红外热成像技术在承压设备检测中的应用

红外热成像技术在承压设备检测中的应用

王晓平

甘肃省特种设备检验检测研究院 甘肃省兰州市  730000

摘要：介绍了一种用于压力型特殊装备操作检查的红外热像仪。相对于常规接触方式，该技术具有非接触、实时监控、高精度等优点，可极大地提升产品质量监测的效率与精度。介绍了一种新型的压力容器专用设备的红外热像仪，并对其性能进行了分析。利用红外线热像仪可以非破坏性地探测到装置内的温度场，从而发现装置工作过程中出现的故障。该技术在石油化工，航空航天，核电等领域有着广阔的发展空间。

关键词：红外热成像技术；承压设备；检测；应用

1红外热成像无损检测的原理

红外线热像仪是一种常用的非破坏性探伤方法。其基本原理是通过对红外线辐射的测定与解析的手段与技术，来探测对象中的热传导状态。由于材料中有裂纹，将会影响材料的导热性能，导致材料表面的温度场不均匀性，从而出现材料“热点”和材料“冷点”的低温区，从而导致材料的高温破坏和材料的高温破坏。实验结果表明，所测量到的温度场与被测量物体的工作状况有关。绝大部分缺陷型故障均表现出典型的局部或全局温度场的异常，其热态变化与异常是判定被测试物体真实工作状况与可靠性的关键。利用该方法可以对各类工业装备及管线进行无损探测，如管线的腐蚀、变薄、裂纹、空洞、泄漏等。在温度较低时，缺陷宽度较大，高度较大，深度与管壁比较大；随着流动速度的降低，其对薄壁缺陷的识别能力也随之提高。结果表明，采用红外线热像仪进行非接触式探伤，不仅能在较低温度条件下探测到管线内的裂纹，而且还能探测到管线较大、深度较深的裂纹。利用红外热像仪进行非破坏性探伤具有很大的优势。该方法无需与被测对象直接接触，对被测对象无任何伤害，无需拆除仪器或管路，且能在工作条件下完成测试。从而大幅度降低了设备的停用时间，降低了维护费用。

2红外热成像技术的检测优势

红外线热像仪是一种以红外线感光元件为核心，配合热像仪进行热像仪的无接触测量技术。常规的仪器检查必须停止工作才能完成，而红外线热像仪无需停止工作就能完成，大大减少了检查员的人身危险。利用红外线热像技术，可以对装置缺陷的位置、类型和危险危害性进行判定，从而采取最适当、最有效的纠正方法，消除装置的安全风险。实现了对装备的实时、精确、可靠的维修，提高了装备的安全、可靠程度。另外，利用红外线热像仪可以对装置的内部工作状况进行实时监视，并可以对装置的工作状况进行分析，从而找出工作中的不正常现象，是一种非常有效的监视手段。在生产过程中，对生产过程中的各种情况进行了实时监控，不仅能防止生产过程中出现的各种问题，保证生产过程中的安全，而且还能节约生产过程中的维修费用，减少生产过程中的停机次数。同时，利用红外热成像技术，可以将装置的工作能力最大化，达到装置的最优利用效能，保证装置的安全运行。利用红外线热像仪对该装置进行监测，能较好地控制装置在运转时发生的意外，减少装置的维修费用，并能提高装置的产量。

3红外热成像检测步骤及方法

3.1红外热成像检测步骤

工业生产中，对于机械零件的质量检测是非常重要的。在质量检测中，红外热成像技术是一种非常常见的方法。但要想获得准确的检测结果，需要进行一系列的操作和注意事项。首先，在进行红外热成像检测之前，需要对被检工件进行现场勘察，找出可能影响检测的因素，并尽可能避免这些因素的干扰。这些因素可能包括周围环境温度的波动、工件的表面状态、外部光照等。只有在排除这些因素的干扰后，才能获得准确的检测结果。其次，被检工件需要加载至预定载荷并稳定运行，设定实测红外发射率，进行扫描检测，记录红外热成像图和可见光照片。这里的预定载荷和实测红外发射率需要根据具体的工件材料和形状进行设置。在进行扫描检测时，需要注意扫描的速度和范围，以保证检测的全面性和准确性。最后，在完成检测后，需要记录工件的负荷、环境温度和运行参数，并进行同工况对比。这样可以帮助识别出潜在的问题，并进行及时的处理。如果需要更加准确的结果，还需要进行仪器内部温度校准。

