熱成像測量技術在鍋爐檢驗中的應用

王獻芹

（河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院開封分院，河南 開封 475000）

熱成像測量技術在鍋爐檢驗中的應用

王獻芹

（河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院開封分院，河南 開封 475000）

紅外熱成像技術指的是將物體產(chǎn)生的輻射分布狀態(tài)，通過技術處理轉換為視頻和圖片。由于該成像技術不會受到電磁干擾，且其成像速度快、探測靈敏度高，因此其具有很高的應用價值。本文在介紹熱成像技術的基礎上，對其原理和檢測方式進行了詳細分析，以期為我國鍋爐檢測提供借鑒。

熱成像技術；鍋爐檢驗；紅外熱成像技術

1 紅外熱成像技術的概述

紅外熱成像措施，指的是將物體產(chǎn)生的輻射分布狀態(tài)，通過技術處理轉換為視頻和圖片。在實際工作中，應用紅外熱成像技術時，是在物體的固有發(fā)射率已被知曉的情況下進行的，利用紅外探測器探測物體的輻射能量后，能有效計算出物體的表面溫度，這樣就可以使用圖像或視頻的方式把被探測的物體能量展現(xiàn)在探測器元件中，再利用掃描機器，掃描其分布圖，就可以獲得完整的探測圖標，隨后利用探測器將其轉換成電信號，經(jīng)過多方面的相關處理后，就能形成完整的紅外熱成像圖。

紅外熱成像技術具有很高的應用價值，這主要是因為這種成像技術不會受到電磁干擾，同時其成像速度快、探測靈敏度高，在檢驗過程中，可以進行有效的分類處理，提高檢測的準確性，還能將其很好地應用于鍋爐檢驗實踐中［1，2］。

2 熱成像測量技術的原理和特點

紅外熱成像技術的主要工作原理就是，物體在散發(fā)能量時和它的溫度是有正比例關系的，通過這種正比例關系就可以對物體散發(fā)的能量進行探測，進而得到物體表面的溫度。在使用紅外熱成像技術的過程中，一定要使用傳感器或者是紅外探測器感知物體散發(fā)出來的能量，只有這樣，才能確保探測結果的精準度。紅外熱成像儀器是由多種設備組合而成的，包括紅外探測儀器、光機掃描系統(tǒng)及光學成像物鏡。紅外探測儀能將物體的能量分布通過圖形的方式反映出來，隨后用光機掃描，經(jīng)過相關處理后，最終獲得物體的紅外熱成像圖，獲得相關數(shù)據(jù)，從而得知物體表面的溫度。紅外熱成像技術具有實時性的特點，它在檢驗過程中，能迅速獲得相關數(shù)據(jù)。在使用紅外熱成像技術的過程中，外部環(huán)境不會影響測量結果（包括電磁干擾）。同時，紅外熱成像技術還具有反映速度快的優(yōu)點，在使用過程中，也有很高的靈敏度，且測溫的范圍也較為廣泛［3］。

熱成像測量技術還能根據(jù)物體熱能來源進行分類，隨著熱成像測量技術的不斷發(fā)展，其在鍋爐檢驗中已被逐漸使用。在鍋爐使用的過程中，會產(chǎn)生很多能量，通過使用熱成像測量技術，能更加全面且具體地將鍋爐使用情況反映出來，從而起到很好的節(jié)能作用［4］。

本文以72 h為試驗周期，將梯度比Gr值上升趨勢作為重要參考，將梯度比Gr值逐漸上升且最終穩(wěn)定梯度比Gr值>3作為判定淤堵的準則。以下的試驗結果都是梯度比Gr值呈現(xiàn)上升趨勢后得到的穩(wěn)定梯度比Gr值結果。

3 在鍋爐檢測過程中使用紅外熱成像技術

在對工業(yè)鍋爐進行檢驗的過程中，因其具有數(shù)量多、結構形式穩(wěn)定的特性，對鍋爐的能效測試過程中能避免生成紅外成像，迅速發(fā)現(xiàn)具有相同結構形式的鍋爐壁面溫度所持有的共性問題或故障，在設計和制造過程中，研究出相應的解決方案，從源頭上解決超溫的問題。

