朱曉智（浙江省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，浙江 杭州 310020）

相較于超聲、射線、電磁探傷等常規(guī)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，紅外熱像檢測(cè)技術(shù)在靈敏度、相應(yīng)速度、測(cè)量范圍等方面具備著充足優(yōu)勢(shì)，而為了能夠最大化這種優(yōu)勢(shì)并擴(kuò)大紅外熱像檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍，正是本文就紅外熱像檢測(cè)技術(shù)在承壓設(shè)備檢驗(yàn)中應(yīng)用展開(kāi)具體研究的原因所在。

1 紅外熱像檢測(cè)技術(shù)概述

紅外熱像檢測(cè)技術(shù)能夠通過(guò)探測(cè)器接收目標(biāo)物表面的紅外輻射能實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)，這是由于紅外光波具備很強(qiáng)的溫度效益，由此紅外熱像儀便能夠?qū)⑻綔y(cè)到的紅外輻射轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，在熱像圖和溫度值下目標(biāo)物的檢測(cè)自然得以順利實(shí)現(xiàn)。值得注意的是，雖然紅外熱像檢測(cè)技術(shù)具備多方面優(yōu)勢(shì)，但大氣透射率、環(huán)境溫度、被測(cè)物表面吸收率等因素均會(huì)對(duì)其檢測(cè)精度造成影響，這些影響源于該技術(shù)探測(cè)紅外輻射的原理[1]。

2 紅外熱像檢測(cè)技術(shù)在承壓設(shè)備檢驗(yàn)中的應(yīng)用

2.1 氨制冷壓力管道不停機(jī)全面檢驗(yàn)

由于我國(guó)很多冷庫(kù)的氨制冷系統(tǒng)壓力管道在設(shè)計(jì)與安裝之初便存在著缺陷，近年來(lái)我國(guó)制冷管道事故時(shí)有發(fā)生，而由于這類管道在檢驗(yàn)中面臨著冷庫(kù)長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)行、拆除保冷層損傷大、X射線受液氨吸收等制約，常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)無(wú)法滿足檢測(cè)需要，紅外熱像檢測(cè)技術(shù)由此獲得了應(yīng)用契機(jī)。在我國(guó)當(dāng)下的氨制冷壓力管道不停機(jī)全面檢驗(yàn)中，紅外熱像檢測(cè)與X射線實(shí)時(shí)成像結(jié)合的技術(shù)已經(jīng)得到質(zhì)檢總局的認(rèn)可且已經(jīng)在我國(guó)實(shí)現(xiàn)全面推廣，而該技術(shù)在應(yīng)用中必須做好腐蝕檢測(cè)部位的選取，這是由于氨制冷壓力管道的腐蝕主要源于外表面，因此開(kāi)展管道保冷層的跑冷檢測(cè)便能夠在不拆除保冷層的前提下確定管道腐蝕檢測(cè)的重點(diǎn)部位，這里本文建議應(yīng)用美國(guó)FLIR公司生產(chǎn)的紅外熱像儀進(jìn)行檢測(cè)[2]。

2.2 承壓設(shè)備及管道壁厚減薄檢測(cè)

對(duì)于長(zhǎng)期處于高溫、高壓、流體腐蝕環(huán)境下的承壓設(shè)備來(lái)說(shuō)，其內(nèi)壁往往會(huì)因腐蝕導(dǎo)致壁厚變薄，很多承壓設(shè)備的安全隱患往往因此出現(xiàn)，因此應(yīng)用紅外熱像檢測(cè)技術(shù)對(duì)這類承壓設(shè)備開(kāi)展管道壁厚減薄檢測(cè)便顯得很有必要。管道壁厚減薄檢測(cè)屬于紅外熱像檢測(cè)技術(shù)較常應(yīng)用的領(lǐng)域，而在長(zhǎng)期應(yīng)用中檢測(cè)人員則發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫度低于承壓設(shè)備中流體溫度時(shí)、流體速度較低時(shí)，紅外熱像檢測(cè)技術(shù)能夠取得最優(yōu)的檢測(cè)效果，而為了降低這一檢測(cè)的難度，本文建議相關(guān)檢測(cè)人員應(yīng)用學(xué)界近年來(lái)提出的一種圓筒熱設(shè)備剩余壁厚檢測(cè)方法，這一檢測(cè)方法需要利用如下公式：