3.2外保温层及其他同类内容的检测

随着工业生产技术的不断发展，压力管道和容器的绝热能力越来越重要。而为了保证设备正常运行，及时发现设备问题也变得格外重要。这时，红外热成像技术就成为了一个非常有用的工具。红外热成像技术能够实时监测压力管道和容器中的损坏位置和程度，这样就能够及时发现设备问题，防止出现更严重的损坏。同时，红外热成像技术也能够用于显示工业锅炉和压力容器中的液位，这对于保障生产过程的顺利进行非常重要。在使用红外热成像技术的过程中，我们也要注意外壁保温层老化或设备泄漏会导致外壁温度升高，加剧热损失。因此，及时对设备进行检查和维护是非常必要的。在工业锅炉和压力容器内部会出现液、气混合的情况，这时红外热成像技术的精准定位液体水平的功能就可以发挥作用了。通过红外热成像技术，我们可以精准地定位液体水平，保障生产过程的稳定进行。总之，红外热成像技术在工业生产中的应用非常广泛，能够帮助我们实现设备快速检测和故障排除，提高生产效率和质量。同时，我们也要注意及时对设备进行维护和管理，以保证设备的正常运行。

3.3缺陷面积检测

红外线探测是一项广泛应用的无接触探测技术，可以探测目标的温度和表面缺陷等。传统的红外线探测技术是利用图像中的像素数来判断裂纹尺寸。在此基础上，提出了一种基于红外成像技术的裂纹边界提取算法，通过裂纹边界提取出裂纹边界，并通过裂纹边界与裂纹边界的对应关系，获得裂纹边界。然后将热成像和真实物体的影像进行比较，按照两者尺寸的比例尺，得到了真实物体的损伤区域。但是，此法存在着很大的误差，仅适用于被测对象的表面缺陷。另外，在使用过程中，环境温度和测量距离对测量结果的准确性有很大的影响。因而，必须与其它手段、技术相配合，对其进行全面的分析与判定，才能使其更准确、更可靠。在此基础上，结合具体的应用，对相应的算法与装备进行持续的优化与完善，使之能够满足各种复杂的应用环境与需求。

3.4辐射应力分析

承载式特殊装备在生产和服役时，由于其内部的应力发生了改变，从而引起了其内部的温度变化。为了更好的探测到这种压力的改变，研究人员开发出一种红外线热像仪。该方法能较好地反应受力情况，使检测者能更好地认识受力情况下受力情况，从而更好地分析受力情况。在损伤条件下，在损伤破坏发生前，损伤破坏过程中，损伤破坏后，损伤破坏区内的损伤破坏，损伤破坏区域内的温度场具有显著的变化规律。在材料发生屈曲后，随着塑性形变，裂缝周围的应力将逐步解除，并呈现出与塑性形变有关的红外辐射急剧增强的现象。红外热图像技术可以利用图像中的红外辐射的变化规律，来探测裂缝出现的位置、规律和状态，从而为对承压类特种设备进行检查和检测，提供了技术支持。但是，由于该技术尚处在实验研究阶段，其走向实用受到诸多影响，还有很多技术难题有待突破。为了更好地应用于特殊承载装置中，对其进行监测与分析，还必须不断地进行探索与完善。

4结论

在利用红外热成像技术进行检验检测时，要考虑到其它热源的存在，以及其它干扰因素的影响。所以，在应用该方法时，必须对其产生的影响作出合理的分析与解决，才能保证检测的精度与可靠。此外，为了适应检查和检查工作的要求，还需对红外线热像仪的温度和空间分辨率进行改进。而在数字技术和检测与感知技术的不断进步下，上述问题将会被很好地解决。通过本项目的研究，可以为我国大型装备的高精度、高精度、高可靠性、高可靠性等方面的应用奠定坚实的基础。

参考文献：

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