VDI 2878 Blatt 1-2012 Application of thermography to maintenance diagnostics - General requirements and information for decision makers and managers.pdf

1、 ICS 03.080.10, 17.200.10 VDI-RICHTLINIEN Mai 2012 May 2012 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Anwendung der Thermografie zur Diagnose in der Instandhaltung Allgemeine Anforderungen sowie Hinweise fr Entscheidungstrger und Verantwortliche Application of thermography to maintenance diagnostics General requi

2、rements and information for decision makers and managers VDI 2878 Blatt 1 / Part 1 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the

3、English translation. VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik (GPL) Fachbereich Fabrikplanung und -betrieb VDI-Handbuch Fabrikplanung und -betrieb, Band 1: Betriebsberwachung/Instandhaltung VDI/VDE-Handbuch Prozessmesstechnik und Strukturanalyse Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZweckenichtges

4、tattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgabe:07.10Entwurf, deutschFormeredition:07/10Draft,inGerman onlyZubeziehendurch/AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772BerlinAlleRechtevorbehalten/All rightsreservedVereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2012Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkun

5、g . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 4 2 Grundlagen 5 2.1 Instandhaltung 5 2.2 Thermografie als Diagnoseverfahren in der Instandhaltung 5 2.3 Messtechnik . 6 2.4 Messprinzip 6 2.5 Grenzen der Thermografie . 8 3 Planung und Organisation . 8 3.1 Konzept 9 3.2 Kosten fr den Einsatz thermografisch

6、er Messtechnik . 10 4 Operative Vorgehensweise 15 4.1 Ermittlung und Aufnahme der thermischen Sollwerte 15 4.2 Vorbereitung zur Durchfhrung der Messung . 16 4.3 Strahlungstemperatur-Messgerte 17 4.4 Diagnose und Bewertung . 18 4.5 Ergebnisdokumentation und Bericht 18 4.6 Wiederholung von thermografi

7、schen Inspektionen Prffristen 19 Schrifttum 20 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 4 2 Fundamentals . 5 2.1 Maintenance . 5 2.2 Application of thermography in maintenance diagnostics 5 2.3 Measurement technology . 6 2.4 Measurement principle 6 2.5 Limitations of thermography . 8 3 Planning

8、 and organizing 8 3.1 Concept 9 3.2 Costs for the implementation of thermographic measurement methods . 10 4 Operational procedure . 15 4.1 Determining and recording thermal target values . 15 4.2 Preparing and implementing the measurement 16 4.3 Radiation temperature measuring instruments . 17 4.4

9、Diagnostics and assessment . 18 4.5 Documenting and reporting results 18 4.6 Repeating thermographic inspections test intervals . 19 Bibliography 20 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08 2 VDI 2878 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.

10、V., Dsseldorf 2012 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sin

11、d vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.

12、Preliminary note The content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the guideline VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and tra

13、nslation, either of the full text or of extracts. The use of this guideline without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions specified in the VDI Notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this guideline. Einl

14、eitung Der Inhalt dieser Richtlinie zum Einsatz der Thermografie in der Instandhaltung ist entstanden in einer Zusammenarbeit von Fachleuten aus Wis-senschaft, Industrie, Versicherungswirtschaft und ffentlichen Krperschaften. Die einzelnen Bltter der Richtlinie beschreiben den Stand der Technik der

15、Thermografie als Diagnoseverfahren in der Instandhaltung bzw. den Stand der Wissenschaft hierzu in der Bundesrepublik Deutschland. Sie dienen als Orientierung fr die Durchfhrung thermografischer Messungen und als Entschei-dungshilfe fr die Anwendung in verschiedenen Anwendungsfeldern der Instandhalt

16、ung. Um den unterschiedlichen Anwendungs- und Ein-satzfeldern der Thermografie in der industriellen Praxis gerecht zu werden, wird die Richtlinienreihe VDI 2878 in mehrere Bltter mit unterschiedlichen Themengebieten, respektive Detaillierungs- und Spezialisierungsgrade, unterteilt. Die folgenden The

17、menschwerpunkte werden in einzelnen Blttern behandelt: Blatt 1 Allgemeine Anforderungen sowie Hinwei-se fr Entscheidungstrger und Verant-wortliche Blatt 2 Elektroanlagen Blatt 3 Maschinen und Anlagen Blatt 4 Gertetechnik Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Interne

18、t abrufbar unter www.vdi.de/2878. In Fertigungs- und Produktionsbereichen von Un-ternehmen steigen stetig die Anforderungen an eine mglichst strungsfreie Nutzung vorhandener technischer Anlagen und deren Betriebsmittel. Lngerfristige Betriebsunterbrechungen, wie sie z. B. durch Fehlfunktionen oder t

