紅外熱成像技術(shù)是一種重要的無損檢測評估手段，它所反映的熱狀態(tài)是設(shè)備運行狀態(tài)的一個重要方面。熱狀態(tài)的變化和異常過熱，往往對確定設(shè)備的實際工作狀態(tài)和判斷設(shè)備運行的可靠性具有重要的意義。該技術(shù)分辨率高，顯示多樣化，可連續(xù)監(jiān)測物體表面的瞬態(tài)二維溫度分布場，便于發(fā)現(xiàn)熱區(qū)、熱區(qū)形狀和熱點分布，具有其他測溫技術(shù)無可比擬的優(yōu)越性，可廣泛應(yīng)用于隔熱襯里缺陷檢測、故障診斷、液位高度檢測等石化設(shè)備監(jiān)測等各個領(lǐng)域。

　　1.紅外監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)缺點

　　紅外監(jiān)測技術(shù)和其他監(jiān)測診斷技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：

　　(1)操作安全：由于紅外監(jiān)測不需要與設(shè)備直接接觸，所以操作十分安全。這在帶電設(shè)備、轉(zhuǎn)動設(shè)備、高空設(shè)備的監(jiān)測中表現(xiàn)尤為突出。

　　(2)靈敏度高：現(xiàn)代紅外探測器對紅外輻射的探測靈敏度很高，以此類探測器為基礎(chǔ)構(gòu)成的紅外監(jiān)測設(shè)備，對溫度的分辨率很高，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備不同部位存在的℃的溫度差別，可以監(jiān)測診斷出設(shè)備熱狀態(tài)的細(xì)微變化。

　　(3)診斷效率高：由于紅外探測器的響應(yīng)速度高達(dá)納秒級，因此可迅速采集、處理和顯示設(shè)備的紅外輻射，大大提高設(shè)備監(jiān)測診斷的效率。

　　紅外監(jiān)測技術(shù)存在的主要問題為一是紅外測量主要是表面的熱狀態(tài)，不能確定物體內(nèi)部的熱狀態(tài);二是紅外無損監(jiān)測設(shè)備是高科技產(chǎn)品，更新?lián)Q代迅速，生產(chǎn)批量不大，因此與其他檢測儀器或常規(guī)監(jiān)測設(shè)備相比，價格昂貴。

　　2. 紅外熱成像儀與紅外測溫儀的比較

　　目前煉化裝置配發(fā)了一些手持式的紅外測溫儀，也叫紅外點溫儀，它可以用來測量設(shè)備、結(jié)構(gòu)、工件等表面的某一局部區(qū)域的平均溫度。主要是通過測定目標(biāo)在某一波段內(nèi)所輻射的紅外輻射能量的總和，來確定目標(biāo)的表面溫度。其不足之處如下：

　　(1)測量精確度受各種因素影響大，主要受目標(biāo)的輻射率和環(huán)境條件的影響;

　　(2)對遠(yuǎn)距離的小目標(biāo)測溫困難，要實現(xiàn)遠(yuǎn)距離測溫，需使用視場角很小的測溫儀，且難以對準(zhǔn)目標(biāo)。

　　使用紅外測溫儀測溫時，儀器所指示的溫度與被測物體的實際溫度有一定的偏差，將紅外測溫儀指示的溫度稱為亮度溫度，兩者之間的偏差就是紅外測溫儀進(jìn)行測量時的誤差。紅外測溫儀在實際使用時主要受被測物體的表面輻射率、測量環(huán)境的噪聲、測量系統(tǒng)中的衰減、測溫儀自身的穩(wěn)定與可靠性、輻射率的設(shè)定等因素的影響。

