压力容器无损检测——红外热成像检测技术

　　1　概述

　　红外辐射是所有物体存在的自然现象,1800年英国科学家WILLION HERCHELL首先发现了红外线的存在。国际上工业发达国家于20世纪50年代初发展了测量物质温度的红外检测技术。20世纪60年代初美国首先开发出红外热成像技术和设备,并率先应用于军事领域。随后,红外检测技术在航天、航空、医学、建筑、电力、冶金、石化、材料和医疗诊断等领域得到了广泛的应用和发展^[1,2]。目前红外技术的应用领域主要包括红外测温、红外热成像、红外遥感、红外报警和红外加热五大方面,另外,红外技术在红外气体分析、红外光谱分析、红外测湿等方面也得到广泛应用。

　　红外热成像是由点到面实时显示被测物体表面的温度分布,是红外测温技术的重大发展。目前世界上有多种红外热像仪出售。美国无损检测学会已将其列为正式的特种无损检测方法之一,并已开展IV无损检测人员的培训和考核工作。在工业设备的无损检测方面,人们主要是利用红外热成像技术监测电气设备、动力机械设备和高温设备的运转状况,以及早发现故障的隐患。

　　目前,红外热成像技术主要应用于高温压力容器热传导的在线检测和对常温压力容器的高应中部位检测。对高温压力容器的检测可以及时发现压力容器内衬的损伤和内部的结焦、堵塞等异常情况,对常温压力容器的高应力集中部位的检测,可以及早发现早期疲劳损伤情况,这样既可以直接诊断压力容器运行的状态,也可以给出停产后压力容器的重点检修部位。

　　本文综述了国内外红外热成像检测技术现状和现场压力容器检测的特点。

　　2　红外热成像检测在无损检测中的应用

　　红外热成像技术应用于广泛的工业领域、大的温度范围、各种材料类型及各种试验模式。较成熟的应用领域如下:

　　(1)复合材料和结构

　　使用纤维增强型复合材料制造的元件和结构特别适合进行红外热成像的无损检测。这些材料损伤的特点是缺陷平行于材料的表面,而且热传导率较低。目前已有许多对复合材料和结构内部损伤(特别是撞击损伤)进行红外热成像检测应用的报道^[3,4]。另外,由于复合材料的各向异性,因此人们用红外热成像技术测量复合材料的热传导特性来评价复合材料的特性^[5,6]。

　　(2)热传导分析

　　主要用于对热量交换设备进行热交换效率的分析^[7~9],也可对材料特性进行评价。

　　(3)建筑物检测

　　用于评价新建建筑物的加热、通风和制冷系统是否满足设计规范的要求,探测建筑物结构墙体或屋顶的潮湿状况,也用于测试屋门、窗的密封和墙内的线路管路布局及开孔等。