摘? 要：作為常見(jiàn)的一種非接觸式的檢測(cè)方式，熱成像測(cè)量技術(shù)在現(xiàn)代設(shè)備的故障檢測(cè)以及運(yùn)維等方面具有重要意義。相關(guān)研究表明，利用熱成像測(cè)量技術(shù)可以很好的探明鍋爐等設(shè)備的運(yùn)行狀況，從而可以技術(shù)盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題隱患減少不必要的損失。故本文就熱成像測(cè)量技術(shù)愛(ài)鍋爐檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞：熱成像;鍋爐;檢測(cè)

中圖分類號(hào)：TK226.1? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? 文章編號(hào)：1671-2064（2019）03-0000-00

0 引言

鍋爐是目前應(yīng)用較為普遍的動(dòng)力設(shè)備之一，在各個(gè)行業(yè)中均得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)于我國(guó)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展也起到了關(guān)鍵性的作用。而近些年隨著社會(huì)大眾環(huán)保意識(shí)、節(jié)約能源意識(shí)等的建立，對(duì)于高能耗行業(yè)的改革發(fā)展越來(lái)越關(guān)注。鍋爐依然是當(dāng)前我國(guó)煤炭資源消耗主力，全年一半以上的煤炭產(chǎn)量均供給鍋爐消耗，由此可見(jiàn)加強(qiáng)鍋爐安全檢測(cè)、提升鍋爐設(shè)備運(yùn)行效率尤為重要。熱成像檢測(cè)技術(shù)相較于傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)在多個(gè)方面具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，故本文據(jù)該技術(shù)展開(kāi)討論。

1 鍋爐檢驗(yàn)的意義分析

鍋爐是一種典型的較為常見(jiàn)的承壓設(shè)備，水以及熱量載體均是其承壓的主要介質(zhì)形式。包括火焰以及電加熱均是其主要加熱形式，通過(guò)一定的加熱技術(shù)處理可以將其內(nèi)部所存儲(chǔ)的燃料中的化學(xué)能等進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為熱能從而進(jìn)行釋放，借助溫度非常高的液態(tài)水以及水蒸氣等形式將該熱能進(jìn)一步傳遞出去[1]。鍋爐設(shè)備目前在人們?nèi)粘Ｉ钪锌梢越?jīng)常接觸到，但由于其工作復(fù)雜性、溫度以及壓力較大等，因此也存在較大的安全隱患。對(duì)其進(jìn)行安全性檢測(cè)等十分必要。例如，近些年我國(guó)先后出臺(tái)了一系列法律法規(guī)，要求相關(guān)單位切實(shí)加強(qiáng)對(duì)鍋爐運(yùn)行安全的監(jiān)管，但就實(shí)際執(zhí)行情況而言依然有待提升[2]。日常使用期間，依然存在不少隱患，嚴(yán)重影響設(shè)備的科學(xué)化正常運(yùn)行。另外，鍋爐使用過(guò)程中許多組件需要長(zhǎng)期處于高溫以及高壓運(yùn)行環(huán)境，加上火焰以及煙霧等的侵蝕使得其工作性能越來(lái)越低，嚴(yán)重的甚至可能存在形變以及損壞等情況。鍋爐運(yùn)行過(guò)程中爐渣堵塞情況也十分普遍，一定程度上可能造成管道破裂等，如若不及時(shí)對(duì)這些隱患進(jìn)行查看明確，勢(shì)必會(huì)給設(shè)備造成嚴(yán)重的損害，威脅相關(guān)人員的生命安全[3]。綜上所述，對(duì)鍋爐進(jìn)行必要的檢驗(yàn)干預(yù)意義重大。

