红外热成像技术在化工设备检测中的应用及发展初探

摘 要：作为一种新型的检测技术，红外热成像技术拥有许多优点，技术分辨率高、成像显示多样化、检测物体具有连续性，监测瞬态二维温度分布场时能快速发现热区，显示热区形状以及分析热点分布，拥有了比其他检测技术无可比拟的优越性。通过对红外热成像技术的热像仪功能、构造、应用以及技术测试方法的介绍，同时就物体外部辐射、内部消耗、红外热扫描、辐射应力分析技术等多个方面对化工设备监测中的红外热成像技术的应用和发展做出探讨。

关键词：红外热成像技术 化工设备 检测 应用 发展

红外热成像技术作为一种无损检测评估技术，能显示热状态反映出设备运行状态，对化工设备温度的检测得知物体表面的温度。红外热成像技术通过与电子计算机、数字图形图像技术等现代技术的结合，可以将化工设备的红外辐射转化为可见图像，使抽象转化为具象，对于化工设备的检测、维护及管理有着莫大的意义。

一、红外热成像技术的简介及优缺点分析

1.红外热成像技术的简述

红外热成像技术是利用红外线探测器来收集物体表面的辐射能量，再通过安装在热像仪内部的分析软件，分析和储存热分布图并直接生成专业报告，在对内部软件储存的图像进行分析，得出反射率、中间值、反射温度补偿、增益各种参数值并进行调解，在计算机中分析和操作，将物体的红外辐射图像通过现代技术转化为直接客观可见图像。红外热成像技术具有全场检测、实时监控、非接触性等多种特点，在化工设备检测中的应用中有重大作用。

2.红外热成像技术在化工设备检测中的优缺点分析

红外热成像技术和其他检测诊断技术相比在化工设备检测中有诸多优点，现分条论述：

2.1高灵敏度：现代红外热成像技术对化工设备的红外辐射的探测具有高灵敏度，由探测器构成的红外检测设备，在温度的分辨能力强，可以通过成像仪分辨设备上0.1℃甚至是更小的温度差，化工设备热分辨力强，检测误差小，可以检测出设备的细小变化。

2.2安全的操作过程：减少与化工设备的直接接触可以增强操作的安全性，由于红外检测技术不需与设备进行直接接触，所以操作安全可靠。

2.3诊断效率：红外热成像技术中探测器的响应速度极为迅速，速度可高达纳秒，因此可以实现化工设备采集红外辐射的迅速化、处理热点辐射的快速化以及显示设备的高效化。

2.4直观性：能通过现代技术以图像的形式显示设备物体表面的温度场，直观可见；图片显示方式灵活，温度场图片能转换成伪彩色显示，也可以经数字化处理用数字显示，灵活多样；与计算机进行数据热分布交换，方便储存、处理。

二、红外热成像技术在化工设备检测中的应用

化工设备的前期技术管理是以设备的使用寿命周期耗费的经济为理论依据，设备的寿命与设备的好坏直接相关，也取决于设备的保护。因此，使化工设备处于精良的状态才能充分发挥出设备的最佳效果能力。维护设备的过程中，红外热成像技术作为一种动态检测的技术方法，已经成为了一种主要手段。

温度是反映大多数化工设备运行状态、设备安全的一项重要参数，所以在化工设备的热过程领域，热成像技术是一种较为理想的无损检测技术工具，在压力容器、管道、电机、电器柜、轴承等运行状态的检测中发挥了不可替代的作用。

红外热成像技术无损检测分被动式和主动式，被动式以热成像方法为代表，利用被测化工设备自身的热辐射来进行成像；主动式以热扫描方法为代表，人为地对被测设备注入恒定热量在利用热成像设备进行热扫描的技术方法。其中被动式在国内外的化工设备中已被广泛应用，但主动式的检测方法虽在国外被广泛利用，在国内还利用甚少。

在化工设备中，很多装置为避免腐蚀和隔热等原因都安装有内衬，如果内衬损坏，会致使设备沿壁表温升高，降低材料性能。常规的检修方法是对于设备内衬济宁周期停产安排检查，有问题后予以付修，这种方法的检查面大，具有盲目性会造成不必要的经济损失，在化工停产后才能知道设备损坏的程度，这种做法难以及时清除设备隐患，维持正常的技术运行。但利用红外热成像技术，通过检测设备外壁的温度来随时发现高温异常区域，就可以有针对性的采取补救措施，确保安全运行和避免了新的事故。在化工设备的检测和状态维持上，红外热成像技术开拓了一种新的途径。

在化工设备中，有不少具有保温层的容器及管道，热管线纵横交错，分布颇多。在年久失修的情况下，许多管线外壁保温层发生破损脱落现象，会造成较大的热损失，通过红外热成像技术，采用热成像仪就能及时发现热分区和损坏温度失常点和发现损坏情况。

除此之外，在某些需要测定液位及沉积物的容器上，红外成像技术能够提供直观可靠的分析显示。红外热成像仪能够形成储罐可见光参考图及红外线成像图，显示出容器内外表面的巨大温差，这就显示了容器管壁磨损致使变薄或焊接质量差导致的热量异常外泄，需要及时更换或设备停检。

因此，红外热成像技术对于化工设备检测的方方面面都有重要作用。

三、在化工设备检测中红外热成像技术的发展

红外成像技术在外国发展较为完善，在国内，随着计算机技术以及现代科技的发展，红外成像也在趋于完善。红外热成像技术在检测过程中对于解决自然环境、目标辐射率等问题上有其他方法所不具备的优越性。在提高系统温度的分辨率上，完善空间分辨率上，红外热成像技术还需要进一步的研究探索。

在分析辐射应力和缺陷检测上，由于材料屈服，红外热成像技术还存在着幼稚的缺陷。热弹性红外冷发射信息还处于试验阶段，在今后应克服现场应用技术的干扰。

随着技术的加强与完善，高新辅助科技的日益发展，红外热成像技术在化工设备的检测上的应用也将成

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为以后技术探讨研发的主要方向。

四、总结

红外热成像技术是一种适应了现代科技手段发展的一种应用技术，对于化工设备的检测有很大作用。在通过热成像仪对化工设备中的许多方面进行热量检测监控分析的同时，能快速的找到设备的毁坏点进而进行下一步的维护，避免了过大的经济损失，因此在化工设备的检测维护上，红外热成像技术不可或缺，随着科技发展，这项技术也会走向完善、成熟、普及。

参考文献：

[1]李丹嵩.红外热成像技术在化工设备检测中的应用及发展[J].上海化工，2010，06.

[2]丁浩武，董兰生.红外热象技术在石油化工设备检测中的应用[J].炼油设备设计，1984，05.