淺談紅外成像技術(shù)在壓力管道檢測中的應(yīng)用

朱旭晨 馬鵬 吳晨

摘要：壓力管道已經(jīng)成為我國現(xiàn)在工業(yè)發(fā)展中必不可少的一部分，因此在市場經(jīng)濟(jì)以及科技發(fā)展的推動下，紅外熱成像技術(shù)已經(jīng)成為壓力管道檢測中的有效檢測方法之一。工業(yè)檢測人員可以通過對紅外熱成像技術(shù)了解并分析壓力管道中的存在缺陷，及時的對其進(jìn)行處理，防止壓力管道因缺陷而產(chǎn)生一系列的安全隱患。本文通過紅外熱成像技術(shù)，在壓力管道檢測中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)解釋以及闡述，并對其原理進(jìn)行有關(guān)分析。

關(guān)鍵詞：壓力管道;紅外熱成像技術(shù);應(yīng)用

前言

伴隨著我國工業(yè)化的全面發(fā)展壓力，管道成為了工業(yè)企業(yè)的代表設(shè)備，同時這一項(xiàng)特殊的設(shè)備具有嚴(yán)重的安全隱患，為此對壓力管道進(jìn)行相關(guān)檢測成為保障工業(yè)安全以及減少安全事故的重要方式。其中紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用極其適合與壓力管道檢測，具有對檢測人員沒有直接傷害的特點(diǎn)，因此檢測人員可以通過此方法來對壓力管道的內(nèi)部蝕坑以及壁厚減薄等情況進(jìn)行缺陷檢測，并做好相應(yīng)的記錄以及研究分析。

一、紅外熱成像技術(shù)檢測的相關(guān)理論

紅外熱成像技術(shù)是利用物理學(xué)知識將物質(zhì)分組運(yùn)動時產(chǎn)生的熱輻射信號進(jìn)行收集，同時利用有關(guān)技術(shù)將此熱輻射信號轉(zhuǎn)化為電信號，變成人們可以從中得到信息的方式，進(jìn)一步的幫助檢測人員掌握其基本情況。

紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用可以清晰的將波段信號轉(zhuǎn)化為電信號，同時在設(shè)備儀器的顯示器中操作人員可以清楚的觀察到其圖像信息以及壓力管道的溫度信息，因此紅外熱成像技術(shù)對于檢測壓力管道內(nèi)的實(shí)際狀況具有良好的幫助。同時紅外熱成像技術(shù)在檢驗(yàn)壓力管道內(nèi)部質(zhì)量缺陷時，可以幫助檢驗(yàn)人員更準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部蝕坑現(xiàn)象，進(jìn)一步促使工作人員對其進(jìn)行措施實(shí)施。據(jù)統(tǒng)計(jì)，紅外熱成像技術(shù)在進(jìn)行運(yùn)用時可以在焦距20厘米以上進(jìn)行無限延伸，保證紅外熱成像技術(shù)可以在非接觸性大面積物體上得到運(yùn)用。此外紅線探測儀的應(yīng)用并不會對壓力管道的周圍環(huán)境造成一定影響，保證了工作人員的工作環(huán)境安全。同時紅外熱成像技術(shù)到精確度很高，技術(shù)分辨率也很高，致使工作人員在進(jìn)行檢測時應(yīng)用的范圍也很大，能夠及時的對動態(tài)以及靜態(tài)環(huán)境進(jìn)行精準(zhǔn)測量。

二、紅外熱成像技術(shù)的檢測對象

對于壓力管道的檢測來說，紅外熱成像技術(shù)可以明確的發(fā)現(xiàn)其存在的熱隱患問題，對于被屏蔽的缺陷來說，紅外熱成像技術(shù)能夠根據(jù)其熱量傳導(dǎo)來判斷壓力管道的內(nèi)部情況，同時對于斷路器母線和導(dǎo)體可以進(jìn)行運(yùn)行測試。紅外熱成像技術(shù)主要是應(yīng)用于火災(zāi)情況的偵測、對故障的檢查或者對事物的真?zhèn)悟?yàn)證之中，而壓力管道的檢測就屬于對故障的檢查一類。此外，在壓力管道中存在氣孔以及殘?jiān)鼜U物等缺陷都是隔熱性缺陷，且他們的形成都是在焊接時期，在進(jìn)行檢測時通過射線超聲波以及渦流的檢測方法進(jìn)而發(fā)現(xiàn)該類缺陷。

