壓力管道檢測中紅外熱成像技術的應用

鄧佩紅

（廣東省特種設備檢測研究院茂名檢測院，廣東佛山 528251）

壓力管道檢測中紅外熱成像技術的應用

鄧佩紅

（廣東省特種設備檢測研究院茂名檢測院，廣東佛山 528251）

在市場經濟和科技技術快速發展的情況下，紅外熱成像技術也得到了相應的發展，所以被相關行業廣泛運用。而在對壓力管道進行檢查的時候，人們要對相關的信息進行收集，這就必須要使用紅外熱成像技術。簡述了紅外熱成像技術相關原理，從而深入分析了對壓力管道檢測時，紅外熱成像技術的具體檢測對象以及實際運用。

紅外熱成像技術；壓力管道；具體應用

隨著工業產業經濟的快速發展，很多的石油化工廠以及電站都對壓力管道進行了使用，但是在這其中也發生了泄漏以及爆炸等相關的安全事故。而導致壓力管道泄漏以及爆炸事故的原因有腐蝕、焊縫焊接開裂以及材料劣化等方面的因素，所以對壓力管道進行檢查工作尤其重要。紅外熱成像檢查技術很適合使用在對壓力管道檢測中，其主要是對其壁厚減薄方面進行檢測。因為紅外熱成像技術有著非接觸、快速位置掃描以及對人體沒有傷害等相關特點，其在壓力管道內部蝕坑以及壁厚減薄等方面的檢測有著很大的優勢。

1 紅外熱成像技術的相關原理

依據物理中的力學理論知識，能夠對物質分組運動時，出現紅外線熱輻射的現象進行深入了解。所以就能夠利用以上特點，使用紅外線檢測設備，以此對物質熱輻射信號實行收集工作，并且使用相應技術方式把功率信號轉換成為電信號，進而使人們將物質中存在的基本信息加以掌握。因此，紅外熱成像技術即是經過紅外線儀，對物質熱輻射紅外線波段信號實行采集工作，并且把波段信號轉變成電信號，經過設備儀器在顯示器中出現圖像信息以及溫度值的技術。由此可見，紅外熱成像技術在實際情況中，紅外探測設備、成像設備以及分析系統是其中關鍵的構成部分。在上述內容中就能夠知道，只要是絕對穩定的零度之上的物質，均有熱輻射現象出現，其都是熱輻射源。不過若是這種物質內部有質量缺陷存在現象，則十分容易讓物質內部熱輻性質有所變化。這樣就致使了物質運用時出現相應問題，而運用紅外熱成像技術能夠對熱輻射現象和表面溫度實行測量，進而對物質內部質量缺陷所處位置進行判斷。

根據不完全統計，能夠對紅外熱成像技術在實際使用過程進行深入的了解，其具有的特征主要是包括下面幾個方面：其一就是紅外線探測儀器在運用時，其焦距在20cm之上，并且可以進行無線延伸，這樣就使紅外熱成像技術在實際使用時，能夠將其運用在非接觸性大面積物體上。其二是因為紅外線探測儀器在運用時，會對紅外線形成相應的反應，所以不會遭到周邊環境的影響。其三就是紅外熱成像技術分辨率很高，這樣會讓人們使用紅外線進行檢測時精確度很高。其四就是由于紅外熱成像技術在進行溫度測量時，其能夠檢測的范圍比較大。這樣就讓其在實際應用時范圍也很大，并且能夠對動態以及靜態實時溫度變化進行精準測量。

2 紅外熱成像技術在壓力管道中的具體檢測對象

對那些可以看見的設備，紅外熱成像相關產品都能明確全部連接點存在的熱隱患。對于因為被屏蔽而沒有辦法進行直接查看的部分，就能夠依據其存在的熱量傳導至外部部分上的詳細情況，以此作為媒介對其中存在的熱隱患進行發現。對斷路器、導體以及母線還有一些其他部分運行測試，紅外熱成像產品是不可替代的。不過紅外熱成像產品能夠十分方便的檢測回路過載以及三相負載不均衡情況，在目前紅外熱成像技術主要是使用在對火災情況的偵測、對故障的檢查以及檢查真偽等方面。而進行壓力管道檢測就是屬于故障檢查中的一種。

在壓力管道中，其氣孔、夾渣以及未熔合等缺陷都是隔熱性缺陷，而局部地方的減薄、未填滿以及咬邊相關缺陷是導熱性缺陷。而其中的氣孔、夾渣以及未焊透等相關的缺陷通常都是認定其是在焊接的時候形成的，能夠經過射線、超聲波以及渦流檢測等相關的方式發現。而管道在長時間使用中不可避免的會有腐蝕以及沖刷的現狀出現，這樣就會致使局部減薄，這種情況可以使用超聲波進行測厚操作。氮素對管線比較長以及施工條件限制的情況下，檢測存在的難度還是很高的。而使用紅外線成像技術對壓力管道進行局部減薄檢測，其能夠提升工作效率，同時還能夠隨時性地進行動態檢測。

