红外探测技术在化工管道中的应用

红外热像技术原理
    1800年，英国天文学家William Herschel 用分光棱镜将太阳光分解成从红色到紫色的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。他发现，当水银温度计移到红色光边界以外，人眼看不见任何光线的黑暗区的时候，温度反而比红光区更高。反复试验证明，在红光外侧，确实存在一种人眼看不见的“热线”，后来称为“红外线”，也就是“红外辐射”。自然界任何物体，只要温度高于绝对零度(-273.15℃)，就会以电磁辐射的形式在非常宽的波长范围内发射能量，产生电磁波(辐射能)。
红外热像仪是一种新型的光电探测设备。。热像仪由两个基本部分组成：光学器件和探测器。红外热像仪通过探测目标物体的红外热辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像，其核心器件和技术主要为焦平面探测器、后续电路、图像处理软件等三部分。焦平面探测器用于感知目标物体的温度分布，并转换为微弱的电信号；后续电路将微弱的电信号进行电子学放大和逻辑处理，从而能够清晰地采集到目标物体温度分布情况；图像处理软件则对上述放大后的输出电信号进行处理，呈现为目标物体温度分布的可见光像
红外热像仪在化工产业的主要应用
    发热常常是设备损坏或功能故障的早期征兆，这使它成为在预测性维护 (Predictive maintenance PDM) 计划中所监视的一个关键性能参数。进行红外热像预测性维护的技术人员定期对关键设备的温度进行检查，从而可以随时间跟踪设备的运行状况，并快速发现异常读 数以便进一步检查。
    通过监视设备性能并在需要时安排维护，具有以下优点：
可降低因设备故障而发生的非计划性停产的可能性；
减少维护费用和设备维修的成本；
延长设备资产的寿命，并最大限度地提高维护效果和生产能力。
随时检测，不用停机；
既保证了安全生产，又提高了效率。

　在化工行业中，红外诊断技术通常用于以下几个方面。
  1 化工管道
　  无论在石油还是化工企业，通常会使用管道输送蒸汽、原料、产品等，通常管道内会包裹保温隔热层，通过红外热像仪可以方便地查看管道的保温隔热层有无损坏、是否有泄漏。
    热像仪对管道检测一般有以下应用：
    ① 管道积炭堵塞，由于积炭部位和其他部位热容量不同导致温差，这些温差传递到管线外壳，就可以使用红外热像仪在管道外部拍摄到故障。
    ② 管道内壁受磨损或者腐蚀导致减薄，其温度会比正常部位温度偏高，从而可以检测出故障。
    ③ 管道由于局部温度波动较大，导致材料热疲劳造成裂纹、泄漏，故障处会渗漏管道内介质，如果管道内介质为低温介质（如氨气）或者高温介质时，管道渗漏介质与管道外壁就有温差，可使用红外热像仪拍摄到故障。
    ④ 管道保温脱落，其脱落处温度偏高，可在热像图中清晰显示。热像仪还可检测出管道温度，作为保温是否达到规定效果的判断依据。
2 连接法兰
    大量使用管道的情况下，自然存在很多的连接法兰。法兰的密封容易发生问题，导致管道输送的蒸汽、原料、产品等在管道法兰连接处有泄漏。利用热像仪可以很直观、很简便、非常安全地发现泄漏处，而不是依靠听、看、闻、摸等非常不安全的检测方式。
热像仪与传统的检测工具相比较，具有自己鲜明的特点：
● 热像仪可以对运动的物体进行测温，而普通测温仪表很难做到这一点。
● 可以借助显微镜头对直径为几微米或更小的目标进行测温。
● 可以快速进行设备的热诊断。
    ● 灵敏度高，根据其型号的不同，可以分辨0.1℃或者更小的温差。
● 不会对所测量的温度场产生干扰。这是比直接接触测温的仪器如热电偶的优越之处。
    ● 测温范围大。根据型号的不同，一般热像仪均可测量0℃～2000℃范围的温度。
    ● 使用安全。由于测量的非接触性，使得热像仪使用起来非常安全。
总结
   红外热像检测技术在上述项目开展中发挥了其优越性，它属于高新技术范畴，在石化工业检测方面具有广阔的应用前景，由于它所具有独特的优点，能补充传统检测手段的不足。但是还有很多工作需要在今后的实践中进一步改进和提高，使得红外热像技术在石化检测中的应用更加广泛和科学。