使用熱成像儀，能獲得鍋爐側墻的紅外成像圖，因此可以非常直觀地將溫度分布的具體情況顯示出來，同時與日光圖進行對比，確保獲得的結果能夠更加準確，以最快的速度清楚爐墻溫度發(fā)生異常的情況，給維修與檢查提供了有力的證據(jù)。

在鍋爐本體及管道檢驗的過程中，紅外熱成像技術主要是通過溫度的變化情況來確定異常的被測物體。在鍋爐運行的時候，爐墻的溫度會對鍋爐熱能有所影響，同時還會影響鍋爐熱能效率及使用安全。因此，在檢驗過程中，鍋爐的爐墻溫度是重點檢驗環(huán)節(jié)。在過去的檢驗過程中，一般都使用紅外測溫儀對爐墻的溫度進行檢驗。當前，主要使用紅外熱成像技術對爐墻溫度進行檢驗。當用該技術對鍋爐進行檢驗時，其檢測范圍比較廣泛，能量的變化情況能夠通過紅外熱成像技術直接呈現(xiàn)。在鍋爐檢驗的過程中，使用紅外熱成像技術，能很快地獲得鍋爐壁面溫度的分部狀態(tài)，經(jīng)過紅外熱成像技術的成像儀顯示屏，能夠非常直觀地顯示出測量范圍內的最高溫度點及超溫面積等。此外，使用該技術還能使工作人員或使用單位全面掌握鍋爐爐墻具體的保溫情況，避免出現(xiàn)漏檢的現(xiàn)象。同時，熱成像儀在紅外取像過程中，可以在自然光下進行取像，作為同一個文件，存入成像儀內。使用指定的軟件將圖像進行定位與比較，將超溫的原因分析出來，針對原因制定處理方案，還能夠計算出需要的人力、物力等，減少維修的盲目性，縮短維修時間，減少維修工作量，并將維修成本降至最低［5，6］。

3.1 檢測鍋爐本體和管道溫度

通過共建，打造西江流域“公共能量場”，就是在建設“智慧西江”的基礎上，打造統(tǒng)一監(jiān)管服務平臺，建立健全信息共享機制，為各職能管理部門及航運企業(yè)、船員等提供交流溝通渠道和反饋機制，共同提升西江航運公共服務水平。

一般情況下，鍋爐房的空間都比較狹小，熱水及蒸汽管道一般都放在很高的位置或者直接架設在室外，這給保溫檢查工作帶來了較大困難。保溫層隨著時間的推進，會出現(xiàn)老化或者破損的情況。同時，所有的管道閥門，都可能會存在滲漏或密封不嚴的狀況，對工質產(chǎn)生很大的影響。這些影響會造成資源浪費，且不能通過肉眼觀察到。但在鍋爐管道檢驗的過程中，使用紅外線成像儀進行檢測時，能對其管道的保溫情況以圖像的方式呈現(xiàn)出來。紅外成像儀能較為容易地檢測出溫度異常的區(qū)域，使相關人員了解保溫層的閥門密封狀態(tài)、是否有滲漏及破損情況。在傳統(tǒng)的檢測方式中，經(jīng)常使用測點抽查方式，運用該方式得出的結果存在一定誤差，使用紅外成像儀能為制定維修方案及轉變能源的運輸情況提供參考。

3.2 檢測鍋爐輔機和控制柜安全狀況

主題出版中的顯著性模式。議程設置需對少數(shù)議題進行突出強調，以引起公眾焦點關注。圖書出版涵蓋所有公共和個人議題，主題圖書關注少數(shù)重大選題，使其曝光率遠遠大于一般議題，占據(jù)意識形態(tài)領域的主動。主題出版中議程設置的顯著性模式不僅存在于對少數(shù)議題的強調，還表現(xiàn)在主題出版對象具備多種屬性時不同屬性的側重與平衡上。

