Schadenverhütung

Thermografie - was ist das?

Fallbeispiel:

Brandschutz in elektrischen Anlagen

Wer die dreistelligen Milliardenbeträge kennt, die alljährlich in der deutschen Industrie infolge (meist) vermeidbarer Schäden auftreten, der weiß,  welchen Stellenwert rechenbare Schadenverhütung auf der Wirtschaftswertekarte einnimmt. Eine Art umsturzähnliche neue Technologie, Thermografie; gibt Verhütern und Vorbeugern Mittel in die Hand, die gewissenhaft auszuschöpfen der Mühe wert sind.

Was es damit auf sich und wie  es eigentlich für jedermann nutzbar sein mag, das war Gegenstand eines Gesprächs mit dem Inhaber der Firma Technisches Büro für Thermografie, Jürgen Tietke. Für die Redaktion fragte unser Mitarbeiter
Dipl. Ing. Andrej Krötz.

VGH: Herr Tietke, Sie bringen schadenverhütende Möglichkeiten auf der Schiene Infrarot-Thermografie in den Markt ein. Vorab: Wer sind Sie? Was hat es mit  der Firma, die Sie betreiben auf sich . . .

Tietke: Das ist schnell gesagt - die Firma Technisches Büro für Thermografie in Hannover besteht nur aus einer Person. Zu meinen kooperativen Partnern gehört das Technische Büro Uwe Menze in Eckernförde. Diese Zusammenarbeit ist sinnvoll und unerlässlich zugleich.

VGH: Etwas genauer. Wie sieht das aus , diese Zusammenarbeit mit dem Büro Menze?

Tietke: Dazu erst einmal ein wenig Hintergrund - Wie sieht es aus mit den Einsatzgebieten für die Infrarot-Thermografie? Es handelt sich dabei um eine Messmethode, die - nicht nur , aber auch ganz speziell - in elektrischen Anlagen, in und an Gebäuden und zur Leckageortung eingesetzt werden kann. Da diese Bereichsbündel, Elektrizität und Bauwesen einschließen nicht von einer Person abgedeckt werden kann, haben wir uns zu der schon erwähnten Zusammenarbeit entschieden. Partner Menze ist Elektromaschinenbautechniker, ich bin Bautechniker: Auf diese Weise ist es uns möglich, Hauptgebiete der Thermografie abzudecken, wobei uns modernste Kommunikation über Datenaustausch hilfreich ist.

VGH: Noch eine Vorfrage, bevor wir auf die IR-Thermografie in elektrischen  Anlagen eingehen: Um es verständlicher zu machen, bitte einige allgemeine Informationen zur Technik der Messungen. . .

Tietke: Lassen Sie mich Ihnen das allgemeinverständlich erklären und den schwierigen Teil, der sich mit den Formeln und dem wissenschaftlichen Hintergrund beschäftigt, erst einmal vernachlässigen.Bei der IR-Thermografie wird die emittierte Infrarotstrahlung eines Objektes gemessen. Da die Strahlung eine Funktion der Oberflächentemperatur ist, kann die Kamera die Temperaturen genau errechnen und anzeigen. Auf diese Art erhält man ein Bild von den Temperaturen des Objektes. Es sind natürlich noch einige Dinge zu berücksichtigen, wenn eine Messung durchgeführt wird. Es können z.B. Reflexionen als Schwachstellen (hot spots) interpretiert werden, die gar nicht vorhanden sind. Es müssen  auch noch Einstellungen an der Kamera vorgenommen werden, wie z.B. Emissionsgrad, Umgebungstemperatur und Entfernung zum gemessenen Objekt.

VGH: Können Sie ein wenig über die technische Entwicklung der Infrarotmessungen sagen?

Tietke: Soweit mir bekannt ist, begann alles um 1800 mit der Entdeckung der  Infrarotstrahlung durch Wilhem Herschel. Der erste Einelementsensor wurde 1964 von der Firma  AGA gebaut. Die Technik der Infrarotmessung ist inzwischen sehr weit fortgeschritten. Ältere Systeme arbeiteten noch mit einer externen Kühlung (Stickstoff) oder mit Pelletierelementen. Heutzutage ist in die Kameras eine Sterlingkühlung eingebaut. Die letzte Neuerung auf dem Markt war die Einführung einer Mikrobolometer-Kamera, die keine Kühlung mehr benötigt.