3 物體表面的熱輻射情況

紅外線是因為物體熱輻射而形成，其存在能量大小和物體表面溫度有很大關系。在物體表面存在著不穩定性時，其表面熱輻射能量大小也不相同。在有關數據分析中表明，熱流注入為均衡性狀態，對沒有缺陷的物體而言，其正面以及背面熱輻射能量基本布局比較均衡。而若是物體內部存在著相應缺陷，存在缺陷位置熱輻射能量實際情況就會有變化。對一些隔熱性缺陷，使用正面檢測方法的時候缺陷存在的地方會由于熱量聚集而表現出熱點。在進行背面檢測的時候，缺陷存在的地方則是初始冷點上。而對導熱性缺陷來講，在進行正面檢測時，缺陷所處位置溫度是冷點。進行背面檢測時，缺陷處在位置溫度為熱點。

4 紅外熱成像技術檢測的具體依據以及實驗

4.1 紅外熱成像技術檢測的具體依據

經過相關實驗表明，能夠發現壓力管道外壁溫度和管內流體溫度差、材料熱導率以及管內外熱系數等有很大關系。并且管內給熱系數和管內流速以及流體性質有一定的關系，管外給熱系數還和風速有一定關聯。所以對給定的正在使用的壓力管道，管道中流體溫度與特性是一定的，在管壁壁厚以及材料熱導率出現異常時，就會對管道外部溫度有影響。

經過對表面材料溫度進行測試，就能夠檢測到管道存在的相關問題。

4.2 對管道局部缺陷進行實際檢測的過程

目前準備的實驗設備是HY-2001G紅外熱成像儀，非致冷焦平面型，其響應的波段是8～14cm，其溫度分辨率在0℃。在進行檢測工作時，在整個過程中的前期階段要進行實驗裝置，將管道泵作為壓力源，使用規格不一樣壓力管道連接成為小循環系統。把水作為介質，在系統中裝置水槽，經過蒸汽加熱的方式讓水位保持在20～80℃，壓力管道中一些管段部分能夠預制缺陷，以此作為實驗對象。其具體的實驗方式是：依據壓力管道存在熱量傳導性質，設置實驗參數是管道缺陷尺寸，還有就是管道厚度以及介質和環境溫差。在這其中管道缺陷尺寸、管道厚度都是經由實驗裝置進行設置。

在對實驗環境進行設置時，其一般是選在在沒有太陽直射的環境中，并且實驗對象表面沒有漆層。詳細的實驗結果：在環境溫度高于流體溫度時，紅外熱成像遭受外界影響程度比較大，而在對缺陷進行檢測時，其靈敏度比較低。在環境溫度低于流體溫度時，內外溫度差在紅外熱成像中有著很重要作用，并且對缺陷檢測靈敏度而言，若是在溫差加大的情況下，其靈敏度也會提高。缺陷尺寸會直接影響紅外熱成像儀檢測靈敏度，并且經過數據表明，缺陷深度和管道壁厚比愈大，其檢測敏感程度均會得到提高。除此之外，在實驗中使用了流體低流速以及高流速檢測技術，在低流速情況下對缺陷檢測靈敏度要高于高速流。

5 結束語

綜上所述，紅外熱成像技術在管道檢查工作中有著很大作用，在實際管道結構中，其中一些局部管段存在著一些故障，這就對檢測信息質量以及設施運行形成相應的影響。為了確保壓力管道能夠正常運行，讓壓力管道檢查信息可靠度得到提升，就必須要把紅外熱成像技術應用到其中，進而把管壁中存在缺陷位置進行正確反映。讓相關技術人員能夠及時有效地使用技術手段，保障壓力管道能夠正常使用。

[1] 才曉勇，李東青，李建軍.發展中的紅外熱成像技術[J].引文版：工程技術，2016，（6）：167.

[2] 陳家祥.在用壓力管道檢測中紅外熱成像技術的應用[J].電子制作，2013，（20）：46.

[3] 吳志強，王兵.紅外技術在氨壓力管道定期檢驗中的應用[J].特種設備安全技術，2014，（2）：12-13.

A p p l i c a t i o n o f I n f r a r e d T h e r ma l I ma g i n g T e c h n o l o g y i n P r e s s u r e P i p e l i n e D e t e c t i o n

Deng Pei-hong

In the case of rapid development of market economy and technology，infrared thermal imaging technology has also been developed accordingly，so it has been widely used in related industries.In the pressure pipeline to check the time，people want to collect the relevant information，which must use infrared thermal imaging technology.In this paper，the principle of infrared thermal imaging technology is brief l y introduced，and the specif i c detection object and practical application of infrared thermal imaging technology for pressure pipeline inspection are deeply analyzed.

infrared thermal imaging technology；pressure piping；concrete application

U178

A

1003-6490（2017）08-0059-02

2017-06-05

鄧佩紅（1970—），女，廣東茂名人，技術員，主要從事壓力管道檢測中紅外熱成像技術工作。