2 熱成像檢測(cè)技術(shù)原理與特點(diǎn)分析

鍋爐運(yùn)行期間同時(shí)進(jìn)行著大量的熱以及燃燒，而有效降低整個(gè)過(guò)程中的熱損耗無(wú)疑有利于提升鍋爐設(shè)備的運(yùn)行效率，從而達(dá)到節(jié)能的目的[4]。熱成像技術(shù)主要原理為：實(shí)際每個(gè)物體均會(huì)不同程度的散發(fā)出能量且該能量大小與其自身的溫度有一定的聯(lián)系，基于該聯(lián)系即可對(duì)物體所釋放出的能量等進(jìn)行評(píng)測(cè)，從而達(dá)到物體表面的溫度情況。在應(yīng)用紅外熱成像技術(shù)過(guò)程中，務(wù)必借助傳感器以及紅外探測(cè)設(shè)備等的輔助從而探明物體所釋放出的能量情況。也唯有這樣才能保證整個(gè)檢測(cè)的準(zhǔn)確度。紅外熱成像設(shè)備主要包含了多個(gè)不同的設(shè)備組件，例如紅外探測(cè)設(shè)備、光機(jī)掃描組件和光學(xué)成像物鏡等等。紅外探測(cè)技術(shù)對(duì)物體能量的具體分布情況基于圖形的方式進(jìn)行描述，隨后利用光機(jī)掃描設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化處理，最終得到實(shí)際物體的熱量散發(fā)成像圖。并結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)，分析物體表面溫度。需要注意，紅外熱成像技術(shù)具有一定的時(shí)效性，因此在檢測(cè)過(guò)程中可以及時(shí)獲得需要的數(shù)據(jù)信息。在檢測(cè)期間，外界的環(huán)境的變化等也不會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生任何的影響，檢測(cè)可靠性、靈敏度以及準(zhǔn)確度較高，應(yīng)用范圍也比較廣。除此之外，熱成像技術(shù)也可以依據(jù)不同的物體熱源情況從而進(jìn)行分類，鍋爐運(yùn)行期間會(huì)釋放出大量的熱量，借助熱成像技術(shù)可以更為客觀的探明當(dāng)前設(shè)備的使用狀態(tài)，從而降低設(shè)備運(yùn)行安全隱患、保障設(shè)備運(yùn)行可靠性、提升運(yùn)行效率。

3 熱成像技術(shù)在鍋爐檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1鍋爐本體與管道溫度檢測(cè)

如若實(shí)際鍋爐運(yùn)行期間，其爐墻溫度過(guò)高一方面會(huì)大大增加設(shè)備的熱損耗，降低設(shè)備的整個(gè)運(yùn)行質(zhì)量水平，另一方面也會(huì)對(duì)鍋爐的安全運(yùn)行等產(chǎn)生一定的影響。故而，我國(guó)曾分別頒布了《鍋爐定期檢驗(yàn)準(zhǔn)側(cè)》以及《鍋爐節(jié)能監(jiān)督管理規(guī)程》等相關(guān)文件，并特別強(qiáng)調(diào)了鍋爐爐墻溫度管控的重要性。針對(duì)壁面溫度的檢測(cè)以往主要采用紅外測(cè)溫設(shè)備進(jìn)行，雖然該技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于溫度檢測(cè)方面，但相比于紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)無(wú)論在可以用領(lǐng)域、可檢測(cè)范圍還是檢測(cè)的直觀性、技術(shù)性等方面均存在一定的差距。借助紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)可以很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)的鍋爐壁面的全方位大面積檢測(cè)，基于熱成像顯示屏可以直接的觀測(cè)出當(dāng)前測(cè)量區(qū)間內(nèi)的最高溫度情況、超溫區(qū)域情況等數(shù)據(jù)信息，以利于相關(guān)監(jiān)測(cè)人員以及設(shè)備操作人員及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并掌握當(dāng)前鍋爐設(shè)備的運(yùn)行工況，避免安全隱患的發(fā)生。除此之外，借助熱成像設(shè)備進(jìn)行溫度紅外取像過(guò)程中，還同時(shí)進(jìn)行自然光之下的取像操作，并作為同一文件存入成像儀中。利用專門(mén)的軟件，可以對(duì)圖像等進(jìn)行對(duì)比分析，以便于進(jìn)一步的了解超溫的具體原因以及制定出針對(duì)性的處理方案，此外也可以更為準(zhǔn)確的得到整個(gè)過(guò)程需要耗費(fèi)的人力、物力等情況。有效規(guī)避維修的盲目性，極大的縮短整個(gè)檢修的周期以及工作強(qiáng)度，為企業(yè)減少不必要的檢修開(kāi)支。利用熱成像技術(shù)可以更為直觀的得到鍋爐側(cè)墻的紅外成像圖情況，故而可以直接觀察到當(dāng)前檢測(cè)狀態(tài)下的鍋爐側(cè)墻的整個(gè)溫度分布概況，并將其與日光圖等進(jìn)行對(duì)比，以進(jìn)一步提升整個(gè)檢測(cè) 精度，以最快的速度了解爐墻溫度是否存在工作異常，為檢修以及維保等工作的進(jìn)行提供重要依據(jù)。工業(yè)鍋爐數(shù)量眾多，鍋爐的結(jié)構(gòu)樣式等相對(duì)固定，在對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)期間利用紅外成像技術(shù)觀測(cè)器避免情況，可以更好的發(fā)現(xiàn)同等結(jié)構(gòu)樣式以及應(yīng)用條件下的鍋爐壁面共性問(wèn)題，從而對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造等各個(gè)環(huán)節(jié)提供重要參照依據(jù)，就源頭根本性解決問(wèn)題隱患。