19、hermische ber-Introduction The content of this guideline on thermography in maintenance was compiled in cooperation with experts from science, industry, insurance and statu-tory corporations. The individual parts of this se-ries of guidelines describe the state-of-the-art of thermography as diagnost

20、ic method in mainte-nance and the current scientific knowledge about it in the Federal Republic of Germany. They serve as a guideline for the conduct of thermographic sur-veys and as decision support for its implementation in different application fields of maintenance. In order to be able to displa

21、y all the different appli-cation/implementation fields of thermography in industry, the series of guidelines VDI 2878 is split into several parts with different topics and different levels of detail. The individual parts deal with the following main topics: Part 1 General requirements as well as inf

22、orma-tion for decision makers and managers Part 2 Electrical facilities Part 3 Machinery and equipment Part 4 Thermographic Equipment A catalogue of all available parts of this series of guidelines can be accessed on the internet at www.vdi.de/2878. In the manufacturing sectors of companies, a trou-

23、ble-free utilization of the existing technical equip-ment and their production facilities is becoming ever more important. Long-term operational inter-ruptions caused by, e.g. malfunctions or thermal overload on electrical facilities, are a worst-case B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9No

24、rmCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 VDI 2878 Blatt 1 / Part 1 3 lastungen an elektrischen Anlagen entstehen kn-nen, stellen ein Worst-Case-Szenario dar. Sie ge-fhrden die Verfgbarkeit von Fertigungs- und Produktionsanlagen und die damit einhergehe

25、nde Sicherstellung von vertraglich vereinbarten Leis-tungen (z. B. Lieferung eines Produkts zu einem festgelegten Zeitpunkt in vereinbarter Qualitt und Gte). Betriebsbedingte Ausflle von Fertigungs- und Produktionsanlagen knnen folglich aufgrund von Nichterfllung der vertraglich vereinbarten Leis-tu

26、ngen zu Schadensersatzansprchen von Kunden fhren. Mangelhafte oder nicht gelieferte Produkte oder Waren knnen somit erhebliche Mehrauf-wendungen verursachen, die im Wesentlichen nicht durch Versicherungsleistungen kompensierbar sind. Hierzu zhlen insbesondere finanzielle Einbuen und der Verlust von

27、Kundenbeziehungen und Imageschden. Thermografische Inspektionen an technischen Ein-richtungen, Anlagen, Systemen und Betriebsmit-teln werden von Versicherungen u. a. als Teil der fachgerechten Wartung und Instandhaltung, haupt-schlich unter dem Aspekt der Verfgbarkeit von technischen Anlagen, gesehe

28、n. Unzureichend ge-wartete und instand gehaltene Einrichtungen, An-lagen und Systeme knnen zu Schden fhren, mit der Folge mittel- und lngerfristiger Nichtverfg-barkeiten respektive Betriebsunterbrechungen. Bedingt durch die seit dem 31.12.2005 in Kraft getretene Betriebssicherheitsverordnung (BetrSi

29、chV) ist jeder Unternehmer verbindlich gehalten, seine Arbeitsmittel und folglich seine Betriebseinrich-tung sach- und fachgerecht zu unterhalten, um Personen- und Sachschden zu vermeiden. Przi-siert wird die BetrSichV durch die Technischen Regeln zur Betriebssicherheit (TRBS). Verffent-licht sind d

30、ie TRBS u. a. auf der Internetseite der Bundesanstalt fr Arbeitsschutz und Arbeitsmedi-zin (www.baua.de). Aufgabe der Instandhaltung ist es, die Verfgbar-keit der Fertigungs- und Produktionsanlagen si-cherzustellen und die zur Verfgung stehenden geplanten Stillstnde fr eine effiziente Wartung und We

31、rterhaltung der Betriebsmittel, Anlagen und Systeme zu nutzen. Um letztlich den zunehmenden komplexen Anforderungen der Instandhaltung gerecht zu werden, ist es erforderlich, dass das Instandhaltungspersonal in die Lage versetzt wird, Abweichungen vom Sollzustand frhzeitig zu er-kennen. Hierzu eigne

32、n sich unterschiedliche Mess-verfahren, zu deren Durchfhrung verschiedene Messmittel bereitzustellen sind. scenario. They jeopardize the availability of manu-facturing/production facilities and thus the ability to fulfil existing contracts (e.g. the delivery of a product at a predetermined time of a

33、greed quality and standards). Consequently, operational failure of manufactur-ing/production facilities can cause compensation claims by customers for contract breaches. There-fore, faulty goods or goods which cannot be deliv-ered can cause considerable additional costs, which cannot be compensated

