邓佩红

（广东省特种设备检测研究院茂名检测院，广东佛山 528251）

压力管道检测中红外热成像技术的应用

邓佩红

（广东省特种设备检测研究院茂名检测院，广东佛山 528251）

在市场经济和科技技术快速发展的情况下，红外热成像技术也得到了相应的发展，所以被相关行业广泛运用。而在对压力管道进行检查的时候，人们要对相关的信息进行收集，这就必须要使用红外热成像技术。简述了红外热成像技术相关原理，从而深入分析了对压力管道检测时，红外热成像技术的具体检测对象以及实际运用。

红外热成像技术；压力管道；具体应用

随着工业产业经济的快速发展，很多的石油化工厂以及电站都对压力管道进行了使用，但是在这其中也发生了泄漏以及爆炸等相关的安全事故。而导致压力管道泄漏以及爆炸事故的原因有腐蚀、焊缝焊接开裂以及材料劣化等方面的因素，所以对压力管道进行检查工作尤其重要。红外热成像检查技术很适合使用在对压力管道检测中，其主要是对其壁厚减薄方面进行检测。因为红外热成像技术有着非接触、快速位置扫描以及对人体没有伤害等相关特点，其在压力管道内部蚀坑以及壁厚减薄等方面的检测有着很大的优势。

1 红外热成像技术的相关原理

依据物理中的力学理论知识，能够对物质分组运动时，出现红外线热辐射的现象进行深入了解。所以就能够利用以上特点，使用红外线检测设备，以此对物质热辐射信号实行收集工作，并且使用相应技术方式把功率信号转换成为电信号，进而使人们将物质中存在的基本信息加以掌握。因此，红外热成像技术即是经过红外线仪，对物质热辐射红外线波段信号实行采集工作，并且把波段信号转变成电信号，经过设备仪器在显示器中出现图像信息以及温度值的技术。由此可见，红外热成像技术在实际情况中，红外探测设备、成像设备以及分析系统是其中关键的构成部分。在上述内容中就能够知道，只要是绝对稳定的零度之上的物质，均有热辐射现象出现，其都是热辐射源。不过若是这种物质内部有质量缺陷存在现象，则十分容易让物质内部热辐性质有所变化。这样就致使了物质运用时出现相应问题，而运用红外热成像技术能够对热辐射现象和表面温度实行测量，进而对物质内部质量缺陷所处位置进行判断。

根据不完全统计，能够对红外热成像技术在实际使用过程进行深入的了解，其具有的特征主要是包括下面几个方面：其一就是红外线探测仪器在运用时，其焦距在20cm之上，并且可以进行无线延伸，这样就使红外热成像技术在实际使用时，能够将其运用在非接触性大面积物体上。其二是因为红外线探测仪器在运用时，会对红外线形成相应的反应，所以不会遭到周边环境的影响。其三就是红外热成像技术分辨率很高，这样会让人们使用红外线进行检测时精确度很高。其四就是由于红外热成像技术在进行温度测量时，其能够检测的范围比较大。这样就让其在实际应用时范围也很大，并且能够对动态以及静态实时温度变化进行精准测量。

2 红外热成像技术在压力管道中的具体检测对象

对那些可以看见的设备，红外热成像相关产品都能明确全部连接点存在的热隐患。对于因为被屏蔽而没有办法进行直接查看的部分，就能够依据其存在的热量传导至外部部分上的详细情况，以此作为媒介对其中存在的热隐患进行发现。对断路器、导体以及母线还有一些其他部分运行测试，红外热成像产品是不可替代的。不过红外热成像产品能够十分方便的检测回路过载以及三相负载不均衡情况，在目前红外热成像技术主要是使用在对火灾情况的侦测、对故障的检查以及检查真伪等方面。而进行压力管道检测就是属于故障检查中的一种。

在压力管道中，其气孔、夹渣以及未熔合等缺陷都是隔热性缺陷，而局部地方的减薄、未填满以及咬边相关缺陷是导热性缺陷。而其中的气孔、夹渣以及未焊透等相关的缺陷通常都是认定其是在焊接的时候形成的，能够经过射线、超声波以及涡流检测等相关的方式发现。而管道在长时间使用中不可避免的会有腐蚀以及冲刷的现状出现，这样就会致使局部减薄，这种情况可以使用超声波进行测厚操作。氮素对管线比较长以及施工条件限制的情况下，检测存在的难度还是很高的。而使用红外线成像技术对压力管道进行局部减薄检测，其能够提升工作效率，同时还能够随时性地进行动态检测。

