紅外熱成像技術是一種重要的無損檢測評估手段，它所反映的熱狀態(tài)是設備運行狀態(tài)的一個重要方面。熱狀態(tài)的變化和異常過熱，往往對確定設備的實際工作狀態(tài)和判斷設備運行的可靠性具有重要的意義。該技術分辨率高，顯示多樣化，可連續(xù)監(jiān)測物體表面的瞬態(tài)二維溫度分布場，便于發(fā)現熱區(qū)、熱區(qū)形狀和熱點分布，具有其他測溫技術無可比擬的優(yōu)越性，可廣泛應用于隔熱襯里缺陷檢測、故障診斷、液位高度檢測等石化設備監(jiān)測等各個領域。
1.紅外監(jiān)測技術的優(yōu)缺點
紅外監(jiān)測技術和其他監(jiān)測診斷技術相比，具有以下優(yōu)點：
(1)操作安全：由于紅外監(jiān)測不需要與設備直接接觸，所以操作十分安全。這在帶電設備、轉動設備、高空設備的監(jiān)測中表現尤為突出。
(2)靈敏度高：現代紅外探測器對紅外輻射的探測靈敏度很高，以此類探測器為基礎構成的紅外監(jiān)測設備，對溫度的分辨率很高，可以發(fā)現設備不同部位存在的℃的溫度差別，可以監(jiān)測診斷出設備熱狀態(tài)的細微變化。
(3)診斷效率高：由于紅外探測器的響應速度高達納秒級，因此可迅速采集、處理和顯示設備的紅外輻射，大大提高設備監(jiān)測診斷的效率。
紅外監(jiān)測技術存在的主要問題為一是紅外測量主要是表面的熱狀態(tài)，不能確定物體內部的熱狀態(tài);二是紅外無損監(jiān)測設備是高科技產品，更新換代迅速，生產批量不大，因此與其他檢測儀器或常規(guī)監(jiān)測設備相比，價格昂貴。
2. 紅外熱成像儀與紅外測溫儀的比較
目前煉化裝置配發(fā)了一些手持式的紅外測溫儀，也叫紅外點溫儀，它可以用來測量設備、結構、工件等表面的某一局部區(qū)域的平均溫度。主要是通過測定目標在某一波段內所輻射的紅外輻射能量的總和，來確定目標的表面溫度。其不足之處如下：
(1)測量精確度受各種因素影響大，主要受目標的輻射率和環(huán)境條件的影響;
(2)對遠距離的小目標測溫困難，要實現遠距離測溫，需使用視場角很小的測溫儀，且難以對準目標。
使用紅外測溫儀測溫時，儀器所指示的溫度與被測物體的實際溫度有一定的偏差，將紅外測溫儀指示的溫度稱為亮度溫度，兩者之間的偏差就是紅外測溫儀進行測量時的誤差。紅外測溫儀在實際使用時主要受被測物體的表面輻射率、測量環(huán)境的噪聲、測量系統中的衰減、測溫儀自身的穩(wěn)定與可靠性、輻射率的設定等因素的影響。
紅外測溫儀所顯示的是被測物體的某一局部區(qū)域的平均溫度，而紅外熱成像儀則顯示的是一幅熱圖，是物體紅外輻射能量密度的二維分布圖。
紅外熱成像儀除了具有紅外測溫儀的各種優(yōu)點外，還具有以下特點。
(1)能顯示物體的表面溫度場，并以圖像的形式顯示，非常直觀。
(2)分辨力強，現代紅外熱成像儀可以分辨℃甚至更小的溫差。
(3)顯示方式靈活多樣，溫度場的圖像可以采用偽彩色顯示，也可以通過數字化處理，采用數字顯示各點的溫度值。
(4)能與計算機進行數據交換，便于儲存和處理。
3. 紅外熱成像技術在煉化裝置應用實例
3.1在丙烯腈裝置生化煙囪上的應用