34、by insurance benefits. These include: financial losses, customer losses and image losses. Insurers regard thermographic inspections on tech-nical equipment, facilities, systems and operating materials as part of the professional maintenance and upkeep. They mainly look at them with respect to the av

35、ailability of technical facilities. Equip-ment, facilities and systems which are maintained insufficiently can cause damages which then lead to medium- and long-term business interruptions. According to the Ordinance on Industrial Safety and Health (Betriebssicherheitsverordnung, BetrSichV) which ca

36、me into effect on December 31, 2005, it is binding for every business to main-tain its work equipment in an appropriate and pro-fessional manner in order to avoid any personal or material damage. The BetrSichV is specified in the technical regulations for safety in the work place (Technischen Regeln

37、 zur Betriebssicherheit, TRBS). The TRBS are published on the website of the Federal Institute for Occupational Safety and Health (www.baua.de). The purpose of maintenance is to guarantee the availability of manufacturing/production facilities and to use scheduled downtimes for the efficient upkeep

38、and the conservation of value of the pro-duction facilities. In order to meet the increasingly complex requirements of maintenance, it is neces-sary to improve the maintenance staffs ability to recognize deviations from normal conditions early. For this purpose, there are different suitable meas-ure

39、ment methods which require different measur-ing devices. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08 4 VDI 2878 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 Ein wesentlicher Indikator zur Bewertung von Zustand, Funktion und Lebens

40、dauer von techni-schen Systemen ist die Oberflchentemperatur. Ein Verfahren zur Erfassung der Oberflchentempera-tur ist die Infrarot-Thermografie. Die Infrarot-Thermografie stellt ein Messverfahren zur berhrungslosen und bildhaften Darstellung von Oberflchentemperaturen dar, mit deren Hilfe Beanspru

41、chungen an Betriebsmitteln, Anlagen und Systemen sichtbar gemacht werden knnen. An-hand der gewonnenen Messergebnisse lassen sich Manahmen ableiten, um den Sollzustand eines technischen Systems wiederherzustellen. Mit modernen Thermografiesystemen ist es sehr einfach, thermografische Aufnahmen zu er

42、zeugen, Thermogramme darzustellen und zu speichern. Entscheidende Voraussetzung fr den Einsatz die-ser Messtechnik sowie der Interpretation der ge-wonnenen Messergebnisse sind umfassende Kenntnisse ber den Aufbau und die notwendigen funktionalen Zusammenhnge der zu messenden Objekte. Kenntnisse gelt

43、ender Normen und Richt-linien sowie grundlegende Kenntnisse der Strah-lungsphysik und Thermodynamik sind ebenfalls erforderlich. Im Folgenden werden die notwendigen Grundla-gen, Prinzipien und Vorgehensweisen nher be-schrieben, um Entscheidungstrgern sowie Instand-haltungspersonal eine Hilfestellung

44、 zum Einsatz thermografischer Messverfahren in der Instandhal-tung respektive Anlagendiagnose zu geben. The surface temperature is an essential indicator for the evaluation of the state, function and dura-bility of technical systems. Infrared thermography is one method to measure the surface tempera

45、ture. Infrared thermography is a measurement method to show surface temperatures in a noncontact, graphic way. It helps to display mechanical stresses in manufacturing plants, facilities and systems. Based on the measurement results, it is possible to derive methods to restore the target state of a

46、technical system. Modern thermography makes it very easy to gen-erate thermal images and thermograms and store them. In order to be able to use this measurement method and interpret its results, it is necessary to have comprehensive knowledge about the structure and the necessary functional connecti

47、ons between the objects which are to be measured. The knowl-edge of relevant standards and guidelines as well as fundamental knowledge about radiophysics and thermodynamics is essential, too. In the following, the necessary basics, principles and procedures are described in greater detail in order t

48、o provide support for decision makers and maintenance staff when it comes to applying ther-mographic measurement methods in maintenance or facility diagnostics. 1 Anwendungsbereich Die Richtlinie dient als Leitfaden fr Unterneh-men, um Thermografie als Messtechnik in der Instandhaltung zielgerichtet

49、 als Standardmessver-fahren einzusetzen. Die Richtlinienreihe VDI 2878 richten sich an: Verantwortliche und Entscheider in Unterneh-men, die fr die Planung und Ausfhrung von Instandhaltungsmanahmen zustndig sind Instandhaltungspersonal Dienstleister fr Infrarotmesstechnik Hersteller und Betreiber von technischen Anlagen und Systemen Brandschutzverantwortliche und Sicherheits-verantwortliche sowie deren nachgeordneten Beauftragten Sachverstndige Versicherer, insbesondere