這一公式中包含環(huán)境溫度、內(nèi)壁溫度、外壁溫度、外壁半徑、壁厚、對(duì)流傳熱系數(shù)等內(nèi)容，而只需結(jié)合紅外熱像檢測(cè)技術(shù)測(cè)得承壓設(shè)備管道外壁溫度，便能夠順利完成δ這一承壓設(shè)備管道壁厚的計(jì)算。值得注意的是，雖然上述檢測(cè)方法已經(jīng)經(jīng)過(guò)了簡(jiǎn)化，但δ的求解仍舊較為復(fù)雜，為了最大化檢測(cè)精度，本文建議先分析熱像圖隨后開(kāi)展具體計(jì)算。

2.3 液位檢測(cè)

液位檢測(cè)同樣屬于紅外熱像檢測(cè)技術(shù)在承壓設(shè)備檢驗(yàn)中的典型應(yīng)用，具體檢測(cè)內(nèi)容如下所示：（1）儲(chǔ)罐液位檢測(cè)。作為工業(yè)領(lǐng)域常見(jiàn)的儲(chǔ)液設(shè)備，儲(chǔ)罐儲(chǔ)液量的大小直接關(guān)系著相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)與安全，而為了避免顯示儲(chǔ)液量的液位傳感器出現(xiàn)故障等問(wèn)題，應(yīng)用紅外熱像檢測(cè)技術(shù)開(kāi)展儲(chǔ)罐液位檢測(cè)就顯得很有必要。由于儲(chǔ)罐與其所存儲(chǔ)物料在材料上存在不同，這就使得二者存在著熱容量差別，因此便可以通過(guò)儲(chǔ)罐殼體與上部殼體紅外輻射強(qiáng)度差異判斷儲(chǔ)罐液位。（2）輸氣管道凝析液液位檢測(cè)。由于輸氣管道長(zhǎng)期運(yùn)行后往往會(huì)出現(xiàn)凝析液和氣達(dá)溫度平衡的情況，這就將造成溫度梯度消失從而影響輸氣管道的輸送效率，因此利用加熱或制冷方式打破這種溫度平衡便成為了保證輸氣管道正常運(yùn)行的關(guān)鍵工作，但由于這一工作的開(kāi)展需要明確氣液分界點(diǎn)，這就需要得到紅外熱像檢測(cè)技術(shù)的支持，這一檢測(cè)與剛剛提到的儲(chǔ)罐液位檢測(cè)較為相似。

2.4 管道保溫層檢測(cè)

管道屬于石化廠的傳送命脈，保溫層則在其中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，但在長(zhǎng)期運(yùn)行中保溫層的保溫效果往往處于持續(xù)下降狀態(tài)，因此便可以通過(guò)紅外熱像檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行管道保溫層檢測(cè)。具體檢測(cè)中，紅外熱像檢測(cè)技術(shù)主要負(fù)責(zé)測(cè)得管道的外表面溫度分布情況，同時(shí)管道可能出現(xiàn)的泄漏、焊縫套殼等問(wèn)題也能夠通過(guò)檢測(cè)獲得的紅外熱像圖展露無(wú)遺。

2.5 低溫液體罐車泄漏點(diǎn)檢測(cè)

低溫液體罐車一般多通過(guò)珠光砂填充或多層纏繞方式形成高真空保溫夾層，實(shí)現(xiàn)保持真空目的。當(dāng)外殼體有泄漏點(diǎn)時(shí)，夾層真空效果喪失，罐車因熱交換造成殼內(nèi)壓力上升，安全閥將頻繁起跳，無(wú)法滿足正常使用要求。利用紅外熱像儀檢測(cè)時(shí)，泄漏點(diǎn)或跑冷、冒汗處溫度低于其他部位，在紅外熱象圖上顏色較深分布差異明顯，形成熱異常區(qū)域，在罐車整體檢測(cè)缺陷識(shí)別應(yīng)用時(shí)效率較高。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，紅外熱像檢測(cè)技術(shù)能夠較好服務(wù)于承壓設(shè)備檢驗(yàn)，本文涉及的氨制冷壓力管道不停機(jī)全面檢驗(yàn)、液位檢測(cè)、低溫液體罐車泄漏點(diǎn)檢測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，則證明了該方法研究的實(shí)踐價(jià)值。在紅外熱像檢測(cè)技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的理論研究和實(shí)踐探索中，還需要我們進(jìn)行更多有益的應(yīng)用探索。

[1]劉穎韜,牟仁德,郭廣平,楊黨綱,唐佳.熱障涂層閃光燈激勵(lì)紅外熱像檢測(cè)[J].航空材料學(xué)報(bào),2015,35(06)：83-90.

[2]黃學(xué)斌.紅外熱像檢測(cè)技術(shù)在承壓設(shè)備檢驗(yàn)中的應(yīng)用[J].石油化工設(shè)備,2014,43(04)：76-82.