VGH: Und jetzt genauer: die Einsatzgebiete der Thermografie?!

Tietke: Die Einsatzgebiete der Thermografie sind breit gefächert:
- Einsätze zur Ortung von Leckagen, wie z.B. Heizleitungen, Fußbodenheizungen. Weiterhin können an Dampfdruckleitungen Ablagerungen geortet werden.
- Ein weiteres Gebiet ist die Gebäudethermografie, wobei dieser Bereich im Zuge des Energieeinsparens immer wichtiger wird. Auch die Bausubstanzerhaltung ist nicht zu unterschätzen. Energieverluste lassen sich an Gebäuden sehr genau und schnell feststellen.
- Das wohl wichtigste Gebiet ist die Industriethermografie. Da heutzutage immer weniger Personal und Zeit für Wartungsarbeiten zur Verfügung stehen, müssen genau und schnelle Messmethoden zur Wartung eingesetzt werden. Es geht hierbei nicht nur um überhitzte Leitungssysteme, die eine Verletzungsgefahr darstellen können, also geht es auch um Arbeitssicherheit. Mit Hilfe der Thermografie wird ein sich anbahnender Fehler aufgedeckt und kann bei einem geplanten Stop behoben werden. -Lokalisierung von Korrosion sowie der Umweltschutz sind weitere Bereiche.

VGH: Das Thema elektrische Anlagen geht meine Leser und mich besonders an. In welcher Form ist die IR-Thermografie, bezogen auf Brandschutz und vorbeugende Schadenverhütung, einsetzbar.

Tietke: Die Thermografie bietet die Möglichkeit, elektrische Anlagen in allen Spannungsebenen auf thermische Schwachstellen (hot spots) hin zu untersuchen. Da lockere Klemmverbindungen, egal ob geschraubt oder geklemmt, einen höheren Übergangswiderstand haben, sind sie thermisch höher belastet und werden als hot spot geortet. Für sich anbahnende Defekte an einzelnen Bauteilen gilt das gleiche Prinzip, d.h., sie entwickeln eine höhere Temperatur. Es liest sich hier natürlich, als ob man losgeht, sich eine Anlage mit einer Infrarot-Kamera anschaut und weiter nichts zu beachten hat. So einfach ist das natürlich nicht. Gerade in elektrischen Anlagen muß auf Reflexionen geachtet werden, die zu Fehlmessungen führen können. Es geht nicht nur darum, eine thermische Überbelastung einzelner Bauteile oder Kabel aufzuzeigen, sondern die Möglichkeit zu nutzen, mittels der Thermografie auch eine ungleiche Belastung zu lokalisieren. Im Normalfall soll die Temperatur in elektrischen Anlagen 70° C nicht übersteige, aber auch unterhalb dieser Grenze werden natürlich unterschiedliche Temperaturen sichtbar gemacht. Kontrollen der Belastung der Kabel sind in diesem Bereich mit der Thermografie ohne großen Aufwand durchfürbar, da nur in größeren Abständen einzelne Felder geöffnet werden müssen.

VGH: Damit sind die Grundlagen, ist die Untersuchung im Allgemeinen verständlich erläutert, aber: die so gewonnen Informationen müssen ja in irgendeiner Form ver- und bearbeitet werden.

Tietke: Sicherlich ist es nicht damit getan, sich die Objekte nur anzusehen. Die Infrarotaufnahmen werden auf einem Speichermedium in der Kamera gespeichert einschließlich eines Sprachkommentars. Weiterhin wird ein Digitalbild erstellt, um die Orientierung zu erleichtern. Diese vor Ort gewonnenen Erkenntnisse müssen dann am Computer mittels einer speziellen Software zu einer Dokumentation verarbeitet werden. Mit Hilf des aufgezeichneten Kommentars wird zu jedem IR-Bild z.B. Gebäude, Raum, Bauteil in der Dokumentation festgehalten. Als Richtwert für eine Dokumentation kann man davon ausgehen, daß sie die gleiche Zeit beansprucht wie die Untersuchung der Anlage.

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