3 物体表面的热辐射情况

红外线是因为物体热辐射而形成，其存在能量大小和物体表面温度有很大关系。在物体表面存在着不稳定性时，其表面热辐射能量大小也不相同。在有关数据分析中表明，热流注入为均衡性状态，对没有缺陷的物体而言，其正面以及背面热辐射能量基本布局比较均衡。而若是物体内部存在着相应缺陷，存在缺陷位置热辐射能量实际情况就会有变化。对一些隔热性缺陷，使用正面检测方法的时候缺陷存在的地方会由于热量聚集而表现出热点。在进行背面检测的时候，缺陷存在的地方则是初始冷点上。而对导热性缺陷来讲，在进行正面检测时，缺陷所处位置温度是冷点。进行背面检测时，缺陷处在位置温度为热点。

4 红外热成像技术检测的具体依据以及实验

4.1 红外热成像技术检测的具体依据

经过相关实验表明，能够发现压力管道外壁温度和管内流体温度差、材料热导率以及管内外热系数等有很大关系。并且管内给热系数和管内流速以及流体性质有一定的关系，管外给热系数还和风速有一定关联。所以对给定的正在使用的压力管道，管道中流体温度与特性是一定的，在管壁壁厚以及材料热导率出现异常时，就会对管道外部温度有影响。

经过对表面材料温度进行测试，就能够检测到管道存在的相关问题。

4.2 对管道局部缺陷进行实际检测的过程

目前准备的实验设备是HY-2001G红外热成像仪，非致冷焦平面型，其响应的波段是8～14cm，其温度分辨率在0℃。在进行检测工作时，在整个过程中的前期阶段要进行实验装置，将管道泵作为压力源，使用规格不一样压力管道连接成为小循环系统。把水作为介质，在系统中装置水槽，经过蒸汽加热的方式让水位保持在20～80℃，压力管道中一些管段部分能够预制缺陷，以此作为实验对象。其具体的实验方式是：依据压力管道存在热量传导性质，设置实验参数是管道缺陷尺寸，还有就是管道厚度以及介质和环境温差。在这其中管道缺陷尺寸、管道厚度都是经由实验装置进行设置。

在对实验环境进行设置时，其一般是选在在没有太阳直射的环境中，并且实验对象表面没有漆层。详细的实验结果：在环境温度高于流体温度时，红外热成像遭受外界影响程度比较大，而在对缺陷进行检测时，其灵敏度比较低。在环境温度低于流体温度时，内外温度差在红外热成像中有着很重要作用，并且对缺陷检测灵敏度而言，若是在温差加大的情况下，其灵敏度也会提高。缺陷尺寸会直接影响红外热成像仪检测灵敏度，并且经过数据表明，缺陷深度和管道壁厚比愈大，其检测敏感程度均会得到提高。除此之外，在实验中使用了流体低流速以及高流速检测技术，在低流速情况下对缺陷检测灵敏度要高于高速流。

5 结束语

综上所述，红外热成像技术在管道检查工作中有着很大作用，在实际管道结构中，其中一些局部管段存在着一些故障，这就对检测信息质量以及设施运行形成相应的影响。为了确保压力管道能够正常运行，让压力管道检查信息可靠度得到提升，就必须要把红外热成像技术应用到其中，进而把管壁中存在缺陷位置进行正确反映。让相关技术人员能够及时有效地使用技术手段，保障压力管道能够正常使用。

[1] 才晓勇，李东青，李建军.发展中的红外热成像技术[J].引文版：工程技术，2016，（6）：167.

[2] 陈家祥.在用压力管道检测中红外热成像技术的应用[J].电子制作，2013，（20）：46.

[3] 吴志强，王兵.红外技术在氨压力管道定期检验中的应用[J].特种设备安全技术，2014，（2）：12-13.

A p p l i c a t i o n o f I n f r a r e d T h e r ma l I ma g i n g T e c h n o l o g y i n P r e s s u r e P i p e l i n e D e t e c t i o n

Deng Pei-hong

In the case of rapid development of market economy and technology，infrared thermal imaging technology has also been developed accordingly，so it has been widely used in related industries.In the pressure pipeline to check the time，people want to collect the relevant information，which must use infrared thermal imaging technology.In this paper，the principle of infrared thermal imaging technology is brief l y introduced，and the specif i c detection object and practical application of infrared thermal imaging technology for pressure pipeline inspection are deeply analyzed.

infrared thermal imaging technology；pressure piping；concrete application

U178

A

1003-6490（2017）08-0059-02

2017-06-05

邓佩红（1970—），女，广东茂名人，技术员，主要从事压力管道检测中红外热成像技术工作。