淺談紅外成像技術在壓力管道檢測中的應用

朱旭晨 馬鵬 吳晨

摘要：壓力管道已經成為我國現在工業發展中必不可少的一部分，因此在市場經濟以及科技發展的推動下，紅外熱成像技術已經成為壓力管道檢測中的有效檢測方法之一。工業檢測人員可以通過對紅外熱成像技術了解并分析壓力管道中的存在缺陷，及時的對其進行處理，防止壓力管道因缺陷而產生一系列的安全隱患。本文通過紅外熱成像技術，在壓力管道檢測中的應用進行了相關解釋以及闡述，并對其原理進行有關分析。

關鍵詞：壓力管道;紅外熱成像技術;應用

前言

伴隨著我國工業化的全面發展壓力，管道成為了工業企業的代表設備，同時這一項特殊的設備具有嚴重的安全隱患，為此對壓力管道進行相關檢測成為保障工業安全以及減少安全事故的重要方式。其中紅外熱成像技術的應用極其適合與壓力管道檢測，具有對檢測人員沒有直接傷害的特點，因此檢測人員可以通過此方法來對壓力管道的內部蝕坑以及壁厚減薄等情況進行缺陷檢測，并做好相應的記錄以及研究分析。

一、紅外熱成像技術檢測的相關理論

紅外熱成像技術是利用物理學知識將物質分組運動時產生的熱輻射信號進行收集，同時利用有關技術將此熱輻射信號轉化為電信號，變成人們可以從中得到信息的方式，進一步的幫助檢測人員掌握其基本情況。

紅外熱成像技術的應用可以清晰的將波段信號轉化為電信號，同時在設備儀器的顯示器中操作人員可以清楚的觀察到其圖像信息以及壓力管道的溫度信息，因此紅外熱成像技術對于檢測壓力管道內的實際狀況具有良好的幫助。同時紅外熱成像技術在檢驗壓力管道內部質量缺陷時，可以幫助檢驗人員更準確的發現其內部蝕坑現象，進一步促使工作人員對其進行措施實施。據統計，紅外熱成像技術在進行運用時可以在焦距20厘米以上進行無限延伸，保證紅外熱成像技術可以在非接觸性大面積物體上得到運用。此外紅線探測儀的應用并不會對壓力管道的周圍環境造成一定影響，保證了工作人員的工作環境安全。同時紅外熱成像技術到精確度很高，技術分辨率也很高，致使工作人員在進行檢測時應用的范圍也很大，能夠及時的對動態以及靜態環境進行精準測量。

二、紅外熱成像技術的檢測對象

對于壓力管道的檢測來說，紅外熱成像技術可以明確的發現其存在的熱隱患問題，對于被屏蔽的缺陷來說，紅外熱成像技術能夠根據其熱量傳導來判斷壓力管道的內部情況，同時對于斷路器母線和導體可以進行運行測試。紅外熱成像技術主要是應用于火災情況的偵測、對故障的檢查或者對事物的真偽驗證之中，而壓力管道的檢測就屬于對故障的檢查一類。此外，在壓力管道中存在氣孔以及殘渣廢物等缺陷都是隔熱性缺陷，且他們的形成都是在焊接時期，在進行檢測時通過射線超聲波以及渦流的檢測方法進而發現該類缺陷。

管道在長期的運行過程中，難免會產生腐蝕或者沖刷現象，從而致使管道的管壁變薄，因此造成安全隱患，超聲波檢測壁厚相對于紅外熱成像技術檢測來說并不占優勢，由于管線較長且位置不力，壓力管道的工作環境惡劣，因此超聲波檢測的難度極大，而紅外線熱成像技術可以更好的提高檢測效率，同時也可以對壓力管道的動態變化進行有關檢測。

三、紅外熱成像技術檢測的依據以及實驗

紅外熱成像技術能夠更好的發現壓力管壁的具體內部情況，同時對物體表面不穩定性的檢測具有良好的檢測效果。紅外線是由于物體的熱輻射形成的，因此壓力管道內布滿紅外線源，進行紅外熱成像技術檢測是方便且可行的。

（1）紅外熱成像技術的實現依據

紅外熱成像技術對與壓力管道檢測來說，能夠良好的獲取壓力管道外壁溫度以及管內的流體之間的溫度差，同時得到管道的材料導熱率以及管內外的熱系數等資源信息，幫助檢測人員更好的了解壓力管道的實際情況。紅外線熱成像技術的檢測能夠在管壁壁厚以及材料的導熱率出現異常數據時，及時的向檢查人員進行匯報，因此通過對管道的溫度進行測試便可以知道壓力管道的缺陷問題所在之處。

（2）紅外熱成像技術的實際檢測過程

在進行實驗檢測過程時，整個檢測過程的前期階段需要對實驗進行裝置的準備，將管道泵可以作為壓力源頭進行壓力提供，同時使用不同規格的壓力管道連接，使管道連接成為循環系統，此外將水作為有關介質，并在該系統中裝置水槽部分使蒸汽加熱的形式保證水位在20度到80度。實驗的方式是根據壓力管道中具有熱量傳導的性質進行相關實驗，并且根據實驗過程中壓力管道存在部分缺陷以及管道的厚度缺陷和介質與環境溫度差等情況對壓力管道檢測進行模擬。

在對實驗的環境情況進行有關調制時，選取沒有太陽光直射的環境來保證實驗的準確性，在實驗結果中表明環境的溫度若高于流體介質的溫度時，紅外熱成像技術將會受到外界程度的影響，因此在缺陷進行相關檢測時，靈敏度會由此降低。當環境的溫度低于流體的介質溫度時，紅外熱成像技術檢測的靈敏度將會提高。同時缺陷的尺寸程度，也會進一步的影響紅外熱成像技術檢測的靈敏度，當缺陷的深度與壓力管管壁厚度比越大，則靈敏程度將會得到提高。除此之外，實驗中也使用了流體中低速和高速流動的監測，通過實驗數據表明，當流體在低速情況下，紅外熱成像技術對缺陷檢測的靈敏度就要高于高速流。

四、物體表面的熱輻射情況

由于物體表面存在不穩定性，因此其物體表面產生的熱輻射能量大小也是不一樣的當物體具有缺陷時，物體表面的熱輻射情況也會隨之發生改變，而沒有缺陷的物體能量布局比較均衡。因此熱輻射可以通過紅外熱成像技術進行檢測，當存在缺陷的位置輻射能量發生改變時，紅外熱成像技術會捕捉其熱輻射并且匯聚起來成為熱點，通過電流波的情況展現于屏幕上，進一步幫助檢測人員了解其缺陷情況。

結束語

壓力管道的檢測過程關系到企業的安全生產以及保障工作人員的身體生命健康，因此為了確保壓力管道的正常運行使得壓力管道的安全質量得到保證，需要工作人員對壓力管道進行有關的檢測，而紅外熱成像技術檢測可以清晰且具有高靈敏度的幫助檢測人員得到缺陷情況從而進一步實現分析與研究。對壓力管道的實際情況作出舉措，保障企業的正常運行。

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