化工设备检测中红外热成像技术的应用分析

＊尹宏超

（宁夏安普安全技术咨询有限公司 宁夏 750021）

引言

近年来，我国化工行业进入了崭新的发展阶段，各个化工企业的生产规模日渐扩大，生产过程中使用了越来越多的化工设备，这些设备运行是否稳定，将直接影响到化工企业的生产效率和效益。现阶段的化工企业运行中，红外热成像技术已然成为了设备检测中的先进技术，属于一种无损检测的方式，在这一技术的辅助下，对设备状态、参数等信息的掌握更为直观，有效促进了对设备故障等的及时处理。随着化工设备在企业中的作用越来越突出，红外热成像技术已然成为了设备检测、管理方面的重要技术，且在未来这一技术将被应用于越来越多的化工设备中。

1.红外热成像技术的简述

红外热成像技术是在计算机技术等的发展下形成的新技术，在利用这一技术开展检测工作时，主要是借助于红外线探测器来进行物体表面辐射能量的收集而在热像仪内部由于安装有对应的分析软件，该软件可以对相应的热分布图加以精准分析并生成对应的报告。内部软件在红外线探测器的信息采集下也就可以同步生成相应的图像，在对该图像加以精准分析的基础上，也就可以得出反射率、中间值、反射温度补偿、增益等各种参数信息并加以调节，在计算机系统中的分析和处理，使得物体红外辐射图像可以在一系列的操作下形成可见图像。与传统的检测技术相比，红外热成像技术兼具全场检测、实时监控、非接触检测等多种优势。

2.化工设备检测中红外热成像技术的应用

(1)通过物体外表面辐射能和物体内部耗散红外检测

化工设备中往往需有各种类型的压力管道和压力泵来辅助其生产运行，因为化工设备处于高温、高压等极端恶劣的条件下，使得在化工设备使用中为了提升其防腐和保温隔热性能，在对应的高温设备中存在内衬设计。如果在设备运行时压力容器、压力管道的内部辐射衬里、保温受损，内壁温度将超出正常限值，异常的温度条件下，保温材料的性能将难以维持原状，高温使得设备故障几率大大提高。

化工企业在化工设备的使用中，对于高温设备容器、管道和内衬检测工作尤为重视，但具体实施时一般是通过设备运行安排专业人员来负责维护检测来完成的，且在这些维护检测作业进行时，往往需将高温设备容器打开，进入到设备内部来检查内衬是否出现了问题。这种人工检修的方式下，对于维护检修人员的专业素质有着极高的要求，维护检修工作的随意性较大。而红外热成像技术作为先进技术，在设备维护检修工作中完全可以通过对设备表面温度信息的掌握来确定辐射能，也就可以在此基础上精准确定辐射异常部位，异常部位的定位精度较高，在对该异常部位特点和表现基础的分析前期，维护检修人员完全可以实现实时监控，故障和异常部位的识别更为及时和准确，可以在最短的时间内处理相应的故障情况，故障筛查时间较短且准确度高。

以某化工企业的高温设备容器管道、内衬作为研究对象，开展相应的损伤温度检测，根据该化工企业的生产经营情况，制定对应的损伤判定标准。在利用红外热成像技术开展设备检测时，所获得的红外热像图与高温设备容器、管道和内衬损伤检测的综合对比，也就可以得到不同类型、程度损伤下红外热像图的差异，在此基础上可以开展以下的判定：

①如果温度不规律散热区存在细、长形状，可能在此部位发生了裂缝，一旦外表面温度属于中等程度的故障，此时的裂缝属于贯穿裂缝，但外表面温度为中下程度故障情况时，为初始开裂裂缝，针对这些问题，一般可以采取简单的修复处理即可；

②片状区域存在小面积异常情况时，平均温度属于中下程度，属于空洞型故障，片状区域为严重故障温度条件下，在内部衬里脱落严重，片状区域呈现中下程度温度，温度存在小梯度改变的特点，内部衬里减薄。利用红外热成像技术开展化工设备检测的过程中，完全可以在设备正常运行的情况下进行，且不需要安排专业人员来完成，只需要安排有关人员密切对显示屏中的温度分布特点和情况加以分析即可，一旦发现了异常情况，立即根据前期所制定的损伤标准来进行损伤程度等的判定。