另外，大多數(shù)的鍋爐往往放置于室內(nèi)運(yùn)行，因此受到室內(nèi)空間的限制以及生產(chǎn)的需要，包括蒸汽以及熱水管道等往往需要架設(shè)在更高的位置或者室外區(qū)域，而這也大大增加了整個(gè)檢測(cè)工作的難度。由于長(zhǎng)時(shí)間的使用，管道外敷設(shè)的保溫層等可能存在破損以及老化等情況，另外管道閥門(mén)等也會(huì)存在密封不嚴(yán)實(shí)等情況因此可能會(huì)造成大量能源的流失，造成資源的浪費(fèi)。利用紅外成像技術(shù)則可以很好的解決管道檢測(cè)問(wèn)題。紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)覆蓋面廣，因此可以更好的發(fā)現(xiàn)檢測(cè)區(qū)域中存在溫度異常的點(diǎn)位，以此可以了解閥門(mén)以及管道等的工作狀態(tài)，相較于傳統(tǒng)的測(cè)點(diǎn)抽查的方式無(wú)疑該技術(shù)的應(yīng)用準(zhǔn)確性、檢測(cè)結(jié)果的可靠性等方面均具有一定的優(yōu)勢(shì)。依據(jù)鍋爐化學(xué)清洗規(guī)則相關(guān)規(guī)定，實(shí)際當(dāng)工業(yè)鍋爐受熱面被水垢等覆蓋超過(guò)五分之四以上時(shí)，且整個(gè)水垢的平均厚度情況也達(dá)到了了1毫米以上，則需要對(duì)比進(jìn)行必要的清理，以提升設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。而實(shí)際由于應(yīng)用環(huán)境以及應(yīng)用需求等的不同，工業(yè)鍋爐等的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)也大都比較復(fù)雜，鍋爐水氣管中的污垢層的具體清理情況也難以具體掌握，唯有從其它部位來(lái)進(jìn)行推斷。而利用紅外熱成像技術(shù)則可以很好的找出當(dāng)前管道中污垢的殘留情況。究其原因主要是由于鋼材等的實(shí)際導(dǎo)熱系數(shù)與水垢的導(dǎo)熱系數(shù)相差巨大所致。通過(guò)管內(nèi)外熱源的作用下，往往存在水垢的鋼管的表層要比沒(méi)有水垢的鋼管的表層的溫度更低，從而在熱成像圖中會(huì)存在溫度低點(diǎn)情況。因此可以利用紅外成像技術(shù)等進(jìn)行定位、判斷，對(duì)管道污垢較厚的管道等進(jìn)行單獨(dú)的專門(mén)清理，不但可以有效降低管道清洗的成本，同時(shí)也不會(huì)度其它管道造成影響，大大提升了整個(gè)鍋爐設(shè)備的運(yùn)行可靠性、安全性。

