的位置不变，测量反射器的表面表观温度，记下的这个温度就是该目标的反射表观 温度Trefl; ey 重复步骤b）～d)至少三遍，取其平均值； 在红外热像仪上的Tref（有时候是“TAM”“amb.Temp.”“反射表观温度”或“背景温度”)处输 人平均反射表观温度获得反射表观温度的补偿值

用直接法确定反射表观温度Tren的程序如下： a 设定红外热像仪的发射率控制为1.00。 b 将红外热像仪放置在相对于被测目标理想的位置和距离处，当用热像仪从所测位置观察目 时，估计反射角α和人射角β（见图A.2）

用直接法确定反射表观温度Trel的程序如下： a）设定红外热像仪的发射率控制为1.00。 b）将红外热像仪放置在相对于被测目标理想的位置和距离处，当用热像仪从所测位置观察目 时，估计反射角α和人射角β（见图A.2）

用热像仪测量这些源的平均表观温度。使用热像仪可用的功能（如区域平均）获得反射表观温 度，即为该目标的反射表观温度Trel。 e）重复步骤h)～d）至少三遍.取其平均值

图A.2直接法步骤b）

图A.3直接法：步骤c

在红外热像仪上的Ten输人平均反射表观温度获得反射表观温度的补偿值。 可从不同角度对目标安装防护装置进行测试，观察热图像上任何可见光或温度的变化。热源或冷 原导致的反射辐射误差因目标受到防护屏的保护而减小， 通过移动热像仪，使其与目标的相对位置或角度发生变化，应避免点源（如太阳)产生的辐射。反射 表观温度可以低于周围环境温度。 直接法通常不包括以实施人员自身为反射辐射源反射出的热能。自身发射热能在某些情况下可出 见极大的倩差

A.2单个目标发射率的测量

测量目标的发射率，需要如下设备： ） 已校准的、可输入反射表观温度值Te和发射率值的红外热成像仪； b) 可用自然法或感应法将加热或制冷的目标，其温度比反射表观温度至少高或低20℃，并接近 于被测物体的温度； 一个经过校准的接触、非接触、或镜面温度计： d) 一种表面改性材料AQ／T 3057-2019 陆上油气管道建设项目安全评价导则，如涂料或胶带等，公认在红外热像仪工作波段内拥有高发射率的材料，其 温度接近该目标的温度。

用接触法确定发射率ε的程序如下： a) 将红外热像仪放置在相对于被测目标理想的位置和距离处； D） 测量并补偿该目标的反射表观温度； 将红外热像仪对准目标聚焦，如果可能，定格热图像； d) 使用一个合适的热像仪测量功能（如热点温度、交叉瞄准线或等温线），定义热图像中心部位测 量点或测量区域； e） 用一个接触或镜面点温计，测量步骤d)中用热像仪测量功能定义的点或区域的温度； f) 不移动热像仪，调整发射率控制，直到指示温度与步骤e)中测量的接触温度相等；这个指示发 射率值就是热像仪在这个工作波段内测得的目标的这个温度的发射率值； g） 重复步骤b)～f）至少三遍，取其平均值； h) 在红外热像仪提示发射率输入后（通常指输入“发射率ε”），输入发射率的平均值，获得发射率 的补偿值。

.2.3参考发射率材料法

参考发射率材料法如下： a）将红外热像仪放置在相对于被测目标理想的位置和距离处，将红外热像仪对准目标聚焦； b) 测量并补偿目标的反射表观温度； c）将表面改性材料贴在或迅速靠近所测目标，确认表面改性材料十燥或者与目标有良好的接触 d) 输入已知的表面改性材料的发射率值； 将红外热像仪瞄准表面改性材料聚焦，给出足够长的时间直至温度稳定、热图像定格，然后测 量并记下指示温度； f) 将红外热像仪对准目标聚焦，并迅速对准相邻的表面改性材料聚焦，或者移开表面改性材料， 将热像仪对准刚才的改性表面聚焦，确保给出足够长的时间直至温度稳定、热图像定格，然后

测量并记下指示温度； g） 定格热图像GTCC-060-2019 铁路车站计算机联锁设备（硬件）-铁路专用产品质量监督抽查检验实施细则，调整发射率控制，直到指示温度与以非接触测温方式获得的表面改性材料的温度 相等，这个指示发射率值就是热像仪在这个工作波段内测得的目标的这个温度的发射率值； h） 重复步骤b)g)三遍，取其平均值； 在红外热像仪提示发射率输人后（通常指输人“发射率ε”），输人发射率的平均值，获得发射率 的补偿值。

两种测量发射率的方法都需要接触目标的表面， 任何时候如有可能，应再用其他测温计检验温度测量的结果， 在红外热像仪的工作波段内.只有目标表面不透光.这些方法才有效