(2)保温层检测

保温层是很多化工设备中必不可少的部分，对化工生产作业而言，设备管道、管线交叉分布且密集，可能会出现保温层漏做的问题，造成设备运行时严重的热力流失，影响设备运行效率。而红外热成像技术下的保温层检测，可以快速根据相应的检测工作进行，详细、准确地掌握保温层脱离部位，并在此基础上采取相应的措施进行保温层修复，使得保温层可以在化工设备运行中发挥其作用，减少保温层失效所引起的设备故障。

(3)溶液液位检测

化工设备中的红外热成像技术应用中，同样可以利用该技术来进行溶液液位的检测，化工储罐中的液位检测下，红外热成像技术不仅可以保障检测的精度，还可以对设备停工或者故障等起到一定的预防作用，避免在化工设备运行中出现各类的安全风险。化工设备中的各种电器开关较多，经由红外热成像技术的应用，可以保障操作人员的安全。

(4)气体泄漏检测

化工生产作业中存在着很多的气体，比如，液化天然气、液化石油气等，这些气体的性质特殊，检测工作进行时需利用特定的仪器和技术来完成。如果在检测工作开展时存在操作不规范的情况，将伴随着气体泄漏等风险，引发严重的事故和损失。红外热成像技术出现并应用以后，在气体泄漏检测方面同样非常有效，各个化工企业均可以利用这一技术来进行气体泄漏点的检测，在高效、准确的检测下，经由检测结果的分析和判定，就可以通知有关人员在最短的时间内到达气体泄漏点并进行相应的处理，消除气体泄漏对化工企业所造成的安全隐患。

3.应用中需注意的关键点

(1)发射率的确定

在利用红外热成像技术对化工设备开展相应的检测工作时，发射率的确定尤为重要。检测工作中的发射率具体为同等温度条件下，实际物体与黑体辐射出射度的比值，这一比值条件下，发射率与物体材质、表面性质都有着直接的关系。热像仪内部的数据库中，一般就包含了几种常见材质的发射率信息。当在设备检测工作中需要对发射率指标加以判定时，可以直接在被检测设备的表面贴一片发射率已知的绝缘胶带，随后将其维持一段时间的静止，当物体温度被传导到该绝缘胶带以后，通过红外方式对胶带位置实施拍摄，获得相应的温度值指标，取下胶带，对物体本身加以拍摄，经由发射率的更改和调整，直到获得与前面温度相一致的温度值，这一情况下的发射率就是物体的发射率指标。

(2)环境参数的设置

大气温度、反射温度、距离、相对湿度等均属于环境参数的范畴，首先，大气温度具体为热像仪与目标物体之间的空气温度，其次，反射温度的存在可以对对象上反射的辐射加以适当补偿，当发射率偏低但被测对象的温度与反射温度差值过大的情况下，尤其要注意对反射温度的设置。距离指的是热像仪与被测物体之间的距离，这一距离的精准设置可以使得在检测过程中对被测物体辐射中被大气吸收部分、大气本身辐射部分加以补偿。相对湿度的科学设置可以对空气湿度对辐射传输所造成的不利影响起到一定的补偿作用。

(3)避免热源干扰

热源干扰同样会影响到红外热成像技术下的检测结果准确性，比如，太阳光直射、周围热源的存在，都会影响正常的检测工作，在利用该技术开展检测工作时，最好在阴天开展或者布设遮板挡光。

(4)图像的分析

图像分析的专业性较强，其分析结果是否正确将会影响到红外热成像技术检测结果的可用性，在热像图分析处理的过程中，应选派专人来负责，遵循相应的分析经验，保障图像分析结果的有效性。

4.结束语

化工企业的生产作业中，各类化工设备是关系生产效率、效益的重要要素，为提高化工设备运行的可靠性，各个化工企业都应该积极将红外热成像技术应用于设备检测中，及时掌握设备的故障、状态等各类信息，给设备的维护管理和检修等提供相应的保障。