管道在長期的運(yùn)行過程中，難免會產(chǎn)生腐蝕或者沖刷現(xiàn)象，從而致使管道的管壁變薄，因此造成安全隱患，超聲波檢測壁厚相對于紅外熱成像技術(shù)檢測來說并不占優(yōu)勢，由于管線較長且位置不力，壓力管道的工作環(huán)境惡劣，因此超聲波檢測的難度極大，而紅外線熱成像技術(shù)可以更好的提高檢測效率，同時也可以對壓力管道的動態(tài)變化進(jìn)行有關(guān)檢測。

三、紅外熱成像技術(shù)檢測的依據(jù)以及實(shí)驗(yàn)

紅外熱成像技術(shù)能夠更好的發(fā)現(xiàn)壓力管壁的具體內(nèi)部情況，同時對物體表面不穩(wěn)定性的檢測具有良好的檢測效果。紅外線是由于物體的熱輻射形成的，因此壓力管道內(nèi)布滿紅外線源，進(jìn)行紅外熱成像技術(shù)檢測是方便且可行的。

（1）紅外熱成像技術(shù)的實(shí)現(xiàn)依據(jù)

紅外熱成像技術(shù)對與壓力管道檢測來說，能夠良好的獲取壓力管道外壁溫度以及管內(nèi)的流體之間的溫度差，同時得到管道的材料導(dǎo)熱率以及管內(nèi)外的熱系數(shù)等資源信息，幫助檢測人員更好的了解壓力管道的實(shí)際情況。紅外線熱成像技術(shù)的檢測能夠在管壁壁厚以及材料的導(dǎo)熱率出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時，及時的向檢查人員進(jìn)行匯報(bào)，因此通過對管道的溫度進(jìn)行測試便可以知道壓力管道的缺陷問題所在之處。

（2）紅外熱成像技術(shù)的實(shí)際檢測過程

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測過程時，整個檢測過程的前期階段需要對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行裝置的準(zhǔn)備，將管道泵可以作為壓力源頭進(jìn)行壓力提供，同時使用不同規(guī)格的壓力管道連接，使管道連接成為循環(huán)系統(tǒng)，此外將水作為有關(guān)介質(zhì)，并在該系統(tǒng)中裝置水槽部分使蒸汽加熱的形式保證水位在20度到80度。實(shí)驗(yàn)的方式是根據(jù)壓力管道中具有熱量傳導(dǎo)的性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，并且根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中壓力管道存在部分缺陷以及管道的厚度缺陷和介質(zhì)與環(huán)境溫度差等情況對壓力管道檢測進(jìn)行模擬。

在對實(shí)驗(yàn)的環(huán)境情況進(jìn)行有關(guān)調(diào)制時，選取沒有太陽光直射的環(huán)境來保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中表明環(huán)境的溫度若高于流體介質(zhì)的溫度時，紅外熱成像技術(shù)將會受到外界程度的影響，因此在缺陷進(jìn)行相關(guān)檢測時，靈敏度會由此降低。當(dāng)環(huán)境的溫度低于流體的介質(zhì)溫度時，紅外熱成像技術(shù)檢測的靈敏度將會提高。同時缺陷的尺寸程度，也會進(jìn)一步的影響紅外熱成像技術(shù)檢測的靈敏度，當(dāng)缺陷的深度與壓力管管壁厚度比越大，則靈敏程度將會得到提高。除此之外，實(shí)驗(yàn)中也使用了流體中低速和高速流動的監(jiān)測，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)流體在低速情況下，紅外熱成像技術(shù)對缺陷檢測的靈敏度就要高于高速流。

四、物體表面的熱輻射情況

由于物體表面存在不穩(wěn)定性，因此其物體表面產(chǎn)生的熱輻射能量大小也是不一樣的當(dāng)物體具有缺陷時，物體表面的熱輻射情況也會隨之發(fā)生改變，而沒有缺陷的物體能量布局比較均衡。因此熱輻射可以通過紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行檢測，當(dāng)存在缺陷的位置輻射能量發(fā)生改變時，紅外熱成像技術(shù)會捕捉其熱輻射并且匯聚起來成為熱點(diǎn)，通過電流波的情況展現(xiàn)于屏幕上，進(jìn)一步幫助檢測人員了解其缺陷情況。

結(jié)束語

壓力管道的檢測過程關(guān)系到企業(yè)的安全生產(chǎn)以及保障工作人員的身體生命健康，因此為了確保壓力管道的正常運(yùn)行使得壓力管道的安全質(zhì)量得到保證，需要工作人員對壓力管道進(jìn)行有關(guān)的檢測，而紅外熱成像技術(shù)檢測可以清晰且具有高靈敏度的幫助檢測人員得到缺陷情況從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)分析與研究。對壓力管道的實(shí)際情況作出舉措，保障企業(yè)的正常運(yùn)行。

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