3.2輔機(jī)與控制柜的工作情況檢測(cè)

隨著越來(lái)越先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)與傳統(tǒng)鍋爐行業(yè)的逐步融合，鍋爐輔機(jī)以及控制系統(tǒng)等在鍋爐日常安全運(yùn)行、穩(wěn)定運(yùn)行方面扮演著越來(lái)越重要的角色，起到的作用也越來(lái)越關(guān)鍵。高溫高熱往往是導(dǎo)致設(shè)備存在故障隱患以及損壞的重要先兆。以輔機(jī)的動(dòng)力組件為例，借助紅外熱成像技術(shù)可以直觀的發(fā)現(xiàn)下述幾個(gè)情況：導(dǎo)線是否固定可靠、接線端子氧化腐蝕情況、導(dǎo)線溫度是否過(guò)高、電壓浮動(dòng)導(dǎo)致線纜過(guò)熱、空氣流動(dòng)情況對(duì)工作環(huán)境的散熱情況、電機(jī)內(nèi)部鐵芯溫度變化情況、繞組絕緣老化等情況、潤(rùn)滑以及軸承卡滯情況等等。

對(duì)于鍋爐的控制柜而言，控制柜中的所有的電子元器件等在長(zhǎng)時(shí)間的高溫高熱的運(yùn)行環(huán)境中，設(shè)備的工作性能，包括設(shè)備的運(yùn)行可靠性、控制精度以及穩(wěn)定性等各個(gè)方面均在發(fā)生著潛移默化的變化。一些連接點(diǎn)或者元器件等可能由于高溫而損毀等等。利用紅外熱成像技術(shù)則可以很好的探明設(shè)備的具體運(yùn)行情況，例如，對(duì)控制柜中各個(gè)連接點(diǎn)的連接可靠性進(jìn)行探明、對(duì)螺栓以及墊圈等的壓實(shí)度情況進(jìn)行了解。如若螺栓等壓實(shí)度不夠，則會(huì)導(dǎo)致由于實(shí)際用于導(dǎo)電的面積過(guò)小而存在過(guò)熱情況，長(zhǎng)期的運(yùn)行勢(shì)必會(huì)發(fā)生氧化腐蝕情況，繼而電阻值增加發(fā)熱跟著增加，最終燒壞元器件等。故而利用紅外熱成像技術(shù)可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題，并為搶修、維護(hù)等提供重要依據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

鍋爐設(shè)備在現(xiàn)代生產(chǎn)以及生活中應(yīng)用較為普遍，尤其在工業(yè)領(lǐng)域有著非常高的地位。但與此同時(shí)，鍋爐使用期間往往會(huì)消耗大量的能源，并且設(shè)備運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性等也存在一定的隱患。故而需要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的檢驗(yàn)與管控。此次提出了紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)的可靠性、靈敏度以及檢測(cè)范圍等均具有顯著等優(yōu)勢(shì)，尤其可以規(guī)避傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)無(wú)法檢測(cè)到的內(nèi)容，因此在現(xiàn)代鍋爐檢測(cè)行業(yè)具有非常高的應(yīng)用價(jià)值。未來(lái)，隨著工業(yè)發(fā)展越來(lái)越快，對(duì)于鍋爐等設(shè)備的應(yīng)用需求勢(shì)必越來(lái)越大，對(duì)其運(yùn)行質(zhì)量要求也越來(lái)越高，紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用無(wú)疑符合了現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需求，可以及時(shí)準(zhǔn)確的定位鍋爐運(yùn)行隱患，從而為后期檢修計(jì)劃的質(zhì)量、日常維保工作內(nèi)容的完善等提供重要依據(jù)，有利于我國(guó)工業(yè)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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收稿日期：2019-11-12

作者簡(jiǎn)介：裴崇（1980—），男，滿族，吉林磐石人，碩士研究生，工程師，研究方向：特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)。