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采用红外热像仪对石油化工设备进行状态检修 摘要:随着中国工业化进程的加快，机动车数量的快速增长，石油化工工业对整个国民经济的支撑作用日愈凸现，对石油化工设备的安全性能和节源降耗提出了越来越高的要求，同时也为对其提供检测与维护设备的制造商带来了机遇和挑战。红外热像仪作为一种先进的检测工具正在石油化工工业的安全运行方面发挥着日愈巨大的作用。本文将着重对石化设备状态检测技术所涉及到的一些相关概念、理论、经济性方面的问题作一些初步的探讨。 关键词: 石油化工 状态检修 红外热像仪 温度 一．引言 在石油化工行业打破垄断、鼓励竞争的形势下，从石化集团到各生产企业都对设备的安全运行和节源降耗提出了更高的要求。要使企业具有较强的竞争力，就必须用最低的成本生产出高质量的产品。为什么发达国家生产同样的产品能耗往往比我们国家低?这是因为他们更加重视用科学手段来管理设备的运行与维护。使设备的运行始终处于最佳状态，并且尽可能延长其使用寿命。 红外无损检测技术就是一种国外常用的被称为预知性维护(或状态检修)的有效手段。在电力行业(火电站的部分设备除外)设备发热造成表面温度升高往往是故障的先兆。研究表明电力设备的故障95%的表现形式是发热。因此，红外热像仪就很自然的成为了检查电力设备工作状态的“火眼金睛’，。在石油化工行业，除一些动力设备外，大部分设备都需要加热使其达到某个特定温度才能正常工作。这个温度远远高于电力设备发热的温度，并且石化设备还要经常经受各种化学物质的腐蚀，有的设备还需要在高压状态下工作，因此更需要采用热像仪做检测，尽早发现隐患， 排除故障，创造一个安全高效的工作环境。另外，对于需要在高温下工作的设备往往需要做保温和隔热处理，它的好坏直接影响到能源的消耗和产品的质量。能够对温度场分布进行分析的红外热像仪无疑是一种理想的工具。 状态检修技术最重要的一点就是要知道被测设备的“状态”，要了解是否有热腐蚀、氧化、弯曲、鼓胀、渗碳、热疲劳开裂、蠕变开裂等现象的出现;而这些现象的出现往往会使设备的表面温度过高，温度分布不正常，采用红外热像仪做现场检测和热图像的分析比较相结合，确定设备是否已到寿命，是否必须更换或维修。而不是按照传统的定期更换或维护的方式做设备维护。这种方式对延长设备的使用寿命，增加安全运行时间，最终降低生产成本均有非常重大的意义。 上世纪8 0年代中期，石油化工总公司从国外引进了数台红外热像仪分别用于茂名石化公司、长岭炼油厂、乌鲁木齐石化总厂、齐鲁石化公司、扬子石化公司等，在生产实际中取得了巨大的经济效益，也在石化行业中起到了示范作用。 二．红外热成像测温的基本原理 1. 物体的红外辐射特性 红外线是指波长比红色可见光更长的那些电磁辐射，在整个电磁辐射的范围内处于可见光和微波之间。任何物体在任何情况下，只要它的温度高于绝对零度(约零下273℃)都在不断的发射出电磁波。只不过人的眼睛对这些波长热辐射不敏感而无法看到它，依靠热像仪就能看到这些热辐射，并进一步实现成像测温。 物体的温度越高，它所发射出的电磁波的能量就越大，而且能量最高的峰值波长就越短。太阳的表面温度是6000K，它的峰值波就处在可见光的范围内，这就是为什么我们白天可以看到物体和物体的颜色的原因，因为我们看到了这些物体反射的太阳光。一般物体在没有加热时辐射的峰值波长大约在十微米，是不可见的远红外。 红外热像仪所看到的图像不是彩色的，因为热像仪所探测到的辐射己经不在有彩色的可见光范围之内，它只是将物体所发射出的强度不同的红外辐射转换成明暗不同的电视信号显示在屏幕上，看上去很像是黑白电视的图像。在工业用热像仪中，为了在温度测量时更加直观，一般都采用了伪彩色的处理方法，使原来黑白色的热图像变成为彩色。这不是物体本来的彩色，它所代表的只是物体各部分的温度不同，所发射出来的红外辐射的强度不同而已，经过测温标定后便可以显示出物体的温度。 2. 红外热像仪的组成 红外热像仪的核心是红外探测器，它的作用是将来自目标和背景的红外辐射能量转变成为电信号。这个能量的转化过程是红外热成像技术的关键所在，也是它区别于其他成像技术，特别是可见光成像技术的基础。从早期的美国军用通用组件热像仪正式装备部队至今已有二十多年了，随着热像仪技术的不断发展，己经从以32元，60元或120元磅福汞(MCT)光导型探测器为代表的第一代热像仪，发展到了以288X4磅福汞光伏型焦平面(FPA)探测器为代表的第二代军用热像仪，近年来由于中波凝视型探测器的逐步成熟，为MCT或ZnSb为主流的第三代制冷型热像仪也开始在发达国家的军队中得到应用。同时近期随着非制冷热 探测器技术的出现，以氧化钒(VOx)或多晶硅(A-Si)材料为主的第三代非制冷凝视型焦平面(UFPA)微测热辐射计(M