　　紅外測溫儀所顯示的是被測物體的某一局部區(qū)域的平均溫度，而紅外熱成像儀則顯示的是一幅熱圖，是物體紅外輻射能量密度的二維分布圖。

　　紅外熱成像儀除了具有紅外測溫儀的各種優(yōu)點外，還具有以下特點。

　　(1)能顯示物體的表面溫度場，并以圖像的形式顯示，非常直觀。

　　(2)分辨力強，現(xiàn)代紅外熱成像儀可以分辨℃甚至更小的溫差。

　　(3)顯示方式靈活多樣，溫度場的圖像可以采用偽彩色顯示，也可以通過數(shù)字化處理，采用數(shù)字顯示各點的溫度值。

　　(4)能與計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，便于儲存和處理。

　　3. 紅外熱成像技術(shù)在煉化裝置應(yīng)用實例

      3.1在丙烯腈裝置生化煙囪上的應(yīng)用

　　該煙囪是50m高，直徑3.4m的鋼管，內(nèi)襯由高壓石棉板、耐火磚、膠泥等構(gòu)成的襯里。2005年4月下旬，在監(jiān)測生化煙囪時發(fā)現(xiàn)有多處高溫區(qū)塊，如圖1所示，最高點溫度達(dá)343.3℃，判斷是煙囪襯里脫落。5月7日開始施工更換襯里，打開后果然發(fā)現(xiàn)有多處襯里脫落，總面積達(dá)3~4㎡。更換后，7月下旬在煙囪下部錐段處又發(fā)現(xiàn)有高溫點，說明檢修質(zhì)量存在問題，再次檢修時發(fā)現(xiàn)襯里上有環(huán)形裂紋，由此對襯里進(jìn)行了更換。更換之后兩年多來，未再發(fā)現(xiàn)高溫點，說明襯里的隔熱作用良好，未出現(xiàn)脫落。

　　3.2在煉油一廠套ARGG兩器上的應(yīng)用

　　年月上旬的巡檢中，在該裝置再生器底催化劑去汽油提升管“彎頭處發(fā)現(xiàn)高溫區(qū)域，最高達(dá)到℃見圖。另外在月上旬的巡檢中，在三旋出口去余熱鍋爐雙動滑閥處也發(fā)現(xiàn)有高溫區(qū)域，最高達(dá)℃見圖，判斷是襯里出現(xiàn)問題。在月份的檢修中發(fā)現(xiàn)兩處的襯里均已脫落。隨后對其進(jìn)行了修補厚度達(dá)1200mm維修結(jié)果較為滿意，一年多來在上述部位未再發(fā)現(xiàn)高溫點。不過自年月上旬以來，在外取熱器人口處發(fā)現(xiàn)存在有高溫區(qū)域，最高達(dá)℃，懷疑存在襯里脫落，需要在檢修中打開查看并修補。

　　3.3在煉油二廠II套ARGG兩器上的應(yīng)用

　　2005年8月以來在該裝置再生器外循環(huán)線補丁處發(fā)現(xiàn)高溫區(qū)域，最高達(dá)到483.1℃，懷疑是襯里脫落，為了不耽誤生產(chǎn)，進(jìn)行了多次鋼板加強，并且加密監(jiān)測其溫度變化以維持使用。最后在2006年9月的檢修中，將筒體和襯里全部進(jìn)行了更換。圖4、圖5是更換前后的對比，由此可見，維修效果較好。

　　自2006年11月以來，在再生器去外取熱器催化劑出口管道上持續(xù)發(fā)現(xiàn)高溫區(qū)域(見圖6)，而且隨著時間的推移，溫度逐漸升高，為保證生產(chǎn)，不斷用鋼板加強，懷疑是襯里出現(xiàn)破損。在2007年5月的臨時停工中，對該部位進(jìn)行了初步的檢查，結(jié)果證實在襯里上發(fā)現(xiàn)多條長約1m，寬不足5mm的裂縫，在8月底的整體檢修中經(jīng)過徹底檢查，果然發(fā)現(xiàn)襯里嚴(yán)重破損，如圖7所示。

　　3.4薄壁容器內(nèi)液位的判斷

　　紅外熱像儀還可以用來判斷薄壁容器內(nèi)液體的液位高度。條件是：

　　(1)容器壁比較薄;

　　(2)液體與容器壁有較大的溫度差。

　　2008年1月15日，動力站1號油槽液位不明，正常情況下變壓器油應(yīng)在圖8左上方以上的油槽內(nèi)，但是當(dāng)時已看不到，車間迫切需要查出油位。當(dāng)時環(huán)境溫度已接近-20℃，油槽下油管為薄壁，油溫約3~5℃，通過紅外熱成像儀監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)油槽已空，并監(jiān)測出了變壓器油在油管中的大致位置，如圖8所示，為車間解決了生產(chǎn)實際問題。

　　4. 結(jié)語

　　實踐證明，紅外熱成像技術(shù)應(yīng)用于高溫設(shè)備襯里保溫效果的評價，能對設(shè)備襯里的整體保溫情況有更全面的認(rèn)識，在工作效率大大提高的同時，避免了檢測中的盲目性、隨機(jī)性和偶然性。為預(yù)知維修提供現(xiàn)實依據(jù)，使得材料準(zhǔn)備、工期安排及開停工協(xié)調(diào)等方面更為科學(xué)有效。該技術(shù)還可應(yīng)用于變壓器、高壓電纜接頭等的監(jiān)測，今后的應(yīng)用前景會越來越廣闊。