目前，我國鍋爐自動化水平在不斷提升，鍋爐的安全運行與節(jié)能運行與鍋爐的輔機和控制系統(tǒng)有直接關系。當設備發(fā)熱時，可能是設備損壞或者發(fā)生功能故障的早期提醒，本文以輔機的動力裝置電機為例，使用紅外熱成像儀可以發(fā)現(xiàn)以下幾個方面的問題：電氣接線松脫的情況；接線端子長時間使用被氧化腐蝕的情況；在連接過程中連接太緊，致使電纜過熱；機器周圍空氣不流通，致使散熱系統(tǒng)出現(xiàn)問題；因內部的鐵芯或繞組因為絕緣層老化而損壞短路，致使外殼某些區(qū)域的溫度升高；因為潤滑效果不佳或者軸末對中致使的軸承或聯(lián)軸器溫度升高等情況。

在現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測階段，有很多不確定性，這些問題多多少少會對數(shù)據(jù)收集的精準度帶來影響，要想避免環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)受到破壞，就要對監(jiān)測人員提出質量控制請求，在采樣工作中，要有專業(yè)監(jiān)控人員指導，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，確保環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)收集行為的規(guī)范性。

鍋爐控制柜中，所有的電器元件破壞都會經(jīng)過逐步演變的環(huán)節(jié)，在演變的環(huán)節(jié)里，有問題的部件或者連接點會出現(xiàn)異常發(fā)熱的情況。例如：街頭連接過緊或連接不良；墊圈或螺栓沒有壓緊或過于太緊的情況都會致使因導電面積減少產(chǎn)生發(fā)熱的情況，在長期運行的過程中，會發(fā)生腐蝕氧化的情況，使得電阻加大發(fā)生異常發(fā)熱的現(xiàn)象；不穩(wěn)或者抄表的負荷電流，比如三相不平衡或者多度荷載的時候，中間相就會發(fā)生異常的現(xiàn)象。

4 結語

鍋爐設備在我國工業(yè)生產(chǎn)和生活中占有很高的地位，但在鍋爐使用過程中，會消耗較多能源，所以對鍋爐的環(huán)保性和安全性提出了更高要求。在該背景下，要加強對鍋爐的檢測。由于熱成像技術具有無需接觸的特點，所以，將這一技術應用于鍋爐的檢測尤為必要。隨著科技的不斷發(fā)展，紅外熱成像技術將會在更多領域得到應用，發(fā)揮其優(yōu)勢。

［1］陳志剛.熱成像測量技術在鍋爐檢驗中的應用［J］.電子測量技術，2012（2）：69-71.

［2］陳洋.熱成像測量技術在鍋爐檢驗中的應用［J］.中國新技術新產(chǎn)品，2013（14）：121，122.

［3］劉躍林.淺談熱成像測量技術在鍋爐檢驗中的應用［J］.城市建設理論研究，2013（11）：230-231.

［4］李春福.熱成像測量技術在鍋爐檢驗中的應用［J］.建筑工程技術與設計，2016（25）：174.

［5］于洪.熱成像測量技術在鍋爐檢驗中的應用［J］.科技傳播，2013（18）：182-183.

［6］馬路.探討熱成像測量技術在鍋爐檢驗中的應用［J］.建筑工程技術與設計，2015（14）：144.

Application of Thermal Imaging Technology in Boiler Inspection

Wang Xianqin
（Henan Province,Boiler and Pressure Vessel Safety Inspection Institute Kaifeng branch,Kaifeng Henan 475000）

Infrared thermal imaging refers to the distribution of radiation generated by objects,converted to video and pictures by technical processing.As the imaging technique is not subject to electromagnetic interference,and has fast imaging speed and high detection sensitivity,the imaging technique has high application value.Based on the introduction of thermal imaging technology,the principle and detection method were analyzed in detail,in order to provide reference for boiler detection in our country.

thermal imaging technology；boiler inspection；infrared thermal imaging technology

TK226.1

A

1003-5168（2017）07-0069-02

2017-06-01

王獻芹（1979-），女，本科，會計師，研究方向：技術監(jiān)督。