該煙囪是50m高，直徑3.4m的鋼管，內襯由高壓石棉板、耐火磚、膠泥等構成的襯里。2005年4月下旬，在監(jiān)測生化煙囪時發(fā)現有多處高溫區(qū)塊，如圖1所示，最高點溫度達343.3℃，判斷是煙囪襯里脫落。5月7日開始施工更換襯里，打開后果然發(fā)現有多處襯里脫落，總面積達3~4㎡。更換后，7月下旬在煙囪下部錐段處又發(fā)現有高溫點，說明檢修質量存在問題，再次檢修時發(fā)現襯里上有環(huán)形裂紋，由此對襯里進行了更換。更換之后兩年多來，未再發(fā)現高溫點，說明襯里的隔熱作用良好，未出現脫落。
3.2在煉油一廠套ARGG兩器上的應用
年月上旬的巡檢中，在該裝置再生器底催化劑去汽油提升管“彎頭處發(fā)現高溫區(qū)域，最高達到℃見圖。另外在月上旬的巡檢中，在三旋出口去余熱鍋爐雙動滑閥處也發(fā)現有高溫區(qū)域，最高達℃見圖，判斷是襯里出現問題。在月份的檢修中發(fā)現兩處的襯里均已脫落。隨后對其進行了修補厚度達1200mm維修結果較為滿意，一年多來在上述部位未再發(fā)現高溫點。不過自年月上旬以來，在外取熱器人口處發(fā)現存在有高溫區(qū)域，最高達℃，懷疑存在襯里脫落，需要在檢修中打開查看并修補。
3.3在煉油二廠II套ARGG兩器上的應用
2005年8月以來在該裝置再生器外循環(huán)線補丁處發(fā)現高溫區(qū)域，最高達到483.1℃，懷疑是襯里脫落，為了不耽誤生產，進行了多次鋼板加強，并且加密監(jiān)測其溫度變化以維持使用。最后在2006年9月的檢修中，將筒體和襯里全部進行了更換。圖4、圖5是更換前后的對比，由此可見，維修效果較好。
自2006年11月以來，在再生器去外取熱器催化劑出口管道上持續(xù)發(fā)現高溫區(qū)域(見圖6)，而且隨著時間的推移，溫度逐漸升高，為保證生產，不斷用鋼板加強，懷疑是襯里出現破損。在2007年5月的臨時停工中，對該部位進行了初步的檢查，結果證實在襯里上發(fā)現多條長約1m，寬不足5mm的裂縫，在8月底的整體檢修中經過徹底檢查，果然發(fā)現襯里嚴重破損，如圖7所示。
3.4薄壁容器內液位的判斷
紅外熱像儀還可以用來判斷薄壁容器內液體的液位高度。條件是：
(1)容器壁比較薄;
(2)液體與容器壁有較大的溫度差。
2008年1月15日，動力站1號油槽液位不明，正常情況下變壓器油應在圖8左上方以上的油槽內，但是當時已看不到，車間迫切需要查出油位。當時環(huán)境溫度已接近-20℃，油槽下油管為薄壁，油溫約3~5℃，通過紅外熱成像儀監(jiān)測，發(fā)現油槽已空，并監(jiān)測出了變壓器油在油管中的大致位置，如圖8所示，為車間解決了生產實際問題。
4. 結語
實踐證明，紅外熱成像技術應用于高溫設備襯里保溫效果的評價，能對設備襯里的整體保溫情況有更全面的認識，在工作效率大大提高的同時，避免了檢測中的盲目性、隨機性和偶然性。為預知維修提供現實依據，使得材料準備、工期安排及開停工協調等方面更為科學有效。該技術還可應用于變壓器、高壓電纜接頭等的監(jiān)測，今后的應用前景會越來越廣闊。
a&s傳媒是全球知名展覽公司法蘭克福展覽集團旗下的專業(yè)媒體平臺，自1994年品牌成立以來，一直專注于安全&自動化產業(yè)前沿產品、技術及市場趨勢的專業(yè)媒體傳播和品牌服務。從安全管理到產業(yè)數字化，a&s傳媒擁有首屈一指的國際行業(yè)展覽會資源以及豐富的媒體經驗，提供媒體、活動、展會等整合營銷服務。
粵公網安備 44030402000264號
