在用压力管道检测中红外热成像技术的应用

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1、2008年2008茬技术5设各第5期PipelineTechniqueandEquipmentNo．5在用压力管道检测中红外热成像技术的应用赵烨，方正中，李震(衢州市特种设备检验中心，浙江衢州324002)摘要：根据红外热成像技术的工作原理，模拟设计了在用压力管道管壁存在局部减薄的缺陷条件下及不同工况条件下应用红外热成像技术进行检测的试验装置，并根据试验中所得到的有关数据，分析了影响检测灵敏度的相关因素。关键词：红外热成像技术；压力管道；热辐射；局部减薄中图分类号：TG115文献标识码：B文章编号：1004—9614(2008)05—0025—03Applicationoft

2、heInfraredThermalImageryTechnologytoConduitunderExaminationZHAOYe，FANGZheng-zhong，LIZhen(QuzhouSpecialEquipmentTestingCenter，Quzhou324002，China)Abstract：Basedontheprincipleofinfraredthermalimagingtechnology，anexperimentationdeviceisdesignedwiththeinfra-redthermalimagingtechnologyunderthecon

3、ditionofalocally·thinningwallcontainedinconduitandunderotherdiferentcircum—stances．Inaddition，relevantfactorswhichinfluencethesensitivityofthedeviceareresearchedandaprimaryanalysisaccordingtostatisticsobtainedinexaminationisoffered．Keywords：infraredthermalimagingtechnology；conduitunder；ther

4、malradiaiti0n；locally—thinning1红外热成像技术的原理均质体(无缺陷)能热流方向根据热力学理论，凡是绝对温度在0K以上的物体，都；布会因物质内部的分子运动而热辐射出红外线。根据物体的这7一fl1f一特性，通过红外探测器可以将物体辐射的功率信号转换成『1『1『电信号。红外热像仪就是通过这种非接触方式探测物体红外能量(热量)，并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图2无缺陷物质的热辐射线能量分布图图像和温度值，并可以对温度值进行计算的检测设备，见图1。量分j一●●-III红外线f，I『r‘}rr●IlI图1红外成像技术原理图)1．．、1I，＼／『1，

5、任何温度高于0K的物体都是热辐射源，当物体内部存在『能1，J，『1布缺陷时，它将改变物体的热传导强度，引起物体表面温度分布图3存在隔热型缺陷物质的热辐射线能量分布图发生变化，红外检测仪可以测量表面温度分布变化，探测缺陷、的位置。I，耋雾嚣一红外热成像技术的特点：探测器焦距20cm～无穷远，适用f}。‘I一。_r。『'‘叶IT一T，I}I+I(于非接触大面积的遥测；探测器只响应红外线，故白天、黑夜均1吊，．／＼f1／l＼’可以工作；红外热像仪温度分辨率高达0．02—0．1oC，探测变{＼●●‘+●I嘉i能布化温度的精度高；测温范围为一50—2000℃，应用领域宽；摄像速度1～3

6、O帧／S，可作静、动态目标温度变化的探测。图4存在导热型缺陷物质的热辐射线能量分布图从图2一图4中可见，热流注入是均匀的，对无缺陷的物2物体表面热辐射能量情况分析体，正面和背面的热辐射能量分布基本上是均匀的，如果物体红外线是由物质热辐射产生的，其热辐射能量的大小，与内部存在缺陷，在缺陷处热辐射能量分布将发生变化。对于隔物体表面的温度有关。当物体表面存在不均匀性(可称为缺热性的缺陷，正面检测方式，缺陷处因热量堆积呈“热点”(见图陷)时，其表面热辐射能量的大小也是不一样的，物体表面热辐3)，背面检测时，缺陷处则是“冷点”；而对于导热性的缺陷(如射能量分布的变化见图2一图4。图4)

7、，正面检测时，缺陷处的温度是“冷点”，背面检测到缺陷收稿日期：2008一O5—23收修改稿日期：2008—06—22处的温度是“热点”。PipelineTechniqueandEquipmentSep．20083红外热成像技术检测的对象在压力管道中，气孔、夹渣、根部未焊透、未熔合和裂纹等缺陷均为隔热性缺陷，而局部减薄、未填满、单面未焊透、夹钨和咬边等缺陷为导热性缺陷。气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹、未填满、夹钨和咬边等缺陷一般可以认为是在焊接中所产生的，可通过射线、超声波和涡流检测等手段在安装过程中及